CN117304398B - 一种改性聚丙烯酰胺减阻剂及其制备方法 - Google Patents
一种改性聚丙烯酰胺减阻剂及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117304398B CN117304398B CN202311595040.0A CN202311595040A CN117304398B CN 117304398 B CN117304398 B CN 117304398B CN 202311595040 A CN202311595040 A CN 202311595040A CN 117304398 B CN117304398 B CN 117304398B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- parts
- reaction
- phase solution
- sodium
- water
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 title claims abstract description 64
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 title claims abstract description 38
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 10
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 129
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 67
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims abstract description 64
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims abstract description 57
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims abstract description 49
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 39
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 38
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 36
- 239000003999 initiator Substances 0.000 claims abstract description 36
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 claims abstract description 27
- IIXGBDGCPUYARL-UHFFFAOYSA-N hydroxysulfamic acid Chemical compound ONS(O)(=O)=O IIXGBDGCPUYARL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims abstract description 21
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 claims abstract description 20
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims abstract description 19
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 18
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims abstract description 10
- 230000001804 emulsifying effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims abstract description 10
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 claims description 25
- 238000006011 modification reaction Methods 0.000 claims description 25
- 229920000136 polysorbate Polymers 0.000 claims description 19
- CIHOLLKRGTVIJN-UHFFFAOYSA-N tert‐butyl hydroperoxide Chemical group CC(C)(C)OO CIHOLLKRGTVIJN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- -1 2-hydroxy propane butyn Chemical group 0.000 claims description 13
- GVGUFUZHNYFZLC-UHFFFAOYSA-N dodecyl benzenesulfonate;sodium Chemical group [Na].CCCCCCCCCCCCOS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 GVGUFUZHNYFZLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 229940051841 polyoxyethylene ether Drugs 0.000 claims description 13
- 229920000056 polyoxyethylene ether Polymers 0.000 claims description 13
- 230000001603 reducing effect Effects 0.000 claims description 13
- 229940080264 sodium dodecylbenzenesulfonate Drugs 0.000 claims description 13
- DWAQJAXMDSEUJJ-UHFFFAOYSA-M Sodium bisulfite Chemical group [Na+].OS([O-])=O DWAQJAXMDSEUJJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 12
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 12
- HRZFUMHJMZEROT-UHFFFAOYSA-L sodium disulfite Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S(=O)S([O-])(=O)=O HRZFUMHJMZEROT-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 12
- 235000010267 sodium hydrogen sulphite Nutrition 0.000 claims description 12
- 229940001584 sodium metabisulfite Drugs 0.000 claims description 12
- 235000010262 sodium metabisulphite Nutrition 0.000 claims description 12
- NWGKJDSIEKMTRX-AAZCQSIUSA-N Sorbitan monooleate Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(=O)OC[C@@H](O)[C@H]1OC[C@H](O)[C@H]1O NWGKJDSIEKMTRX-AAZCQSIUSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 10
- BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M sulfonate Chemical compound [O-]S(=O)=O BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 10
- JRBPAEWTRLWTQC-UHFFFAOYSA-N dodecylamine Chemical group CCCCCCCCCCCCN JRBPAEWTRLWTQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 7
- AKHNMLFCWUSKQB-UHFFFAOYSA-L sodium thiosulfate Chemical group [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=S AKHNMLFCWUSKQB-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 7
- 235000019345 sodium thiosulphate Nutrition 0.000 claims description 7
- XYXNTHIYBIDHGM-UHFFFAOYSA-N ammonium thiosulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S([O-])(=O)=S XYXNTHIYBIDHGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L sodium carbonate Substances [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 239000004342 Benzoyl peroxide Substances 0.000 claims description 5
- OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N Benzoylperoxide Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(=O)OOC(=O)C1=CC=CC=C1 OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- REYJJPSVUYRZGE-UHFFFAOYSA-N Octadecylamine Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCN REYJJPSVUYRZGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- HVUMOYIDDBPOLL-XWVZOOPGSA-N Sorbitan monostearate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OC[C@@H](O)[C@H]1OC[C@H](O)[C@H]1O HVUMOYIDDBPOLL-XWVZOOPGSA-N 0.000 claims description 5
- 235000019400 benzoyl peroxide Nutrition 0.000 claims description 5
- VNEBWJSWMVTSHK-UHFFFAOYSA-L disodium;3-hydroxynaphthalene-2,7-disulfonate Chemical compound [Na+].[Na+].C1=C(S([O-])(=O)=O)C=C2C=C(S([O-])(=O)=O)C(O)=CC2=C1 VNEBWJSWMVTSHK-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 5
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 5
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 5
- CUNWUEBNSZSNRX-RKGWDQTMSA-N (2r,3r,4r,5s)-hexane-1,2,3,4,5,6-hexol;(z)-octadec-9-enoic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO.OC[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO.CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O.CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O.CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O CUNWUEBNSZSNRX-RKGWDQTMSA-N 0.000 claims description 4
- USWINTIHFQKJTR-UHFFFAOYSA-N 3-hydroxynaphthalene-2,7-disulfonic acid Chemical compound C1=C(S(O)(=O)=O)C=C2C=C(S(O)(=O)=O)C(O)=CC2=C1 USWINTIHFQKJTR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- QXNVGIXVLWOKEQ-UHFFFAOYSA-N Disodium Chemical compound [Na][Na] QXNVGIXVLWOKEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 claims description 3
- DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M Sodium laurylsulphate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCOS([O-])(=O)=O DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- 238000004945 emulsification Methods 0.000 claims description 3
- RJSCZBRDRBIRHP-UHFFFAOYSA-N n,n-diethylprop-1-yn-1-amine Chemical compound CCN(CC)C#CC RJSCZBRDRBIRHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- KCXFHTAICRTXLI-UHFFFAOYSA-N propane-1-sulfonic acid Chemical compound CCCS(O)(=O)=O KCXFHTAICRTXLI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- IGFHQQFPSIBGKE-UHFFFAOYSA-N Nonylphenol Natural products CCCCCCCCCC1=CC=C(O)C=C1 IGFHQQFPSIBGKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- SNQQPOLDUKLAAF-UHFFFAOYSA-N nonylphenol Chemical compound CCCCCCCCCC1=CC=CC=C1O SNQQPOLDUKLAAF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 abstract description 57
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 abstract description 41
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 27
- 239000012267 brine Substances 0.000 abstract description 19
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract description 19
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 abstract description 5
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 18
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 18
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 13
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 11
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 10
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 230000033558 biomineral tissue development Effects 0.000 description 7
- 238000000520 microinjection Methods 0.000 description 7
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 7
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 239000004289 sodium hydrogen sulphite Substances 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 4
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 4
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 238000007334 copolymerization reaction Methods 0.000 description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AGZVMFHCESVRRI-UHFFFAOYSA-N [Na].CC(C)O Chemical compound [Na].CC(C)O AGZVMFHCESVRRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004931 aggregating effect Effects 0.000 description 2
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 2
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 229920000847 nonoxynol Polymers 0.000 description 2
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 125000000542 sulfonic acid group Chemical group 0.000 description 2
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 2
- 238000007259 addition reaction Methods 0.000 description 1
- DQPBABKTKYNPMH-UHFFFAOYSA-N amino hydrogen sulfate Chemical compound NOS(O)(=O)=O DQPBABKTKYNPMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 238000007142 ring opening reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
- C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
- C08F220/52—Amides or imides
- C08F220/54—Amides, e.g. N,N-dimethylacrylamide or N-isopropylacrylamide
- C08F220/56—Acrylamide; Methacrylamide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F8/00—Chemical modification by after-treatment
- C08F8/34—Introducing sulfur atoms or sulfur-containing groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/60—Compositions for stimulating production by acting on the underground formation
- C09K8/62—Compositions for forming crevices or fractures
- C09K8/66—Compositions based on water or polar solvents
- C09K8/68—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/60—Compositions for stimulating production by acting on the underground formation
- C09K8/84—Compositions based on water or polar solvents
- C09K8/86—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds
- C09K8/88—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds
- C09K8/882—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Abstract
本发明涉及一种改性聚丙烯酰胺减阻剂及其制备方法，属于油田压裂减阻剂技术领域。所述方法：将2‑萘酚‑3,6‑二磺酸二钠与马来酸酐进行反应，得到刚性单体；用水将丙烯酰胺、丙烯酸、刚性单体、抗盐单体、表面活性剂和氧化性引发剂混匀，得到水相溶液，用白油将主乳化剂和辅助乳化剂混匀，得到油相溶液；将水相溶液与油相溶液混合并乳化，通氮除氧后加入还原性引发剂引发反应，得到聚合产物；用水将羟胺磺酸、氢氧化钠、稳定剂、分散剂和聚合产物混匀并改性，再加入转相剂并混匀，得到改性聚丙烯酰胺减阻剂。本发明制得的改性聚丙烯酰胺减阻剂在高矿化度盐水中溶解速度快、具有好的运动粘度、能保持高粘弹性、抗盐性能优异、减阻性能好。
Description
技术领域
本发明涉及油田压裂减阻剂技术领域，具体涉及一种改性聚丙烯酰胺减阻剂及其制备方法。
背景技术
随着国内页岩气田以及致密油气藏开发研究的深入，采用多级分段压裂、大规模分段多簇的体积压裂技术逐步成为我国非常规油气储层经济有效开发的重要手段。体积压裂主要以低黏携砂、大排量、低砂比、大规模为施工方式，因此降低泵注液体施工摩阻成为迫切需要解决的问题，这使得高效抗盐减阻剂成为配套体积压裂的关键技术。
聚丙烯酰胺产品一直是研究的重点，该类产品成本较低，溶解速度快，减阻效果明显，能够适用现场施工大量混配的要求。但是目前为了节约成本和减少环境污染，大量的返排液会重复利用，传统的减阻剂产品在这种高矿化度返排液中难以发挥其减阻作用，大量的金属离子通过静电压缩促使减阻剂分子蜷缩在一起，导致运动粘度大打折扣，无法形成粘弹性流体。
综上，非常有必要提供一种适用于高矿化度盐水的改性聚丙烯酰胺减阻剂及其制备方法。
发明内容
为了解决现有技术中存在的一个或者多个技术问题，本发明提供了一种改性聚丙烯酰胺减阻剂及其制备方法。本发明制得的改性聚丙烯酰胺减阻剂在高矿化度盐水中溶解速度快、具有好的运动粘度、仍能保持高粘弹性、抗剪切性能优异、抗盐性能优异、减阻性能好。
本发明在第一方面提供了一种改性聚丙烯酰胺减阻剂的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
（1）将2-萘酚-3,6-二磺酸二钠与马来酸酐在pH为8~10的条件下进行反应，得到刚性单体；
（2）用水将丙烯酰胺、丙烯酸、刚性单体、抗盐单体、表面活性剂和氧化性引发剂混合均匀，得到水相溶液，用白油将主乳化剂和辅助乳化剂混合均匀，得到油相溶液；所述抗盐单体为2-羟基丙烷丁炔二醚-3-磺酸钠和/或N,N-二乙基丙炔胺丙烷磺酸盐；
（3）将水相溶液与油相溶液混合并进行乳化，得到乳化液，然后将乳化液通氮除氧后加入还原性引发剂引发聚合反应，得到聚合产物；
（4）用水将羟胺磺酸、氢氧化钠、稳定剂、分散剂和聚合产物混合均匀并进行改性反应，再加入转相剂并混合均匀，得到改性聚丙烯酰胺减阻剂。
优选地，在步骤（1）中：所述2-萘酚-3,6-二磺酸二钠与所述马来酸酐的质量比为（1~3.6）：1；和/或所述反应在水存在的条件下进行，所述水的用量为所述2-萘酚-3,6-二磺酸二钠与所述马来酸酐的质量用量之和的10~20倍。
优选地，在步骤（1）中：所述反应的温度为20~25℃，所述反应的时间为10~15h；和/或所述反应在惰性气氛中进行。
优选地，所述乳化的时间为20~40min。
优选地，所述聚合反应的引发温度为20~25℃；所述聚合反应的时间为3~5h；和/或在聚合反应过程中，每30~40s聚合反应的温度上升0.08~0.15℃。
优选地，所述改性反应的温度为50~60℃，所述改性反应的时间为4.5~5.5h；所述丙烯酰胺与所述羟胺磺酸的质量比为（2.5~4.5）：1；和/或所述羟胺磺酸与所述氢氧化钠的质量比为1：（0.4~0.5）。
优选地，在步骤（1）中，所述反应在氢氧化钠存在的条件下进行，用氢氧化钠调节反应体系的pH为8~10；和/或在步骤（3）中，在将所述水相溶液与所述油相溶液混合之前，先采用pH调节剂调节所述水相溶液的pH为6.8~7.2，所述pH调节剂为氢氧化钠和/或碳酸钠。
优选地，所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠和/或十二烷基硫酸钠；所述氧化性引发剂为叔丁基过氧化氢和/或过氧化苯甲酰；所述主乳化剂为司盘60、司盘80、司盘83中的一种或多种；所述辅助乳化剂为吐温65、吐温81、吐温85中的一种或多种；所述还原性引发剂为亚硫酸氢钠和/或焦亚硫酸钠；所述稳定剂为硫代硫酸钠和/或硫代硫酸铵；所述分散剂为十二胺聚氧乙烯醚和/或十八胺聚氧乙烯醚；和/或所述转相剂为烷基酚聚氧乙烯醚和/或壬基酚聚氧乙烯醚。
优选地，制备所述改性聚丙烯酰胺减阻剂的各原料包含以重量份数计的如下组分：丙烯酰胺200~260份、丙烯酸20~30份、刚性单体10~20份、抗盐单体50~60份、表面活性剂1~2份、白油250~300份、主乳化剂20~30份、辅助乳化剂5~10份、羟胺磺酸60~80份、氢氧化钠24~40份、稳定剂30~40份、分散剂10~15份、转相剂20~25份、氧化性引发剂0.005~0.01份、还原性引发剂0.005~0.01份、步骤（2）中的水380~460份、步骤（4）中的水100~120份。
本发明在第二方面提供了由本发明在第一方面所述的制备方法制得的改性聚丙烯酰胺减阻剂。
本发明与现有技术相比至少具有如下有益效果：
（1）本发明以2-萘酚-3,6-二磺酸二钠与马来酸酐进行反应形成了刚性单体，再使得刚性单体与抗盐单体、丙烯酰胺和丙烯酸发生聚合反应，聚合后形成的聚合产物分子链作为减阻剂的主要骨架，在高矿化度盐水体系中具有粘度高、分子链刚性好、稳定性好、抗盐性能优异等优点，有助于维持减阻剂在高矿化度盐水中的结构完整性，本发明由于采用自制的刚性单体参与共聚，聚合产物分子链有助于减阻剂在高矿化度盐水中保持其性能，且可以使得聚合产物分子链受剪切作用后可再恢复，聚合物抗剪切性能增强；此外，本发明采用所述抗盐单体参与共聚，有利于形成的聚合产物分子链在高矿化度盐水体系中维持好的分散性和分子链支化稳定性，有助于防止减阻剂在高矿化度盐水体系下沉淀或聚集，有利于保持减阻效果的持久性。
（2）本发明还采用羟胺磺酸和氢氧化钠对聚合形成的聚合产物进行改性，使改性后的聚合产物分子链具有更好的亲水特性和对盐的不敏感特性，使聚合产物分子链在盐水中有更快的溶解性能，在一定程度上也可以加强减阻剂的抗盐能力，有助于维持减阻剂在高矿化度盐水中的分散稳定性；本发明最终制备出了具有优异性能的改性聚丙烯酰胺减阻剂，尤其在高矿化度盐水中表现出卓越的运动粘度、粘弹性、抗剪切性能、抗盐性能和减阻性能。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明在第一方面提供了一种改性聚丙烯酰胺减阻剂的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
（1）将2-萘酚-3,6-二磺酸二钠与马来酸酐（别名：顺丁烯二酸酐）在pH为8~10的条件下进行反应，得到刚性单体；在本发明中，例如可以加入碱性物质（例如氢氧化钠和/或氢氧化钾）调节反应体系的pH为8~10，本发明对碱性物质的用量不做具体的限定，能够调节pH值至目标范围内即可；在本发明中，在碱性条件（pH为8~10）下，2-萘酚-3,6-二磺酸二钠上的羟基-OH可以与马来酸酐进行开环加成反应；在本发明中，所述2-萘酚-3,6-二磺酸二钠与马来酸酐之间的反应例如如式I所示：
式I
（2）用水将丙烯酰胺、丙烯酸、刚性单体、抗盐单体、表面活性剂和氧化性引发剂混合均匀，得到水相溶液，用白油将主乳化剂和辅助乳化剂混合均匀，得到油相溶液；所述抗盐单体为2-羟基丙烷丁炔二醚-3-磺酸钠和/或N,N-二乙基丙炔胺丙烷磺酸盐；在本发明中，加入表面活性剂可以促进分散；
（3）将水相溶液与油相溶液混合并进行乳化，得到乳化液，然后将乳化液通氮除氧后加入还原性引发剂引发聚合反应，得到聚合产物；在本发明中，所述通氮除氧的时间例如为40~60min；
（4）用水将羟胺磺酸（别名：羟胺-O-磺酸）、氢氧化钠、稳定剂、分散剂和聚合产物混合均匀并进行改性反应，再加入转相剂并混合均匀，得到改性聚丙烯酰胺减阻剂。
本发明以2-萘酚-3,6-二磺酸二钠与马来酸酐进行反应形成了具有可聚合双键结构、苯环结构、磺酸基和羧基的刚性单体，再使得刚性单体、抗盐单体与丙烯酰胺和丙烯酸发生聚合反应，聚合后形成的聚合产物分子链作为减阻剂的主要骨架，采用本发明自制的刚性单体能够使得聚合产物分子链在高矿化度盐水体系中具有粘度高、分子链刚性好、稳定性好、抗盐性能优异等优点，且由于刚性单体中包含了羧基和磺酸基，能有效增大刚性单体的水溶性，而并非得到的是偏树脂性的单体，可以有效改善减阻剂的水溶性和分散性，可以降低固液界面的黏附力，有助于进一步改善减阻剂在高矿化度盐水中的抗盐性能；本发明由于采用自制的刚性单体参与共聚，有助于减阻剂在高矿化度盐水中保持其性能，且可以使得聚合产物分子链受剪切作用后可再恢复，聚合物抗剪切性能增强；此外，本发明采用所述抗盐单体参与共聚，有利于形成的聚合产物分子链在高矿化度盐水体系中维持好的分散性和分子链支化稳定性，有助于防止减阻剂在高矿化度盐水体系下沉淀或聚集，有利于保持减阻效果的持久性。
本发明还采用羟胺磺酸和氢氧化钠对聚合形成的聚合产物进行改性，使改性后的聚合产物分子链具有更好的亲水性能和对盐的不敏感特性，使聚合产物分子链在盐水中有更快的溶解性能，在一定程度上也可以加强减阻剂的抗盐能力，有助于维持减阻剂在高矿化度盐水中的分散稳定性；本发明最终制备出了具有优异性能的改性聚丙烯酰胺减阻剂，尤其在高矿化度盐水中表现出卓越的运动粘度、粘弹性、抗剪切性能、抗盐性能和减阻性能。
根据一些优选的实施方式，在步骤（1）中，所述2-萘酚-3,6-二磺酸二钠与所述马来酸酐的质量比为（1~3.6）：1；在本发明中，更优选的是，所述2-萘酚-3,6-二磺酸二钠与所述马来酸酐的质量比为（3.4~3.6）：1，如此可以使得2-萘酚-3,6-二磺酸二钠与马来酸酐两者反应更加完全，残留的反应原料更少，可以保证所述刚性单体的产率，有利于得到理想的目标产物；和/或在步骤（1）中：所述反应在水存在的条件下进行，所述水的用量为所述2-萘酚-3,6-二磺酸二钠与所述马来酸酐的质量用量之和的10~20倍（例如10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20倍）。
根据一些优选的实施方式，在步骤（1）中，所述反应的温度为20~25℃（例如20℃、21℃、22℃、23℃、24℃或25℃），所述反应的时间为10~15h（例如10、11、12、13、14或15h）；和/或在步骤（1）中，所述反应在惰性气氛中进行。
根据一些优选的实施方式，所述乳化的时间为20~40min（例如20、25、30、35或40min）。
根据一些优选的实施方式，所述聚合反应的引发温度为20~25℃（例如20℃、21℃、22℃、23℃、24℃或25℃）；所述聚合反应的时间为3~5h（例如3、3.5、4、4.5或5h）；和/或在聚合反应过程中，每30~40s（例如30、35或40s）聚合反应的温度上升0.08~0.15℃（例如0.08℃、0.09℃、0.1℃、0.11℃、0.12℃、0.13℃、0.14℃或0.15℃）。
根据一些优选的实施方式，所述改性反应的温度为50~60℃（例如50℃、55℃或60℃），所述改性反应的时间为4.5~5.5h（例如4.5、5或5.5h）；所述丙烯酰胺与所述羟胺磺酸的质量比为（2.5~4.5）：1（例如2.5:1、2.6:1、2.7:1、2.8:1、2.9:1、3:1、3.1:1、3.2:1、3.3:1、3.4:1、3.5:1、3.6:1、3.7:1、3.8:1、3.9:1、4:1、4.1:1、4.2:1、4.3:1、4.4:1或4.5:1）；和/或所述羟胺磺酸与所述氢氧化钠的质量比为1：（0.4~0.5）（例如1:0.4、1:0.45或1:0.5）；在本发明中，优选的是，所述改性反应的温度为50~60℃，所述改性反应的时间为4.5~5.5h，所述羟胺磺酸与所述丙烯酰胺的质量比为1：（2.5~4.5），所述羟胺磺酸与所述氢氧化钠的质量比为1：（0.4~0.5），如此可以使经步骤（3）聚合形成的聚合产物具有合适的改性度，从而有利于保证制得的所述改性聚丙烯酰胺减阻剂具有更加优异的抗剪切性能、抗盐性能和减阻性能，本发明发现，若改性温度过低、改性时间过短、羟胺磺酸与氢氧化钠的用量过少，会导致改性不足，从而影响减阻剂产品的性能，而若改性温度过高、改性时间过长、羟胺磺酸与氢氧化钠的用量过多，则会导致经步骤（3）聚合形成的聚合产物发生过度的改性，并且由于在高温下保持了过长的时间，容易造成聚合产物分子链断裂，导致分子链变短，同样会对减阻剂产品产生不利的影响，在制备本发明所述的改性聚丙烯酰胺减阻剂时，通过精确控制改性温度、改性时间和改性剂用量，才有利于确保最终减阻剂产品具有合适的改性度，从而在高矿化度盐水中具有优异稳定的抗剪切性能、抗盐性能以及高效的减阻率。
根据一些优选的实施方式，在步骤（1）中，所述反应在氢氧化钠存在的条件下进行，用氢氧化钠调节反应体系的pH为8~10；本发明对步骤（1）中氢氧化钠的用量不做具体的限定，能够使得反应体系的pH调节在8~10的目标范围内即可。
根据一些优选的实施方式，在步骤（3）中，在将所述水相溶液与所述油相溶液混合之前，先采用pH调节剂调节所述水相溶液的pH为6.8~7.2（6.8、6.9、7.0、7.1或7.2）；所述pH调节剂为氢氧化钠和/或碳酸钠，本发明对所述pH调节剂的用量不做具体的限定，能够使得所述水相溶液的pH调节至目标范围即可。
根据一些优选的实施方式，所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠和/或十二烷基硫酸钠；所述氧化性引发剂为叔丁基过氧化氢和/或过氧化苯甲酰；所述主乳化剂为司盘60、司盘80、司盘83中的一种或多种；所述辅助乳化剂为吐温65、吐温81、吐温85中的一种或多种；所述还原性引发剂为亚硫酸氢钠和/或焦亚硫酸钠；所述稳定剂为硫代硫酸钠和/或硫代硫酸铵；所述分散剂为十二胺聚氧乙烯醚（十二胺聚氧乙烯(5)醚）和/或十八胺聚氧乙烯醚；和/或所述转相剂为烷基酚聚氧乙烯醚和/或壬基酚聚氧乙烯醚，在本发明中，所述烷基酚聚氧乙烯醚例如为OP-10，所述壬基酚聚氧乙烯醚例如NP-10；在本发明中，所述还原性引发剂例如可以配制成水溶液，然后通过微量注射泵注射滴加的方式加入到乳化液中；本发明在没有特别说明的情况下，采用的各原料物质为市面上可以直接购买的产品或者通过现有的方法合成而成；在本发明中，多个技术特征之间出现的“和/或”，表示的是这些技术特征之间均是以“和/或”的关系连接，表示可以是这些技术特征中的任意一个，或者是这些技术特征中任意两个或者更多个的组合。
根据一些优选的实施方式，制备所述改性聚丙烯酰胺减阻剂的各原料包含以重量份数计的如下组分：丙烯酰胺200~260份（例如200、210、220、230、240、250或260份）、丙烯酸20~30份（例如20、21、22、23、24、25、26、27、28、29或30份）、刚性单体10~20份（例如10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20份）、抗盐单体50~60份（例如50、51、52、53、54、55、56、57、58、59或60份）、表面活性剂1~2份（例如1、1.5或2份）、白油250~300份（例如250、260、270、280、290或300份）、主乳化剂20~30份（例如20、21、22、23、24、25、26、27、28、29或30份）、辅助乳化剂5~10份（例如5、6、7、8、9或10份）、羟胺磺酸60~80份（例如60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79或80份）、氢氧化钠24~40份（例如24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39或40份）、稳定剂30~40份（例如30、31、32、33、34、35、36、37、38、39或40份）、分散剂10~15份（例如10、11、12、13、14或15份）、转相剂20~25份（例如20、21、22、23、24或25份）、氧化性引发剂0.005~0.01份（例如0.005、0.006、0.007、0.008、0.009或0.01份）、还原性引发剂0.005~0.01份（例如0.005、0.006、0.007、0.008、0.009或0.01份）、步骤（2）中的水380~460份（例如380、390、400、410、420、430、440、450或460份）、步骤（4）中的水100~120份（例如100、110或120份）；在本发明中，优选的是，所述丙烯酰胺、所述丙烯酸、所述刚性单体、所述抗盐单体、所述羟胺磺酸与所述氢氧化钠的用量的质量比为（200~260）：（20~30）：（10~20）：（50~60）：（60~80）：（24~40），如此有利于得到在高矿化度盐水中具有更加优异的抗剪切性能、抗盐性能和减阻性能的所述改性聚丙烯酰胺减阻剂；在本发明中，“份”均指的是“重量份”，在具体实施例以及对比例中，重量份的单位例如可以统一为“g”或者“kg”等重量单位。
本发明在第二方面提供了由本发明在第一方面所述的制备方法制得的改性聚丙烯酰胺减阻剂。
下文将通过举例的方式对本发明进行进一步的说明，但是本发明的保护范围不限于这些实施例。
在本发明中，下述各实施例以及各对比例中采用的刚性单体的制备为：
称取348份2-萘酚-3,6-二磺酸二钠放置于三口烧瓶中，然后在三口烧瓶中加入4500份水混合均匀，开启氮气保护，再加入98份马来酸酐粉末搅拌均匀，得到反应体系，并加入氢氧化钠调节反应体系的pH为9，开启搅拌，温度保持在25℃进行反应12h后停止反应；反应结束后，经过滤得到产物，然后再用水对产物洗涤3次，烘干，得到刚性单体。
实施例1
①将200份丙烯酰胺、20份丙烯酸、10份刚性单体、50份抗盐单体（2-羟基丙烷丁炔二醚-3-磺酸钠）、1份表面活性剂（十二烷基苯磺酸钠）、0.008份叔丁基过氧化氢（氧化性引发剂）分散于460份去离子水中混合均匀，用氢氧化钠调节pH值至6.8，得到水相溶液；将20份司盘60和5份吐温65加入到250份白油中混合均匀，得到油相溶液。
②将水相溶液倒入油相溶液中，用均质机乳化30min，得到乳化液；将乳化液全部倒入反应器中，通入氮气除氧50min，在氮气保护下，加入亚硫酸氢钠（还原性引发剂）引发聚合反应，引发温度为20℃；亚硫酸氢钠的加入方式为：将0.008份亚硫酸氢钠配制成质量分数为1%的水溶液，用微量注射泵注射滴加至乳化液中；在聚合反应过程中，控制反应温度每30s升温0.1℃，进行聚合反应3h，得到聚合产物。
③将60份羟胺磺酸、24份氢氧化钠和30份硫代硫酸钠溶于100份去离子水中，然后加入10份十二胺聚氧乙烯醚，再一起加入步骤②得到的聚合产物中搅拌均匀，得到改性反应体系；将反应器密封，转移至50℃水浴中进行改性反应4.5h，改性反应结束后，再加入20份转相剂OP-10并混合均匀，得到改性聚丙烯酰胺减阻剂。
实施例2
①将220份丙烯酰胺、22份丙烯酸、12份刚性单体、52份抗盐单体（2-羟基丙烷丁炔二醚-3-磺酸钠）、1.5份表面活性剂（十二烷基苯磺酸钠）、0.007份过氧化苯甲酰（氧化性引发剂）分散于436份去离子水中混合均匀，用氢氧化钠调节pH值至6.8，得到水相溶液；将22份司盘60和6份吐温65加入到255份白油中混合均匀，得到油相溶液。
②将水相溶液倒入油相溶液中，用均质机乳化30min，得到乳化液；将乳化液全部倒入反应器中，通入氮气除氧50min，在氮气保护下，加入亚硫酸氢钠（还原性引发剂）引发聚合反应，引发温度为20℃；亚硫酸氢钠的加入方式为：将0.007份亚硫酸氢钠配制成质量分数为1%的水溶液，用微量注射泵注射滴加至乳化液中；在聚合反应过程中，控制反应温度每30s升温0.1℃，进行聚合反应3.5h，得到聚合产物。
③将62份羟胺磺酸、28份氢氧化钠和33份硫代硫酸钠溶于100份去离子水中，然后加入12份十二胺聚氧乙烯醚，再一起加入步骤②得到的聚合产物中搅拌均匀，得到改性反应体系；将反应器密封，转移至52℃水浴中进行改性反应4.5h，改性反应结束后，再加入21份转相剂OP-10并混合均匀，得到改性聚丙烯酰胺减阻剂。
实施例3
①将230份丙烯酰胺、25份丙烯酸、15份刚性单体、55份抗盐单体（2-羟基丙烷丁炔二醚-3-磺酸钠）、1.5份表面活性剂（十二烷基苯磺酸钠）、0.008份叔丁基过氧化氢（氧化性引发剂）分散于420份去离子水中混合均匀，用氢氧化钠调节pH值至6.9，得到水相溶液；将20份司盘80和5份吐温81加入到257份白油中混合均匀，得到油相溶液。
②将水相溶液倒入油相溶液中，用均质机乳化30min，得到乳化液；将乳化液全部倒入反应器中，通入氮气除氧50min，在氮气保护下，加入焦亚硫酸钠（还原性引发剂）引发聚合反应，引发温度为20℃；焦亚硫酸钠的加入方式为：将0.008份焦亚硫酸钠配制成质量分数为1%的水溶液，用微量注射泵注射滴加至乳化液中；在聚合反应过程中，控制反应温度每30s升温0.1℃，进行聚合反应3.5h，得到聚合产物。
③将65份羟胺磺酸、29份氢氧化钠和35份硫代硫酸铵溶于100份去离子水中，然后加入15份十二胺聚氧乙烯醚，再一起加入步骤②得到的聚合产物中搅拌均匀，得到改性反应体系；将反应器密封，转移至55℃水浴中进行改性反应4.5h，改性反应结束后，再加入22份转相剂NP-10并混合均匀，得到改性聚丙烯酰胺减阻剂。
实施例4
①将260份丙烯酰胺、30份丙烯酸、20份刚性单体、60份抗盐单体（2-羟基丙烷丁炔二醚-3-磺酸钠）、2份表面活性剂（十二烷基苯磺酸钠）、0.006份过氧化苯甲酰（氧化性引发剂）分散于380份去离子水中混合均匀，用氢氧化钠调节pH值至6.9，得到水相溶液；将30份司盘83和10份吐温85加入到300份白油中混合均匀，得到油相溶液。
②将水相溶液倒入油相溶液中，用均质机乳化30min，得到乳化液；将乳化液全部倒入反应器中，通入氮气除氧50min，在氮气保护下，加入焦亚硫酸钠（还原性引发剂）引发聚合反应，引发温度为20℃；焦亚硫酸钠的加入方式为：将0.006份焦亚硫酸钠配制成质量分数为1%的水溶液，用微量注射泵注射滴加至乳化液中；在聚合反应过程中，控制反应温度每30s升温0.1℃，进行聚合反应4h，得到聚合产物。
③将80份羟胺磺酸、40份氢氧化钠和40份硫代硫酸钠溶于120份去离子水中，然后加入15份十八胺聚氧乙烯醚，再一起加入步骤②得到的聚合产物中搅拌均匀，得到改性反应体系；将反应器密封，转移至60℃水浴中进行改性反应5.5h，改性反应结束后，再加入25份转相剂NP-10并混合均匀，得到改性聚丙烯酰胺减阻剂。
实施例5
①将250份丙烯酰胺、25份丙烯酸、16份刚性单体、58份抗盐单体（2-羟基丙烷丁炔二醚-3-磺酸钠）、1.5份表面活性剂（十二烷基苯磺酸钠）、0.009份叔丁基过氧化氢（氧化性引发剂）分散于397份去离子水中混合均匀，用氢氧化钠调节pH值至7.2，得到水相溶液；将23份司盘80和8份吐温85加入到280份白油中混合均匀，得到油相溶液。
②将水相溶液倒入油相溶液中，用均质机乳化30min，得到乳化液；将乳化液全部倒入反应器中，通入氮气除氧50min，在氮气保护下，加入亚硫酸氢钠（还原性引发剂）引发聚合反应，引发温度为20℃；亚硫酸氢钠的加入方式为：将0.009份亚硫酸氢钠配制成质量分数为1%的水溶液，用微量注射泵注射滴加至乳化液中；在聚合反应过程中，控制反应温度每30s升温0.1℃，进行聚合反应4.5h，得到聚合产物。
③将70份羟胺磺酸、31.5份氢氧化钠和35份硫代硫酸钠溶于120份去离子水中，然后加入13份十八胺聚氧乙烯醚，再一起加入步骤②得到的聚合产物中搅拌均匀，得到改性反应体系；将反应器密封，转移至55℃水浴中进行改性反应5h，改性反应结束后，再加入23份转相剂OP-10并混合均匀，得到改性聚丙烯酰胺减阻剂。
实施例6
实施例6与实施例3基本相同，不同之处在于：
①将262份丙烯酰胺、25份丙烯酸、8份刚性单体、30份抗盐单体（2-羟基丙烷丁炔二醚-3-磺酸钠）、1.5份表面活性剂（十二烷基苯磺酸钠）、0.008份叔丁基过氧化氢（氧化性引发剂）分散于420份去离子水中混合均匀，用氢氧化钠调节pH值至6.9，得到水相溶液；将20份司盘80和5份吐温81加入到257份白油中混合均匀，得到油相溶液。
实施例7
实施例7与实施例3基本相同，不同之处在于：
①将195份丙烯酰胺、25份丙烯酸、25份刚性单体、80份抗盐单体（2-羟基丙烷丁炔二醚-3-磺酸钠）、1.5份表面活性剂（十二烷基苯磺酸钠）、0.008份叔丁基过氧化氢（氧化性引发剂）分散于420份去离子水中混合均匀，用氢氧化钠调节pH值至6.9，得到水相溶液；将20份司盘80和5份吐温81加入到257份白油中混合均匀，得到油相溶液。
实施例8
实施例8与实施例3基本相同，不同之处在于：
③将50份羟胺磺酸、22.5份氢氧化钠和35份硫代硫酸铵溶于100份去离子水中，然后加入15份十二胺聚氧乙烯醚，再一起加入步骤②得到的聚合产物中搅拌均匀，得到改性反应体系；将反应器密封，转移至40℃水浴中进行改性反应3.5h，改性反应结束后，再加入22份转相剂NP-10并混合均匀，得到改性聚丙烯酰胺减阻剂。
实施例9
实施例9与实施例3基本相同，不同之处在于：
③将90份羟胺磺酸、45份氢氧化钠和35份硫代硫酸铵溶于100份去离子水中，然后加入15份十二胺聚氧乙烯醚，再一起加入步骤②得到的聚合产物中搅拌均匀，得到改性反应体系；将反应器密封，转移至70℃水浴中进行改性反应6h，改性反应结束后，再加入22份转相剂NP-10并混合均匀，得到改性聚丙烯酰胺减阻剂。
对比例1
①将230份丙烯酰胺、25份丙烯酸、15份刚性单体、55份抗盐单体（2-羟基丙烷丁炔二醚-3-磺酸钠）、1.5份表面活性剂（十二烷基苯磺酸钠）、0.008份叔丁基过氧化氢（氧化性引发剂）分散于420份去离子水中混合均匀，用氢氧化钠调节pH值至6.9，得到水相溶液；将20份司盘80和5份吐温81加入到257份白油中混合均匀，得到油相溶液。
②将水相溶液倒入油相溶液中，用均质机乳化30min，得到乳化液；将乳化液全部倒入反应器中，通入氮气除氧50min，在氮气保护下，加入焦亚硫酸钠（还原性引发剂）引发聚合反应，引发温度为20℃；焦亚硫酸钠的加入方式为：将0.008份焦亚硫酸钠配制成质量分数为1%的水溶液，用微量注射泵注射滴加至乳化液中；在聚合反应过程中，控制反应温度每30s升温0.1℃，进行聚合反应3.5h，得到聚合产物，然后往所述聚合产物中加入22份转相剂NP-10并混合均匀，得到聚丙烯酰胺减阻剂。
对比例2
对比例2与实施例3基本相同，不同之处在于：
①将230份丙烯酰胺、25份丙烯酸、55份抗盐单体（2-羟基丙烷丁炔二醚-3-磺酸钠）、1.5份表面活性剂（十二烷基苯磺酸钠）、0.008份叔丁基过氧化氢（氧化性引发剂）分散于420份去离子水中混合均匀，用氢氧化钠调节pH值至6.9，得到水相溶液；将20份司盘80和5份吐温81加入到257份白油中混合均匀，得到油相溶液。
对比例3
对比例3与实施例3基本相同，不同之处在于：
①将230份丙烯酰胺、25份丙烯酸、15份刚性单体、1.5份表面活性剂（十二烷基苯磺酸钠）、0.008份叔丁基过氧化氢（氧化性引发剂）分散于420份去离子水中混合均匀，用氢氧化钠调节pH值至6.9，得到水相溶液；将20份司盘80和5份吐温81加入到257份白油中混合均匀，得到油相溶液。
本发明将各实施例以及各对比例中最终制备的减阻剂进行了性能评价，分别检测各实施例与对比例产品在10万矿化度盐水中的运动粘度和减阻率，结果如表1所示。
测试方法为：
①盐水的配制（10万矿化度）：该10万矿化度的盐水由氯化钠、氯化钙和去离子水配制而成，其中氯化钠含量为80000ppm，氯化钙含量为20000ppm。
②运动粘度的测定：准确称取0.30g减阻剂样品溶于300.00g上述步骤①配制的矿化度为10万的盐水中，用高频搅拌器在3000rpm下搅拌3min，用品氏粘度计（内径0.8mm）测试其运动粘度η，单位：mm2/s。
③减阻率的测定：用JZL-I型减阻率（降阻率）测试仪测试减阻剂样品在上述步骤①配制的矿化度为10万的盐水中的减阻率，测试时，使得盐水中含有减阻剂样品的质量分数为0.5‰，测试时间为60min；向管流摩阻测试仪的储液罐中加入测试所需量的10万矿化度的盐水，启动循环，缓慢调节动力泵的转速，使整个测试管路充满测试液体。调节排量至设定流速（保证液体达到紊流状态）。读取该流速下的压差，当1min内压差变化幅度＜±1%时，记录此时的压差为矿化度为10万的盐水的摩阻压差（△P1）；按照相同程序和条件下，测试10万矿化度盐水配制的含有质量分数为0.5‰的减阻剂样品的溶液流经该管路的摩阻压差（△P2），其中减阻剂加入后在矿化度为10万的盐水流体中搅拌时间不小于20s；测得对应时间为60min时的减阻率记为60min减阻率，在开始进行减阻率测试时，测得的最高减阻率为初始减阻率，减阻率结果如表1所示；减阻率计算公式为：
DR＝（△P1－△P2）/△P1×100
DR—减阻剂的减阻率，单位为百分比；
△P1—矿化度为10万的盐水流经管路时的摩阻压差，单位为帕（Pa）；
△P2—含有减阻剂的矿化度为10万的盐水溶液流经管路时的摩阻压差，单位为帕（Pa）。
表1
由表1的结果可知，本发明制得的改性聚丙烯酰胺减阻剂在高矿化度盐水中具有好的运动粘度、仍能保持高粘弹性、抗剪切性能优异、抗盐性能优异、减阻性能好；本发明一些优选实施例中制得的改性聚丙烯酰胺减阻剂在10万矿化度盐水中经过高速剪切后，运动粘度甚至可以达到3.5mm2/s以上，能保持非常高的粘弹性，说明其抗剪切性能非常优异，且抗盐特性明显；本发明一些优选实施例中制得的改性聚丙烯酰胺减阻剂在降阻率测试仪中循环60min，仍能保持75%以上的减阻率，且减阻率没有随着长时间循环剪切而下降，说明其在10万矿化度盐水中的长时间抗剪切性能以及抗盐性能非常优异，能有效保持结构稳定性，减阻率保持率高，长时减阻效果优异。
本发明未详细说明部分为本领域技术人员公知技术。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种改性聚丙烯酰胺减阻剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
（1）将2-萘酚-3,6-二磺酸二钠与马来酸酐在pH为8~10的条件下进行反应，得到刚性单体；
（2）用水将丙烯酰胺、丙烯酸、刚性单体、抗盐单体、表面活性剂和氧化性引发剂混合均匀，得到水相溶液，用白油将主乳化剂和辅助乳化剂混合均匀，得到油相溶液；所述抗盐单体为2-羟基丙烷丁炔二醚-3-磺酸钠和/或N,N-二乙基丙炔胺丙烷磺酸盐；
（3）将水相溶液与油相溶液混合并进行乳化，得到乳化液，然后将乳化液通氮除氧后加入还原性引发剂引发聚合反应，得到聚合产物；
（4）用水将羟胺磺酸、氢氧化钠、稳定剂、分散剂和聚合产物混合均匀并进行改性反应，再加入转相剂并混合均匀，得到改性聚丙烯酰胺减阻剂；
制备所述改性聚丙烯酰胺减阻剂的各原料包含以重量份数计的如下组分：
丙烯酰胺200~260份、丙烯酸20~30份、刚性单体10~20份、抗盐单体50~60份、表面活性剂1~2份、白油250~300份、主乳化剂20~30份、辅助乳化剂5~10份、羟胺磺酸60~80份、氢氧化钠24~40份、稳定剂30~40份、分散剂10~15份、转相剂20~25份、氧化性引发剂0.005~0.01份、还原性引发剂0.005~0.01份、步骤（2）中的水380~460份、步骤（4）中的水100~120份。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤（1）中：
所述2-萘酚-3,6-二磺酸二钠与所述马来酸酐的质量比为（1~3.6）：1；和/或
所述反应在水存在的条件下进行，所述水的用量为所述2-萘酚-3,6-二磺酸二钠与所述马来酸酐的质量用量之和的10~20倍。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤（1）中：
所述反应的温度为20~25℃，所述反应的时间为10~15h；和/或
所述反应在惰性气氛中进行。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
所述乳化的时间为20~40min。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
所述聚合反应的引发温度为20~25℃；
所述聚合反应的时间为3~5h；和/或
在聚合反应过程中，每30~40s聚合反应的温度上升0.08~0.15℃。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
所述改性反应的温度为50~60℃，所述改性反应的时间为4.5~5.5h；
所述丙烯酰胺与所述羟胺磺酸的质量比为（2.5~4.5）：1；和/或
所述羟胺磺酸与所述氢氧化钠的质量比为1：（0.4~0.5）。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
在步骤（1）中，所述反应在氢氧化钠存在的条件下进行，用氢氧化钠调节反应体系的pH为8~10；和/或
在步骤（3）中，在将所述水相溶液与所述油相溶液混合之前，先采用pH调节剂调节所述水相溶液的pH为6.8~7.2，所述pH调节剂为氢氧化钠和/或碳酸钠。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠和/或十二烷基硫酸钠；
所述氧化性引发剂为叔丁基过氧化氢和/或过氧化苯甲酰；
所述主乳化剂为司盘60、司盘80、司盘83中的一种或多种；
所述辅助乳化剂为吐温65、吐温81、吐温85中的一种或多种；
所述还原性引发剂为亚硫酸氢钠和/或焦亚硫酸钠；
所述稳定剂为硫代硫酸钠和/或硫代硫酸铵；
所述分散剂为十二胺聚氧乙烯醚和/或十八胺聚氧乙烯醚；和/或
所述转相剂为烷基酚聚氧乙烯醚和/或壬基酚聚氧乙烯醚。
9.由权利要求1至8中任一项所述的制备方法制得的改性聚丙烯酰胺减阻剂。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311595040.0A CN117304398B (zh) | 2023-11-28 | 2023-11-28 | 一种改性聚丙烯酰胺减阻剂及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311595040.0A CN117304398B (zh) | 2023-11-28 | 2023-11-28 | 一种改性聚丙烯酰胺减阻剂及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117304398A CN117304398A (zh) | 2023-12-29 |
| CN117304398B true CN117304398B (zh) | 2024-02-02 |
Family
ID=89288686
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311595040.0A Active CN117304398B (zh) | 2023-11-28 | 2023-11-28 | 一种改性聚丙烯酰胺减阻剂及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117304398B (zh) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000248009A (ja) * | 1997-10-16 | 2000-09-12 | Hymo Corp | 水溶性重合体分散液の製造方法 |
| CN110964604A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-04-07 | 南京市检捷生物信息科技有限公司 | 一种衣物防串色洗涤剂 |
| CN116789907A (zh) * | 2023-07-31 | 2023-09-22 | 山东诺尔生物科技有限公司 | 一种酸液稠化剂及其制备方法 |
-
2023
- 2023-11-28 CN CN202311595040.0A patent/CN117304398B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000248009A (ja) * | 1997-10-16 | 2000-09-12 | Hymo Corp | 水溶性重合体分散液の製造方法 |
| CN110964604A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-04-07 | 南京市检捷生物信息科技有限公司 | 一种衣物防串色洗涤剂 |
| CN116789907A (zh) * | 2023-07-31 | 2023-09-22 | 山东诺尔生物科技有限公司 | 一种酸液稠化剂及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117304398A (zh) | 2023-12-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2017113773A1 (zh) | 一种疏水缔合聚合物及其制备方法 | |
| CN103694984B (zh) | 一种页岩气酸化压裂减阻剂及其制备方法 | |
| CN104610489B (zh) | 一种压裂用降阻剂及其制备方法 | |
| CN113321766A (zh) | 一种多元缔合型压裂液稠化剂及其制备方法 | |
| CN102191027A (zh) | 一种耐高温分散型油井水泥降失水剂及制备方法 | |
| CN107987212A (zh) | 一种快速溶解型阴离子聚丙烯酰胺反相乳液及其制备方法 | |
| CN104974308A (zh) | 一种压裂用降阻剂及其制备方法 | |
| CN101463110A (zh) | 乳聚苯乙烯-异戊二烯-丁二烯三元共聚物及其制备方法 | |
| EP3882284B1 (en) | Acrylamide copolymer and preparation method therefor and use thereof | |
| CN109651563A (zh) | 一种多元聚合物降失水剂及其制备方法 | |
| CN114014994A (zh) | 一种可在线混配调粘的降阻剂、降阻型压裂液及其制备方法 | |
| CN117186288A (zh) | 一种油藏酸化压裂用减阻剂及其制备方法 | |
| CN117304398B (zh) | 一种改性聚丙烯酰胺减阻剂及其制备方法 | |
| CN109265602B (zh) | 一种驱油用抗盐聚丙烯酰胺及其制备方法 | |
| CN104974737A (zh) | 一种压裂用降阻剂及其制备方法 | |
| CN110357995B (zh) | 一种末端功能改性的低分子量聚合物及其制备方法 | |
| CN104974300A (zh) | 一种压裂用降阻剂及其制备方法 | |
| CN104974299A (zh) | 一种压裂用降阻剂及其制备方法 | |
| CN116789907A (zh) | 一种酸液稠化剂及其制备方法 | |
| CN104232055A (zh) | 一种压裂液减阻剂及其制备方法 | |
| CN114989350B (zh) | 一种光引发制备聚丙烯酰胺纳米微球的方法 | |
| CN110590993A (zh) | 一种油井用聚丙烯酰胺及其制备方法 | |
| CN103059185A (zh) | 一种氯丁橡胶的制备方法 | |
| CN115197365A (zh) | 一种聚丙烯酰胺乳液的制备方法 | |
| CN110194816B (zh) | 一种抗盐减阻剂聚合物及合成工艺 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |