针对目前油田应用的凝胶颗粒流体转向剂的特点，采用IPN技术研制了一种具有互穿网络结构的聚合物凝胶，并深入研究了其应用性能，取得了以下研究成果： (1)在分子结构设计的基础上研究了IPN凝胶的合成原理、合成路线，采用正交设计法和方差分析法、模糊综合分析法研究了凝胶的合成工艺。以PVA、PAM和PAA为基本分子结构能满足凝胶应用性能的需要，并符合“极性相近”和“相似相容”的原则；采用自由基聚合机理和化学交联的原理来合成IPN凝胶；顺序IPN是最理想的合成路线；PVA浓度对凝胶的拉伸强度、溶胀度和脱水率影响最大；PVA浓度与第二交联剂用量的交互效应对凝胶的综合性能影响最大。 (2)利用傅立叶红外光谱、偏光显微镜、电镜扫描、常温差热分析等手段对IPN凝胶的结构进行了表征。IPN凝胶中PVA与PAM和PAA分子间形成了氢键作用，并且聚合物网络的拓扑缠结结构在凝胶吸水过程中不会破坏；IPN凝胶呈网状结构，聚合物网络结构的聚集体为圆球状颗粒形式，并可以观察到明显的结晶结构；吸水后凝胶的网络结构由连续的膜状带和分离的不规则的近似椭圆形孔状结构组成，膜状带宽度大约在10～30μm之间，孔径大约在25～50μm之间；随凝胶中P(AM-AA)含量的增加，IPN凝胶的结晶结构逐渐被破坏，P(AM-AA)网络的尺寸大小对PVA的结晶结构也有影响。 (3)利用力学拉伸试验全面评价了IPN凝胶的强度、柔度和韧度。PVA浓度越大，凝胶拉伸强度越大；单体用量越大，凝胶柔度越小；PVA浓度为2％，单体用量为20％，引发剂YF用量为0.12％，第一交联剂JL-1浓度为0.04％，第二交联剂JL-2浓度为0.05％时，IPN凝胶的韧度最大；凝胶的溶胀度越大，凝胶的强度和韧度越小，凝胶的柔度越大。影响IPN凝胶的力学性能的本质因素有高分子本身结构、结晶和取向、银纹和应力集中等。 (4)采用溶胀度测试方法开展了IPN凝胶的溶胀动力学研究，利用TGA分析了凝胶中水的状态，全面评价了IPN凝胶对温度、酸碱度和盐的溶胀响应行为。IPN凝胶溶胀属于非-Fickian溶胀过程；IPN凝胶中的水以三种状态存在，即非冻结结合水，可冻结结合水，游离水，其中游离水含量在55％以上，非冻结结合水含量在5％以下；凝胶溶胀度的大小主要受控于凝胶内自由水含量的高低；IPN凝胶在不同的环境溶液中具有不同的溶胀行为，主要原因来自高分子链间氢键的形成和离解、高分子链上基团的交联反应、网络内的静电排斥作用等。 (5)推导了IPN凝胶的脱水模型，研究了IPN凝胶在空气、地层水和原油中的脱水性能。交联密度小于临界交联密度的凝胶的脱水速率随交联密度的增大而降低；原油对凝胶网络的压缩作用是造成凝胶在原油中脱水的主要原因；PVA浓度为8％的IPN凝胶在温度120℃矿化度15万mg/L的地层水环境中浸泡3个月未发现脱水现象，表现出优异的稳定性，这主要是由于PVA在高温下产生氢键的解交联反应与P(AM-AA)进一步发生的交联反应使IPN凝胶内部的交联密度小于其临界交联密度。 (6)利用岩心流动实验装置研究了IPN凝胶颗粒在多孔介质中的相关性能和IPN凝胶颗粒/表面活性剂组合调驱效果。在5ml/min的注入速度下，粒径/孔喉小于4时颗粒通过变形或卸水收缩的方式顺利通过孔隙喉道，粒径/孔喉为4～6时颗粒能破碎成小颗粒后通过孔隙喉道，粒径/孔喉大于6时颗粒在孔隙喉道处产生堵塞；IPN凝胶颗粒在多孔介质中的注入压力的主要控制因素是粒径/孔喉比，而封堵效率的主要控制因素是凝胶颗粒的强度和韧性；IPN凝胶颗粒溶液可选择性进入高渗层；IPN凝胶颗粒平面改善率分别达到了63.83％，75.32％和59.77％；渗透率级差为15.01时，IPN凝胶颗粒的剖面改善率达到了0.997；单岩心组合调驱实验结果采收率增值最大达到了32.4％；并联组合调驱实验结果低渗透层的采收率从0％提高到47.8％；平板模型组合调驱提高原油采收率达29.7％；IPN凝胶颗粒的的主要调驱机理有，注入过程中优先进入高渗层，排出油包气锁住的油，封堵大孔道迫使后续流体转向，利用粘弹性运动驱油等。 本文的研究成果丰富了预凝胶体系和理论以及研究方法和手段，为油田应用预凝胶深部流体转向技术控水稳油方面提供指导并且有较高的实际应用价值。