磁性聚合物复合微球调剖堵水剂的制备及其性能研究
深部调剖堵水技术是针对注水开发油田进入中高含水期使用的新技术，聚合物微球技术具有很多优点，能够满足“注得进、堵得住、能移动”的特殊要求，实现逐级深部调剖堵水，在聚合物微球内添加磁性无机组分，将会使磁性聚合物微球具有两个应用特性:一个是作为磁性堵水剂用于生产油井内，提高油层采收率;另一个是作为调剖驱油剂用于注水井内，如果被挤入油层随采出液携带出，可进行磁性分离处理。
本文制得了一种新型的调剖堵水用磁性聚合物微球，由核-壳型Fe3O4@SiO2磁性无机组分和聚丙烯酰胺-丙烯酸或者聚丙烯酰胺有机组分复合而成，并试验分析了其溶胀性、流变性、封堵性以及磁性分离效果，主要研究内容和结论如下:
1、采用共沉淀法合成磁性Fe3O4纳米颗粒后用SiO2进行表面修饰得到核-壳型Fe3O4@SiO2粒子，经KH-570改性后采用分散聚合法在Fe3O4@SiO2磁性颗粒存在下分别以丙烯酰胺和丙烯酸为单体或者仅以丙烯酰胺为单体制得两种磁性聚合物微球PAMAA/Fe3O4@SiO2和PAM/Fe3O4@SiO2。扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、振动样品磁强计的表征测试结果说明，制得的PAMAA/Fe3O4@SiO2和PAM/Fe3O4@SiO2微球为微米级，形成了很好的复合结构，都具有超顺磁性。
2、研究了溶液的盐度、溶胀温度以及溶胀时间对磁性聚合物微球溶胀性能的影响，PAMAA/Fe3O4@SiO2微球和PAM/Fe3O4@SiO2微球都具有较强的耐温抗盐能力，结构稳定，溶胀12天后粒径都能膨胀至初始的6倍左右。
3、用流变仪测试磁性聚合物微球形成分散体系后的流变性，当剪切速率恒定在600s-1时，PAMAA/Fe3O4@SiO2微球分散体系是依时性流体，且属于震凝性流体，而PAM/Fe3O4@SiO2微球分散体系则是非依时性流体;PAMAA/Fe3O4@SiO2和PAM/Fe3O4@SiO2分散体系在低剪切速率条件下都表现为拟塑性流体，在中等剪切速率条件下都表现为涨塑性流体，在高剪切速率条件下都表现为近似牛顿流体。
4、用微孔滤膜试验分析了磁性聚合物微球的封堵性能，PAMAA/Fe3O4@SiO2复合微球的封堵能力随着溶胀时间的延长呈现出先增强后减弱的趋势，溶胀4天时，封堵能力最强。
5、利用磁铁测试了磁性聚合物微球的磁性分离效果，结果表明，能够利用外加磁场容易地将微球从分散体系中分离出来。
磁性聚合物;复合微球;调剖堵水剂;磁性分离
北京化工大学
硕士
化学工程与技术
涂伟霞
2012
中文
TE39
86
2012-11-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）