【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于水溶性聚合物領域，具體包含一種鹽敏型聚丙烯酰胺干粉顆粒及包含其的聚丙烯酰胺懸浮液。
技術介紹
1、隨著頁巖油、頁巖氣的大量開采，以滑溜水為壓裂液的大體積壓裂技術因更能有效的提高頁巖油氣層滲透率及導流能力而被廣泛應用，減阻劑作為滑溜水壓裂液體系的核心助劑，直接決定了壓裂的施工效果。
2、目前高性能減阻劑絕大部分使用的是丙烯酰胺類聚合物。為了適應大排量的壓裂要求，減阻劑必須在線添加，這對溶解速度有極高的要求，一般加入＜30秒后實現完全溶解，因此乳液型聚丙烯酰胺成為最佳選擇。隨著聚丙烯酰胺干粉制備技術的提高以及懸浮液技術的出現，將聚丙烯酰胺干粉制備成以油為連續相的懸浮液，同樣可以保證在線施工的要求。例如中國專利技術專利cn202210873789.6中描述了一種壓裂用一體化稠化劑及其制備方法，所述稠化劑包括以下重量百分比的組分：改性丙烯酰胺聚合物40-55％、懸浮劑1-2％、有機溶劑50-58％，使用時無需配套加注壓裂破乳助排劑，簡化了藥劑加注工序，增加了作業方的經濟效益。中國專利技術專利cn202110905455.8中描述一種壓裂液用稠化劑懸浮乳液及其制備方法，該方法包括：將聚丙烯酰胺粉劑、防粘劑和表面活性劑依次加入球磨機中，進行球磨處理后得到混合粉末；在反應器中依次加入第一懸浮劑、第二懸浮劑、抗沉淀劑、結構調節劑并攪拌混勻，得到混合溶液；在所述混合溶液中依次加入所述混合粉末和乳化劑并攪拌混勻，得到所述稠化劑懸浮乳液，得到的稠化劑懸浮乳液溶解性能更優異、穩定性更高，適用于連續混配大排量施工。但隨著油價的提
3、因此，必須制備一種特殊改性的聚丙烯酰胺干粉顆粒使其可以用來制備滿足應用要求的水懸浮液。
技術實現思路
1、針對現有技術存在的上述問題，本專利技術的第一個目的在于提供一種鹽敏型聚丙烯酰胺干粉顆粒。在本專利技術中，將鹽敏型側鏈引入到聚丙烯酰胺結構后，使得到的聚丙烯酰胺干粉顆粒實現了在礦化度低于50000mg/l的水中水溶性好，在礦化度高于150000mg/l的水中穩定、不溶解的效果，因此采用該聚丙烯酰胺干粉顆粒制備懸浮液時，可以將連續相的油替換為水，滿足應用需求(加入＜30秒后實現完全溶解)的同時還降低使用成本，提高產品的綠色環保性。
2、本專利技術的第二個目的在于提供一種制備如上所述的鹽敏型聚丙烯酰胺干粉顆粒的制備方法。
3、本專利技術的第三個目的在于提供一種包含如上所述的鹽敏型聚丙烯酰胺干粉顆粒的聚丙烯酰胺懸浮液。
4、本專利技術的第四個目的在于提供一種制備如上所述的聚丙烯酰胺懸浮液的制備方法。
5、本專利技術的第五個目的在于提供一種利用如上所述的聚丙烯酰胺懸浮液在頁巖油、頁巖氣的開采中的應用。
6、為實現上述第一個目的，本專利技術所采用的技術方案包括：
7、本專利技術公開一種鹽敏型聚丙烯酰胺干粉顆粒，將含有鹽敏型側鏈的功能單體通過共聚合反應引入到聚丙烯酰胺分子上，實現了對聚丙烯酰胺的結構改性，最終得到所述聚丙烯酰胺干粉顆粒；
8、其中，所述功能單體的結構式為
9、
10、其中，n取值為4-20的整數。
11、進一步，為了使得到聚丙烯酰胺干粉顆粒在后續可以制備出穩定、均一的懸浮液，宜將目數在60目以上的聚丙烯酰胺干粉顆粒控制在不大于5wt％。
12、進一步，所述功能單體是按照如下步驟制備得到：
13、將n,n-二甲氨基丙基丙烯酰胺與環氧乙烷在加熱的條件下反應獲得，通過控制二者的比例可以獲得不同n值的產物，具體反應方程式如下：
14、
15、為實現上述第二個目的，本專利技術所采用的技術方案包括：
16、本專利技術公開一種制備如上所述的聚丙烯酰胺干粉顆粒的制備方法，包括如下步驟：
17、將丙烯酰胺、共聚單體及功能單體溶解在水中，調節體系ph為6-8并降溫至0-15℃，在無氧環境下向水中加入引發劑引發反應，反應結束后得到膠體，膠體經擠出、造粒、干燥、粉碎后，即得。
18、進一步，所述功能單體的加入量占丙烯酰胺、共聚單體及功能單體加入量之和的0.1-10wt％，示例性地，所述功能單體的加入量為丙烯酰胺、共聚單體及功能單體加入量之和的0.1wt％、0.5wt％、1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％或10wt％等等。
19、進一步，所述共聚單體為選擇性添加的聚合單體，其加入量為丙烯酰胺、共聚單體及功能單體加入量之和的0-70wt％，示例性地，其加入量為丙烯酰胺、共聚單體及功能單體加入量之和的0wt％(未添加)、10wt％、20wt％、30wt％、40wt％、50wt％、60wt％或70wt％等等。
20、進一步，所述丙烯酰胺、共聚單體及功能單體在水中的總濃度為15-40wt％，示例性地，所述丙烯酰胺、共聚單體及功能單體在水中的總濃度可以為15wt％、20wt％、25wt％、30wt％、35wt％、40wt％等等。
21、進一步，所述共聚單體包括但不限于丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、順丁烯二酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、甲基烯丙基磺酸和乙烯基苯磺酸中的一種或多種。
22、進一步，所述引發劑可以為氧化型引發劑或還原型引發劑，示例性地，所述氧化型引發劑包括但不限于過硫酸鹽、過氧化氫和過氧化氫叔丁基中的一種或多種，所述還原劑包括但不限于亞硫酸氫鹽、亞硫酸鹽、亞鐵鹽、硫代硫酸鹽、焦亞硫酸鹽和叔胺中的一種或多種。所述引發劑的添加量為丙烯酰胺、共聚單體及功能單體總量的0.001-0.1wt％。
23、為實現上述第三個目的，本專利技術所采用的技術方案包括：
24、本專利技術公開一種包含如上所述的聚丙烯酰胺干粉顆粒的聚丙烯酰胺懸浮液，包括以下重量百分數的原料：
25、聚丙烯酰胺干粉顆粒5-35wt％；
26、懸浮劑0.01-10wt％；
27、水溶性鹽10-50wt％；
28、醇類溶劑0-20wt％；
29、其余為水。
30、進一步，所述懸浮劑選用本領域常用的懸浮劑，可以為水溶性聚合物、水相防沉觸變劑等，其中，所述水溶性聚合物包括但不限于丙烯酰胺、丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、n-乙烯吡咯烷酮、甲基烯丙基磺酸、叔丁基丙烯酰胺等的均聚物或共聚物，或者為天然高分子或改性天然高分子，如纖維素、黃原膠、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、改性淀粉等。所述水相防沉觸變劑包括但不限于聚酰胺蠟、改性聚酰胺鹽、水性聚氨酯樹脂、氣相二氧化硅、坡鏤石粉等。
31、進一步，所述水溶性鹽可以是無機鹽類也可以是有機鹽類，包括但不限于鈉鹽、鉀鹽、銨鹽、鎂鹽、鈣本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種鹽敏型聚丙烯酰胺干粉顆粒，其特征在于，將含有鹽敏型側鏈的功能單體通過共聚合反應引入到聚丙烯酰胺分子上，得到所述聚丙烯酰胺干粉顆粒；
2.根據權利要求1所述的聚丙烯酰胺干粉顆粒，其特征在于，目數在60目以上的聚丙烯酰胺干粉顆粒不大于5wt％。
3.如權利要求1-2任一項所述的聚丙烯酰胺干粉顆粒的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述功能單體的加入量為丙烯酰胺、共聚單體及功能單體加入量之和的0.1-10wt％。
5.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述共聚單體的加入量為丙烯酰胺、共聚單體及功能單體加入量之和的0-70wt％。
6.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述丙烯酰胺、共聚單體及功能單體在水中的總濃度為15-40wt％。
7.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述共聚單體選自丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、順丁烯二酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、甲基烯丙基磺酸和乙烯基苯磺酸中的一種或多種。
8.一種聚丙烯酰胺懸
9.如權利要求8所述的聚丙烯酰胺懸浮液的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
10.如權利要求8所述的聚丙烯酰胺懸浮液在頁巖油、頁巖氣的開采中的應用。
...【技術特征摘要】
1.一種鹽敏型聚丙烯酰胺干粉顆粒，其特征在于，將含有鹽敏型側鏈的功能單體通過共聚合反應引入到聚丙烯酰胺分子上，得到所述聚丙烯酰胺干粉顆粒；
2.根據權利要求1所述的聚丙烯酰胺干粉顆粒，其特征在于，目數在60目以上的聚丙烯酰胺干粉顆粒不大于5wt％。
3.如權利要求1-2任一項所述的聚丙烯酰胺干粉顆粒的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述功能單體的加入量為丙烯酰胺、共聚單體及功能單體加入量之和的0.1-10wt％。
5.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述共聚單體的加入量為丙烯酰胺、共聚單體及功...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張玉璽，施盟泉，張云龍，黃星，
申請(專利權)人：中國科學院理化技術研究所，
類型：發明
國別省市：
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