發(fā)明背景

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及防止聚丙烯酰胺油包水型乳液當(dāng)硅聚醚共聚物破乳劑表面活性劑或有機(jī)破乳劑表面活性劑或這些表面活性劑的組合與所述乳液共混時(shí)過早反轉(zhuǎn)或失穩(wěn)定(去穩(wěn)定，destablization)的方法。聚丙烯酰胺聚合物或共聚物的這種乳液典型地在水力壓裂(hydraulic fracturing)應(yīng)用中用作降阻劑。

背景技術(shù)：

在油&氣工業(yè)中，聚丙烯酰胺油包水型乳液用作壓裂(fracking)和鉆井(鉆孔，drilling)應(yīng)用中的添加劑。在壓裂中，將大體積的壓裂液在高壓下注入地層，以壓裂巖層(頁巖、沙巖、石灰?guī)r等)，且這種方式使原油和/或天然氣從孔中釋放出。在水力壓裂應(yīng)用中，高分子量的陰離子型和陽離子型聚丙烯酰胺用作降阻劑，其中該水合聚合物抑制在高速度梯度的水中存在的湍動。由于水力壓裂在非常高的注入速率下進(jìn)行，因降阻造成的泵送壓力的下降將導(dǎo)致泵的功率消耗減少，因此，有效的降阻劑在壓裂液中的使用可大幅降低操作成本。

丙烯酰胺單體的聚合物或丙烯酰胺和丙烯酸酯單體的共聚物的油包水型乳液為其中連續(xù)相為油且聚合物以水性乳液滴(分散相)存在的那些。在用水基流體進(jìn)行稀釋時(shí)，乳液反轉(zhuǎn)且將聚合物釋放到流體中，且聚合物鏈水合。該過程稱為反轉(zhuǎn)。油包水型乳液形式的優(yōu)勢在于，聚丙烯酰胺在水滴相中部分水合，且其進(jìn)一步更易于水合，而不會使所述乳液變得高度粘稠。

以上的油包水型聚丙烯酰胺乳液還可包括”破乳劑表面活性劑”。這些可為中等(7-12)至高(12-16)HLB值(親水親油平衡值)表面活性劑。破乳劑表面活性劑的作用是使乳液失穩(wěn)定且在稀釋時(shí)促進(jìn)相反轉(zhuǎn)，使得聚丙烯酰胺在油包水型聚丙烯酰胺乳液用水或鹽水進(jìn)行稀釋時(shí)可容易地在水相中分散。因此，這些表面活性劑稱為油包水型乳液的“反轉(zhuǎn)劑”或“破乳劑表面活性劑”。中到高HLB值(～8-16)的硅表面活性劑也可通過相反轉(zhuǎn)使油包水型乳液失穩(wěn)定，且因此可用作油包水型聚丙烯酰胺乳液的破乳劑表面活性劑。

使用破乳劑表面活性劑的潛在問題在于，它們也可在儲存、處理等期間在稀釋之前能夠使油包水型聚丙烯酰胺乳液過早反轉(zhuǎn)。這導(dǎo)致乳液粘度迅速增大，因?yàn)榉稚⑾嗟囊徊糠址崔D(zhuǎn)成連續(xù)的油相，這導(dǎo)致乳液的粘度顯著增大且導(dǎo)致分離和處理問題。這樣的乳液被認(rèn)為是不穩(wěn)定的且在用水或鹽水(鹵水，brine)進(jìn)行稀釋時(shí)不會呈現(xiàn)所需的性能。因此，期望防止聚丙烯酰胺油包水型乳液在破乳劑表面活性劑存在于所述乳液的連續(xù)油相中時(shí)反轉(zhuǎn)的方法。本發(fā)明公開了一種防止油包水型聚丙烯酰胺乳液在一種或多種破乳劑表面活性劑與所述乳液混合時(shí)過早反轉(zhuǎn)的新方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明這里提供使降阻劑組合物穩(wěn)定化的方法，所述降阻劑組合物包括

a.聚丙烯酰胺乳液；和

b.破乳劑表面活性劑

所述方法包括添加有效量的具有下式的有機(jī)添加劑

R-O-R′，其中

R為具有1-200個(gè)碳原子的一價(jià)、線性或支化、飽和或不飽和的烴且R′為具有1-70個(gè)碳原子的一價(jià)、線性或支化、飽和或不飽和的烴且也可包含氧、氮和硫雜原子，從而使降阻劑組合物穩(wěn)定化。

在一種實(shí)施方式中，發(fā)明涉及穩(wěn)定化的降阻劑組合物，其包括：

a.聚丙烯酰胺乳液，

b.破乳劑表面活性劑和具有式R-O-R′的有機(jī)添加劑，其中

R為具有1-200個(gè)碳原子的一價(jià)、線性或支化、飽和或不飽和的烴，且R′為具有1-70個(gè)碳原子的一價(jià)、線性或支化、飽和或不飽和的烴且也可包含氧、氮和硫雜原子，和其中所述有機(jī)添加劑以適于提供穩(wěn)定化的降阻劑組合物的量存在。

在本發(fā)明的另一種實(shí)施方式中，所述有機(jī)添加劑可為總降阻劑組合物的1重量％-6重量％。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，用在本發(fā)明中的油包水型乳液優(yōu)選地包含丙烯酰胺/丙烯酸酯單體的水溶性共聚物。其它水溶性聚合物包括聚環(huán)氧乙烷、聚丙烯酰胺和部分水解的聚丙烯酰胺。其它水溶性材料可為丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸堿金屬鹽和甲基丙烯酸堿金屬鹽的共聚物，丙烯酰胺和N-乙烯基磺酸的共聚物，烷基聚(醚氧)丙烯酸酯/鹽，甲基丙烷磺酸、N-(3-磺基丙基-N-甲基丙烯?；跻一?N)(N-(3-sulfopropyl-N-methacroyloxyethyl-N))，N-二甲基-銨甜菜堿(VI)，二甲基氨基丙基甲基丙烯酰胺和二甲基氨基乙基甲基丙烯酸的季鹽，聚(二甲基氨基甲基丙烯酰胺)，(3-丙烯?；被?3-甲基)丁基三甲基氯化銨，2-丙烯?；被?2-甲基丙烷磺酸(AMPS)、二甲基二烯丙基氯化銨。這里可使用的水溶性聚合物也包括丙烯酰胺、AMPS、N-乙烯基-2-吡咯烷酮(NVP)、甲基苯乙烯硫酸鹽和甲基丙烯酰基氨基丙基三甲基氯化銨的可溶性三聚物。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，油包水型乳液還包含破乳劑表面活性劑，例如線性和支化的烷基/芳基醇乙氧基化物、山梨聚糖乙氧基化物(ethoxylates sorbitans)、辛基苯酚乙氧基化物、壬基苯酚乙氧基化物、乙氧基化的種子油(例如蓖麻油和類似分子)。

在本發(fā)明的另一種實(shí)施方式中，油包水型乳液還包括1-6重量％的如下式所描述的破乳劑表面活性劑：

R-C₆H₄-O(C₂H₄O)_aZ,

其中，

a＝4-17,

R＝包含1-14個(gè)碳原子的線性或支化的烷基，

Z為H、乙?；虬?-12個(gè)碳原子的一價(jià)烴基團(tuán)，

Z優(yōu)選為甲基、乙基、丙基(正丙基)、異丙基或丁基。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，油包水型乳液還包含作為破乳劑表面活性劑的硅聚醚共聚物。

在本發(fā)明的另一種實(shí)施方式中，油包水型乳液還包含1-6重量％的選自如下的硅聚醚共聚物破乳劑表面活性劑

a)由下式所定義的有機(jī)硅聚醚：

Me₃Si-O-SiMe(R)-O-SiMe₃,

其中，

R＝(C₃H₆)O(C₂H₄O)_a(C₃H₆O)_b(C₄H₈O)_cZ，

a＝4-17，

b＝0-26，

c＝0-26，和

Z為H、乙?；虬?-12個(gè)碳原子的一價(jià)烴基團(tuán)；

b)由下式所定義的有機(jī)硅聚醚：

Me₃Si-[OSiMe₂]_x-[O-SiMe(R)]_y-O-SiMe₃,

其中，

x＝0-74，

y＝1-10，

R＝(C₃H₆)O(C₂H₄O)_a(C₃H₆O)_b(C₄H₈O)_cZ，

a＝5-17，

b＝0-26，

c＝0-26，和

Z為H、乙?；虬?-12個(gè)碳原子的一價(jià)烴基團(tuán)；和

c)下式所定義的硅聚醚：

Me₃Si(C₂H₄)SiMe₂(C₃H₆O)(C₂H₄O)_xZ，

其中，

x＝3-17，和

Z＝H、乙?；虬?-12個(gè)碳原子的一價(jià)烴基團(tuán)。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，破乳劑表面活性劑在油包水型聚丙烯酰胺乳液形成之后被加入，且量可為乳液總重量的0.5重量％-7重量％。

這里的組合物優(yōu)選地用作應(yīng)用于油氣工業(yè)中的水力壓裂的水基流體的降阻劑。

具體實(shí)施方式

在這里的說明書和權(quán)利要求書中，以下術(shù)語應(yīng)如所表明的進(jìn)行理解。

正如在說明書和包括所附的權(quán)利要求中所使用的，單數(shù)形式“一個(gè)”、“一種”和“這個(gè)”包括復(fù)數(shù)，具體數(shù)值的提及至少包括該具體數(shù)值，除非上下文另有明確說明。

范圍在此可表示成從“約”或“近似”的一具體值和/或到“約”或“近似”的另一具體值。當(dāng)表示這樣的范圍時(shí)，另一實(shí)施方式包括從所述的一具體值和/或到所述的另一具體值。類似地，當(dāng)數(shù)值通過使用前綴“約”表示成近似值時(shí)，應(yīng)理解該具體值形成另一實(shí)施方式。

本文所描述的全部方法可以任何合適的順序進(jìn)行，除非本文另有聲明或者明顯與上下文相矛盾。本文提供的任何和全部實(shí)例或示例性語言(如“例如”)只是意圖更好地闡述發(fā)明，且不對發(fā)明范圍施加限制，除非另有主張。說明書中的任何語言不應(yīng)解釋成表明作為發(fā)明的實(shí)踐所必要的任何非主張的元素。

正如本文所使用的，“包含”、“包括”、“含有”、“特征在于”和其語法等同物是包含端點(diǎn)的或開放性術(shù)語，其不排除另外未述及的元素或方法步驟，但是也應(yīng)理解成包括更具限制性的術(shù)語“由……組成”和“基本由……組成”。

除了在工作實(shí)施例、權(quán)利要求書和另外表明的地方之外，說明書中提到的表示材料的量、反應(yīng)條件、持續(xù)時(shí)間、材料的量化性質(zhì)等應(yīng)理解成在任何情況下均被術(shù)語”約”所修飾。

組成百分?jǐn)?shù)以重量百分比給出，除非另有說明。

應(yīng)理解，這里提到的任何數(shù)值范圍包括該范圍內(nèi)的全部子范圍和這樣的范圍或子范圍的各端點(diǎn)的任意組合。

還應(yīng)理解，作為屬于結(jié)構(gòu)、組成和/或功能相關(guān)的化合物、材料或物質(zhì)的組在說明書中明確或隱含公開的和/或在權(quán)利要求書中提到的任何化合物、材料或物質(zhì)包括所述組的個(gè)體代表和其全部組合。

措辭“烴”意指這樣的任何烴基團(tuán)：已經(jīng)將一個(gè)或多個(gè)氫原子從其除去，且包括烷基、烯基、炔基、亞烷基、環(huán)烷基、環(huán)烯基、環(huán)炔基、芳基、芳烷基和烷芳基(arenyl)且可包含雜原子。

這里應(yīng)理解，粘度的全部測量是在25攝氏度或室溫下獲得的，除非另外指出。

按照本公開，所提及的物質(zhì)、組分或成分是剛在第一次接觸、原位形成與一種或多種其它物質(zhì)、組分或成分共混或混合之前的時(shí)刻存在的。根據(jù)本公開，在應(yīng)用常識和相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域中的技術(shù)人員(例如化學(xué)工作者)的普通技能的情況下，作為反應(yīng)產(chǎn)物、所得的混合物等確認(rèn)的物質(zhì)、組分或成分可通過在接觸、原位形成、共混或混合操作(如果進(jìn)行的話)的進(jìn)程期間的化學(xué)反應(yīng)或轉(zhuǎn)化獲取身份(identity)、性質(zhì)或特性?；瘜W(xué)反應(yīng)物或初始材料向化學(xué)產(chǎn)物或最終材料的轉(zhuǎn)化為連續(xù)發(fā)展的過程、與其發(fā)生的速度無關(guān)。相應(yīng)地，隨著這樣的轉(zhuǎn)化過程的進(jìn)行，可存在初始材料和最終材料的混合物、以及取決于其動力學(xué)壽命可通過本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的現(xiàn)有分析技術(shù)易于或難以檢測的中間物種。

本發(fā)明這里提供防止聚丙烯酰胺的油包水型乳液在破乳劑表面活性劑與其共混時(shí)過早失穩(wěn)定的方法。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，用在本發(fā)明的油包水型乳液優(yōu)選地包括丙烯酰胺/丙烯酸酯單體的水溶性共聚物。其它水溶性聚合物包括，例如，聚環(huán)氧乙烷、聚丙烯酰胺和部分水解的聚丙烯酰胺。其它水溶性材料包括丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酸,丙烯酸堿金屬鹽和甲基丙烯酸堿金屬鹽的共聚物。其它水溶性聚合物包括丙烯酰胺和N-乙烯基磺酸的共聚物、烷基聚(醚氧)丙烯酸酯/鹽、甲基丙烷磺酸、N-(3-磺基丙基-N-甲基丙烯?；跻一?N)、N-二甲基-銨甜菜堿(VI)、二甲基氨乙基甲基丙烯酸和二甲基氨丙基甲基丙烯酰胺的季鹽、聚(二甲基氨基甲基丙烯酰胺)、(3-丙烯酰基氨基-3-甲基)丁基三甲基氯化銨((3-acrylmido-3-methyl)butyltrimethylammonium chloride)、2-丙烯?；被?2-甲基丙烷磺酸、二甲基二烯丙基氯化銨。也包括丙烯酰胺、AMPS、NVP、甲基苯乙烯硫酸鹽和甲基丙烯?；被谆然@的水溶性三聚物。

用于降阻應(yīng)用的油包水型聚丙烯酰胺乳液是其中連續(xù)相為油且聚丙烯酰胺存在于水性乳液滴(分散相)中的那些。這些一般通過丙烯酰胺和期望的共聚單體在兩相溶劑體系(例如石油溜出油和水)中的乳液共聚而制備。這些乳液中的總活性成分(active)可為20-50％。降阻劑組合物的其它可能組分為以油形式的石油產(chǎn)物、破乳劑表面活性劑、螯合和絡(luò)合劑、pH穩(wěn)定劑等。

油包水型聚丙烯酰胺乳液頻繁地用作降阻劑。當(dāng)乳液用水或鹽水進(jìn)行稀釋時(shí)，則其反轉(zhuǎn)且分散相將聚合物釋放到水或鹽水中。油包水型乳液形式的優(yōu)勢在于，聚丙烯酰胺以水滴相部分水合，且因此其將進(jìn)一步易于水合，而不會使乳液變得高度粘稠。盡管如此，在大的聚合物用于此的情況下即便該水合過程也是費(fèi)時(shí)的。

水基液體的‘降阻劑’是為降低湍流期間(例如地層的水力壓裂期間)的摩擦壓力而被加入到水性液體的化學(xué)添加劑。這些添加劑通過抑制在高速度梯度的水中存在的湍動而降低摩擦或阻力(drag)，且結(jié)果，水可流動得更快。

降阻劑的劑量典型地為0.25加侖/1000加侖水至5-加侖/1000加侖水。

術(shù)語‘鹽水’是指水和電解質(zhì)(例如氯化鈉、氯化鉀、氯化鈣等)的溶液。

術(shù)語‘濃鹽水(heavy brine)’當(dāng)電解質(zhì)的濃度超過一定值且對聚合物的性能具有較大影響時(shí)被使用。濃鹽水可為例如海水、或來自油井增產(chǎn)的再循環(huán)的(回收的)水/流回的(產(chǎn)生的)水等。典型地，濃鹽水在水中包含大于3重量％的鹽。標(biāo)準(zhǔn)化的10％API鹽水在水中包含7.5％NaCl和2.5％CaCl₂。

用在水力壓裂或支撐(fracing)的‘壓裂液’被定義為大量的淡水或鹽水(85-95％)、砂、陶瓷、樹脂涂布的支撐劑(5-15％)和<0.5％的化學(xué)添加劑(例如降阻劑、增粘劑、降濾失劑、破膠劑、乳化劑、表面活性劑、防乳化劑、pH控制添加劑、交聯(lián)劑、凝膠穩(wěn)定劑、殺蟲劑等)的混合物。每口井所使用的壓裂液的總量可為1-4百萬US加侖。

本發(fā)明這里提供使降阻劑組合物穩(wěn)定化的方法，所述降阻劑組合物包括：

a.聚丙烯酰胺乳液；

b.破乳劑表面活性劑

所述方法包括加入有效量的具有下式的有機(jī)添加劑：

R-O-R′，其中

R為具有1-200個(gè)碳原子、優(yōu)選地1-100個(gè)碳原子的一價(jià)、線性或支化、飽和或不飽和的烴，且

R′為具有1-70個(gè)碳原子的一價(jià)、線性或支化、飽和或不飽和的烴且也可包含氧、氮和硫雜原子，優(yōu)選地1-40個(gè)碳原子且也可包含氧原子，更優(yōu)選地1-40個(gè)碳原子且也可包含氧原子，甚至更優(yōu)選地R′為-C(O)R″，其中R″為具有1-40個(gè)碳原子的一價(jià)、線性或支化、飽和或不飽和的烴。

在本發(fā)明的另一種實(shí)施方式中，所述有機(jī)添加劑為脂肪酸酯。

在本發(fā)明的另一種實(shí)施方式中，所述脂肪酸酯通過種子油(例如油菜籽、大豆、棕櫚、向日葵、椰子、棉籽(sotton seed)、大麻、菜籽油、橄欖和亞麻籽等)的酯交換而獲得。烷基丙烯酸酯(alkyl arc aryl ester)可從飽和或不飽和的脂肪酸(例如棕櫚油酸、油酸、肉豆蔻腦酸、亞油酸、α-亞油酸、硬脂酸、棕櫚酸、月桂酸、肉豆蔻酸、癸酸等)獲得。

在本發(fā)明的另一種實(shí)施方式中，有機(jī)添加劑可為總降阻劑組合物的1重量％-6重量％。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，油包水型乳液還包含破乳劑表面活性劑，例如線性和支化的烷基/芳基醇乙氧基化物、山梨聚糖乙氧基化物、辛基苯酚乙氧基化物、壬基苯酚乙氧基化物、乙氧基化的種子油例如蓖麻油和類似分子。

在本發(fā)明的另一種實(shí)施方式中，油包水型乳液還包含由下式所描述的表面活性劑：

R-C₆H₄-O(C₂H₄O)_aZ，

其中，a＝4-17；

R＝包含1-14個(gè)碳原子的線性或支化的烷基；

Z為H、乙?；虬?-12個(gè)碳原子的一價(jià)烴基團(tuán)。

Z優(yōu)選為甲基、乙基、丙基、異丙基或丁基。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，油包水型乳液還包含作為破乳劑表面活性劑的硅聚醚共聚物。

在本發(fā)明的另一種實(shí)施方式中，油包水型乳液還包含選自如下的硅聚醚共聚物表面活性劑：

a)由下式所定義的有機(jī)硅聚醚：

Me₃Si-O-SiMe(R)-O-SiMe₃，

其中，

R＝(C₃H₆)O(C₂H₄O)_a(C₃H₆O)_b(C₄H₈O)_cZ，

a＝4-17，

b＝0-26，

c＝0-26，且

Z為H、乙?；虬?-12個(gè)碳原子的一價(jià)烴基團(tuán)；

b)由下式所定義的有機(jī)硅聚醚：

Me₃Si-[OSiMe₂]_x-[O-SiMe(R)]_y-O-SiMe₃，

其中，

x＝0-74，

y＝1-10，

R＝(C₃H₆)O(C₂H₄O)_a(C₃H₆O)_b(C₄H₈O)_cZ，

a＝5-17，

b＝0-26，

c＝0-26，且

Z為H、乙酰基或包含1-12個(gè)碳原子的一價(jià)烴基團(tuán)；和

c)由下式所定義的硅聚醚：

Me₃Si(C₂H₄)SiMe₂(C₃H₆O)(C₂H₄O)_xZ，

其中，

x＝3-17，且

Z＝H、乙?；虬?-12個(gè)碳原子的一價(jià)烴基團(tuán)。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，破乳劑表面活性劑在油包水型聚丙烯酰胺乳液形成之后被加入且量可為乳液總重量的0.5重量％-7重量％。

本文的組合物有利地在油氣工業(yè)中作為水力壓裂的水基流體的降阻劑而使用。

發(fā)明實(shí)施方式的應(yīng)用：

降阻

降阻乳液一般包括一類高分子量的線性聚合物。這些聚合物在性質(zhì)上可為中性、離子型或陽離子型的。這些聚合物的電荷來自在制備中所使用的共聚單體。這樣的乳液也可包含表面活性劑。本發(fā)明描述了形成具有高HLB表面活性劑的穩(wěn)定的乳液共混物的方法。高HLB表面活性劑有助于w/o聚丙烯酰胺乳液的反轉(zhuǎn)，從而促進(jìn)聚合物釋放到水性流體中。

由于為了從巖層提取越來越多的原油和天然氣而進(jìn)行的水力壓裂操作日益頻繁，淡水在一些油氣領(lǐng)域中的可用性日益下降。因此，產(chǎn)生的或流回的水或者再循環(huán)的水的使用仍是可行的選項(xiàng)。所產(chǎn)生的水的再循環(huán)對于油氣工業(yè)是昂貴的工藝。產(chǎn)生的或流回的水同樣包含大量的可由多種單價(jià)和多價(jià)的陽離子或陰離子組成的鹽，且很多陰離子型降阻劑在這樣的水中無法產(chǎn)生強(qiáng)的降阻。這樣的乳液在產(chǎn)生的水或濃鹽水中的反轉(zhuǎn)需要大量的高HLB表面活性劑。最近開發(fā)的包含高HLB表面活性劑和陰離子型聚丙烯酰胺乳液的穩(wěn)定的聚丙烯酰胺w/o乳液組合物提供了適用于濃的且復(fù)雜的鹽水的一類新型降阻劑。

實(shí)施例

材料：包含陰離子型聚丙烯酰胺的以石油溜出物作為連續(xù)相的聚丙烯酰胺油包水型乳液樣品(乳液-1、乳液-2、乳液-3和乳液-4)從Kemira(Atlanta，GA，USA)和SNF(Riceboro，GA，USA)獲得。脂肪酸酯樣品(添加劑-1)從Henkel(Cincinnati，OH，UA)和Cargill(Chicago，IL，USA)獲得。中到高HLB值(～8-16)硅聚醚共聚物破乳劑表面活性劑(Sil-1、Sil-2、Sil-3、Sil-4和Sil-5)按照已知的合成步驟制造。高HLB(～10-16)有機(jī)破乳劑表面活性劑樣品(Org-1和Org-2)從Dow Chemicals(Midland，MI，USA)獲得。

樣品制備：所述共混物通過以下兩個(gè)途徑制備：(1)共混破乳劑表面活性劑(1-6重量％)和聚丙烯酰胺乳液，和(2)共混添加劑-1(1-6重量％)、破乳劑表面活性劑(1-6重量％)和聚丙烯酰胺乳液。然后將所述共混物在密封小瓶中(在室溫和50℃下)老化24小時(shí)和7天，且在以這些時(shí)間間隔測量共混物的粘度。細(xì)節(jié)描述于實(shí)施例1-4和表1-4中。

通過Brookfield RV Rheometer DV-III Ultra(Brookfield，Middleboro，MA，USA)在室溫下使用#7轉(zhuǎn)子(心軸)以100rpm測量粘度，且以cP(厘泊)記錄。

‘粘度’是指聚丙烯酰胺乳液或聚丙烯酰胺乳液和破乳劑表面活性劑的共混混合物在稀釋之前的粘度。

共混物的‘穩(wěn)定性’是指存在于共混物中的油包水型聚丙烯酰胺乳液對抗其性質(zhì)變化的的能力。在本發(fā)明中，油包水型聚丙烯酰胺乳液的穩(wěn)定性通過流變性表征。

共混物在24小時(shí)的粘度相對于(關(guān)于)對照乳液的24小時(shí)粘度的≥25％增量代表‘不穩(wěn)定的’乳液。

共混物在24小時(shí)的粘度相對于對照乳液的24小時(shí)粘度的<25％增量代表‘穩(wěn)定的’乳液。

在老化后粘度保持的初始減少量(<25％)的共混物被視為‘穩(wěn)定的’乳液。

實(shí)施例1

試驗(yàn)(run)1：參考下表1，將0.5g(2重量％)的Sil-1與24.5g(98重量％)的乳液-1共混。內(nèi)容物在室溫下混合30分鐘。

試驗(yàn)2：參考下表1，將1.0g(4重量％)的添加劑-1和23.5g(94重量％)的乳液-1共混。將內(nèi)容物混合15分鐘。之后，在混合的同時(shí)加入0.5g(2重量％)的Sil-1。將內(nèi)容物混合另外15分鐘。

試驗(yàn)3-試驗(yàn)10：參考下表1，類似于試驗(yàn)1或試驗(yàn)2，使用乳液-1、Sil-2、Org-1、Org-2和添加劑-1進(jìn)行制備共混物。

試驗(yàn)1-試驗(yàn)10和乳液-1樣品的粘度示于表1中。在加入表面活性劑之前包含4重量％的添加劑-1的共混物在室溫以及在50℃老化時(shí)顯示出大得多的穩(wěn)定性。

表1

具有破乳劑表面活性劑和添加劑-1的聚丙烯酰胺乳液-2

實(shí)施例-2

試驗(yàn)11-試驗(yàn)13：參考下表2，類似于試驗(yàn)1或試驗(yàn)2，使用乳液-2、Sil-2和添加劑-1制備共混物。在加入表面活性劑之前包含3重量％或4重量％的添加劑-1的共混物在室溫以及在50℃老化時(shí)顯示出大得多的穩(wěn)定性。

表2

具有破乳劑表面活性劑和添加劑-1的聚丙烯酰胺乳液-2

實(shí)施例-3

試驗(yàn)14-試驗(yàn)17：參考下表3，類似于試驗(yàn)1或試驗(yàn)2，使用乳液-3、Sil-1、Sil-2、Sil-3和添加劑-1制備共混物。在加入破乳劑表面活性劑之前包含4重量％的添加劑-1的共混物在室溫以及在50℃老化時(shí)顯示出大得多的穩(wěn)定性。

表3

具有破乳劑表面活性劑和添加劑-1的聚丙烯酰胺乳液-3

實(shí)施例-4

試驗(yàn)18-試驗(yàn)23：參考下表4，類似于試驗(yàn)1或試驗(yàn)2，使用乳液-4、Sil-2、Org-1和添加劑-1制備共混物。在加入表面活性劑之前包含4重量％的添加劑-1的共混物在室溫以及在50℃老化時(shí)顯示出大得多的穩(wěn)定性。

表4

具有破乳劑表面活性劑和添加劑-1的聚丙烯酰胺乳液-4

實(shí)施例5.

參考下表5，將陰離子型聚丙烯酰胺乳液(乳液1-3)與硅聚醚共聚物和添加劑-1(配制劑1-8)共混，且全部配制劑在測量之前老化24小時(shí)。

使用流變計(jì)(型號Physica MCR 301(Anton Par，Ashland，VA，USA))采用共軸圓筒測量系統(tǒng)(Bob半徑13.331mm，Cup半徑14.460mm，測量間隙1.129mm)研究新組合物的流變學(xué)性質(zhì)。全部實(shí)驗(yàn)在25℃下且以2500s^-1的剪切速率進(jìn)行。

將如表2中所描述的1.66重量％的配制劑1注入到經(jīng)測量的量的包含7.5％NaCl和2.5％CaCl₂的10％鹽水，且監(jiān)測溶液的粘度300秒。所述表中的‘水合粘度’是指在流變學(xué)實(shí)驗(yàn)期間聚丙烯酰胺聚合物在鹽水中水合之后獲得的粘度值。全部其它實(shí)驗(yàn)在相同的實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行。

聚丙烯酰胺的“水合粘度的％增量”通過參照在300s時(shí)獲得的乳液1-3的水合粘度進(jìn)行計(jì)算。

‘粘度’是指聚丙烯酰胺乳液或聚丙烯酰胺乳液和硅聚醚的共混混合物的粘度。這是通過Brookfield RV Viscometer DV-III Ultra(Brookfield，Middleboro，MA，USA)在室溫下使用#7轉(zhuǎn)子以100rpm測量的。

‘鹽水的容許量(tolerance)’是指聚丙烯酰胺聚合物在鹽水變成水合的容量。這根據(jù)流變學(xué)實(shí)驗(yàn)基于所得流體的物理形貌進(jìn)行定性確定。評級“好”意指沒有沉淀或凝聚，評級“中”意指只有中等的沉淀或凝聚，而評級“差”意指觀察到強(qiáng)烈的沉淀或凝聚。

‘水合粘度’是指在流變學(xué)實(shí)驗(yàn)期間聚丙烯酰胺聚合物在鹽水中水合之后獲得的粘度值。粘度數(shù)據(jù)以厘泊(cP)進(jìn)行記錄或另行指出。

表5

包含陰離子型聚丙烯酰胺乳液、破乳劑表面活性劑和添加劑-1的配制劑的組成、粘度、流變性和鹽水容許量

本文使用的破乳劑表面活性劑在它們與油包水型聚丙烯酰胺乳液共混時(shí)促進(jìn)了油包水型聚丙烯酰胺乳液的分散相的反轉(zhuǎn)。這導(dǎo)致乳液的粘度快速增大，因?yàn)樗龇稚⑾嗟囊徊糠址崔D(zhuǎn)變成連續(xù)的油相，其導(dǎo)致乳液的粘度顯著增大。這樣的共混物被認(rèn)為是不穩(wěn)定的。另一方面，在加入以上所述的破乳劑表面活性劑之前加入添加劑-1產(chǎn)生穩(wěn)定的共混物。在50℃的加速老化測試揭示了經(jīng)添加劑-1穩(wěn)定化的樣品具有高的動力學(xué)穩(wěn)定性和較長的貯存壽命。如實(shí)施例5和表5中所顯示的，有機(jī)添加劑的存在對聚丙烯酰胺乳液的反轉(zhuǎn)沒有負(fù)面影響，其通過配制劑1-8相比于相應(yīng)的對照(乳液-1或乳液-2或乳液-3)的高反轉(zhuǎn)和高水合粘度所暗示。

盡管以上描述包含很多詳細(xì)說明，這些詳細(xì)說明不應(yīng)該被解釋為本發(fā)明的限制，而只是其優(yōu)選實(shí)施方式的舉例。本領(lǐng)域技術(shù)人員將聯(lián)想到在由附于此的權(quán)利要求中所限定的本發(fā)明的范圍和精神之內(nèi)的很多其它實(shí)施方式。