一种压裂用粘土稳定剂及其制备方法与流程

1.本公开涉及智能化制备领域，且更为具体地，涉及一种压裂用粘土稳定剂及其制备方法。


背景技术：

2.我国拥有丰富的致密油气资源，目前在致密油储层改造中，水力压裂是主要的施工方法。然而，在这种大规模的压裂过程中，大量的水溶液与粘土接触，导致粘土发生膨胀、分散和运移，从而降低储层的渗透率或堵塞储层通道。因此，使用粘土稳定剂来提高作业液体的防膨性、降低粘土分散运移并提高储层渗透率是必要的。
3.常见的粘土稳定剂可以分为无机粘土稳定剂和有机粘土稳定剂。无机粘土稳定剂包括盐类和无机阳离子聚合物，而有机粘土稳定剂包括阳离子表面活性剂和有机阳离子聚合物。其中，有机阳离子聚合物稳定粘土的能力超过无机盐类、无机阳离子聚合物和阳离子表面活性剂类粘土稳定剂。它具有用量少、效果好、吸附能力强、对ph值影响小、对地层适应性强等优点，因此成为近年来国内外研究和应用的重点对象。
4.然而，有机阳离子聚合物相对分子量较大，容易在地层孔隙通道中形成堵塞，从而加重对低渗透油层渗透率的损害。同时，聚合物分子链较长，含有大量的阳离子中心，与阴离子型添加剂接触后，由于阴阳离子之间存在静电吸附作用，易降低压裂液的配伍性和防膨效果。严重情况下，甚至会出现浑浊、絮凝分层等问题，这大大限制了其应用范围。因此，需要研发低相对分子量、能保护地层不受伤害且具有良好生物降解性，并且与其他处理剂具有良好配伍性的粘土稳定剂。
5.因此，期望一种优化的压裂用粘土稳定剂的制备方案。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本公开提出了一种压裂用粘土稳定剂及其制备方法，其可以基于实际溶液的ph值变化来实时进行naoh溶液的滴加速度值的自适应控制，从而优化压裂用粘土稳定剂的制备过程的稳定性，提高粘土稳定剂产品的质量和性能。
7.根据本公开的一方面，提供了一种压裂用粘土稳定剂的制备方法，其包括：在反应器中依次加入丙烯酰胺单体、阴离子单体、阳离子单体和蒸馏水，并搅拌至单体溶解以得到混合溶液；将所述混合溶液的温度控制在30-40℃，并通过naoh溶液调节所述混合溶液的ph值至5-7后，再调节水量使总单体质量百分浓度为20-30%以得到聚合物溶液；向所述聚合物溶液中通入高纯氮气，并缓慢滴加引发剂，当溶液温度升至45-55℃后，滴加巯基壳聚糖水溶液进行反应以得到透明的聚合物产品；以及将所述聚合物产品经过甲醇进行多次洗涤后，再进行真空干燥和取出造粒处理以得到淡黄色颗粒的含壳聚糖的压裂用粘土稳定剂。
8.在上述压裂用粘土稳定剂的制备方法中，将所述混合溶液的温度控制在30-40℃，并通过naoh溶液调节所述混合溶液的ph值至5-7后，再调节水量使总单体质量百分浓度为20-30%以得到聚合物溶液，包括：获取预定时间段内多个预定时间点的溶液反应温度值和
所述多个预定时间点的ph值；对所述多个预定时间点的溶液反应温度值和所述多个预定时间点的ph值进行数据交互特征分析以得到温度-ph值交互协同特征向量；以及基于所述温度-ph值交互协同特征向量，确定naoh溶液的滴加速度值应增大或应减小。
9.在上述压裂用粘土稳定剂的制备方法中，对所述多个预定时间点的溶液反应温度值和所述多个预定时间点的ph值进行数据交互特征分析以得到温度-ph值交互协同特征向量，包括：将所述多个预定时间点的溶液反应温度值和所述多个预定时间点的溶液ph值分别按照时间维度排列为反应温度时序输入向量和ph值时序输入向量；对所述反应温度时序输入向量和所述ph值时序输入向量进行时序变化特征提取以得到反应温度时序特征向量和ph值时序特征向量；以及对所述反应温度时序特征向量和所述ph值时序特征向量进行特征交互关联编码以得到所述温度-ph值交互协同特征向量。
10.在上述压裂用粘土稳定剂的制备方法中，对所述反应温度时序输入向量和所述ph值时序输入向量进行时序变化特征提取以得到反应温度时序特征向量和ph值时序特征向量，包括：将所述反应温度时序输入向量和所述ph值时序输入向量通过基于一维卷积层的时序特征提取器以得到所述反应温度时序特征向量和所述ph值时序特征向量。
11.在上述压裂用粘土稳定剂的制备方法中，对所述反应温度时序特征向量和所述ph值时序特征向量进行特征交互关联编码以得到所述温度-ph值交互协同特征向量，包括：使用特征间注意力层对所述反应温度时序特征向量和所述ph值时序特征向量进行基于注意力机制的特征级数据交互以得到所述温度-ph值交互协同特征向量。
12.在上述压裂用粘土稳定剂的制备方法中，基于所述温度-ph值交互协同特征向量，确定naoh溶液的滴加速度值应增大或应减小，包括：对所述温度-ph值交互协同特征向量进行特征分布优化以得到优化温度-ph值交互协同特征向量；计算所述ph值时序特征向量相对于所述优化温度-ph值交互协同特征向量的转移矩阵作为ph值时序映射关联特征矩阵；以及将所述ph值时序映射关联特征矩阵通过分类器以得到分类结果，所述分类结果用于表示naoh溶液的滴加速度值应增大或应减小。
13.在上述压裂用粘土稳定剂的制备方法中，对所述温度-ph值交互协同特征向量进行特征分布优化以得到优化温度-ph值交互协同特征向量，包括：基于所述温度-ph值交互协同特征向量，分别计算所述反应温度时序特征向量和所述ph值时序特征向量的可转移特征的量化的可转移性感知因数以得到第一可转移性感知因数和第二可转移性感知因数；以所述第一可转移性感知因数和所述第二可转移性感知因数作为加权系数对所述反应温度时序特征向量和所述ph值时序特征向量进行加权优化以得到加权后反应温度时序特征向量和加权后ph值时序特征向量；以及使用特征间注意力层对所述加权后反应温度时序特征向量和所述加权后ph值时序特征向量进行基于注意力机制的特征级数据交互以得到所述优化温度-ph值交互协同特征向量。
14.在上述压裂用粘土稳定剂的制备方法中，基于所述温度-ph值交互协同特征向量，分别计算所述反应温度时序特征向量和所述ph值时序特征向量的可转移特征的量化的可转移性感知因数以得到第一可转移性感知因数和第二可转移性感知因数，包括：基于所述温度-ph值交互协同特征向量，以如下优化公式分别计算所述反应温度时序特征向量和所述ph值时序特征向量的可转移特征的量化的可转移性感知因数以得到所述第一可转移性感知因数和所述第二可转移性感知因数；其中，所述优化公式为：
其中、和分别是所述反应温度时序特征向量、所述ph值时序特征向量和所述温度-ph值交互协同特征向量,表示所述反应温度时序特征向量中第个位置的特征值，表示所述ph值时序特征向量中第个位置的特征值，表示所述温度-ph值交互协同特征向量中第个位置的特征值，为以2为底的对数函数，且是加权超参数，和分别是所述第一可转移性感知因数和所述第二可转移性感知因数。
15.在上述压裂用粘土稳定剂的制备方法中，将所述ph值时序映射关联特征矩阵通过分类器以得到分类结果，所述分类结果用于表示naoh溶液的滴加速度值应增大或应减小，包括：将所述ph值时序映射关联特征矩阵按照行向量或者列向量展开为分类特征向量；使用所述分类器的全连接层对所述分类特征向量进行全连接编码以得到编码分类特征向量；以及将所述编码分类特征向量输入所述分类器的softmax分类函数以得到所述分类结果。
16.根据本公开的另一方面，提供了一种压裂用粘土稳定剂，其中，所述压裂用粘土稳定剂由前述的压裂用粘土稳定剂的制备方法制得。
17.与现有技术相比，本公开提出了一种压裂用粘土稳定剂及其制备方法，其可以基于实际溶液的ph值变化来实时进行naoh溶液的滴加速度值的自适应控制，从而优化压裂用粘土稳定剂的制备过程的稳定性，提高粘土稳定剂产品的质量和性能。
18.根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。
附图说明
19.包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本公开的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本公开的原理。
20.图1示出根据本公开的实施例的压裂用粘土稳定剂的制备方法的流程图。
21.图2示出根据本公开的实施例的压裂用粘土稳定剂的制备方法的子步骤s120的流程图。
22.图3示出根据本公开的实施例的压裂用粘土稳定剂的制备方法的子步骤s120的架构示意图。
23.图4示出根据本公开的实施例的压裂用粘土稳定剂的制备方法的子步骤s122的流程图。
24.图5示出根据本公开的实施例的压裂用粘土稳定剂的制备方法的子步骤s123的流程图。
25.图6示出根据本公开的实施例的压裂用粘土稳定剂的制备方法的子步骤s1231的
流程图。
26.图7示出根据本公开的实施例的压裂用粘土稳定剂的制备方法的子步骤s1233的流程图。
27.图8示出根据本公开的实施例的压裂用粘土稳定剂的制备系统的框图。
28.图9示出根据本公开的实施例的压裂用粘土稳定剂的制备方法的应用场景图。
具体实施方式
29.下面将结合附图对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显而易见地，所描述的实施例仅仅是本公开的部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，也属于本公开保护的范围。
30.如本公开和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。
31.以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
32.另外，为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。
33.图1示出根据本公开的实施例的压裂用粘土稳定剂的制备方法的流程图。如图1所示，根据本公开实施例的压裂用粘土稳定剂的制备方法，包括步骤：s110，在反应器中依次加入丙烯酰胺单体、阴离子单体、阳离子单体和蒸馏水，并搅拌至单体溶解以得到混合溶液；s120，将所述混合溶液的温度控制在30-40℃，并通过naoh溶液调节所述混合溶液的ph值至5-7后，再调节水量使总单体质量百分浓度为20-30%以得到聚合物溶液；s130，向所述聚合物溶液中通入高纯氮气，并缓慢滴加引发剂，当溶液温度升至45-55℃后，滴加巯基壳聚糖水溶液进行反应以得到透明的聚合物产品；以及，s140，将所述聚合物产品经过甲醇进行多次洗涤后，再进行真空干燥和取出造粒处理以得到淡黄色颗粒的含壳聚糖的压裂用粘土稳定剂。
34.在本技术的一个实施例中，所述丙烯酰胺单体添加量占单体总摩尔量的10～60％，所述阴离子单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸中一种或几种的混合物，添加量占单体总摩尔量的5～25％；所述阳离子单体包括二甲基二烯丙基氯化铵、三甲基烯丙基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵中一种或几种的混合物，添加量占单体总摩尔量的20～79％；所述引发剂为过硫酸铵/亚硫酸氢钠或焦亚硫酸钠氧化还原引发剂、偶氮类引发剂或过氧化物类引发剂中一种或几种的混合物，引发剂添加量占单体总重量的0.4～1.2％；所述巯基壳聚糖的脱乙酰度≥80％，分子量为1000～5000，添加量占单体总重量的5～15％。
35.相应地，考虑到在实际进行压裂用粘土稳定剂的制备过程中，控制反应条件对最
终产品的质量和性能至关重要。例如，naoh溶液的滴加速度是影响所述混合溶液ph值的关键因素之一，ph值的调节对于聚合反应的进行和产物的性质具有重要影响。同时，还考虑到由于反应温度也与ph值之间具有协同作用，两者的相互关系需要被充分考虑。
36.基于此，本公开的技术构思为在实际进行naoh溶液的滴加过程中，通过传感器采集混合溶液的反应温度值和ph值，并在后端引入数据处理和分析算法来进行该混合溶液的反应温度值和ph值的时序交互关联分析以进行naoh溶液的滴加速度值控制。这样，能够基于实际溶液的ph值变化来实时进行naoh溶液的滴加速度值的自适应控制，从而优化压裂用粘土稳定剂的制备过程的稳定性，提高粘土稳定剂产品的质量和性能。
37.图2示出根据本公开的实施例的压裂用粘土稳定剂的制备方法的子步骤s120的流程图。图3示出根据本公开的实施例的压裂用粘土稳定剂的制备方法的子步骤s120的架构示意图。如图2和图3所示，根据本公开实施例的压裂用粘土稳定剂的制备方法，将所述混合溶液的温度控制在30-40℃，并通过naoh溶液调节所述混合溶液的ph值至5-7后，再调节水量使总单体质量百分浓度为20-30%以得到聚合物溶液，包括步骤：s121，获取预定时间段内多个预定时间点的溶液反应温度值和所述多个预定时间点的ph值；s122，对所述多个预定时间点的溶液反应温度值和所述多个预定时间点的ph值进行数据交互特征分析以得到温度-ph值交互协同特征向量；以及，s123，基于所述温度-ph值交互协同特征向量，确定naoh溶液的滴加速度值应增大或应减小。
38.具体地，在本公开的技术方案中，首先，获取预定时间段内多个预定时间点的溶液反应温度值和所述多个预定时间点的ph值。接着，考虑到在制备压裂用粘土稳定剂的过程中，溶液反应温度和ph值是两个重要的参数，它们会随着时间的推移而发生变化。也就是说，所述溶液反应温度值和ph值都在时间维度上有着各自的动态变化规律，并且，这两者之间还具有着时序的协同关联关系。因此，在本公开的技术方案中，需要进一步将所述多个预定时间点的溶液反应温度值和所述多个预定时间点的溶液ph值分别按照时间维度排列为反应温度时序输入向量和ph值时序输入向量，以此来分别整合所述溶液反应温度值和所述ph值在时序上的分布信息，有利于模型能够捕捉到温度和ph值随时间变化的规律和趋势。并且，在后续通过对这些时序数据进行特征提取和分析，可以揭示温度和ph值之间的关联性和协同作用，以提高对于naoh溶液的滴加速度值控制的精度。
39.继而，再将所述反应温度时序输入向量和所述ph值时序输入向量通过基于一维卷积层的时序特征提取器进行特征挖掘，以分别提取出所述反应温度值和所述ph值在时间维度上的时序动态关联特征信息，即所述反应温度值和所述ph值分别在时间维度上的时序动态变化特征信息，从而得到反应温度时序特征向量和ph值时序特征向量。
40.进一步地，使用特征间注意力层对所述反应温度时序特征向量和所述ph值时序特征向量进行基于注意力机制的特征级数据交互以得到温度-ph值交互协同特征向量，以此来捕捉所述反应温度值的时序变化特征和所述ph的时序变化特征之间的关联和相互影响。应可以理解，由于传统的注意力机制的目标是学习一个注意力权重矩阵，将较大的权重赋予重要的特征，较小的权重赋予次要的特征，从而选择出对当前任务目标更关键的信息。这种方式更侧重于对各个特征的重要性进行加权，而忽略了特征之间的依赖关系。而所述特征间注意力层通过基于注意力机制的特征交互，可以捕捉所述反应温度值的时序变化特征和所述ph的时序变化特征之间的相关性和相互影响，从而学习到不同特征之间的依赖关
系，并根据这些依赖关系对特征进行交互和整合，从而得到系统操作间的交互特征向量。
41.在制备压裂用粘土稳定剂的过程中，反应溶液的温度和ph值是两个关键的参数，它们之间的交互和协同作用对于稳定剂的制备效果至关重要。具体来说，naoh溶液的滴加速度会影响到反应溶液的ph值，而反应溶液的ph值也会受到温度变化的影响。因此，为了能够在进行反应溶液的ph值监控以进行naoh溶液的滴加速度值控制时关注到温度和ph值之间的关联性特征，在本公开的技术方案中，进一步计算所述ph值时序特征向量相对于所述温度-ph值交互协同特征向量的转移矩阵作为ph值时序映射关联特征矩阵。这样，能够捕捉到以所述反应液的温度值和所述ph值的时序协同交互关联特征为基础背景下的有关于所述ph值的时序变化特征信息，以更好地进行naoh溶液的滴加速度控制。
42.相应地，如图4所示，对所述多个预定时间点的溶液反应温度值和所述多个预定时间点的ph值进行数据交互特征分析以得到温度-ph值交互协同特征向量，包括：s1221，将所述多个预定时间点的溶液反应温度值和所述多个预定时间点的溶液ph值分别按照时间维度排列为反应温度时序输入向量和ph值时序输入向量；s1222，对所述反应温度时序输入向量和所述ph值时序输入向量进行时序变化特征提取以得到反应温度时序特征向量和ph值时序特征向量；以及，s1223，对所述反应温度时序特征向量和所述ph值时序特征向量进行特征交互关联编码以得到所述温度-ph值交互协同特征向量。应可以理解，在步骤s1221中，这一步的目的是将溶液反应温度值和ph值根据时间维度进行整理和排列，形成时序输入向量，通过按时间顺序排列，可以保留反应过程中的时间顺序信息，为后续的时序特征提取和特征交互提供准备；在步骤s1222中，这一步的作用是通过时序特征提取器从反应温度时序输入向量和ph值时序输入向量中提取时序变化的特征，例如，一维卷积层可以捕捉时序数据中的局部特征，帮助模型理解反应温度和ph值的动态变化情况，并提取有用的特征表示；在步骤s1223中，这一步可以使用特征间注意力层对反应温度时序特征向量和ph值时序特征向量进行特征级别的数据交互。通过注意力机制，模型可以学习特征之间的相关性和权重，实现温度和ph值之间的交互和关联编码。这有助于提取温度-ph值之间的交互协同特征，为后续的分析和建模任务提供更丰富的特征表示。综合来说，这三个步骤共同完成了对溶液反应温度和ph值之间的数据交互特征分析，通过时序变化特征提取和特征交互关联编码，得到了温度-ph值交互协同特征向量，为后续的反应过程建模和预测提供了更丰富和准确的特征表示。
43.更具体地，在步骤s1222中，对所述反应温度时序输入向量和所述ph值时序输入向量进行时序变化特征提取以得到反应温度时序特征向量和ph值时序特征向量，包括：将所述反应温度时序输入向量和所述ph值时序输入向量通过基于一维卷积层的时序特征提取器以得到所述反应温度时序特征向量和所述ph值时序特征向量。值得一提的是，一维卷积层是深度学习中常用的一种神经网络层，用于处理具有时序结构的数据，它在时序数据的各个时间步上应用一组可学习的滤波器（也称为卷积核），通过滑动窗口的方式提取局部特征。通过卷积操作，一维卷积层可以提取时序数据中的局部特征，卷积核可以捕捉到不同时间步之间的相关性，从而提取出具有较强判别能力的特征表示。一维卷积层通常会使用池化操作（如最大池化或平均池化）来减小特征的维度，这有助于减少模型的复杂性，提高计算效率，并且可以保留最显著的特征信息。一维卷积层具有平移不变性的特点，即对于输入数据的平移，输出的特征表示保持不变，这对于时序数据中的局部模式识别非常有用，因为
模式的位置信息可能会在不同的时间步上发生变化。在步骤s1222中，通过基于一维卷积层的时序特征提取器，可以将反应温度时序输入向量和ph值时序输入向量转换为反应温度时序特征向量和ph值时序特征向量。一维卷积层可以从输入的时序数据中提取出关键的时序特征，这些特征可以用于后续的分析、建模或预测任务。
44.更具体地，在步骤s1223中，对所述反应温度时序特征向量和所述ph值时序特征向量进行特征交互关联编码以得到所述温度-ph值交互协同特征向量，包括：使用特征间注意力层对所述反应温度时序特征向量和所述ph值时序特征向量进行基于注意力机制的特征级数据交互以得到所述温度-ph值交互协同特征向量。值得一提的是，特征间注意力层是一种神经网络层，用于在特征级别上对不同特征之间进行交互和关联编码，它通过注意力机制来学习特征之间的重要性权重，从而实现特征级别的数据交互。通过注意力机制，特征间注意力层可以学习特征之间的相关性，并根据相关性对不同特征进行加权，这样可以实现特征之间的交互，从而更好地捕捉特征之间的依赖关系和相互影响。特征间注意力层可以学习每个特征在交互过程中的重要性权重，通过自适应地学习权重，模型可以自动关注对当前任务更有用的特征，并抑制对任务无关或冗余的特征。特征间注意力层能够捕捉到特征之间的复杂关系，从而提供更丰富的特征表示，这有助于提升模型的性能，使其更好地理解输入数据的结构和语义信息。在步骤s1223中，使用特征间注意力层对反应温度时序特征向量和ph值时序特征向量进行特征级别的数据交互，目的是通过学习特征之间的相关性来提取温度和ph值之间的交互协同特征。这可以帮助模型更好地理解温度和ph值之间的关系，并提高对反应过程的建模能力。
45.进一步地，将所述ph值时序映射关联特征矩阵通过分类器以得到分类结果，所述分类结果用于表示naoh溶液的滴加速度值应增大或应减小。也就是说，以在反应溶液温度值和ph值的时序协同交互特征为基础背景下的有关于ph值的时序变化特征信息来进行分类处理，从而基于实际溶液的ph值变化来实时进行naoh溶液的滴加速度值的自适应控制，以此来优化压裂用粘土稳定剂的制备过程的稳定性和效率。
46.相应地，如图5所示，基于所述温度-ph值交互协同特征向量，确定naoh溶液的滴加速度值应增大或应减小，包括：s1231，对所述温度-ph值交互协同特征向量进行特征分布优化以得到优化温度-ph值交互协同特征向量；s1232，计算所述ph值时序特征向量相对于所述优化温度-ph值交互协同特征向量的转移矩阵作为ph值时序映射关联特征矩阵；以及，s1233，将所述ph值时序映射关联特征矩阵通过分类器以得到分类结果，所述分类结果用于表示naoh溶液的滴加速度值应增大或应减小。
47.更具体地，在步骤s1231中，如图6所示，对所述温度-ph值交互协同特征向量进行特征分布优化以得到优化温度-ph值交互协同特征向量，包括：s12311，基于所述温度-ph值交互协同特征向量，分别计算所述反应温度时序特征向量和所述ph值时序特征向量的可转移特征的量化的可转移性感知因数以得到第一可转移性感知因数和第二可转移性感知因数；s12312，以所述第一可转移性感知因数和所述第二可转移性感知因数作为加权系数对所述反应温度时序特征向量和所述ph值时序特征向量进行加权优化以得到加权后反应温度时序特征向量和加权后ph值时序特征向量；以及，s12313，使用特征间注意力层对所述加权后反应温度时序特征向量和所述加权后ph值时序特征向量进行基于注意力机制的特征级数据交互以得到所述优化温度-ph值交互协同特征向量。
48.特别地，在本公开的技术方案中，使用特征间注意力层对所述反应温度时序特征向量和所述ph值时序特征向量进行基于注意力机制的特征级数据交互得到所述温度-ph值交互协同特征向量时，由于所述特征间注意力层会对所述反应温度时序特征向量和所述ph值时序特征向量之间的时序分布依赖关系特征进行提取，因此所述温度-ph值交互协同特征向量可能会偏离溶液反应温度值和溶液ph值在时序方向下的分布关联特征，从而影响所述ph值时序特征向量相对于所述温度-ph值交互协同特征向量的转移矩阵的计算准确性。
49.基于此，本公开的申请人考虑所述反应温度时序特征向量对于所述温度-ph值交互协同特征向量的依赖关系特征转移，以及所述ph值时序特征向量对于所述温度-ph值交互协同特征向量的依赖关系特征转移，分别计算其可转移特征的量化的可转移性感知因数。
50.相应地，在一个具体示例中，基于所述温度-ph值交互协同特征向量，分别计算所述反应温度时序特征向量和所述ph值时序特征向量的可转移特征的量化的可转移性感知因数以得到第一可转移性感知因数和第二可转移性感知因数，包括：基于所述温度-ph值交互协同特征向量，以如下优化公式分别计算所述反应温度时序特征向量和所述ph值时序特征向量的可转移特征的量化的可转移性感知因数以得到所述第一可转移性感知因数和所述第二可转移性感知因数；其中，所述优化公式为：其中、和分别是所述反应温度时序特征向量、所述ph值时序特征向量和所述温度-ph值交互协同特征向量,表示所述反应温度时序特征向量中第个位置的特征值，表示所述ph值时序特征向量中第个位置的特征值，表示所述温度-ph值交互协同特征向量中第个位置的特征值，为以2为底的对数函数，且是加权超参数，和分别是所述第一可转移性感知因数和所述第二可转移性感知因数。
51.这里，所述可转移特征的量化的可转移性感知因数通过域转移下的不确定性度量来分别估计特征空间域转移的域不确定性，且由于该域不确定性估计可以用于标识已经在域间转移的特征表示，因此通过以该因数来作为权重分别对所述反应温度时序特征向量和所述ph值时序特征向量进行加权后再进行基于注意力机制的特征级数据交互，就可以通过特征空间域转移时的跨域对齐来鉴别特征映射是否在域间有效转移，从而量化地感知所述反应温度时序特征向量和所述ph值时序特征向量中的可转移特征的可转移性，以实现域间自适应的依赖关系特征转移，从而提升了所述温度-ph值交互协同特征向量与时序方向分布关联特征的对应性，也就提升了所述ph值时序特征向量相对于所述温度-ph值交互协同特征向量的转移矩阵的计算准确性。这样，能够基于实际溶液的ph值变化来实时进行naoh溶液的滴加速度值的自适应控制，从而优化压裂用粘土稳定剂的制备过程的效率和稳定
性，提高粘土稳定剂产品的质量和性能。
52.进一步地，在步骤s1233中，如图7所示，将所述ph值时序映射关联特征矩阵通过分类器以得到分类结果，所述分类结果用于表示naoh溶液的滴加速度值应增大或应减小，包括：s12331，将所述ph值时序映射关联特征矩阵按照行向量或者列向量展开为分类特征向量；s12332，使用所述分类器的全连接层对所述分类特征向量进行全连接编码以得到编码分类特征向量；以及，s12333，将所述编码分类特征向量输入所述分类器的softmax分类函数以得到所述分类结果。
53.也就是，在本公开的技术方案中，所述分类器的标签包括naoh溶液的滴加速度值应增大(第一标签)，以及，naoh溶液的滴加速度值应减小(第二标签)，其中，所述分类器通过软最大值函数来确定所述ph值时序映射关联特征矩阵属于哪个分类标签。值得注意的是，这里的所述第一标签p1和所述第二标签p2并不包含人为设定的概念，实际上在训练过程当中，计算机模型并没有“naoh溶液的滴加速度值应增大或应减小”这种概念，其只是有两种分类标签且输出特征在这两个分类标签下的概率，即p1和p2之和为一。因此，naoh溶液的滴加速度值应增大或应减小的分类结果实际上是通过分类标签转化为符合自然规律的二分类的类概率分布，实质上用到的是标签的自然概率分布的物理意义，而不是“naoh溶液的滴加速度值应增大或应减小”的语言文本意义。
54.应可以理解，分类器的作用是利用给定的类别、已知的训练数据来学习分类规则和分类器，然后对未知数据进行分类（或预测）。逻辑回归（logistics）、svm等常用于解决二分类问题，对于多分类问题（multi-class classification），同样也可以用逻辑回归或svm，只是需要多个二分类来组成多分类，但这样容易出错且效率不高，常用的多分类方法有softmax分类函数。
55.综上，基于本公开实施例的压裂用粘土稳定剂的制备方法，其可以基于实际溶液的ph值变化来实时进行naoh溶液的滴加速度值的自适应控制，从而优化压裂用粘土稳定剂的制备过程的稳定性，提高粘土稳定剂产品的质量和性能。
56.进一步地，在本公开的技术方案中，还提供一种压裂用粘土稳定剂，其中，所述压裂用粘土稳定剂由如前述任一所述的压裂用粘土稳定剂的制备方法制得。
57.图8示出根据本公开的实施例的压裂用粘土稳定剂的制备系统100的框图。如图8所示，根据本公开实施例的压裂用粘土稳定剂的制备系统100，包括：混合模块110，用于在反应器中依次加入丙烯酰胺单体、阴离子单体、阳离子单体和蒸馏水，并搅拌至单体溶解以得到混合溶液；ph值调节模块120，用于将所述混合溶液的温度控制在30-40℃，并通过naoh溶液调节所述混合溶液的ph值至5-7后，再调节水量使总单体质量百分浓度为20-30%以得到聚合物溶液；反应模块130，用于向所述聚合物溶液中通入高纯氮气，并缓慢滴加引发剂，当溶液温度升至45-55℃后，滴加巯基壳聚糖水溶液进行反应以得到透明的聚合物产品；以及，成型模块140，用于将所述聚合物产品经过甲醇进行多次洗涤后，再进行真空干燥和取出造粒处理以得到淡黄色颗粒的含壳聚糖的压裂用粘土稳定剂。
58.在一种可能的实现方式中，所述ph值调节模块120，包括：数值获取单元，用于获取预定时间段内多个预定时间点的溶液反应温度值和所述多个预定时间点的ph值；数据交互特征分析单元，用于对所述多个预定时间点的溶液反应温度值和所述多个预定时间点的ph值进行数据交互特征分析以得到温度-ph值交互协同特征向量；以及，滴加速度控制单元，
用于，基于所述温度-ph值交互协同特征向量，确定naoh溶液的滴加速度值应增大或应减小。
59.这里，本领域技术人员可以理解，上述压裂用粘土稳定剂的制备系统100中的各个单元和模块的具体功能和操作已经在上面参考图1到图7的压裂用粘土稳定剂的制备方法的描述中得到了详细介绍，并因此，将省略其重复描述。
60.如上所述，根据本公开实施例的压裂用粘土稳定剂的制备系统100可以实现在各种无线终端中，例如具有压裂用粘土稳定剂的制备算法的服务器等。在一种可能的实现方式中，根据本公开实施例的压裂用粘土稳定剂的制备系统100可以作为一个软件模块和/或硬件模块而集成到无线终端中。例如，该压裂用粘土稳定剂的制备系统100可以是该无线终端的操作系统中的一个软件模块，或者可以是针对于该无线终端所开发的一个应用程序；当然，该压裂用粘土稳定剂的制备系统100同样可以是该无线终端的众多硬件模块之一。
61.替换地，在另一示例中，该压裂用粘土稳定剂的制备系统100与该无线终端也可以是分立的设备，并且该压裂用粘土稳定剂的制备系统100可以通过有线和/或无线网络连接到该无线终端，并且按照约定的数据格式来传输交互信息。
62.图9示出根据本公开的实施例的压裂用粘土稳定剂的制备方法的应用场景图。如图9所示，在该应用场景中，首先，获取预定时间段内多个预定时间点的溶液反应温度值（例如，图9中所示意的d1）和所述多个预定时间点的ph值（例如，图9中所示意的d2），然后，将所述多个预定时间点的溶液反应温度值和所述多个预定时间点的ph值输入至部署有压裂用粘土稳定剂的制备算法的服务器中（例如，图9中所示意的s），其中，所述服务器能够使用所述压裂用粘土稳定剂的制备算法对所述多个预定时间点的溶液反应温度值和所述多个预定时间点的ph值进行处理以得到用于表示naoh溶液的滴加速度值应增大或应减小的分类结果。
63.附图中的流程图和框图显示了根据本公开的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。
64.以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

技术特征：
1.一种压裂用粘土稳定剂的制备方法，其特征在于，包括：在反应器中依次加入丙烯酰胺单体、阴离子单体、阳离子单体和蒸馏水，并搅拌至单体溶解以得到混合溶液；将所述混合溶液的温度控制在30-40℃，并通过naoh溶液调节所述混合溶液的ph值至5-7后，再调节水量使总单体质量百分浓度为20-30%以得到聚合物溶液；向所述聚合物溶液中通入高纯氮气，并缓慢滴加引发剂，当溶液温度升至45-55℃后，滴加巯基壳聚糖水溶液进行反应以得到透明的聚合物产品；以及将所述聚合物产品经过甲醇进行多次洗涤后，再进行真空干燥和取出造粒处理以得到淡黄色颗粒的含壳聚糖的压裂用粘土稳定剂；其中，将所述混合溶液的温度控制在30-40℃，并通过naoh溶液调节所述混合溶液的ph值至5-7后，再调节水量使总单体质量百分浓度为20-30%以得到聚合物溶液，包括：获取预定时间段内多个预定时间点的溶液反应温度值和所述多个预定时间点的ph值；对所述多个预定时间点的溶液反应温度值和所述多个预定时间点的ph值进行数据交互特征分析以得到温度-ph值交互协同特征向量；以及基于所述温度-ph值交互协同特征向量，确定naoh溶液的滴加速度值应增大或应减小。2.根据权利要求1所述的压裂用粘土稳定剂的制备方法，其特征在于，对所述多个预定时间点的溶液反应温度值和所述多个预定时间点的ph值进行数据交互特征分析以得到温度-ph值交互协同特征向量，包括：将所述多个预定时间点的溶液反应温度值和所述多个预定时间点的溶液ph值分别按照时间维度排列为反应温度时序输入向量和ph值时序输入向量；对所述反应温度时序输入向量和所述ph值时序输入向量进行时序变化特征提取以得到反应温度时序特征向量和ph值时序特征向量；以及对所述反应温度时序特征向量和所述ph值时序特征向量进行特征交互关联编码以得到所述温度-ph值交互协同特征向量。3.根据权利要求2所述的压裂用粘土稳定剂的制备方法，其特征在于，对所述反应温度时序输入向量和所述ph值时序输入向量进行时序变化特征提取以得到反应温度时序特征向量和ph值时序特征向量，包括：将所述反应温度时序输入向量和所述ph值时序输入向量通过基于一维卷积层的时序特征提取器以得到所述反应温度时序特征向量和所述ph值时序特征向量。4.根据权利要求3所述的压裂用粘土稳定剂的制备方法，其特征在于，对所述反应温度时序特征向量和所述ph值时序特征向量进行特征交互关联编码以得到所述温度-ph值交互协同特征向量，包括：使用特征间注意力层对所述反应温度时序特征向量和所述ph值时序特征向量进行基于注意力机制的特征级数据交互以得到所述温度-ph值交互协同特征向量。5.根据权利要求4所述的压裂用粘土稳定剂的制备方法，其特征在于，基于所述温度-ph值交互协同特征向量，确定naoh溶液的滴加速度值应增大或应减小，包括：对所述温度-ph值交互协同特征向量进行特征分布优化以得到优化温度-ph值交互协同特征向量；计算所述ph值时序特征向量相对于所述优化温度-ph值交互协同特征向量的转移矩阵作为ph值时序映射关联特征矩阵；以及将所述ph值时序映射关联特征矩阵通过分类器以得到分类结果，所述分类结果用于表示naoh溶液的滴加速度值应增大或应减小。6.根据权利要求5所述的压裂用粘土稳定剂的制备方法，其特征在于，对所述温度-ph值交互协同特征向量进行特征分布优化以得到优化温度-ph值交互协同特征向量，包括：基于所述温度-ph值交互协同特征向量，分别计算所述反应温度时序特征向量和所述ph值时
序特征向量的可转移特征的量化的可转移性感知因数以得到第一可转移性感知因数和第二可转移性感知因数；以所述第一可转移性感知因数和所述第二可转移性感知因数作为加权系数对所述反应温度时序特征向量和所述ph值时序特征向量进行加权优化以得到加权后反应温度时序特征向量和加权后ph值时序特征向量；以及使用特征间注意力层对所述加权后反应温度时序特征向量和所述加权后ph值时序特征向量进行基于注意力机制的特征级数据交互以得到所述优化温度-ph值交互协同特征向量。7.根据权利要求6所述的压裂用粘土稳定剂的制备方法，其特征在于，基于所述温度-ph值交互协同特征向量，分别计算所述反应温度时序特征向量和所述ph值时序特征向量的可转移特征的量化的可转移性感知因数以得到第一可转移性感知因数和第二可转移性感知因数，包括：基于所述温度-ph值交互协同特征向量，以如下优化公式分别计算所述反应温度时序特征向量和所述ph值时序特征向量的可转移特征的量化的可转移性感知因数以得到所述第一可转移性感知因数和所述第二可转移性感知因数；其中，所述优化公式为：其中、和分别是所述反应温度时序特征向量、所述ph值时序特征向量和所述温度-ph值交互协同特征向量,表示所述反应温度时序特征向量中第个位置的特征值，表示所述ph值时序特征向量中第个位置的特征值，表示所述温度-ph值交互协同特征向量中第个位置的特征值，为以2为底的对数函数，且是加权超参数，和分别是所述第一可转移性感知因数和所述第二可转移性感知因数。8.根据权利要求7所述的压裂用粘土稳定剂的制备方法，其特征在于，将所述ph值时序映射关联特征矩阵通过分类器以得到分类结果，所述分类结果用于表示naoh溶液的滴加速度值应增大或应减小，包括：将所述ph值时序映射关联特征矩阵按照行向量或者列向量展开为分类特征向量；使用所述分类器的全连接层对所述分类特征向量进行全连接编码以得到编码分类特征向量；以及将所述编码分类特征向量输入所述分类器的softmax分类函数以得到所述分类结果。9.一种压裂用粘土稳定剂，其特征在于，所述压裂用粘土稳定剂由如权利要求1-8任一所述的压裂用粘土稳定剂的制备方法制得。

技术总结
公开了一种压裂用粘土稳定剂及其制备方法。其首先在反应器中依次加入丙烯酰胺单体、阴离子单体、阳离子单体和蒸馏水，并搅拌至单体溶解以得到混合溶液，接着，将所述混合溶液的温度控制在30-40℃，并通过NaOH溶液调节所述混合溶液的pH值至5-7后，再调节水量使总单体质量百分浓度为20-30%以得到聚合物溶液，然后，向所述聚合物溶液中通入高纯氮气，并缓慢滴加引发剂，当溶液温度升至45-55℃后，滴加巯基壳聚糖水溶液进行反应以得到透明的聚合物产品，最后，将所述聚合物产品经过甲醇进行多次洗涤后，再进行真空干燥和取出造粒处理以得到淡黄色颗粒的含壳聚糖的压裂用粘土稳定剂。通过这样的方式，可以得到一种质量和性能稳定的粘土稳定剂。的粘土稳定剂。的粘土稳定剂。


技术研发人员：朱伽 李小建 王珠梅
受保护的技术使用者：克拉玛依市紫光技术有限公司
技术研发日：2023.08.10
技术公布日：2023/9/9