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低温高压的油气运输管道中形成的水合物会阻碍液体的流动，严重时甚至会造成管道堵塞引发安全事故。向管道中连续的注入水合物抑制剂是防止发生水合物堵塞的有效方法。目前油气开采正逐渐向深海领域发展，动力学抑制剂(KHIs)在高过冷度条件下可能不再适用。当管道中允许水合物小颗粒存在时，防聚剂(AAs)成为解决水合物堵塞的最佳选择。防聚剂具有用量少、承受过冷度高的优点，特别适合用于深海油水混输管路的水合物防治。季铵类物质是典型的水合物防聚剂，由Shell公司在1993年首次提出，之后一直成为研究的热点。本文研究了月桂酰胺丙基甜菜碱(LAB-30)和十二烷基二甲基苄基氯化铵(DDBAC)两种具有季铵结构的防聚剂在油水体系内的防聚效果，及防聚剂存在条件下水合物的微观结构，并结合宏观和微观的实验结论对防聚剂的作用机理进行了分析，为水合物防聚剂的开发和应用提供一定的理论基础。通过本文研究，主要取得以下成果: (1)在高压釜中测试了LAB-30和DDBAC对油水体系内水合物生成动力学的影响。LAB-30和DDBAC的添加浓度均为0.18、0.35和0.52wt％，LAB-30组初始实验压力分别设置为6、8和10MPa，DDBAC组初始实验压力设置为8、9和10MPa。实验结果表明:LAB-30减小了水合物生成的诱导时间，提高了水合物的生长速度以及增加了耗气量;DDBAC表现出对水合物生长速度的抑制，同时减少了耗气量。十二烷基硫酸钠(SDS)作为对照，其在油水体系内对甲烷水合物生成过程的影响与纯水体系基本一致，表现为对生成速率的极大促进，同时增加了气体消耗量。 (2)通过带扭矩传感器的高压釜对LAB-30和DDBAC的防聚性能进行了评价，实验初始压力统一设置为10MPa，添加浓度为0.18、0.35和0.52wt％。实验表明:无防聚剂添加情况下，在水合物快速生成阶段扭矩有较大幅度的上升，存在一定的堵塞风险。LAB-30的添加浓度在0.35wt％或以上时具备防聚效果，整个过程扭矩基本保持不变，没有明显上升。DDBAC添加浓度为0.52wt％时，同样具备防聚效果。SDS添加浓度为0.18wt％时，生成的水合物较为松软，水合物快速生成阶段扭矩没有大幅度的升高。 (3)通过拉曼光谱、X-射线衍射和冷场扫描电镜研究了LAB-30的添加对油水体系内水合物结构特征的影响。实验结果表明:正辛烷-水-LAB-30体系内生成的为Ⅰ型水合物，且晶型结构没有受到影响。LAB-30的添加对甲烷在Ⅰ型水合物大小笼中拉曼位移峰的位置没有影响，但改变了甲烷在大笼中的绝对占有率。微观和宏观实验结论分析认为防聚剂可能会吸附在水合物表面，使水合物颗粒可以稳定的存在于油相当中，同时减少了水合物颗粒之间的粘附力。造成的实际结果是水合物以米粒大小的形状存在于油相当中。