聚丙烯酰胺凝膠微球的制備與性能研究.pdf

1、本課題主要應用在石油開采領域，具體涉及非均質(zhì)性強、高含水、大孔道發(fā)育的油田深部調(diào)剖。目前水驅(qū)油藏普遍存在高含水、水竄及注入水無效循環(huán)等問題;一些傳統(tǒng)調(diào)驅(qū)技術多受油藏和地質(zhì)條件的限制。新型聚合物凝膠微球調(diào)驅(qū)劑在外力作用下能夠變形運移到地層深部，改變后續(xù)注入水流向，提高波及面積、改善水驅(qū)開發(fā)效果，提高采收率。
　　本文采用兩種方法制備不同粒徑范圍的聚丙烯酰胺凝膠微球，首先，分別通過反相乳液聚合和分散聚合制備了粒徑范圍在500 nm-5

2、μm和5μm-15μm的聚丙烯酰胺微球。論文重點研究了反相乳液聚合過程中乳化劑種類及用量對聚合過程穩(wěn)定性的影響;聚合溫度、攪拌速度、交聯(lián)劑、引發(fā)劑用量及單體固含量對微球粒徑的影響;優(yōu)化了實驗的工藝條件。采用紅外光譜分析、熱失重分析分別表征了微球的化學成分及熱穩(wěn)定性;采用掃描電鏡、偏光顯微鏡分別用來觀察微球形貌、激光粒度儀用來分析微球的粒徑分布。探討了模擬使用條件下的不同礦化度對微球膨脹性能的影響，考察了微球的耐溫抗鹽性能。
　　論

3、文得到的主要結論如下:對于乳液聚合方法制備聚丙烯酰胺微球，乳化體系的選擇和用量對乳液體系的穩(wěn)定和反應過程的平穩(wěn)起著至關重要的作用，對于最終產(chǎn)物微球的粒徑大小及其分布，如下幾個因素有著較大的影響:攪拌速度越快，引發(fā)劑越多，則微球粒徑越小;同時還可以通過改變引發(fā)劑的加入方式，得到粒徑分布比較均勻的微球。通過控制反應溫度和反應時間能夠得到99％左右的單體轉化率;交聯(lián)劑對微球的粒徑?jīng)]有明顯影響。
　　微球的膨脹性能是影響其運移性和封堵性能

4、的關鍵因素。通過控制微球的交聯(lián)度，可以在較大范圍內(nèi)調(diào)控微球的膨脹速度，以滿足不同地層深度的封堵需要。70℃條件下，含有不同交聯(lián)劑的微球吸水溶脹7天，在去離子水中的微球溶脹倍率可以從20倍增大至50倍;不同濃度鈣鎂離子的礦化水中，微球溶脹倍率從8倍增大至25倍;不同濃度鈉離子的礦化水中，微球溶脹倍率從10倍增大至30倍;提高溫度也有助于微球的吸水膨脹。兩種方法聚合制備的微球都具有一定耐溫抗鹽性。
　　將不同粒徑微球分別按0.1％質(zhì)量