ПОВТОРНО-СШИВАЮЩАЯСЯ ГЕЛЬ-ЧАСТИЦА ДЛЯ КОНТРОЛЯ ОХВАТА CO2 И БЛОКИРОВКИ УТЕЧКИ CO2

2
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 СО-фильный фрагмент.
2. Способная к набуханию композиция по п. 1, где указанная композиция находится в форме геля.
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.
4. Способная к набуханию композиция по любому из пп. 1-3, где указанная композиция находится в форме частиц.
5. Способная к набуханию композиция по любому из пп. 1-4, где указанный первый мономер обладает анионным зарядом при нейтральном pH 7,0.
6. Способная к набуханию композиция по любому из пп. 1-5, где указанный первый мономер включает водорастворимую карбоновую кислоту.
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.
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.
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.
10. Способная к набуханию композиция по любому из пп. 1-9, где указанный первый мономер включает анионный мономер и неионный мономер.
11. Способная к набуханию композиция по любому из пп. 1-10, где указанный первый мономер включает акриламид или его производное.
a
12. Способная к набуханию композиция по любому из пп. 1-11, где указанный второй мономер включает мономер, имеющий pk менее 4.
13. Способная к набуханию композиция по любому из пп. 1-12, где указанный второй мономер включает сульфонат, сульфат или фосфат.
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.
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.
16. Способная к набуханию композиция по любому из пп. 1-15, где указанный второй мономер включает водорастворимый катионный мономер.
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.
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.
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.
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.
21. Способная к набуханию композиция по любому из пп. 1-20, где указанный третий мономер включает винилацетат.
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.
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.
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.
25. Способная к набуханию композиция по любому из пп. 1-24, где указанный второй сшивающий агент включает Zr(IV)-ацетат.
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.
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.
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.
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.
30. Способная к набуханию композиция по п. 28, где указанный поглотитель кислорода включает бисульфит аммония, бисульфит натрия или их комбинации.
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.
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.
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.
34. Способная к набуханию композиция по любому из пп. 1-33, содержащая по меньшей мере 50 массовых процентов указанной полимерной матрицы.
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.
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.
37. Способ получения указанной способной к набуханию композиции по любому из пп. 1-36, включающий
2
(a) полимеризацию указанного первого мономера, содержащего повторно сшивающийся фрагмент, указанного второго мономера, содержащего фрагмент, устойчивый к кислоте, указанного третьего мономера, содержащего СО-фильный фрагмент, в присутствии указанного первого сшивающего агента и указанного второго сшивающего агента для образования указанной полимерной матрицы;
(b) сушку указанной полимерной матрицы для образования высушенной полимерной матрицы и
(c) измельчение указанной высушенной полимерной матрицы для образования указанной способной к набуханию композиции.
38. Способ по п. 37, где указанную полимеризацию на стадии (а) осуществляют при температуре по меньшей мере 20°С и/или менее 200°С.
39. Способ по п. 37 или 38, где указанная полимеризация на стадии (а) включает обработку ультразвуком.
40. Способ по п. 39, где указанную обработку ультразвуком осуществляют в течение по меньшей мере 10 минут и/или менее 6 часов.
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.
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,
где указанная полимерная матрица содержит множество сшиваемых полимерных цепей,
где по меньшей мере часть указанного второго сшивающего агента распределена между сшиваемыми полимерными цепями, и
где указанный второй сшивающий агент способен связываться с полимерными цепями при воздействии жидкости.
43. Способ по п. 42, где при контакте с указанной жидкостью указанная способная к набуханию композиция начинает набухать.
44. Способ по п. 43, где результатом указанного набухания является связывание, сшивание и/или повторная сборка полимерной матрицы.
45. Способ по п. 44, где указанное набухание приводит к тому, что указанная композиция связывается, объединяется вместе и образует объемный гель.
2
3
46. Способ по любому из пп. 42-45, где указанная жидкость выбрана из группы, состоящей из воды, солевого растворителя (NaCl, CaCl, AlCl) и других жидкостей, которые вызывают набухание композиции.
47. Способ по любому из пп. 42-46, где указанная подземная среда выбрана из группы, состоящей из скважин, трубопроводов и трещин.
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.
49. Способ по любому из пп. 43-48, где указанное набухание начинается в пределах от 0,1 до 300 секунд после указанного контакта.