三元复合驱是油田开采后期为提高原油采收率而提出的一种全新的三次采油技术,目前正处于矿场试验阶段。三元复合驱现场试验中发现,在抽油杆、套管、潜油电泵入口等处出现结垢现象。垢的存在影响了生产效益及三元复合驱技术的进一步推广。本论文针对这一现象进行大量实验研究,总结出不同条件下的硅离子结垢情况,提出了硅垢的形成机理,为防垢技术的研究奠定了理论基础,为三元复合驱采油技术的成功应用提供了有力的保障。以大庆杏北油田的地质情况为例,本论文研究了在油田开采过程中,三元采出液与地下岩石的相互作用,分析了三元复合驱硅结垢的物理、化学过程,提出了三元复合驱采油过程中硅垢的形成机理。本论文以模拟地层矿化水配制的硅酸钠溶液体系为对象,根据现场实际情况确定了不同的研究体系(高浓度硅体系、中浓度硅体系、加入钙、镁离子的低浓度硅体系、加入钙、镁离子及聚丙烯酰胺的低浓度硅体系、加入钙、镁离子及表面活性剂的低浓度硅体系、加入钙、镁离子、聚丙烯酰胺及表面活性剂的低浓度硅体系)。在室温条件下,通过电镜及光学显微系统,观察了硅垢的形成过程及其形态,研究了各体系中硅结垢过程的形貌学。形貌学研究结果表明,不同条件下生成的垢样形态各异。硅垢主要是以球型颗粒聚集的絮状沉淀;聚丙烯酰胺和表面活性剂存在下,硅垢形态呈片状或块状。根据三元复合驱的现场试验条件,设计了室内模拟实验。通过硅钼黄法确定了各种条件(不同温度,不同pH值,不同浓度的钙、镁、铝离子、不同浓度的聚丙烯酰胺和表面活性剂)下,可溶性硅离子的平衡浓度;研究了各种可能因素对成垢过程的影响;并定性地考察了橡胶对铁摩擦、铁对铁摩擦产生的摩擦力对硅垢形成的影响。通过各项研究,确定了主要影响因素为钙、镁离子的存在和摩擦力的作用。为了对实验结果进行分析,确定室内模拟生成垢样的晶型及组成,与理论依据进行校验,明确试验区的结垢情况,本论文采用化学分析,并借助FTIR、XRD、TG/DTA、AAS等分析手段对不同条件下生成的垢样进行了测试和表征,得出了与理论分析相一致的结论。