水膨体暂堵剂具有吸水膨胀体积变大且有一定粘弹性及强度的特性,进入地层后,能够对地层孔道产生封堵作用,因此常用作油田调剖堵水用剂。本文研究了加入无机材料的新型水膨体堵剂的合成方法,以及系统的评价了水膨体的性能。实验通过对水膨体配方的筛选、正交实验、水膨体性能测试、水膨体性能优化、水膨体弹性测试以及水膨体样品结构表征确定了以丙烯酰胺AM、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸AMPS、丙烯酸AA为主要聚合单体,以N,N-亚甲基双丙烯酰胺和柠檬酸铝为双交联剂,以过硫酸铵-亚硫酸氢钠氧化还原体系为引发剂,加入无机材料纳米二氧化硅、滑石粉、钠膨润土、氧化石墨烯,采用水溶液聚合方法,合成一种新型耐高温抗盐性水膨体暂堵剂。实验最终得到的最佳合成条件为:单体含量20%,合成温度50℃,单体比例3:1:0.05,引发剂加量0.30%,交联剂加量0.10%,四种无机材料中添加纳米二氧化硅的效果最好。实验通过对影响水膨体性能的因素研究,确定了无机材料纳米二氧化硅加入可以改善水膨体的耐温耐盐性能,并最大限度延长了膨胀时间,使其更适合深部调剖作业。在矿化度测试中,合成的水膨体在高矿化度的水中膨胀率高,可达到30倍,因此可用于高矿化度地层的堵水。实验对介质p H对于水膨体产品稳定性影响进行探索,实验最终发现当环境水p H过大或过小时,水膨体产品的水溶性增大,导致其强度降低,容易溶胀变稀。当将堵剂样品置于酸性水中时,产品与介质之间的酸碱反应对产品网状结构具有一定的破坏性,当p H过小时,酸性加快了产品的降解,所以水膨体堵剂产品在酸性介质中比在碱性介质中更不稳定。水膨体暂堵剂产品在p H小于3和大于10的水体中由于吸收大量的水强度变差,加快降解。在p H约为4-9的介质中,水膨体产品常温下长期放置未观察到破胶或降解情况发生。实验通过对水膨体产品的热稳定性进行探索,结果发现当水膨体产品失水时间30天时,具有良好的长期热稳定性。在30天内水膨体失重不大,水膨体在一个月内能基本保持形态不变;但在30天后凝胶会出现部分变形甚至破碎,水膨体样品的网状结构热稳定性变差。110℃条件下10天失水率约为28%。这说明水膨体的热稳定性能较好,能在较高温度下长时间保持较高的吸水量。另外还可以看出,随温度增加,凝胶对水分子的包络能力减弱,失水率增加。因此合成的水膨体可用于温度110℃以上的地层,但温度升高,其使用有效期将会缩短。