调剖堵水技术一直是油田改善注水开发效果、实现油藏增产的有效手段。对于调剖堵水而言,目前研究的热点是深部调驱技术。聚合物微球是一类用途广泛的吸水性树脂,其化学组成主要以聚丙烯酰胺类材料为主,利用微球表面的酰胺类聚合物可在特定环境下溶胀、凝胶化从而在缝隙或孔喉处形成有效封堵,提高油田采油率。鉴于此,本论文采用分散聚合方法制备大粒径核壳结构聚丙烯酰胺共聚物微球,进行制备方法及工艺条件的优化研究,分析聚丙烯酰胺共聚物微球结构和性能的关系,并对实际应用性能进行了室内评价。首先,结合分散聚合法的特点,探索出一条制备聚丙烯酰胺共聚物微球的最优路线,建立了两步一锅制备核壳结构微球的工艺方法,即先通过分散聚合制备聚丙烯酰胺微球阳离子核芯,再控制反应条件在核芯表面继续反应、生长微球阴离子壳层。在此基础上,研究了单体浓度、引发剂浓度、交联剂浓度、分散剂浓度、搅拌速度、温度等工艺条件对微球粒径、分散性和单体转化率的影响,优化了制备工艺条件。其次,通过旋转式粘度计、元素分析仪、粒度分析仪、光学显微镜、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、透射电子显微镜(TEM)、热重分析仪(TGA)等对样品的组成和结构进行分析表征,观察并分析了聚丙烯酰胺共聚物微球尺寸、核壳结构、化学组成,以及微球在水环境条件下膨胀性能和稳定性。结果表明,微球具有明显核壳结构和较好的球形度,同时粒径分布均匀,尺寸在10~30μm之间,通过改变投料比能够实现对微球粒径大小和核壳尺寸的有效控制;在60℃条件下,微球随着吸水膨胀天数的增加,粒径发生明显的膨胀变大过程,膨胀倍数达到20~50倍。最后,采用室内模拟岩心封堵实验对聚丙烯酰胺共聚物微球的实际封堵效果进行评价,实验中所用水为模拟地层水,孔隙度、孔隙体积等岩心参数与油层地质条件相同。结果表明,本论文所制备得到的共聚物微球具有出色的封堵能力,岩心封堵率达到97%以上,取得令人满意的封堵效果。