本课题组已初步获得了能耐温85℃以上，耐矿化度100g/L以上，能用于高温高盐油藏驱油的非线型丙烯酰胺共聚物，但这种聚合物的临界缔合浓度较高(≥1g/L)。本论文拟通过合成不同链长的耐温抗盐表面活性大单体SMAn(n=4，20)，获得含有不同支链长度的共聚物PSAn，以降低驱油剂的临界缔合浓度，减少驱油剂的用量，降低驱油成本;对PSAn的溶液性能、驱替性能以及在石英砂表面的吸附性能进行了研究;深入系统地研究了PSAn在纯水和盐水溶液的疏水缔合机理、微观缔合结构和分子链的尺寸大小，揭示了非线型共聚物分子结构、超分子缔合结构与性能之间的相互关系。
　　在30℃时，PSA4和PSA20在纯水中的临界缔合浓度分别为0.8和0.5g/L;在70g/LNaCl溶液中的临界缔合浓度分别为0.5和0.3g/L，而且它们在盐水中的粘度反而明显高于纯水中的粘度。PSA4和PSA20在盐水中均显示了强的增粘能力和独特的两次盐增稠效应，PSA20的增粘能力更强。在0～110g/LNaCl溶液中，当NaCl浓度为70和100g/L时，两种共聚物溶液的表观粘度均先后两次达到了最大值，2g/LPSA4在70和100g/LNaCl溶液中的粘度分别为835.8和741.8mPa·s，2g/LPSA20在同样两种盐浓度下的粘度分别为1019和829.8mPa·s。而在0～160g/LCaCl2溶液中，2g/LPSA4和PSA20均在CaCl2浓度为140g/L时出现明显的盐增稠效应，溶液的表观粘度分别为865和1089mPa·s。PSAn在70g/LNaCl溶液中均在25～30℃范围内表现了热增稠现象，而它们的纯水溶液在25～80℃范围内均没有表现热增稠行为。共聚物PSAn溶液也显示了良好的表、界面活性，而且PSA20具有比PSA4更好的表、界面活性。1g/LPSA20在水溶液和70g/LNaCl溶液中的表面张力分别为27.51和22.02mN/m，界面张力分别为1.97和0.07mN/m。
　　论文模拟中原油田某区块的高温高盐油藏条件（80℃，总矿化度120g/L），通过不同聚合物浓度在渗透率为65-90（10-3μm2）范围内的渗流实验，结果表明，在0.3-1g/L的低聚合物用量范围内，均取得了较高的阻力系数和残余阻力系数，分别大于14和3.5。从0.8g/LPSA20在渗透率范围为75-340(10-3μm2)间的渗流曲线可以看出，在中渗透率范围内，PSA20均取得了较高的阻力系数和残余阻力系数，分别大于14和3。从PSA20和HPAM注入性能比较可以看出，PSA20在多孔介质中的阻力系数和残余阻力系数均明显高于HPAM，这表明非线型聚合物PSA20比线型HPAM具有更好的降低水油流度比和高渗透层水相渗透率的能力。驱油效率实验结果表明，该聚合物驱的采收率在水驱的基础上再提高了12.5％，这显示了PSA20在高温高盐油藏中具有广阔的应用前景。PSA20在石英砂上的静态吸附实验表明，当液固比为10mL/g时，吸附量已经达到平衡;吸附量随初始浓度的变化具有典型的朗格谬尔型等温吸附曲线特征;当吸附时间为24h，PSA20吸附量趋于稳定;随着温度的升高，聚合物PSA20在石英砂表面上的吸附量减小，这与文献报道的线型HPAM的变化过程相反;随着矿化度的增加，PSA20的吸附量先增大再减小，最大吸附量为923.31μg/g。
　　以芘作探针，采用紫外光谱和荧光光谱相结合的方法研究了PSAn溶液疏水微区的微环境。在纯水和70g/LNaCl溶液中，随着聚合物浓度的增大，吸光度(A)增大，I1/I3值减小，Ie/Im值增大。在不同NaCl浓度溶液中，当CNaCl为70g/L时，A和Ie/Im值均最大，I1/I3也较大，这揭示了PSAn的盐诱导增粘机理，此时缔合结构变疏松，水化尺寸最大，缔合体的数量最多，溶液出现了第一次盐增稠;当CNaCl为100g/L时，PSA4和PSA20的A出现了第二次峰值，I1/I3均最小，Ie/Im值仍较大，这说明因大量的Na+与分子支链上C-O键发生的络合作用加强了分子间的缔合作用，又形成了大量水化尺寸大、缔合强的缔合体，出现了第二次盐增稠。在整个CaCl2浓度范围内，2g/LPSA4和PSA20溶液的A值分别迅速增加到2.36和2.78，这些值比同浓度的NaCl溶液更高，然后一直到140g/LCaCl2，A值缓慢增加。1.5g/LPSA4和PSA20在70g/LNaCl溶液于20-80℃范围内，溶液的A值、Ie/Im均持续增加，I1/I3值表现为不规则的波动型变化;1.5g/LPSAn在140g/LCaCl2溶液不同温度下吸光度表现了与在NaCl溶液中相似的变化过程。
　　动态光散射法研究结果表明，聚合物在纯水和30g/LNaCl中，流体力学半径（Rh）丰要分布在单分子区和小缔合体区，0.6g/LPSA20的Rh分布在27.77-40.39nm和小缔合体区180.93-263.21nm两个区。在70g/LNaCl溶液中，1.2g/LPSA20的Rh分布在单分子区30.99-57.93nm、小缔合体区249-574.63nm和大缔合体区872-1630.52nm。在相同的PSA20浓度下，70g/LNaCl溶液中的平均流体力学半径（Rh）均高于30g/LNaCl溶液和纯水，0.5g/LPSA20在70和30g/LNaCl溶液以及纯水中的Rh分别为201.9、133.7和162nm。1g/LPSA20在不同NaCl浓度溶液中，当NaCl浓度为70g/L时缔合体的Rh最大，使得其溶液粘度最大。采用静态光散射法和Berry拟合得到PSA20的重均分子量Mw为6.75×106g/mol，回转半径为189nm，第二维利系数A2为8.6×10-5cm3(.)mol/g2，这说明非线型PSA20在盐水中具有良好的溶剂化作用和比超高分子量线型HPAM更高的回转半径。采用原子力显微镜观察发现，PSA20表面形成了独特的棒状缔合结构，且随着聚合物浓度的增加，棒状缔合结构变得更加紧密和整齐，说明PSA20分子链在溶液中构象伸展。