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国内各大油田普遍进入开采中后期,采出液平均含水率较高,而目前选择性堵水作业是解决这一难题的重要途径之一。本文在原选择性堵水剂(PAS)的研究基础上,结合工业化生产和现场应用反馈情况,对其进行合成优化,并进行性能评价和施工工艺考察,最后引入分子模拟对堵剂中丙烯酰胺(AM)聚合反应动力学进行计算。对工业级单体和实验纯单体二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)的区别以及其对堵剂性能影响进行了考察。工业级单体DMDAAC中含有一定杂质,但对堵剂油水选择性影响较小。在此基础上进行工业级单体DMDAAC用量和引发剂过二硫酸铵的优化,单体DMDAAC占单体总量最佳质量比为9.53%,过二硫酸铵占单体总量最佳质量比为0.22%。红外分析结果显示,堵剂分子结构在谱图中均有对应特征峰。裂解色谱质谱分析结果显示,堵剂聚合方式为共聚合。对优化后的堵剂进行性能评价,包括吸附性、耐温性、耐冲刷性和油水选择性。优化后的堵剂在石英砂和地层砂表面饱和吸附量均高于部分水解聚丙烯酰胺(HPAM);70℃条件下可以维持溶液粘度75h稳定,120℃条件下在石英砂和地层砂表面吸附良好,耐温性能良好;堵后水驱冲刷20PV而水相渗透率不恢复;堵剂对水相和油相封堵率分别为72.15%和17.92%,油水选择性良好。对优化后的堵剂进行施工工艺考察,包括注入水质、地层油砂、预处理措施和填砂管长度对堵剂性能的影响。模拟地层水和地层油砂会导致堵剂的油水选择性能大幅下降,而注入堵剂前,利用表面活性剂对油砂地层进行预处理可以使堵剂性能一定程度恢复,而填砂管长度对堵剂性能影响很小。利用分子模拟技术进行堵剂中AM聚合反应动力学计算,得到了聚合反应的反应速率常数和反应活化能,计算值和实验值很接近,构建了适合本体系的动力学计算模式,为以后进行堵剂的深层次聚合机理分析奠定了基础。