近年来,我国加大了煤层气开发的力度,但在开发中遇到了很多技术难题,结垢问题就是其中之一,它不仅增加了生产成本,还严重影响了煤层气的正常生产。挤注防垢技术由于其能系统解决近井地带及井筒内的结垢而且具有防垢有效寿命长等优点,目前在国内外油田应用广泛,但应用于煤层气开发还鲜见报道。因此,针对煤层气储层低渗及憎水而亲油的特征,以筠连浅层煤层气区块作为研究对象,在现场结垢调查的基础上,合成适用于煤层气储层的挤注防垢剂,确定了最佳的合成条件,进行了结构表征,并对其防垢性能、配伍性能和吸附滞留性能进行了评价及作用机理分析。本文对筠连浅层煤层气区块进行了现场结垢调查,结果表明结垢多发生在井筒中,垢样中主要成分是以碳酸钙为主的无机盐及以氧化铁和硫化亚铁为主的腐蚀产物,区块气井采出水多属于重碳酸氢钠型,采出水矿化度和成垢离子浓度较高,结垢原因与水质、温度和压力、pH值、管材质量及日产水量等因素有关。使用SSP2010结垢预测软件对区块采出水进行了结垢趋势预测,结果表明区块大多数SI>0,存在严重的碳酸钙结垢趋势。针对挤注防垢剂要求防垢性能优良、吸附滞留性能好及易监测的特点,选用以丙烯酸(AA)、丙烯酸丁酯(BA)和次亚磷酸钠为原料,采用溶液聚合法合成三元共聚煤层气挤注防垢剂LPB。通过对其防垢效果进行评价,确定了最佳合成条件:BA/AA质量比为5%,次亚磷酸钠用量3%,引发剂过硫酸铵用量1.4%,反应温度75℃,反应时间5h,并用红外光谱和核磁共振波谱对LPB进行了结构表征。以区块YSL204-1井为例,从加量、温度、pH值等方面讨论了 LPB的防垢性能,并研究了 LPB与气井采出水的配伍性。实验结果表明:在区块采出水及地温条件下LPB的防垢性能优良,当温度为45℃加量为20mg/L时,防垢率达91.51%;LPB防垢效率随着温度的升高而降低;在区块采出水pH值7～8的范围内表现出较好的防垢性能:结合扫描电镜从螯合吸附、凝聚分散和晶格畸变三个方面分析了 LPB的防垢机理;LPB与YSL204-1气井采出水配伍性良好。采用将防垢剂中的有机膦转化成无机磷酸盐,再利用可见分光光度计检测无机磷酸盐的方法来监测防垢剂的浓度,通过与膦基聚丙烯酸钠PAAS进行对比,结合区块储层条件,从静态表面吸附和动态吸附解吸两个方面对防垢剂LPB在筠连区块煤岩上的的吸附滞留性能进行了评价。结果表明:LPB和PAAS在煤粉上的吸附符合Langmuir规律,LPB的静态吸附量大于PAAS;随着温度的升高LPB和PAAS在煤粉上的静态吸附量有所降低;LPB和PAAS在煤粉上的静态吸附量随着氯化钠含量增大而增大,到一定程度不再增加;相同条件下,LPB在煤岩上挤注寿命是PAAS的1.73倍;增加初始注入浓度对增大LPB在煤岩上的挤注寿命作用有限;气井日产水量越大,LPB挤注寿命越短。与传统防垢剂聚丙烯酸钠相比,LPB分子链中同时引入了疏水基团和膦基团,使得LPB不仅易监测、防垢效果优良,而且具有较长的挤注寿命,应能够有效地阻止煤层气井中的碳酸钙结垢,进而延长煤层气井检泵时间,降低开采成本,对今后煤层气挤注防垢剂的发展具有一定的指导意义。