天然气水合物引起的管线堵塞问题长期困扰着油气的生产和输送,水合物颗粒间的粘附力是造成水合物聚集并堵塞管道的关键因素。添加抑制剂是解决水合物堵塞最有效的方法,以可靠的水合物粘附作用及生长机理指导抑制剂开发具有重要作用。本文利用显微操控法研究盐类、环状抑制剂和线型抑制剂等几种抑制剂对水合物颗粒粘附力及水合物形貌的作用机理,主要研究成果如下：1.测量了不同浸入时间、接触力、温度、NaCl浓度和不同介质条件下四氢呋喃(THF)水合物颗粒的粘附力。结果表明浸入时间对粘附力没有显著影响；粘附力随温度的增大呈线性增大；粘附力随接触力的增大而增大。在介质为癸烷时,粘附力随NaCl浓度的增大呈对数型增大。当介质为1wt%span85+99wt%癸烷或1wt%span80+99wt%癸烷,NaCl浓度为1×10-1mol/L时,测得的粘附力接近零,表明NaCl与span85或span80联合使用能显著降低粘附力。NaCl单独使用时,不能改变水合物颗粒形貌,但是当NaCl和span85和span80联合使用时,可以使水合物颗粒表面变得粗糙。2.研究了环状抑制剂对水合物颗粒粘附力及形貌的影响,结果表明,商用抑制剂PVP能增大粘附力,PVCap在低浓度能降低粘附力,但随着浓度的增大,降粘效果不明显；而本实验室合成抑制剂PVPP和PVPC都能显著降低粘附力。当PVPP浓度为大于2.0wt%时,粘附力降低幅度超过70%；在添加浓度为0.5%-3.0%时,PVPC降低粘附力超过40%。没有添加抑制剂的THF水合物颗粒表面较光滑,PVPP能够使颗粒表面变得粗糙和颗粒轮廓线曲折,使两个颗粒接触时实际有效接触面积变小,从而降低粘附力。3.考察了线型抑制剂作用下水合物颗粒粘附力的大小,结果表明,包括十二烷基三甲基氯化铵在内的三种线型抑制剂都能显著降低粘附力,并且随浓度的增大,粘附力逐渐降低。当三种线型抑制剂添加浓度为2.0wt%时,粘附力测量值约为0.006N/m,接近为零,可见线型抑制剂都具备较好降粘性能。线型抑制剂能使水合物颗粒表面变得粗糙,减小水合物颗粒间的有效接触面积,从而降低粘附力。4.研究了五元至七元环的环状抑制剂对水合物生长形貌及生长速度的影响,结果表明,在不同环状抑制作用下,水合物晶体生长形貌有重要差别。没有添加抑制剂的THF水合物晶体呈均匀的薄片状生长；含PVP的水合物晶体呈羽毛状晶体生长；含PVPP的水合物生长类似棕榈树状；含PVPC的水合物晶体的生长类似含羞草状；而含PVCap的水合物晶体则类似杂草状生长。THF水合物晶体在本实验室合成的抑制剂PVPP和PVPC作用下在生长界面只有一个生长位点,而含商用抑制剂PVP和PVCap的THF水合物晶体生长位点布满生长界面,说明本实验室合成抑制剂比商用抑制剂能更有效抑制水合物晶体的生长。没有添加抑制剂时,THF水合物晶体的生长速度为0.00498mm3/s,添加PVP, PVPP, PVPC和PVCap后,生长速度分别为0.00339mm3/s,0.00350mm3/s,0.00386mm3/s和0.00426mm3/s。说明环状抑制能减小THF水合物晶体的生长速度,并且对生长速度的减小的程度随着环数的增加而逐渐减小。