本發(fā)明涉及聚合物懸浮液制備，具體地說，涉及一種煤巖氣用聚合物懸浮液。

背景技術(shù)：

1、煤巖氣用聚合物懸浮液是一種復(fù)雜的液體體系，主要由聚合物、水、以及其他添加劑組成，聚合物作為懸浮液的核心成分，具有優(yōu)異的懸浮穩(wěn)定性和流變性，能夠有效地將煤巖顆粒懸浮在水中，便于后續(xù)的分離和提純操作，水作為懸浮液的主體，起到了分散煤巖顆粒和調(diào)節(jié)懸浮液粘度的作用，而添加劑則用于調(diào)整懸浮液的物理和化學(xué)性質(zhì)，以滿足特定的開采和加工需求，聚合物的加入能夠顯著改善懸浮液的流變性，使得煤巖顆粒在懸浮液中更加穩(wěn)定，易于控制和操作。

2、然而，傳統(tǒng)的聚合物懸浮液其環(huán)境適應(yīng)性差，難以廣泛應(yīng)用于各種煤巖類型和環(huán)境，遇到高溫和高鹽度的環(huán)境下，加速聚合物的熱降解，改變聚合物的溶解性和分子間相互作用，導(dǎo)致聚合物的功能衰退，鑒于此，提供了一種煤巖氣用聚合物懸浮液。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種煤巖氣用聚合物懸浮液，以解決上述背景技術(shù)中提出的傳統(tǒng)的聚合物懸浮液其環(huán)境適應(yīng)性差，難以廣泛應(yīng)用于各種煤巖類型和環(huán)境，遇到高溫和高鹽度的環(huán)境下，加速聚合物的熱降解，改變聚合物的溶解性和分子間相互作用，導(dǎo)致聚合物的功能衰退的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明目的在于提供了一種煤巖氣用聚合物懸浮液，包括以下重量份數(shù)的組分：粘度調(diào)節(jié)劑0.05-0.07重量份、聚丙烯酰胺0.1-0.5重量份、羥丙基瓜爾膠0.2-0.8重量份、硼砂0.01-0.05重量份、聚氧乙烯辛基苯基醚表面活性劑0.03-0.06重量份、氫氧化鈉ph調(diào)節(jié)劑0.02-0.05重量份、檸檬酸防垢劑0.01-0.03重量份、苯甲酸鈉防腐劑0.02-0.04重量份、綠原酸抗鹽劑0.01-0.03重量份和石英砂支撐劑10-20重量份；

3、其中，粘度調(diào)節(jié)劑為羧甲基纖維素和氨基-聚乙二醇-硫辛酸按照1：1.2～1.5反應(yīng)，并在1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)-碳酰二亞胺鹽酸鹽和n-羥基琥珀酰亞胺條件下，通過形成酰胺鍵制備得到。

4、粘度調(diào)節(jié)劑的具體制備方法如下：

5、將羧甲基纖維素和氨基-聚乙二醇-硫辛酸溶于醋酸鹽緩沖液中配成羧甲基纖維素溶液和氨基-聚乙二醇-硫辛酸溶液，使用磁力攪拌器進行溶解，溫度控制在50-70℃，直至完全溶解，然后向羧甲基纖維素溶液中加入1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)-碳酰二亞胺鹽酸鹽和n-羥基琥珀酰亞胺，攪拌混合均勻，并用醋酸鹽緩沖液調(diào)節(jié)溶液ph值，將氨基-聚乙二醇-硫辛酸逐滴滴加到混合溶液中，繼續(xù)攪拌，反應(yīng)時間4-6h，反應(yīng)結(jié)束后，通過透析法去除未反應(yīng)的小分子副產(chǎn)物，利用透析袋并選用醋酸鹽緩沖液作為透析介質(zhì)進行透析，每2-4小時更換一次透析介質(zhì)，直到透析液中不再檢測到雜質(zhì)為止，最后產(chǎn)物通過冷凍干燥進行濃縮和保存，得到粘度調(diào)節(jié)劑。

6、羧甲基纖維素是一種具有羧基（-cooh）官能團的纖維素衍生物，氨基-聚乙二醇-硫辛酸上含有氨基（-nh2），這兩種化合物可以通過“活性酯偶聯(lián)”的化學(xué)反應(yīng)連接在一起，1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺鹽酸鹽（edc）和n-羥基琥珀酰亞胺（nhs）作為偶聯(lián)劑，具體的反應(yīng)機理為：首先，edc與羧基反應(yīng)形成活性中間體o-?；?n-羥基琥珀酰亞胺酯，從而使得羧基更容易進行下一步的親核取代反應(yīng)，但是由于生成的o-酰基-n-羥基琥珀酰亞胺酯易于會水解，導(dǎo)致反應(yīng)效率降低，因此添加n-羥基琥珀酰亞胺來穩(wěn)定這個中間體，防止其水解，并作為一個輔助試劑來增加反應(yīng)的效率和選擇性，然后活化的羧基與帶有氨基的分子的氨基-聚乙二醇-硫辛酸反應(yīng)，氨基會攻擊活化的酯鍵，形成酰胺鍵，同時釋放出n-羥基琥珀酰亞胺，最終可以在羧甲基纖維素（cmc）和氨基-聚乙二醇-硫辛酸（nh2-peg-la）之間形成穩(wěn)定的酰胺鍵連接。

7、羧甲基纖維素作為聚合物懸浮液的一部分，能夠提高水溶液的粘度，而懸浮液粘度增加，有助于保持固體顆粒（如支撐劑）在液體中的懸浮狀態(tài)，防止它們沉降，然而，在高溫或強酸堿環(huán)境下，又或者在鉆井液或壓裂液的高壓條件下，羧甲基纖維素?zé)o法提供足夠的機械強度，因而用氨基-聚乙二醇-硫辛酸進行改性，提高其交聯(lián)程度，進而提高其粘度、高溫穩(wěn)定性和機械性能，同時氨基-聚乙二醇-硫辛酸的雙硫鍵能夠與金屬配位，從而提高耐鹽性，除此之外氨基-聚乙二醇-硫辛酸與綠原酸抗鹽劑能夠形成氫鍵，進一步提高羧甲基纖維素的交聯(lián)程度，從而提高粘度調(diào)節(jié)劑的增稠作用，而增稠后的液體有更好的攜帶能力，可以有效地將支撐劑帶入更深的地層中，確保裂縫的有效支撐。

8、由于有的煤層中存在高鹽度的地下水，因此懸浮液需要在一定范圍內(nèi)的鹽度下仍然保持其有效性，而綠原酸也能夠與金屬離子形成配位，進而抵抗高鹽環(huán)境對聚合物的影響。

9、作為本技術(shù)方案的進一步改進，所述羧甲基纖維素溶液的質(zhì)量分數(shù)為1-5%。

10、作為本技術(shù)方案的進一步改進，所述氨基-聚乙二醇-硫辛酸溶液的質(zhì)量分數(shù)為2-5%。

11、作為本技術(shù)方案的進一步改進，所述醋酸鹽緩沖液調(diào)節(jié)溶液的ph值為4.5-6.5。

12、作為本技術(shù)方案的進一步改進，所述羧甲基纖維素與1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)-碳酰二亞胺鹽酸鹽和n-羥基琥珀酰亞胺的摩爾比為1：1～2：1～2。

13、作為本技術(shù)方案的進一步改進，所述透析袋的分子量截留范圍為5000-10000da。

14、作為本技術(shù)方案的進一步改進，具體制備方法如下：

15、向去離子水中，加入氫氧化鈉ph調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)水的ph值，然后加入羥丙基瓜爾膠和聚丙烯酰胺，在40-50℃下加熱攪拌溶解，攪拌時間30-60min，直至聚合物形成均勻的溶液，在持續(xù)攪拌的條件下，加入硼砂和粘度調(diào)節(jié)劑，然后依次加入聚氧乙烯辛基苯基醚表面活性劑、檸檬酸防垢劑、苯甲酸鈉防腐劑和綠原酸抗鹽劑，在攪拌條件下，加入石英砂支撐劑，充分攪拌均勻，得到一種煤巖氣用聚合物懸浮液。

16、作為本技術(shù)方案的進一步改進，所述氫氧化鈉ph調(diào)節(jié)劑的質(zhì)量分數(shù)為1-5%，調(diào)節(jié)水的ph值至7-8。

17、作為本技術(shù)方案的進一步改進，所述羥丙基瓜爾膠和聚丙烯酰胺加入時的攪拌轉(zhuǎn)速為300-600rpm，聚合物形成均勻的溶液時的攪拌轉(zhuǎn)速為100-300rpm，依次加入聚氧乙烯辛基苯基醚表面活性劑、檸檬酸防垢劑、苯甲酸鈉防腐劑和綠原酸抗鹽劑時，攪拌轉(zhuǎn)速為100-200rpm，加入石英砂支撐劑時，攪拌轉(zhuǎn)速為300-600rpm。

18、攪拌速度過高會導(dǎo)致聚合物過度剪切，導(dǎo)致聚合物鏈斷裂，從而降低其增稠效果，且過快的攪拌速度易于引入大量空氣，導(dǎo)致懸浮液中形成過多泡沫，影響后續(xù)操作，攪拌速度過低無法確保所有成分均勻分散，適合的攪拌速度，可以確保所有成分均勻分散，形成穩(wěn)定且一致的懸浮液。

19、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：

20、該一種煤巖氣用聚合物懸浮液中，采用羧甲基纖維素和氨基-聚乙二醇-硫辛酸制備粘度調(diào)節(jié)劑，利用氨基-聚乙二醇-硫辛酸提高羧甲基纖維素的交聯(lián)程度，增強懸浮液的粘度、高溫穩(wěn)定性和機械強度，有助于更好地懸浮固體顆粒，防止它們在輸送過程中沉降，在高溫下保持聚合物的穩(wěn)定，防止熱降解，導(dǎo)致聚合物的功能衰退，并通過雙硫鍵與金屬配位，進而提高聚合物的抗鹽性，有效解決傳統(tǒng)懸浮液的局限性，同時雙硫鍵具有抗氧化作用，能夠參與自由基的反應(yīng)，從而中和自由基并防止氧化損傷，有助于提高聚合物懸浮液的穩(wěn)定性，另外，粘度調(diào)節(jié)劑還可以與綠原酸抗鹽劑形成氫鍵，進一步提高聚合物的粘度，這一協(xié)同作用進一步強化了聚合物的粘度調(diào)節(jié)效果，使得聚合物懸浮液的關(guān)鍵性能指標上顯著提升。