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目前,我国大部分油田都进入开采的中后期,含水高,开采难度大,油藏的非均质性问题日益突出。油藏的最终采收率受注入水波及体积和驱油效率的影响,而长期的水驱开发加剧了油藏非均质性,使油层中形成大孔道,造成水驱“短路”。因此,为了油田稳产,提高油田经济开发效益,通过深部调驱技术,改善层间和层内的非均质性,扩大注水波及体积,改变驱替流体与被驱替流体之间的流度比,是提高驱油效果的重要手段。本文采用反相微乳液聚合合成了具有有机和无机双网络结构的高强度高耐温聚合物纳米微球调驱剂,研究了微乳液的性能,探讨了交联剂用量、锂皂石用量、衣康酸与丙烯酰胺的质量比、衣康酸中和度等对聚合物纳米微球调驱剂吸水率、吸盐率、凝胶强度和抗剪切性、pH敏感性、耐温性及吸水膨胀性的影响,并通过TEM、XRD衍射、FTIR和TGA对聚合物纳米微球调驱剂的形貌、结构和耐热性进行了表征,得到了粒径为30-65nm、凝胶强度达13.56Pa.s、耐温性达120℃、吸水吸盐性能优良的聚合物纳米微球调驱剂,吸水溶胀300min后聚合物纳米微球调驱剂的粒径可增加到3-5μm,能够满足渗透率小于1×10-3μm2,孔喉半径小于8μm的特低渗透油藏调剖堵水的要求。主要研究结果如下:(1)该微乳液具有良好的机械稳定性、耐稀释性、抗温性和抗冻性。(2)随着交联剂的增加,聚合物纳米微球调驱剂的吸水速率、吸盐率、pH响应性和吸水膨胀性均呈现降低趋势,凝胶强度、耐温性和抗剪切性却呈现增大的趋势。当化学交联剂用量为0.2-0.4%时,平衡吸水率达83-125g/g,当化学交联剂用量为0.6%时,聚合物纳米微球调驱剂的凝胶强度高达13.56Pa.s,耐温性达120℃。吸水溶胀300min后聚合物纳米微球调驱剂粒径可增加到3-5μm,能够满足渗透率小于1×10-3μm2,孔喉半径小于8μm的特低渗透油藏调剖堵水的要求。(3)随着衣康酸和丙烯酰胺质量比的增加,聚合物纳米微球调驱剂的吸水速率、吸盐率和pH响应性均呈现先增加后减小的趋势。当衣康酸和丙烯酰胺质量比为15:85时聚合物纳米微球调驱剂吸水率最大,pH响应性最明显;当衣康酸和丙烯酰胺质量比为20:80时,聚合物纳米微球调驱剂吸盐率最大。(4)随着锂皂石含量的增加,聚合物纳米微球调驱剂的吸水速率、吸盐率、pH响应性和吸水膨胀性均呈现降低趋势,凝胶强度、耐温性和抗剪切性却呈现增大的趋势。当锂皂石含量为1%,聚合物纳米微球调驱剂的凝胶强度高达9.1Pa.s,耐温性达120℃。吸水溶胀300min后聚合物纳米微球调驱剂粒径可增加到3-5μm,能够满足渗透率小于1×10-3μm2,孔喉半径小于81μm的特低渗透油藏调剖堵水的要求。(5)随着衣康酸中和度的增加,聚合物纳米微球调驱剂的吸水速率、吸盐率呈现先增后减的趋势,当衣康酸中和度为65%时,聚合物纳米微球调驱剂的吸水率和吸盐率达到最大值。(6)聚合物纳米微球调驱剂在不同浓度NaCl、MgCl2、CaCl2溶液中能吸盐水溶胀,具有较好的耐矿化度性能,其中吸盐率顺序为:NaCl>MgCl2>CaCl2。(7)在研究的振荡频率范围内,聚合物纳米微球调驱剂储能模量G’、损耗模量G"随振荡频率的变化幅度较小,且G’明显大于G"。随着应力的增加,聚合物纳米微球调驱剂G’逐渐降低,G"逐渐升高。(8) FTIR谱图出现衣康酸结构单元、丙烯酰胺结构单元和锂皂石结构单元的特征吸收峰,初步表明合成的产物为目标产物。(9)XRD表明聚合物纳米微球调驱剂没有出现归属于锂皂石的尖锐衍射峰,在较宽的范围内形成了较宽的弥散峰,表明锂皂石的结晶结构转变为无定型结构,锂皂石以纳米片层结构无规分布于聚合物基体中。(10)TEM表明聚合物纳米微球调驱剂基本为球形,形状比较规整,纳米微球凝胶调驱剂的粒径范围为30-65nm,平均粒径为43nm。(11)TGA表明聚合物纳米微球调驱剂的起始分解温度超过252℃,表明聚合物纳米微球调驱剂具有较好的热稳定性。