油田回注水中的细菌会腐蚀设备及管线、恶化回注水水质并堵塞地层,水处理药剂会被细菌降解并影响处理效果。使用杀菌剂是针对此问题的最常用手段,但是由于细菌产生抗药性,加上污水中残余油、聚合物、悬浮物等共同影响,会降低杀菌剂的杀菌效果,同时增加了杀菌剂的研究难度。本课题结合胜利油田含聚污水的特征,研制和聚合物不发生聚沉反应、适用于含聚污水的杀菌剂,提高含聚污水杀菌效果。同时,采用实验与模拟相结合的方法对杀菌剂的杀菌机理进行研究,为杀菌剂的研究提供一定的理论依据。本文设计并制备出3种杀菌剂:磷酸酯甜菜碱杀菌剂、甲硝唑季铵盐杀菌剂以及硫酸酯季铵盐杀菌剂。并通过元素分析、傅里叶变换红外光谱表征、核磁共振氢谱以及飞行时间质谱对所制备的杀菌剂进行了结构表征。通过考察3种杀菌剂对含聚污水浊度以及粘度的影响,探究了杀菌剂结构与其配伍性之间的关系。采用绝迹稀释法测定杀菌剂的杀菌效果,得到不同结构杀菌剂与杀菌效果之间的关系。采用粗粒化分子动力学模拟的方法对3种杀菌剂进行模拟,通过分析得到杀菌剂与细菌之间的相互作用机理,并利用QSAR方法探讨了杀菌效果与杀菌剂分子结构之间的关系。结果表明,所设计制备的3种杀菌剂对含聚污水的浊度和粘度无影响,配伍性良好;3种杀菌剂都具有较好的杀菌效果,其中甲硝唑季铵盐与硫酸酯季铵盐的杀菌效果更好,能够很好的控制硫酸盐还原菌(sulfate-reducing bacteria SRB)的数量,使之达到油田控制标准;粗粒化分子动力学模拟结果表明,虽然3种杀菌剂分子中均有带正电的基团,并且细胞膜朝向外部的头基带负电荷,但是进攻细胞膜的主要是杀菌剂分子中的烷基而非带正电的基团;QSAR模拟结果表明,磺酸基有利于提高杀菌指数,为杀菌剂的进一步开发提供了指导。