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随着油藏的长期水驱开发,油藏特征及环境不断变化,使得其开发矛盾更为复杂。尤其对于地层深处的高温油藏,现有的调剖剂很难达到现场施工要求。因此为了达到油田压裂开发的高可靠和高稳定性以及调剖剂高性能方面的要求,急需研制与高温油藏条件相匹配的感温膨胀功能凝胶调剖剂,实现其在油藏开发作业中的“调剖智能可控”。本文以丙烯酰胺(acrylic amide),丙烯酸(acrylic acid)系共聚物为基础功能凝胶材料,辅以特定的具有感温功能的聚合物材料,采用逐层组装技术、微流体技术、离子凝胶化方法以及反相微乳液聚合法制备出一系列具有感温功能的、凝胶堵水智能可控的复合凝胶调剖剂。且调剖剂的吸水速率、吸水倍率、热稳定性、耐盐性以及耐老化性能等都可以通过改变感温聚合物材料的用量和种类实现调控。并研究了在模拟油藏地层环境条件下凝胶调剖剂的吸水倍率随时间、温度以及矿化度变化的规律。主要研究内容和研究结果如下:(1)将我们实验室改进的微流体技术和乳液聚合方法结合起来,借助油包水(W/O)乳液技术,以液滴为“微反应容器”并通过自由基聚合使液滴固化,制备了P(AA-AM)凝胶颗粒。然后利用逐层组装技术和海藻酸钠(sodium alginate)与氯化钙(CaCl2)溶液可以发生离子凝胶化反应这一特性,在P(AA-AM)凝胶颗粒表面包覆一层海藻酸钙薄膜制备出具有核-壳结构的凝胶颗粒调剖剂P(AA-AM)@SA。通过SEM、FTIR、TGA等对其结构和形貌进行了表征,并研究了在模拟油藏地层环境的条件下凝胶调剖剂的吸水倍率随时间、温度以及矿化度变化的规律。结果表明:当包覆的海藻酸钙膜的浓度为2%时,所制备的凝胶颗粒有较好的感温特性和较高的吸水倍率、较好的耐盐性和热稳定性。(2)利用逐层组装技术,将无机粒子二氧化硅(SiO2)和有机聚合物结合起来。借助反相乳液聚合和溶液聚合法将丙烯酸和丙烯酰胺系共聚物以及海藻酸钠(SA)逐层包覆在SiO2表面,制备出具有核-壳结构的无机/有机凝胶微球调剖剂P(AA-AM-SA)@SiO2,之后将其放入氯化钙(CaCl2)的乙醇溶液中对其进行改性。制备的凝胶微球不仅具有无机SiO2粒子承压强度高和分散性好的特点,并且具有有机聚合物的溶胀变形能力。通过SEM、FTIR、TGA等对其结构和形貌进行了表征,并研究了在模拟油藏地层环境的条件下凝胶调剖剂的吸水倍率随时间、温度以及矿化度变化的规律,结果表明:当m(SA):m(AA+AM)为30%时,凝胶微球的吸水性能最佳,且有较好的感温特性,并且制备的凝胶微球调剖剂有较好的耐盐性能和热稳定性。(3)利用逐层组装技术,将反相乳液聚合和沉淀聚合法相结合,以二氧化硅、丙烯酰胺和丙烯酸为原材料,十八烷基二甲基烯丙基氯化铵(C18DMAAC)为感温功能单体材料设计并成功制备出了具有多层组装结构的凝胶微球调剖剂P(AA-AM-C18DMAAC)@SiO2。通过SEM、FTIR、TGA等对其结构和形貌进行了表征,并研究了在模拟油藏地层环境不同温度下P(AA-AM-C18DMAAC)@SiO2中C18DMAAC用量对凝胶微球吸水倍率的影响,结果表明:当m(C18DMAAC):m(P(AA-AM)@SiO2)为1.25:1时,制备的凝胶微球的吸水性能最佳且有较好的感温特性。因为引入的单体C18DMAAC是含长烷基链的阳离子单体,制备的聚合物常温表现出疏水性,高温表现出亲水性,为功能性感温吸水材料,所以制备的聚合物凝胶微球调剖剂在不同的温度条件下具有吸水性能的温度敏感性,同时兼备一定的耐盐性和稳定性。(4)利用反相微乳液聚合法,以丙烯酰胺和丙烯酸共聚物为基础堵水调剖材料,十八烷基二甲基烯丙基氯化铵为感温单体材料以及苯乙烯(styrene)作为辅助聚合单体材料,设计制备了新型感温聚合物凝胶微球调剖剂HWSP(Hydrophobic Water-Soluble Polymer)。采用SEM,FTIR等对其结构和形貌进行了表征,并研究了在模拟油藏地层环境条件下凝胶调剖剂的吸水倍率随时间、温度以及矿化度变化的规律,探究了凝胶调剖剂的黏度随时间变化的规律。结果表明:当苯乙烯含量为0.25 g,m(C18DMAAC):m(AA+AM)为1:5时,此时制备的聚合物凝胶微球调剖剂的吸水性的感温特性最好且吸水性能最佳,因为单体材料C18DMAAC的加入使得其有较好的稳定性,且功能单体苯乙烯的加入提供了刚性基团所以制备的HWSP有较好的耐盐性和耐老化性能,适合高矿化度的油藏环境中。