水凝胶的制备与应用研究

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1、中国石油大学硕士研究生学位论文华东(申请工学硕士学位)水凝胶的制备与应用研究学科专业：油气田开发工程培养方向：提高呆收率与采油化学硕士生：董雯指导教师：张贵才(教授)葛际江(副教授)入学13期：2004年9月论文完成日期：2007年4月水凝胶的制备与应用研究董雯(油气田开发工程)指导教师：张贵才(教授)葛际江(副教授)摘要制备了用作堵水剂、酸化转向剂的水凝胶，研究了阳离子水凝胶和聚丙烯酰胺的复合作用：(1)通过AM均聚、AM与AMPS共聚以及AM与DMDAAC共聚，合成了聚丙烯酰胺水凝胶、AM—AMPS水

2、凝胶和AM．DMDAAC水凝胶。研究了引发剂、单体质量比、交联剂、填充剂等对水凝胶性能影响，得出了三种水凝胶的最佳合成条件。评价表明，AM．AMPS水凝胶的综合性能最好，而AM—DMDAAC水凝胶表现出较好的抗钙盐的能力。(2)基于含酯基的交联剂可在酸中水解而断开的特点，首次以AM、AMPS和PEGDA共聚，合成了能在酸中先膨胀、后溶解的可逆酸液转向剂，合成条件为：单体AM与AMPS摩尔比为l：1，单体质量分数为25％，引发剂质量分数为0．1％，交联剂质量分数为0．1％。该水凝胶转向剂在90℃15％的盐酸

3、溶液中吸液膨胀，膨胀倍数达18倍，并可在12hl为溶解，起到暂时堵塞地层的效果。(3)将阳离子型水凝胶溶液与HPAM复配成复合型聚合物，评价增粘、耐温、耐盐、抗剪切性。结果表明，阳离子型水凝胶溶液的加入可以提高HPAM溶液的粘度，当阳离子度为5％、两溶液质量分数相同、体积比为1：l时，其增粘效果最好，在剪切速率为170so的条件下粘度由31．1mPa．s增加至JJ40．5mPa．s。关键词：水凝胶，堵水剂，酸液转向剂，聚合物增粘剂PreparationofHydrogelsanditsApplicatio

4、nDONGWen(Oil&GasFieldDevelopmentEngineering)DirectedbyProfessorZHANGGui-caiandAssociateProfessorGEJi-jiangAbstraetHydrogelswhichcanbeusedasblockingagentanddivertingagentforaeidizingwereprepared，andthebehaviorofthemixturefromcationicandPAMviscositywasinves

5、tigated．(1)BythepolymerizationofAM，copolymcrizationofAMandAMPS，copolymerizationofAMandDMDAAC，thepolyacrylamidehydrogels，AM--AMPShydrogelsandAM··DMDAAChydrogelsweresynthesizedrespectively．Suchfactorsasinitiator,masspercentofmonomer,crosslinkerandsoonwerere

6、searched，andtheoptimumconditionstosynthesizethreekindsofhydrogelswereobtained．Basedontheperformanceevaluation,itisshowedthatAM-AMPShydrogelswasthebestandtheAM·DMDAAChydrogelshadgoodcapabilityofcalciumsalttolerance．(2)Consideringerosslinkerswithestergroups

7、couldhydrolyzeandbreakoff,aspecialdivertingagentwhichcouldfirstswellandthendissolveinacidsolutions，wasdesignedbythepolymerizationofAM，AMPSandPEGDA．Theoptimumconditionstosynthesizethisdivertingagentwereasfclllows：themolarratioofAMtoAMPSwas1：1．themasspercen

8、tofmonomerwas25％。theMasspercentofinitiatorwasO．1％，themasspercentofcrosslinkingagentinmonomerwasO．1％．Theobtainedhydrogelscouldswellby18timesin15％hydrochloricacidsolutionwhenthetemperaturewas90℃，andafter】2hoUl'Sitcoul