聚合物微球调剖堵水剂,是一种改善油田注水开发效果、实现油藏增产的新型功能性材料。该材料以聚丙烯酰胺及其衍生物为主要成分,利用其亲水性酰胺基团在地层水中溶胀、凝胶化从而在裂缝或孔喉处形成有效封堵。但是目前国内生产的聚合物微球粒径范围约在50 nm到5μm之间,对高渗透率通道的使用效果不明显。因此要实现对含有大孔道、大裂缝的高渗水通道的封堵,大粒径核壳结构微球的开发尤为关键。本论文采用反相悬浮聚合方法合成了平均粒径100μm以上的大粒径核壳结构的聚丙烯酰胺调剖堵水剂,并建立了一步法制备核壳结构微球的工艺方法。详细讨论了油水比、搅拌转速、引发剂浓度、单体固含量、稳定剂用量、交联剂用量、外壳比例等工艺参数对核壳结构微球粒径大小及分布的影响。实验结果表明合理改变上述工艺参数能够实现对核壳微球粒径大小和核壳尺寸的有效控制。利用激光粒度仪,元素分析仪,扫描电子显微镜(SEM),傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR),热重分析仪(TGA)等对核壳结构微球进行表征,观察并分析了核壳微球的组成结构、热稳定性以及核壳结构微球的膨胀性能与化学结构、反应条件之间的关系,考察了时间、矿化度等外界因素对微球溶胀性能的影响;利用室内填砂管模拟封堵实验评价了核壳结构微球的封堵性能。结果表明,合成的微球具有明显的核壳结构和较好的球形度,同时具有良好的热稳定性;微球制备工艺很大程度上影响核壳微球的表面形态;在60oC条件下,核壳微球在模拟地层水中展现了规律性的膨胀行为,膨胀率可达到15~30倍;核壳微球具有理想的封堵能力,针对初始渗透率为6000 mD的填砂管模型,10天后其封堵率可达到88%以上。