Claims (55)
1. Способная к набуханию композиция для контроля потока жидкости, содержащая полимерную матрицу, первый сшивающий агент и второй сшивающий агент, где указанная полимерная матрица содержит первый мономер, содержащий повторно сшивающийся фрагмент, второй мономер, содержащий фрагмент, устойчивый к кислоте, и третий мономер, содержащий СО2-фильный фрагмент.1. A swellable fluid flow control composition comprising a polymeric matrix, a first crosslinking agent and a second crosslinking agent, wherein said polymeric matrix comprises a first monomer containing a recrosslinkable moiety, a second monomer containing an acid resistant moiety, and a third monomer, containing CO 2 -philic fragment.
2. Способная к набуханию композиция по п. 1, где указанная композиция находится в форме геля.2. A swellable composition according to claim 1, wherein said composition is in the form of a gel.
3. Способная к набуханию композиция по п. 1 или 2, где указанная полимерная матрица, указанный первый сшивающий агент и указанный второй сшивающий агент образуют гомогенную смесь.3. A swellable composition according to claim 1 or 2, wherein said polymeric matrix, said first crosslinker and said second crosslinker form a homogeneous mixture.
4. Способная к набуханию композиция по любому из пп. 1-3, где указанная композиция находится в форме частиц.4. Able to swell the composition according to any one of paragraphs. 1-3, where the specified composition is in the form of particles.
5. Способная к набуханию композиция по любому из пп. 1-4, где указанный первый мономер обладает анионным зарядом при нейтральном pH 7,0.5. Able to swell the composition according to any one of paragraphs. 1-4, wherein said first monomer has an anionic charge at neutral pH 7.0.
6. Способная к набуханию композиция по любому из пп. 1-5, где указанный первый мономер включает водорастворимую карбоновую кислоту.6. Able to swell the composition according to any one of paragraphs. 1-5, wherein said first monomer comprises a water-soluble carboxylic acid.
7. Способная к набуханию композиция по любому из пп. 1-6, где указанный первый мономер включает натриевые соли акриловой кислоты, калиевые соли акриловой кислоты, аммониевые соли акриловой кислоты, метакриловую кислоту, малеиновую кислоту, итаконовую кислоту, 2-пропеновую кислоту, 2-метил-2-пропеновую кислоту или их комбинации.7. Able to swell the composition according to any one of paragraphs. 1-6, wherein said first monomer comprises sodium salts of acrylic acid, potassium salts of acrylic acid, ammonium salts of acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, itaconic acid, 2-propenoic acid, 2-methyl-2-propenoic acid, or combinations thereof.
8. Способная к набуханию композиция по любому из пп. 1-7, где указанный первый мономер является неионным и не имеет заряда при pH в диапазоне от 4 до 10.8. Able to swell the composition according to any one of paragraphs. 1-7, wherein said first monomer is non-ionic and has no charge at a pH in the range of 4 to 10.
9. Способная к набуханию композиция по любому из пп. 1-8, где указанный первый мономер включает N-изопропилакриламид, N,N-диэтилакриламид, диметиламинопропилакриламид, диметиламинопропил метакриламид, акрилоил морфолин, гидроксиэтилакрилат, гидроксипропилакрилат, гидроксиэтилметакрилат, гидроксипропилметакрилат, диметиламиноэтилакрилат, диметиламиноэтилметакрилат, малеиновый ангидрид, N-винилпирролидон, винилацетат, N-винилформамид или их комбинации.9. Swellable composition according to any one of paragraphs. 1-8, wherein said first monomer comprises N-isopropylacrylamide, N,N-diethylacrylamide, dimethylaminopropylacrylamide, dimethylaminopropyl methacrylamide, acryloyl morpholine, hydroxyethyl acrylate, hydroxypropylacrylate, hydroxyethyl methacrylate, hydroxypropyl methacrylate, dimethylaminoethyl acrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, maleic anhydride, N-vinylpyrrolidone, N-vinyl acetate, vinyl acetate, N-vinylpyrrolidone vinylformamide; or combinations thereof.
10. Способная к набуханию композиция по любому из пп. 1-9, где указанный первый мономер включает анионный мономер и неионный мономер.10. Able to swell the composition according to any one of paragraphs. 1-9, wherein said first monomer includes an anionic monomer and a nonionic monomer.
11. Способная к набуханию композиция по любому из пп. 1-10, где указанный первый мономер включает акриламид или его производное.11. Able to swell the composition according to any one of paragraphs. 1-10, wherein said first monomer comprises acrylamide or a derivative thereof.
12. Способная к набуханию композиция по любому из пп. 1-11, где указанный второй мономер включает мономер, имеющий pka менее 4.12. Able to swell the composition according to any one of paragraphs. 1-11, wherein said second monomer includes a monomer having a pk a of less than 4.
13. Способная к набуханию композиция по любому из пп. 1-12, где указанный второй мономер включает сульфонат, сульфат или фосфат.13. Able to swell the composition according to any one of paragraphs. 1-12, wherein said second monomer comprises a sulfonate, sulfate or phosphate.
14. Способная к набуханию композиция по любому из пп. 1-13, где указанный второй мономер включает винилсульфонат натрия, винилсульфонат калия, фенилвинилсульфат натрия, фенилвинилсульфат калия, винилсульфат натрия, винилсульфат калия или их комбинации.14. Able to swell the composition according to any one of paragraphs. 1-13, wherein said second monomer comprises sodium vinylsulfonate, potassium vinylsulfonate, sodium phenyl vinyl sulfate, potassium phenyl vinyl sulfate, sodium vinyl sulfate, potassium vinyl sulfate, or combinations thereof.
15. Способная к набуханию композиция по любому из пп. 1-14, где указанный второй мономер включает натриевую соль 2-акриламидо-2-метил-1-пропансульфоновой кислоты.15. Able to swell the composition according to any one of paragraphs. 1-14, wherein said second monomer comprises 2-acrylamido-2-methyl-1-propanesulfonic acid sodium salt.
16. Способная к набуханию композиция по любому из пп. 1-15, где указанный второй мономер включает водорастворимый катионный мономер.16. Able to swell the composition according to any one of paragraphs. 1-15, wherein said second monomer comprises a water-soluble cationic monomer.
17. Способная к набуханию композиция по любому из пп. 1-16, где указанный второй мономер включает диаллилдиметиламмоний хлорид, (3-(метакрилоиламино)пропил)триметиламмоний хлорид, (2-(метакрилоилокси)этил)триметиламмоний хлорид, винилбензилтриметиламмоний хлорид или их комбинации.17. Able to swell the composition according to any one of paragraphs. 1-16, wherein said second monomer comprises diallyldimethylammonium chloride, (3-(methacryloylamino)propyl)trimethylammonium chloride, (2-(methacryloyloxy)ethyl)trimethylammonium chloride, vinylbenzyltrimethylammonium chloride, or combinations thereof.
18. Способная к набуханию композиция по любому из пп. 1-17, где указанный второй мономер включает четвертичную соль диметиламиноэтилакрилатметилхлорида, четвертичную соль диметиламиноэтилакрилатбензилхлорида, четвертичную соль диметиламиноэтилметакрилатметилхлорида или их комбинации.18. Able to swell the composition according to any one of paragraphs. 1-17, wherein said second monomer comprises dimethylaminoethyl acrylate methyl chloride quaternary salt, dimethylaminoethyl acrylate benzyl chloride quaternary salt, dimethylaminoethyl methacrylate methyl chloride quaternary salt, or combinations thereof.
19. Способная к набуханию композиция по любому из пп. 1-18, где указанный второй мономер включает натриевую соль 2-акриламидо-2-метил-1-пропансульфоновой кислоты.19. Able to swell the composition according to any one of paragraphs. 1-18, wherein said second monomer comprises 2-acrylamido-2-methyl-1-propanesulfonic acid sodium salt.
20. Способная к набуханию композиция по любому из пп. 1-19, где указанный третий мономер включает винилбензоат, бензилвинилформиат, винилацетат, этилвиниловый эфир, метилвиниловый эфир, винилиденфторид, молочную кислоту, циклический димер молочной кислоты, гликолевую кислоту, гликолид, гексаметилциклотрисилоксан, 1H,1H,2H,2H-перфтороктилметакрилат или их комбинации.20. Able to swell the composition according to any one of paragraphs. 1-19, wherein said third monomer comprises vinyl benzoate, benzyl vinyl formate, vinyl acetate, ethyl vinyl ether, methyl vinyl ether, vinylidene fluoride, lactic acid, cyclic lactic acid dimer, glycolic acid, glycolide, hexamethylcyclotrisiloxane, 1H,1H,2H,2H-perfluorooctyl methacrylate, or combinations thereof .
21. Способная к набуханию композиция по любому из пп. 1-20, где указанный третий мономер включает винилацетат.21. Able to swell the composition according to any one of paragraphs. 1-20, wherein said third monomer comprises vinyl acetate.
22. Способная к набуханию композиция по любому из пп. 1-21, где указанный первый сшивающий агент включает диакрилоил третичный амид, диакрилоилпиперазин, диаллилтартардиамид, дигидроксиэтиленбисакриламид, бис-акрилоилцистамин, триметилолпропантриметакрилат, пропиленгликоль триакрилат, трипропиленгликоль диакрилат, аллилметакрилат, триэтиленгликоль диметакрилат, тетрагидрофурфурил метакрилат, триметилолпропантриакрилат или их комбинации.22. Able to swell the composition according to any one of paragraphs. 1-21, wherein said first crosslinker comprises diacryloyl tertiary amide, diacryloylpiperazine, diallyl tartardiamide, dihydroxyethylenebisacrylamide, bis-acryloylcystamine, trimethylol propane trimethacrylate, propylene glycol triacrylate, tripropylene glycol diacrylate, allyl methacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, tetrahydrofurfuryl triacrylate, or combinations thereof.
23. Способная к набуханию композиция по любому из пп. 1-22, где указанный первый сшивающий агент включает пентаэритрит триакрилат, 1,5-пентандиол диметакрилат, триаллиловый эфир пентаэритрита или их комбинации.23. Able to swell the composition according to any one of paragraphs. 1-22, wherein said first crosslinker comprises pentaerythritol triacrylate, 1,5-pentanediol dimethacrylate, pentaerythritol triallyl ether, or combinations thereof.
24. Способная к набуханию композиция по любому из пп. 1-23, где указанная полимерная матрица содержит множество сшиваемых полимерных цепей, при этом по меньшей мере часть указанного второго сшивающего агента распределена между сшиваемыми полимерными цепями, причем указанный второй сшивающий агент способен связываться с полимерными цепями при воздействии жидкости, способной приводить к набуханию полимерной матрицы.24. Able to swell the composition according to any one of paragraphs. 1-23, wherein said polymer matrix contains a plurality of crosslinkable polymer chains, wherein at least a portion of said second crosslinker is distributed between the crosslinkable polymer chains, wherein said second crosslinker is capable of bonding to the polymer chains when exposed to a fluid capable of causing the polymer matrix to swell .
25. Способная к набуханию композиция по любому из пп. 1-24, где указанный второй сшивающий агент включает Zr(IV)-ацетат.25. Able to swell the composition according to any one of paragraphs. 1-24, wherein said second crosslinker comprises Zr(IV)-acetate.
26. Способная к набуханию композиция по любому из пп. 1-25, где указанный второй сшивающий агент включает Cr(III)-ацетат, Cr(III)-пропионат, Zr(IV)-ацетат, Zr(IV)-лактат или их комбинации.26. Able to swell the composition according to any one of paragraphs. 1-25, wherein said second crosslinker comprises Cr(III)-acetate, Cr(III)-propionate, Zr(IV)-acetate, Zr(IV)-lactate, or combinations thereof.
27. Способная к набуханию композиция по любому из пп. 1-26, где указанный второй сшивающий агент включает полиэтиленимин, поли-L-лизин, поли-ε-лизин, полиаллиламин, поливиниламин или их комбинации.27. Able to swell the composition according to any one of paragraphs. 1-26, wherein said second crosslinker comprises polyethyleneimine, poly-L-lysine, poly-ε-lysine, polyallylamine, polyvinylamine, or combinations thereof.
28. Способная к набуханию композиция по любому из пп. 1-27, дополнительно содержащая одну или более добавок, включающих частицы диоксида кремния, волокна, поглотитель кислорода или их комбинации.28. Able to swell the composition according to any one of paragraphs. 1-27, additionally containing one or more additives, including silica particles, fibers, an oxygen scavenger, or combinations thereof.
29. Способная к набуханию композиция по п. 28, где указанный поглотитель кислорода включает дитионитные соли, тиосульфатные соли, сульфитные соли, бисульфитные соли, метабисульфитные соли или их комбинации.29. The swellable composition of claim 28, wherein said oxygen scavenger comprises dithionite salts, thiosulfate salts, sulfite salts, bisulfite salts, metabisulfite salts, or combinations thereof.
30. Способная к набуханию композиция по п. 28, где указанный поглотитель кислорода включает бисульфит аммония, бисульфит натрия или их комбинации.30. The swellable composition of claim 28, wherein said oxygen scavenger comprises ammonium bisulfite, sodium bisulfite, or combinations thereof.
31. Способная к набуханию композиция по любому из пп. 1-30, где указанная полимерная матрица содержит по меньшей мере 40 молярных процентов указанного первого мономера в расчете на общее молярное содержание указанного первого мономера, указанного второго мономера и указанного третьего мономера.31. Able to swell the composition according to any one of paragraphs. 1-30, wherein said polymer matrix contains at least 40 mole percent of said first monomer, based on the total mole content of said first monomer, said second monomer, and said third monomer.
32. Способная к набуханию композиция по любому из пп. 1-31, где указанная полимерная матрица содержит по меньшей мере 0,5 и менее 50 молярных процентов указанного второго мономера в расчете на общее молярное содержание указанного первого мономера, указанного второго мономера и указанного третьего мономера.32. Able to swell the composition according to any one of paragraphs. 1-31, wherein said polymer matrix contains at least 0.5 and less than 50 mole percent of said second monomer, based on the total mole content of said first monomer, said second monomer, and said third monomer.
33. Способная к набуханию композиция по любому из пп. 1-32, где указанная полимерная матрица содержит по меньшей мере 1 и менее 50 молярных процентов указанного третьего мономера в расчете на общее молярное содержание указанного первого мономера, указанного второго мономера и указанного третьего мономера.33. Able to swell the composition according to any one of paragraphs. 1-32, wherein said polymer matrix contains at least 1 and less than 50 mole percent of said third monomer, based on the total mole content of said first monomer, said second monomer, and said third monomer.
34. Способная к набуханию композиция по любому из пп. 1-33, содержащая по меньшей мере 50 массовых процентов указанной полимерной матрицы.34. Able to swell the composition according to any one of paragraphs. 1-33, containing at least 50 mass percent of the specified polymer matrix.
35. Способная к набуханию композиция по любому из пп. 1-34, содержащая менее 20 массовых процентов указанного первого сшивающего агента, указанного второго сшивающего агента и/или указанных добавок.35. Able to swell the composition according to any one of paragraphs. 1-34, containing less than 20 mass percent of the specified first cross-linking agent, the specified second cross-linking agent and/or the specified additives.
36. Способная к набуханию композиция по любому из пп. 1-35, имеющая молярное отношение указанного первого сшивающего агента к указанному второму сшивающему агенту в диапазоне от 10:1 до 1:10.36. Able to swell the composition according to any one of paragraphs. 1-35, having a molar ratio of the specified first cross-linking agent to the specified second cross-linking agent in the range from 10:1 to 1:10.
37. Способ получения указанной способной к набуханию композиции по любому из пп. 1-36, включающий37. The method of obtaining the specified capable of swelling the composition according to any one of paragraphs. 1-36, including
(a) полимеризацию указанного первого мономера, содержащего повторно сшивающийся фрагмент, указанного второго мономера, содержащего фрагмент, устойчивый к кислоте, указанного третьего мономера, содержащего СО2-фильный фрагмент, в присутствии указанного первого сшивающего агента и указанного второго сшивающего агента для образования указанной полимерной матрицы;(a) polymerizing said first monomer containing a re-crosslinking moiety, said second monomer containing an acid-resistant moiety, said third monomer containing a CO2-philic moiety in the presence of said first crosslinking agent and said second crosslinking agent to form said polymeric matrices;
(b) сушку указанной полимерной матрицы для образования высушенной полимерной матрицы и(b) drying said polymer matrix to form a dried polymer matrix, and
(c) измельчение указанной высушенной полимерной матрицы для образования указанной способной к набуханию композиции.(c) grinding said dried polymer matrix to form said swellable composition.
38. Способ по п. 37, где указанную полимеризацию на стадии (а) осуществляют при температуре по меньшей мере 20°С и/или менее 200°С.38. The method according to p. 37, where the specified polymerization in stage (a) is carried out at a temperature of at least 20°C and/or less than 200°C.
39. Способ по п. 37 или 38, где указанная полимеризация на стадии (а) включает обработку ультразвуком.39. The method of claim 37 or 38, wherein said polymerization in step (a) comprises sonication.
40. Способ по п. 39, где указанную обработку ультразвуком осуществляют в течение по меньшей мере 10 минут и/или менее 6 часов.40. The method of claim 39, wherein said sonication is carried out for at least 10 minutes and/or less than 6 hours.
41. Способ по любому из пп. 37-40, где указанную полимеризацию на стадии (а) осуществляют в течение по меньшей мере 1 часа и/или менее 18 часов.41. The method according to any one of paragraphs. 37-40, wherein said polymerization in step (a) is carried out for at least 1 hour and/or less than 18 hours.
42. Способ регулирования или контроля жидкости, присутствующей в подземной среде, включающий введение указанной способной к набуханию композиции по любому из пп. 1-36 в подземную среду так, чтобы указанная способная к набуханию композиция контактировала с жидкостью, 42. A method for regulating or controlling a fluid present in an underground environment, comprising introducing said swellable composition according to any one of paragraphs. 1-36 into the subterranean environment so that said swellable composition is in contact with the liquid,
где указанная полимерная матрица содержит множество сшиваемых полимерных цепей,where the specified polymer matrix contains many crosslinkable polymer chains,
где по меньшей мере часть указанного второго сшивающего агента распределена между сшиваемыми полимерными цепями, иwhere at least a part of the specified second cross-linking agent is distributed between cross-linkable polymer chains, and
где указанный второй сшивающий агент способен связываться с полимерными цепями при воздействии жидкости.where the specified second cross-linking agent is able to contact the polymer chains when exposed to liquid.
43. Способ по п. 42, где при контакте с указанной жидкостью указанная способная к набуханию композиция начинает набухать.43. The method of claim 42, wherein upon contact with said liquid, said swellable composition begins to swell.
44. Способ по п. 43, где результатом указанного набухания является связывание, сшивание и/или повторная сборка полимерной матрицы.44. The method of claim 43, wherein said swelling results in bonding, crosslinking and/or reassembly of the polymer matrix.
45. Способ по п. 44, где указанное набухание приводит к тому, что указанная композиция связывается, объединяется вместе и образует объемный гель.45. The method of claim 44 wherein said swelling causes said composition to bind, come together and form a bulky gel.
46. Способ по любому из пп. 42-45, где указанная жидкость выбрана из группы, состоящей из воды, солевого растворителя (NaCl, CaCl2, AlCl3) и других жидкостей, которые вызывают набухание композиции.46. The method according to any one of paragraphs. 42-45, wherein said liquid is selected from the group consisting of water, saline solvent (NaCl, CaCl 2 , AlCl 3 ) and other liquids that cause the composition to swell.
47. Способ по любому из пп. 42-46, где указанная подземная среда выбрана из группы, состоящей из скважин, трубопроводов и трещин.47. The method according to any one of paragraphs. 42-46 wherein said subterranean environment is selected from the group consisting of wells, pipelines, and fractures.
48. Способ по любому из пп. 42-47, где указанная способная к набуханию композиция находится в форме частиц, имеющих начальный средний размер частиц до указанного контакта, и где при контакте с указанной жидкостью указанные частицы набухают до второго среднего размера частиц, который по меньшей мере примерно в 5 раз больше, чем указанный начальный средний размер частиц.48. The method according to any one of paragraphs. 42-47, wherein said swellable composition is in the form of particles having an initial average particle size prior to said contact, and wherein upon contact with said liquid, said particles swell to a second average particle size that is at least about 5 times larger, than the specified initial average particle size.
49. Способ по любому из пп. 43-48, где указанное набухание начинается в пределах от 0,1 до 300 секунд после указанного контакта.49. The method according to any one of paragraphs. 43-48, where said swelling begins within 0.1 to 300 seconds after said contact.