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(yīng)用在石油開(kāi)采領(lǐng)域，具體涉及非均質(zhì)性強(qiáng)、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(wú)效循環(huán)等問(wèn)題;一些傳統(tǒng)調(diào)驅(qū)技術(shù)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(yùn)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(kāi)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(guò)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(diǎn)研究了反相乳液聚合過(guò)程中乳化劑種類(lèi)及用量對(duì)聚合過(guò)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(duì)微球粒徑的影響;優(yōu)化了實(shí)驗(yàn)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(xué)成分及熱穩(wěn)定性;采用掃描電鏡、偏光顯微鏡分別用來(lái)觀察微球形貌、激光粒度儀用來(lái)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(duì)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(jié)論如下:對(duì)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(duì)乳液體系的穩(wěn)定和反應(yīng)過(guò)程的平穩(wěn)起著至關(guān)重要的作用，對(duì)于最終產(chǎn)物微球的粒徑大小及其分布，如下幾個(gè)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(shí)還可以通過(guò)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(guò)控制反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間能夠得到99％左右的單體轉(zhuǎn)化率;交聯(lián)劑對(duì)微球的粒徑?jīng)]有明顯影響。
　　微球的膨脹性能是影響其運(yùn)移性和封堵性能

4、的關(guān)鍵因素。通過(guò)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(mǎn)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