本公開總體上涉及陰離子聚丙烯酰胺乳液，更具體地涉及降低聚丙烯酰胺基amps(2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸)共聚物或三元共聚物乳液的水濃度的陰離子聚丙烯酰胺乳液。

背景技術(shù)：

1、聚丙烯酰胺在石油和天然氣工業(yè)中廣泛用作化學(xué)添加劑，以提高水基鉆井液和壓裂液的粘度和減阻率。聚丙烯酰胺以兩種主要形式生產(chǎn)：水/油乳液和干粉。石油和天然氣行業(yè)傾向于乳液，因為其加入和混合到壓裂液中的方法更為簡單。然而，在鹽水含量高的壓裂液中(水的總?cè)芙夤腆w含量通常超過100,000ppm)，乳液的性能通常不如干粉。隨著行業(yè)運營商不再使用淡水資源，并開始依賴100％的產(chǎn)出水或回收水作為壓裂液，需要改進乳液的配方和制造，以提高其性能。這可以通過增加乳液的活性成分，同時減少非活性成分(例如水)來實現(xiàn)。

2、因此，需要生產(chǎn)水濃度較低的聚丙烯酰胺基乳液的體系和方法。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本公開的實施方案可以提供一種聚丙烯酰胺基amps(2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸)共聚物或三元共聚物乳液體系，其包括：乳液聚合的聚合物主鏈重量的5重量％至50重量％的固體amps鹽，其中使用固體amps鹽減少了乳液體系中的總水量。固體amps鹽，線性分子式為h2c＝chconhc(ch3)2ch2so3na的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸鈉鹽，是一種有機化合物，其固體組分的色譜純度高于95％，并且含有低于10％的水。

2、

3、聚合物濃度可以高于35重量％，水濃度可以低于31重量％。聚合物濃度可以高于48重量％，水濃度可以低于24重量％。聚合物濃度可以高于47重量％，水濃度可以低于26重量％。

4、本公開的其他實施方案可以提供一種聚丙烯酰胺基amps(2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸)共聚物或三元共聚物乳液體系，其包括：聚合物主鏈重量的5重量％至50重量％的固體amps鹽溶解在50％的丙烯酰胺溶液中，形成單體溶液；和由(a)油乳化劑表面活性劑或油乳化劑表面活性劑組合(package)和(b)礦物油或礦物油混合物的混合物形成的油相，其中將包括amps的單體溶液與油相乳化形成乳液體系，以及其中包括固體amps鹽減少了乳液體系中的總水量。聚合物濃度可以高于35重量％，水濃度可以低于31重量％。聚合物濃度可以高于48重量％，水濃度可以低于24重量％。聚合物濃度可以高于47重量％，水濃度可以低于26重量％。包括丙烯酰胺和amps的單體溶液還可以包括其他單體，如丙烯酸、鹽酸、甲基丙烯酸、馬來酸和/或衣康酸。合成聚合物還可以在體系中包括氧化劑，如過硫酸銨、過硫酸鈉、過氧化氫和/或叔丁基過氧化氫；和/或還原劑，如硫酸氫鹽、硫代硫酸鹽和/或亞鐵鹽。單體溶液還可以包括氫氧化鈉以緩沖水相的ph。

5、本公開的其他實施方案可以提供一種聚丙烯酰胺基amps(2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸)共聚物或三元共聚物乳液體系，其包括：5重量％至50重量％的固體amps鹽溶解在50％的丙烯酰胺溶液中，形成單體溶液；和由(a)油乳化劑表面活性劑或油乳化劑表面活性劑組合和(b)礦物油或礦物油混合物的混合物形成的油相，其中將amps單體溶液與油相乳化形成乳液體系，其中包括固體amps鹽減少了乳液體系中的總水量，以及其中聚合物濃度高于35重量％，水濃度低于31重量％。聚合物濃度可以高于48重量％，水濃度可以低于24重量％。聚合物濃度可以高于47重量％，水濃度可以低于26重量％。

6、本公開的實施方案可以提供一種生產(chǎn)表現(xiàn)出減少的總水量的聚丙烯酰胺基amps(2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸)共聚物或三元共聚物乳液體系的方法，其包括：在攪拌下將amps溶解在50％的丙烯酰胺溶液中以產(chǎn)生單體溶液；將單體溶液分散在由(a)油乳化劑表面活性劑或油乳化劑表面活性劑組合和(b)礦物油或礦物油混合物的混合物形成的油相中；和聚合所述單體。單體溶液可以包括至少一種額外類型的單體，該至少一種額外類型的單體包括丙烯酸。單體溶液可以包括一種或多種選自以下的額外制劑成分：引發(fā)劑、緩沖劑、還原劑或其混合物。引發(fā)劑可以為過硫酸銨。緩沖劑可以選自包括以下的物質(zhì)：丙烯酸、鹽酸、氫氧化鈉或其混合物。還原劑可以為亞硫酸氫鈉。表面活性劑可以為山梨醇酐倍半油酸酯(sorbitan?sesquioleate)。礦物油可以為選自以下的有機液體：烷烴、環(huán)烷烴或其混合物。在所述乳液體系中，聚合物濃度可以高于35重量％，水濃度可以低于31重量％。在所述乳液體系中，聚合物濃度可高于48重量％，水濃度可低于24重量％。在所述乳液體系中，聚合物濃度可高于47重量％，水濃度可低于26重量％。

技術(shù)特征：

1.一種聚丙烯酰胺基amps(2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸)共聚物或三元共聚物乳液體系，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的體系，其中聚合物濃度高于35重量％，水濃度低于31重量％。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的體系，其中聚合物濃度高于48重量％，水濃度低于24重量％。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的體系，其中聚合物濃度高于47重量％，水濃度低于26重量％。

5.一種聚丙烯酰胺基amps(2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸)共聚物或三元共聚物乳液體系，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的體系，其中聚合物濃度高于35重量％，水濃度低于31重量％。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的體系，其中聚合物濃度高于48重量％，水濃度低于24重量％。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的體系，其中聚合物濃度高于47重量％，水濃度低于26重量％。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的體系，其中所述單體溶液還包括：過硫酸銨、過硫酸鈉、過氧化氫、叔丁基過氧化氫、硫酸氫鹽、硫代硫酸鹽和/或亞鐵鹽。

10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的體系，其中所述單體溶液還包括：丙烯酸、鹽酸、甲基丙烯酸、馬來酸和/或衣康酸。

11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的體系，其中所述單體溶液還包括：氫氧化鈉，其中氫氧化鈉緩沖了amps單體溶液的ph。

12.根據(jù)權(quán)利要求5所述的體系，其中所述體系還包括：加入到所述乳液體系中以合成聚合物的亞硫酸氫鈉。

13.一種聚丙烯酰胺基amps(2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸)共聚物或三元共聚物乳液體系，包括：

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的體系，其中所述聚合物濃度高于48重量％，所述水濃度低于24重量％。

15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的體系，其中所述聚合物濃度高于47重量％，所述水濃度低于26重量％。

16.一種生產(chǎn)表現(xiàn)出減少的總水量的聚丙烯酰胺基amps(2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸)共聚物或三元共聚物乳液體系的方法，包括：

17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述單體溶液還包括：至少一種額外類型的單體。

18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述至少一種額外類型的單體包括丙烯酸。

19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述單體溶液還包括：

20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述引發(fā)劑為過硫酸銨。

21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述緩沖劑選自：丙烯酸、鹽酸、氫氧化鈉或其混合物。

22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述還原劑為亞硫酸氫鈉。

23.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中表面活性劑為山梨醇酐倍半油酸酯。

24.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述礦物油為選自以下的有機液體：烷烴、環(huán)烷烴或其混合物。

25.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中在所述乳液體系中，聚合物濃度高于35重量％，水濃度低于31重量％。

26.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中在所述乳液體系中，聚合物濃度高于48重量％，水濃度低于24重量％。

27.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中在所述乳液體系中，聚合物濃度高于47重量％，水濃度低于26重量％。

技術(shù)總結(jié)
聚丙烯酰胺基AMPS(2?丙烯酰胺基?2?甲基丙磺酸)共聚物或三元共聚物乳液體系可以包括乳液聚合中聚合物主鏈重量的5重量％至50重量％的固體AMPS鹽，其中使用固體AMPS鹽減少了乳液體系中的總水量。聚合物濃度可以高于35重量％，水濃度低于31重量％。固體AMPS鹽可以溶解在50％的丙烯酰胺溶液(有或沒有單體)中，以控制可能形成的乳液中的總水量，特別是降低水濃度。使用溶解在50％的丙烯酰胺溶液中的固體AMPS鹽可以在不需要加入額外水的情況下將AMPS單體引入到乳液體系中。這可以改善聚合物主鏈以及最終乳液體系的性能。

技術(shù)研發(fā)人員：李佳,尼科爾·拉米雷斯,杰夫·路易斯
受保護的技術(shù)使用者：艾斯流體工程服務(wù)公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6