不同结构的丙烯酰胺类共聚物对于HPAM在驱油方面的改善取得了很大的进步,利用主链中共聚单体中不同基团的性能,如两性离子基团的反聚电解质效应增强抗盐性,苯环的刚性而增强抗剪切性和耐温性,疏水基团缔造的疏水缔合效应增强聚合物的增黏性和黏弹性,而在恶劣油气藏中大幅度地增强改性HPAM的流变性能而促使聚合物原油采收率往积极的方向发展。本论文采用马来酰化壳聚糖和三乙烯四胺作为梳形和星形结构的引发点,同时引入两性离子亚硫酸内盐单体以及疏水性丙烯酸叔丁酯和对甲苯磺酰胺到丙烯酰胺和丙烯酸的主链上,使共聚物保持良好的流变性,主要研究内容如下:1.马来酰胺化壳聚糖(N-CTS)以及马来酰化三乙烯四胺(N-TETA)通过马来酸酐与壳聚糖(CTS)、三乙烯四胺(TETA)反应制备;2-(3-甲基丙烯酰胺丙基二甲氨基)乙基亚硫酸内盐(MAPES)通过N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺和亚硫酸乙烯酯开环制备;对甲基苯磺酰氯和双烯丙基胺合成N,N-二烯丙基胺对甲苯磺酰胺(DMBSA),通过红外光谱(FI-IR)和核磁谱(NMR)表征了单体,证明合成的单体与目标功能单体一致。2.马来酰胺化壳聚糖、马来酰化三乙烯四胺、MAPES和DMBSA以及丙烯酸叔丁酯与丙烯酸和丙烯酰胺制备梳形和星形聚合物(N-CTS/MAPES/AM/AA/t-BA,N-CTS/MAPES/AM/AA/DMBSA,N-TETA/MAPES/AM/AA/t-BA and N-TETA/MAPES/AM/AA/DMBSA);同时以反应条件和聚合物溶液黏度值的关系来研究最佳聚合条件:引发剂加量(0.03 g)、温度(40℃)、酸碱度(pH=7)、丙烯酸叔丁酯(0.2 g)、DMBSA(0.03 g),梳形聚合物:N-CTS(0.3 g)、MAPES(0.1 g)、m(AM):m(AA)=6:4;星形聚合物:N-NENT(0.2 g)、MAPES(0.2 g)、m(AM):m(AA)=7:3;并通过 IR、NMR 分析聚合物分子结构、稀释法对特性黏数的测定以及TGA分析梳形和星形聚合物的热稳定性。3.通过研究梳形和星形聚合物溶液的浓度c、剪切速率γ、温度T和金属离子(Na+、Mg2+和Ca2+)浓度对其黏度值η的影响以及扫描频率f对其黏性模量(G")/弹性模量(G’)的影响,得出:临界缔合浓度N-CTS/MAPES/AM/AA/t-BA:686 mg/L,N-CTS/MAPES/AM/AA/DMBSA:815 mg/L,N-TETA/MAPES/AM/AA/t-BA:745 mg/L,N-TETA/MAPES/AM/AA/DMBSA:878 mg/L;γ=300 s-1时,共聚物溶液的黏度稳定值都要高于HPAM,表现出抗剪切能力;γ=170-510-170 s-1时,黏度值恢复到了原始值的95%左右,而HPAM只有83%;T=100℃时,在去离子水和模拟地层水中共聚物溶液的黏度值要高于HPAM,具有耐温性;金属离子浓度:Na+=30000 mg/L、Mg2+和Ca2+=3000 mg/L时,共聚物黏度值也是同样地高于HPAM,表明了其良好的抗盐性;固定应力1 Pa时,共聚物的模量值均大于HPAM,说明了其高黏弹性,通过比较四种梳形和星形聚合物,可以得出N-CTS/MAPES/AM/AA/t-BA的性能最优。4.梳形和星形聚合物溶液的浓度c对空气-溶液表面张力ITF的影响,表明随着聚合物溶液浓度的增加,两种结构类型聚合物溶液的表面张力逐渐降低,表面张力稳定在57-65 mN/m,N-TETA/MAPES/AM/AA/t-BA表现出最高的表面活性,且存在不同的临界胶束浓度,N-TETA/MAPES/AM/AA/t-BA:808 mg/L,N-TETA/MAPES/AM/AA/DMBSA:821 mg/L,N-CTS/MAPES/AM/AA/t-BA:961 mg/L,N-CTS/MAPES/AM/AA/DMBSA:1006 mg/L。5.SEM研究梳形和星形聚合物的微观形貌,发现梳形和星形聚合物表现出多层立体致密的网络结构,且分子链之间的紧密性很大,网络结构的孔洞较小且被缠绕的分子链掩盖,分子链缠绕程度较深,表现出很有序的结缔,且梳形聚合物N-CTS/MAPES/AM/AA/t-BA的网络结构最紧密,最多立体结构的层数,网络结构的镶嵌的孔洞最小,而星形聚合物N-TETA/MAPES/AM/AA/DMBSA明显地表现出最松散的网络结构。6.在75℃时,室内模拟岩心驱替实验研究梳形和星形聚合物以及HPAM流度控制能力和原油采收率,梳形和星形共聚物的流度控制能力以及EOR明显地高于 HPAM(Rf=8.45,RRf=1.91,EOR:7.21),梳形共聚物N-CTS/MAPES/AM/AA/t-BA 体现了最好的流度控制能力(Rf=18.23,RRf=6.62),EOR 提高了 13.32%。