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为克服交联聚合物溶液深部调剖技术的不足之处,本论文以微乳液聚合直接合成与低浓度HPAM/AlCit交联体系相近的预交联聚合物微粒为目标,研究了微乳液聚合条件对微粒粒径、水化性能、变形性和封堵性的影响,为实现预交联聚合物用于深部调剖这一最终目标明确了方向。
水溶性好、分子链长可调的二烯丙基聚乙二醇较适合作交联单体制备预交联聚合物。以烯丙基氯与不同相对分子质量的聚乙二醇为原料,季铵盐作催化剂,可以得到封端率较高的二烯丙基聚乙二醇。
研究了电导法、最大增溶量法和相体积法分别确定单一反相微乳液区边界不一致的原因,提出最大增溶量法与相体积法相结合来确定相区边界。以Span80与Tween60作混合表面活性剂,白油作油组分,单体溶液作水组分,体系可以形成较高增溶水量的反相微乳液,适于反相微乳液聚合制备预交联聚合物。
通过动态光散射法(DLS)研究了微乳液体系组成对溶胀胶束粒径的影响。微乳液聚合得预交联聚合物微粒粒径与溶胀胶束粒径基本一致。DLS和扫描电镜分析表明,微粒水化后粒径增大为原来的几倍至十几倍,说明预交联聚合物在水溶液中具有良好的溶胀、溶解性能。改变外加电解质浓度,溶液中的预交联聚合物微粒粒径发生变化,表明微粒具有一定的变形性。计算表明,水化微粒与LPC的平均水化程度处于同一数量级。微粒的水化倍数和变形性与微乳液体系组成、单体浓度、交联单体分子链长和交联比有关。单体浓度降低,微粒水化倍数增加,变形程度增大。交联单体分子链长会影响包含的聚合物链节的水化。交联比增加,由于微粒更致密,微粒水化倍数降低,变形程度降低。
微孔滤膜过滤实验与岩心封堵实验表明,预交联聚合物微粒在多孔介质中能够形成架桥封堵,满足深部调剖的基本要求。为了达到封堵效果好的目的,预交联聚合物的交联比应适中,交联单体的分子链长应适当。