摘要：油水井结垢是我国油田注水后期存在的普遍性问题。而碳酸钙垢是系统中垢的主要组成部分。本实验研究在实验室模拟条件下，研究聚丙烯酰胺（HPAM）的浓度、pH值、温度对碳酸钙形成的影响。
1 实验仪器与药剂
DGG-9023A型电热鼓风干燥箱、电子天平、恒温水浴槽、回旋振荡器、无水CaCl2、NaHCO3、EDTA、KOH、NaOH、HPAM和钙试剂等。
2 实验方法
分别往两个250mL锥形瓶中加入一定浓度的NaHCO3溶液和CaCl2溶液，然后加入HPAM溶液，加入蒸馏水至200mL，摇匀。将两个锥形瓶密封放置在实验设定温度下的恒温水浴中预热30min后取出，将两个锥形瓶中溶液迅速混合密封，放入回旋振荡器中振荡40min，然后将锥形瓶放在同一温度恒温水浴中恒温8h。将反应溶液放至冷却后过滤滴定，计算溶液中剩余钙离子浓度。以蒸馏水代替HPAM制备的溶液作为空白样。
3 实验结果
3.1 HPAM的浓度对碳酸钙形成的影响
向反应体系中加人HPAM溶液，浓度分别为100ppm、300ppm、500ppm、800ppm、1000ppm，实验结果如图1。
从图1中可以看出，溶液中剩余钙离子的浓度随着加入HPAM浓度的升高而先升高后降低并在HPAM浓度为300ppm时出现较大值。
3.2 HPAM溶液的pH值对碳酸钙形成的影响
加入浓度为300ppm的2000万分子量HPAM，用10%NaOH和1：1HCl将混合后溶液的pH值调节为7（空白样不调节pH=7）、8、9、10、11、12并在60℃条件下反应8h。冷却后过滤，滴定溶液中剩余钙离子浓度，实验结果如图2。
从图2可以看出，pH值增加，溶液中剩余钙离子浓度逐渐降低。实验数据证实，随着pH值的增加，在一定程度上促进了钙离子以沉淀形式存在。空白试验的趋势也是溶液中剩余钙离子浓度随着pH值的增加而减小，这也说明了：因为钙离子与氢氧根离子生成氢氧化钙絮状沉淀，所以在碱性条件下绝大多数的钙不以离子形态存在。两者差值也证明HPAM对碳酸钙生成的影响也随着pH值的增加而减小。
3.3 HPAM溶液的温度对碳酸钙形成的影响
向反应体系加入浓度为300ppm的2000万分子量的HPAM并分别设置水浴温度为40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃并反应8h，同时我们也选取了以蒸馏水代替HPAM的空白组作为比对，实验结果如图3。
从图3可以看出，HPAM组溶液中剩余钙离子的浓度随着温度的升高而降低，在50℃和60℃时下降较缓慢；空白组溶液中剩余钙离子浓度随着温度的升高而持续降低直至反应完全（即溶液中剩余钙离子浓度接近0时为止）。两者的差值也可以看出温度越低，HPAM对碳酸钙的生成影响越大。
4 实验结论
HPAM的加入可对油水井系统中碳酸钙垢生成产生影响。较好的条件是：pH值的为7、温度为40℃、HPAM浓度在300ppm时，碳酸钙结垢较少，较利于油水井系统防垢。
