Частицы, содержащие одно или несколько сшитых активных веществ с регулируемым высвобождением

Частицы, содержащие одно или несколько сшитых активных веществ с регулируемым высвобождением

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к сшитым препятствующим образованию отложений веществам с регулируемым высвобождением, к сшитым кристаллическим ингибиторам на органической основе с регулируемым высвобождением, к использованию сшивающих реагентов, которые могут также действовать в качестве вспомогательных веществ, к использованию блокирующих и активирующих веществ, которые могут действовать в качестве дополнительных вспомогательных веществ, и к частице, содержащей более чем одно сшитое активное вещество. Кроме того, настоящее изобретение относится к способу изготовления сшитых веществ и к частице, содержащей более чем одно сшитое активное вещество, а также к способу осуществления операции механического гидроразрыва с их использованием.

Уровень техники, к которой относится изобретение

Отложения представляют собой малорастворимые неорганические соли, такие как сульфат бария или стронция, карбонат кальция, сульфат кальция или фторид кальция. В процессе добычи нефти из подземных пластов образование отложений на поверхностях и производственном оборудовании представляет собой основную промышленную проблему. Образование отложений уменьшает проницаемость пласта, снижает производительность скважины и сокращает срок службы производственного оборудования. Чтобы очищать содержащие отложения скважины и оборудование, оказывается необходимым приостановление добычи, т.е. глушение скважины, для чего требуется много времени и средств. После глушения скважины осуществляется закачивание посредством введения ингибиторов образования отложений в скважину. Таким образом, закачивание осуществляется после интенсификации добычи, например, путем механического гидроразрыва, и для этого требуется приостановление добычи из скважины. В типичной операции закачивания полностью растворенный ингибитор образования отложений закачивают в скважину и оставляют для просачивания в течение периода, составляющего 24 часа или более. Ингибитор образования отложений затем расходуется в процессе ингибирования образования отложений или вытекает обратно из скважины, когда из скважины снова можно добывать нефть. Согласно другому подходу посредством насоса в межтрубное пространство скважины непрерывно вводится жидкий ингибитор, который затем перекачивается в ствол скважины вблизи эксплуатационной колонны. Данная технология позволяет обрабатывать только буровую текучую среду в стволе скважины.

Образование кристаллических отложений на органической основе, таких как парафин и асфальтен, вызывает проблемы, аналогичные тем, которые вызывает образование неорганических отложений. Аналогичным образом, чтобы очищать кристаллические отложения на органической основе, скважину необходимо заглушать и закачивать, как описано выше.

Предшествующие решения проблемы сокращения стоимости и трудоемкости операций закачивания ингибитора образования отложений и, в частности, ускоренного по сравнению с желательным уровнем расходования ингибитора образования отложений в подземных пластах предусматривали закачивание гелей или наночастиц сшитого ингибитора образования отложений в подземный пласт для умеренного продления срока действия обработки и суспендирования очень мелких сшитых частиц для проникновения через подземные пласты. Размер этих наночастиц составлял от 100 нм до менее чем 10 мкм. Однако такие процессы отрицательно влияли на пласты, поскольку гели и наночастицы уменьшают проницаемость горных пород и вызывают повреждение пластов. Следующее решение предусматривает полимерную частицу, с которой ковалентно связаны химические реагенты для обработки скважин, однако в данном решении не предусмотрены какие-либо частицы, содержащие функциональное сшитое препятствующее образованию отложений вещество, а также не предусмотрено препятствующее образованию отложений вещество с регулируемым высвобождением. Другие решения предусматривают частицы для использования в операции гидроразрыва вместе с частицами стандартного высокоустойчивого к разрушению расклинивающего наполнителя, где частицы представляют собой пористые высокопрочные керамические шарики, которые пропитывает ингибитор образования отложений, подлежащий использованию. Однако эти частицы могут иметь лишь низкий уровень содержания ингибитора образования отложений, и поскольку ингибитор образования отложений удерживается только физическими силами внутри пор керамического шарика, он высвобождается значительно быстрее, особенно при высоких температурах.

Следующее решение предусматривает текучую суспензию, которая содержит смесь тонкодисперсных частиц, повышающее клейкость соединение и химическое вещество для обработки. Повышающее клейкость соединение заставляет химическое вещество для обработки приклеиваться к нефтеносному пласту. Следующее решение предусматривает ингибитор образования отложений или ингибитор коррозии в форме частицы, которые покрывает, например, диспергирующее вещество.

Однако по-прежнему существует потребность в частицах с регулируемым высвобождением препятствующего образованию отложений вещества, которые имеют высокое содержание препятствующего образованию отложений вещества с регулируемым высвобождением и которые можно было бы использовать в операции гидроразрыва, таким образом, что необходимую частоту закачивания можно было бы значительно сокращать, и эксплуатационные нефтяные скважины могли бы работать в течение значительно более продолжительных сроков без необходимости глушения для удаления отложений.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение относится к сшитому препятствующему образованию отложений веществу, содержащему сшиваемое препятствующее образованию отложений вещество и сшивающий реагент. Препятствующее образованию отложений вещество сшивается сшивающим реагентом. Размер частицы составляет от приблизительно 5 мкм до приблизительно 4000 мкм. Количество препятствующего образованию отложений вещества в частице составляет от приблизительно 30 мас. % до приблизительно 95 мас. %.

Настоящее изобретение также относится к частице сшитого кристаллического ингибитора на органической основе, содержащей сшиваемый кристаллический ингибитор на органической основе и сшивающий реагент, где кристаллический ингибитор на органической основе сшивается сшивающим реагентом. Кроме того, настоящее изобретение также относится к частице, содержащей более чем одно сшитое активное вещество. Сшитое активное вещество может представлять собой сочетание по меньшей мере одного препятствующего образованию отложений вещества и по меньшей мере одного кристаллического ингибитора на органической основе.

Настоящее изобретение также относится к способу изготовления сшитого препятствующего образованию отложений вещества. Данный способ включает следующие стадии: смешивание препятствующего образованию отложений вещества и сшивающего реагента; термическая обработка смеси при температуре от приблизительно 20°C до приблизительно 250°C в течение вплоть до приблизительно 72 часов; и классификация термически обработанной смеси для получения частицы размером от приблизительно 5 мкм до приблизительно 4000 мкм. В течение процесса изготовления препятствующее образованию отложений вещество сшивается сшивающим реагентом. Количество препятствующего образованию отложений вещества в частице составляет от приблизительно 30 мас. % до приблизительно 95 мас. % частицы.

Кроме того, настоящее изобретение относится к способу изготовления частицы сшитого кристаллического ингибитора на органической основе, а также к способу изготовления частицы, содержащей более чем одно сшитое активное вещество; эти способы являются в некоторой степени аналогичными способу изготовления частицы сшитого препятствующего образованию отложений вещества.

Кроме того, настоящее изобретение относится к способу осуществления операции механического гидроразрыва, в которой используется частица сшитого препятствующего образованию отложений вещества, частица сшитого кристаллического ингибитора на органической основе или частица, содержащая более чем одно сшитое активное вещество согласно настоящему изобретению. С частицей смешивают расклинивающий наполнитель/песок, и их совместно вводят в скважину, где они помещаются в области гидроразрыва.

Настоящее изобретение также относится к способу уменьшения образования отложений в нефтяной скважине. Согласно данному способу частица сшитого препятствующего образованию отложений вещества согласно настоящему изобретению содержится в проницаемом контейнере и подвешивается в стволе скважины, приствольной области и/или боковом стволе.

Кроме того, настоящее изобретение относится к способу уменьшения кристаллических отложений на органической основе в нефтяной скважине, а также к способу уменьшения образования отложений смеси неорганических и кристаллических веществ на органической основе в нефтяной скважине. Данные способы являются аналогичными способу уменьшения образования отложений в нефтяной скважине.

Настоящее изобретение также относится к способу уменьшения образования отложений в источнике воды охлаждающей колонны. Согласно данному способу частица сшитого препятствующего образованию отложений вещества согласно настоящему изобретению содержится в проницаемом контейнере и подвешивается в резервуаре охлаждающей колонны.

Настоящее изобретение также относится к способу регулирования профиля регулируемого высвобождения сшитого препятствующего образованию отложений вещества. Данный способ включает следующие стадии: 1) определение желательного профиля регулируемого высвобождения; 2) выбор сшивающего реагента на основании желательного профиля регулируемого высвобождения; 3) определение требуемого количества сшивающего реагента на основании выбранного сшивающего реагента и желательного профиля регулируемого высвобождения; и 4) сшивание препятствующего образованию отложений вещества с использованием выбранного сшивающего реагента.

Кроме того, настоящее изобретение относится к способу регулирования профиля регулируемого высвобождения сшитого активного вещества. Данный способ включает следующие стадии: 1) определение желательного профиля регулируемого высвобождения; 2) выбор сшивающего реагента на основании желательного профиля регулируемого высвобождения; 3) определение требуемого количества сшивающего реагента на основании выбранного сшивающего реагента и желательного профиля регулируемого высвобождения; и 4) сшивание активного вещества с использованием выбранного сшивающего реагента.

Подробное описание изобретения

Настоящее изобретение решает вышеупомянутые проблемы посредством предложения частицы препятствующего образованию отложений вещества, которая не является легкорастворимой при комнатной температуре и которая имеет большой размер, эквивалентный размеру частицы для механического гидроразрыва (от приблизительно 5 до приблизительно 4000 мкм). Частица имеет надлежащие механические свойства, и, таким образом, она выдерживает операцию механического гидроразрыва (операцию гидроразрыва), которая, как правило, осуществляется на ранних стадиях ввода в эксплуатацию нефтяного месторождения. В операции гидроразрыва в пласте создается «супермагистраль» для нефтяного потока, таким образом, что в значительной степени уменьшаются расстояния диффузии до областей высокой проводимости. Типичная операция гидроразрыва включает повышение давления для разделения подземного пласта, закачивание частиц и снятие давления, которое затем распространяется по всей набивке частиц расклинивающего наполнителя, так называемой песчаной набивке, причем частицы расклинивающего наполнителя помещаются в области гидроразрыва. Соответственно, частицы препятствующего образованию отложений вещества согласно настоящему изобретению должны быть достаточно большими, таким образом, чтобы они задерживались в образующейся в результате песчаной набивке и не вымывались из нее немедленно после повторного ввода скважины в эксплуатацию.

Настоящее изобретение относится к частице сшитого препятствующего образованию отложений вещества, содержащей по меньшей мере одно препятствующее образованию отложений вещество и сшивающий реагент. Препятствующее образованию отложений вещество сшивается сшивающим реагентом. Размер частицы составляет от приблизительно 5 мкм до приблизительно 4000 мкм; согласно одному варианту осуществления, размер частицы составляет от приблизительно 50 мкм до приблизительно 4000 мкм, согласно еще одному варианту осуществления размер частицы составляет от приблизительно 50 мкм до приблизительно 1700 мкм; согласно следующему варианту осуществления размер частицы составляет приблизительно от 425 мкм до 1400 мкм. Согласно следующему варианту осуществления размер частицы составляет приблизительно от 1000 мкм до 4000 мкм; и согласно еще одному варианту осуществления размер частицы составляет от приблизительно 425 мкм до приблизительно 850 мкм. Согласно одному варианту осуществления размер частицы составляет, главным образом, от приблизительно 250 до приблизительно 1100 мкм при измерении в процентном интервале от 10 до 90 распределения частиц по размерам. Согласно следующему варианту осуществления размер частицы составляет, главным образом, от приблизительно 500 до приблизительно 900 мкм при измерении в процентном интервале от 25 до 75 распределения частиц по размерам. Вследствие большого размера данной частицы препятствующего образованию отложений вещества, который является аналогичным размеру частицы для механического гидроразрыва, такую частицу можно использовать в операции гидроразрыва или в сочетании с механическим гидроразрывом. Данный размер также является подходящим для использования в проницаемом контейнере, который помещается в области ствола скважины, приствольной области и/или боковом стволе, или для помещения в охлаждающую колонну для обработки воды.

Количество активного препятствующего образованию отложений вещества в частице составляет от приблизительно 30 мас. % до приблизительно 95 мас. %; согласно одному варианту осуществления количество активного препятствующего образованию отложений вещества составляет от приблизительно 50 мас. % до приблизительно 95 мас. %; согласно еще одному варианту осуществления оно составляет от приблизительно 65 мас. % до приблизительно 95 мас. %; и согласно следующему варианту осуществления оно составляет от приблизительно 80 мас. % до приблизительно 95 мас. %. Количество препятствующего образованию отложений вещества вычисляется как массовое процентное содержание препятствующего образованию отложений вещества по отношению к суммарной массе твердых веществ в композиции и обозначается «мас. % SCA».

Можно вычислить соотношение сшиваемых групп в SCA и сшивающих групп в сшивающем реагенте. Удобная единица для выражения реакционноспособных групп в полимере или молекуле представляет собой миллиэквивалент на грамм. Например, полностью протонированная полиакриловая кислота содержит приблизительно 14 мэкв/г карбоновой кислоты (-COOH). Данное значение можно вычислить или определить экспериментально путем титрования сильным основанием, таким как гидроксид натрия. Если это желательно, при изготовлении композиций нескольких частиц сшитых препятствующих образованию отложений веществ соотношение сшиваемых групп и сшивающих групп можно поддерживать на постоянном уровне, и в результате этого можно определять относительное воздействие различных соединений. Например, полиакриловую кислоту, которая содержит 14 мэкв/г групп -COOH, можно смешивать с глицерином, который содержит 32,3 мэкв/г гидроксильных групп (-OH). При объединении в смеси, содержащей 83% SCA и 17% глицерина, соотношение групп -COOH и -OH составляет 2,1.

Частица содержит в очень большом количестве активное препятствующее образованию отложений вещество, которое сшивается, образуя сложноэфирные связи, амидные связи, имидные связи, фосфоэфирные связи или их сочетания. Примеры препятствующего образованию отложений вещества включают, но не ограничиваются этим, полимеры, олигомеры, низкомолекулярные карбоксилаты, аминокарбоксилаты, акрилаты, сульфаты, сульфонаты, фосфонаты, фосфины, а также соответствующие сополимеры или смешанные соединения. Препятствующее образованию отложений вещество может содержать полимеры, олигомеры или сополимеры по меньшей мере одного этиленненасыщенного мономера, который можно классифицировать как анионный, неионный и катионный. Согласно одному варианту осуществления полимер содержит по меньшей мере один этиленненасыщенный мономер, который является анионным и представляет собой анионный этиленненасыщенный мономер. Согласно одному варианту осуществления этиленненасыщенный анионный мономер представляет собой такое соединение, как акриловая кислота, метакриловая кислота, малеиновая кислота, итаконовая кислота, 2-акриламидо-2-метилпропансульфоновая кислота или их смеси.

Следует понимать, что вышеупомянутые карбоксилаты, акрилаты, сульфаты, сульфонаты, фосфонаты, фосфины и аминокарбоксилаты могут включать соответствующие соли щелочных металлов. Предпочтительное препятствующее образованию отложений вещество согласно настоящему изобретению должно включать значительное число карбоксилатных групп для сшивания. Сополимеры могут присутствовать в форме соли, содержащей ионы металла, или в форме кислоты.

При использовании в настоящем документе термин «анионный этиленненасыщенный мономер» означает этиленненасыщенный мономер, который способен вводить отрицательный заряд в полимер, который представляет собой препятствующее образованию отложений вещество. Эти анионные этиленненасыщенные мономеры могут включать, но не ограничиваются этим, такие соединения, как акриловая кислота, метакриловая кислота, этакриловая кислота, α-хлоракриловая кислота, β-цианакриловая кислота, α-метилакриловая кислота (кротоновая кислота), β-фенилакриловая кислота, α-акрилоксипропионовая кислота, сорбиновая кислота, β-хлорсорбиновая кислота, ангеликовая кислота, коричная кислота, п-хлоркоричная кислота, β-стирилакриловая кислота (1-карбокси-4-фенилбутадиен-1,3), итаконовая кислота, малеиновая кислота, цитраконовая кислота, мезаконовая кислота, глутаконовая кислота, аконитовая кислота, фумаровая кислота, трикарбоксиэтилен, муконовая кислота, 2-акрилоксипропионовая кислота, 2-акриламидо-2-метилпропансульфоновая кислота, винилсульфоновая кислота, металлилсульфонат натрия, сульфированный стирол, аллилоксибензолсульфоновая кислота, винилфосфоновая кислота, малеиновая кислота и их сочетания. Кроме того, являются подходящими соединения, такие как малеиновый ангидрид или акриламид, которые можно превращать в производные (гидролизовать) для получения групп, имеющих отрицательный заряд. Предпочтительные анионные этиленненасыщенные мономеры представляют собой акриловую кислоту, метакриловую кислоту, малеиновую кислоту, итаконовую кислоту и 2-акриламидо-2-метилпропансульфоновую кислоту.

Неионные и катионные этиленненасыщенные мономеры являются необязательными. При использовании в настоящем документе термин «неионный этиленненасыщенный мономер» означает этиленненасыщенный мономер, который не вводит заряд в полимер, который представляет собой препятствующее образованию отложений вещество. Эти неионные этиленненасыщенные мономеры включают, но не ограничиваются этим, следующие соединения: акриламид; метакриламид; N-алкил(мет)акриламид; N,N-диалкил(мет)акриламид, такой как N,N-диметилакриламид; гидроксиалкил(мет)акрилаты; алкил(мет)акрилаты, такие как метилакрилат и метилметакрилат; винилацетат; винилморфолин; винилпиролидон; винилкапролактам; этоксилированный алкил; алкариловые или ариловые мономеры, такие как (мет)акрилат метоксиполиэтиленгликоля; аллилглицидиловый эфир; аллиловый спирт; (мет)акрилат глицерина; мономеры, содержащий силановые, синаноловые и силоксановые функциональные группы; а также их сочетания. Неионный этиленненасыщенный мономер предпочтительно является растворимым в воде. Предпочтительные неионные этиленненасыщенные мономеры включают акриламид, метакриламид, N-метил(мет)акриламид, N,N-диметил(мет)акриламид, винилпиролидон и винилкапролактам.

Пример полиакрилата представляет собой низкомолекулярную полиакриловую кислоту. Следующий пример представляет собой низкомолекулярную полималеиновую кислоту. Пример эффективного сополимера, который препятствует образованию отложений, представляет собой сополимер акриловой кислоты и малеиновой кислоты, в котором молярное соотношение составляет 2:1. Другие эффективные препятствующие образованию отложений вещества представляют собой полимеры, которые содержат сульфонатные группы. Эти полимеры, которые представляют собой хорошие препятствующие образованию отложений вещества, являются хорошо известными в технике. В различные водные среды, в частности, в которых присутствуют различные ионные частицы, требуется вводить дополнительные мономеры, которые могут сокращать осаждение полимера вследствие присутствия электролитов в растворе. Ионы кальция и железа представляют собой два примера ионов, которые часто рассматриваются при выборе полимеров. Например, сополимер, который образуют акриловая кислота, малеиновая кислота, метилметакрилат и 2-акриламидо-2-метилпропансульфоновая кислота, является пригодным для использования в условиях, в которые требуется допустимость ионов. Пример полифосфоната представляет собой диэтилентриаминпента(метиленфосфоновую кислоту) (DTPMP); пример полиаминокарбоксилата представляет собой глутаминовую диуксусную кислоту (GLDA); и пример низкомолекулярного поликарбоксилата представляет собой лимонную кислоту. Согласно одному варианту осуществления полимер A (далее описанный в примерах) используется в качестве препятствующего образованию отложений вещества. Согласно еще одному варианту осуществления используется Alcosperse 602A, полимер B или полимер C (полимеры B и C подробно описаны в примерах).

Сшивающий реагент может представлять собой многоатомный спирт, полиамин, аминоспирт, полиэпоксид или их смеси. Для целей настоящего изобретения многоатомный спирт может быть описан как молекула, содержащая две или более гидроксильных групп. Примеры многоатомных спиртов включают, но не ограничиваются этим, глицерин, 1,6-гександиол, пентаэритрит и высокомолекулярные многоатомные спирты (например, поливиниловый спирт). Для целей настоящего изобретения полиамин может быть описан как молекула, содержащая две или более аминогрупп. Примеры полиаминов включают, но не ограничиваются этим, диэтилентриамин (DETA), трис(2-аминоэтил)амин (Tris), 1,6-гександиамин и высокомолекулярные полиамины (например, поливиниламин, полиэтиленамин и т.д.). Согласно одному варианту осуществления, по меньшей мере две функциональные аминогруппы в полиамине являются первичными или вторичным. Примеры аминоспиртов включают, но не ограничиваются этим, этаноламин, диэтаноламин, N-(2-гидроксиэтил)этилендиамин и N,Nʹ-бис(2-гидроксиэтил)этилендиамин. Согласно одному варианту осуществления, по меньшей мере одна из функциональных аминогрупп в аминоспирте не является третичной. Полиэпоксиды включают, но не ограничиваются этим, бисэпоксиды и полиэпоксидные функциональные соединения, такие как бутандиолдиглицидиловый эфир. Следует понимать, что во всем тексте настоящего документа, если не определены другие условия, приставка «поли» обозначает приставки «ди», «три», «олиго» и т.д. Например, полиамин означает диамин, триамин, олигоамин, а также полиамин.

Согласно одному аспекту настоящего изобретения сшивающий реагент, используемый в настоящем изобретении, может действовать в качестве ингибитора коррозии при высвобождении. Таким образом, когда сшивающий реагент этого типа используется в частице, эта частица одновременно приобретает свойства, препятствующие образованию отложений и ингибирующие коррозию. Примеры сшивающего реагента, который может действовать в качестве ингибитора коррозии, представляют собой алкилполиамины. Любой ингибитор коррозии, который содержит множество свободных аминогрупп или множество свободных спиртовых групп, является пригодным к использованию для целей настоящего изобретения. Согласно одному варианту осуществления алкилполиамины представляют собой алкилдиамины и/или алкилтриамины. Алкилполиамины включают, но не ограничиваются этим, пропилендиамин таллового масла, пропилендиамин кокосового масла, дипропилентриамин таллового масла и дипропилентриамин кокосового масла. Следующие примеры сшивающего реагента, который может действовать в качестве ингибитора коррозии, включают, но не ограничиваются этим, N-талловый-1,3-диаминопропан (поставляется под товарным наименованием Duomeen C компанией Akzo Nobel Surface Chemistry LLC), N-талловый-1,3-талловый диамин (поставляется компанией Akzo Nobel Surface Chemistry LLC под товарным наименованием Duomeen T), талловый дипропилентриамин (поставляется под товарным наименованием Triamine YT компанией Akzo Nobel Surface Chemistry LLC), этоксилированный (3) N-коко-1,3-диаминпропан (поставляется под товарным наименованием Ethoduomeen C/13 компанией Akzo Nobel Surface Chemistry LLC), этоксилированный (12) N-талловый-1,3-диаминпропан (поставляется под товарным наименованием Ethoduomeen T/22 компанией Akzo Nobel Surface Chemistry LLC) и этоксилированные (2) кокоалкиламины (поставляются под товарным наименованием Ethomeen C/12 компанией Akzo Nobel Surface Chemistry LLC).

Согласно следующему аспекту настоящего изобретения сшивающий реагент, используемый в настоящем изобретении, может обладать биоцидной активностью при высвобождении. Таким образом, когда сшивающий реагент этого типа используется в частице, эта частица одновременно приобретает свойства, препятствующие образованию отложений, и биоцидные свойства. Любой биоцид, который содержит множество свободных аминогрупп или множество свободных спиртовых групп, является пригодным к использованию для целей настоящего изобретения. Примеры сшивающих реагентов, которые могут обладать биоцидной активностью включают, но не ограничиваются этим, дистиллированные N-(3-аминопропил)-N-додецилалкилтриметилендиамины, (поставляются под товарным наименованием Triamine Y12D компанией Akzo Nobel Surface Chemistry LLC), N-кoкo-1,3-диаминопропан или кокодиамин (поставляется под товарным наименованием Duomeen C компанией Akzo Nobel Surface Chemistry LLC) и талловый дипропилентриамин (поставляется под товарным наименованием Triamine YT компанией Akzo Nobel Surface Chemistry LLC). Этоксилированные четвертичные амины (поставляются под товарным наименованием Ethoquad компанией Akzo Nobel Surface Chemistry LLC) также являются пригодными к использованию для целей настоящего изобретения вследствие их свойств ингибирования коррозии и биоцидной активности.

Согласно следующему аспекту настоящего изобретения сшитое препятствующее образованию отложений вещество согласно настоящему изобретению может включать присоединенное к нему функциональное блокирующее вещество. Блокирующее вещество представляет собой молекулу, содержащую один и только один реакционноспособный центр, в частности спирт или свободный амин, который может реагировать с остатком органической кислоты в полимере (в данном случае это препятствующее образованию отложений вещество) и будет блокировать этот остаток органической кислоты от последующей реакции. Другими словами, блокирующее вещество конденсируется с остатком органической кислоты в содержащем органическую кислоту полимере (в данном случае это препятствующее образованию отложений вещество). Когда происходит высвобождение/гидролиз, такое блокирующее вещество может обладать определенной активностью, например, активностью ингибирования коррозии или биоцидной активностью. Примеры блокирующих веществ, которые могут действовать в качестве ингибитора коррозии, включают, но не ограничиваются этим, первичные или вторичные амины и спирты. Первичные или вторичные амины и спирты в качестве блокирующих веществ могут также обладать биоцидной активностью при высвобождении. Следующие примеры блокирующего вещества, которое способно действовать в качестве ингибитора коррозии и может также обладать биоцидной активностью, включают, но не ограничиваются этим, кокоалкиламины (поставляются под товарным наименованием Armeen C компанией Akzo Nobel Surface Chemistry LLC), талловые алкиламины (поставляются под товарным наименованием Armeen T компанией Akzo Nobel Surface Chemistry LLC) и имидазолин таллового масла (поставляется под товарным наименованием Armohib CI-209 компанией Akzo Nobel Surface Chemistry LLC).

Согласно следующему аспекту настоящего изобретения сшитое препятствующее образованию отложений вещество согласно настоящему изобретению может включать присоединенное к нему функциональное активирующее вещество. Активирующее вещество состоит из молекул, в которых содержатся реакционноспособные группы, которые сами по себе являются реакционноспособными и будут также реагировать с остатком органической кислоты в полимере (в данном случае это препятствующее образованию отложений вещество). Другими словами, активирующее вещество состоит из молекул, в которых содержатся комплементарные реакционноспособные группы по отношению к реакции конденсации, одна из которых способна реагировать с остатком органической кислоты в полимере (в данном случае это препятствующее образованию отложений вещество), в частности спирт или свободный амин. Когда происходит высвобождение/гидролиз, такое активирующее вещество может обладать определенной активностью, например, такой как подкисляющая активность или препятствующая образованию отложений активность. Примеры активирующего вещества, которое может обладать подкисляющей активностью, представляют собой, но не ограничиваются этим, обычные гидроксикарбоновые кислоты, аминокислоты и, в частности, молочную кислоту. Молочная кислота не только обладает подкисляющей активностью, но может также действовать в качестве препятствующего образованию отложений вещества.

Сшитое препятствующее образованию отложений вещество согласно настоящему изобретению имеет свойства регулируемого высвобождения. В воде частица имеет низкую скорость высвобождения, которая увеличивается при увеличении температуры. Согласно одному варианту осуществления препятствующее образованию отложений вещество высвобождается из частицы непрерывно в течение периода, составляющего вплоть до приблизительно 12 месяцев, при температуре вплоть до приблизительно 200°C. Согласно еще одному варианту осуществления препятствующее образованию отложений вещество высвобождается из частицы непрерывно в течение периода, составляющего вплоть до приблизительно 12 месяцев при температуре, составляющей вплоть до приблизительно 150°C. Согласно следующему варианту осуществления препятствующее образованию отложений вещество высвобождается из частицы непрерывно в течение периода, составляющего вплоть до приблизительно 6 месяцев, при температуре вплоть до приблизительно 150°C. Согласно следующему варианту осуществления препятствующее образованию отложений вещество высвобождается из частицы непрерывно в течение периода, составляющего вплоть до приблизительно 9 месяцев, при температуре вплоть до приблизительно 150°C. Согласно следующему варианту осуществления препятствующее образованию отложений вещество высвобождается из частицы непрерывно в течение периода от приблизительно 3 месяцев до приблизительно 6 месяцев при температуре приблизительно 150°C. Согласно еще одному варианту осуществления препятствующее образованию отложений вещество высвобождается в течение периода вплоть до приблизительно 12 месяцев при 66°C. Согласно следующему варианту осуществления препятствующее образованию отложений вещество высвобождается в течение периода вплоть до приблизительно 24 месяцев при 66°C. Согласно следующему варианту осуществления, препятствующее образованию отложений вещество высвобождается в течение периода, составляющего приблизительно от 3 до 6 месяцев, при 66°C. Как правило, оказывается целесообразным использование уравнения Аррениуса (Arrhenius), согласно которому для термически активируемой химической реакции, такой как гидролиз, при каждом уменьшении температуры на 10°C скорость реакции уменьшается приблизительно в два раза. Таким образом, можно рассматривать многие дополнительные варианты осуществления, предусматривающие температуры, составляющие приблизительно менее чем 150°C, при которых препятствующее образованию отложений вещество может высвобождаться в течение периодов, составляющих дни, недели и месяцы, и посредством регулирования температуры можно устанавливать продолжительность высвобождения на желательном уровне. Поскольку сшитое препятствующее образованию отложений вещество согласно настоящему изобретению имеет свойства регулируемого высвобождения, препятствующее образованию отложений вещество высвобождается непрерывно в течение по меньшей мере 12 часов при комнатной температуре (15-25°C). Согласно одному варианту осуществления препятствующее образованию отложений вещество высвобождается непрерывно в течение по меньшей мере 18 часов при комнатной температуре; согласно еще одному варианту осуществления оно высвобождается в течение по меньшей мере 24 часов при комнатной температуре. Следует отметить, что высвобождение препятствующего образованию отложений вещества в течение нескольких минут при комнатной температуре рассматривается как естественная скорость растворения гранулированного несшитого препятствующего образованию отложений вещества, и, таким образом, это не рассматривается как регулируемое высвобождение.

Частица сшитого препятствующего образованию отложений вещества согласно настоящему изобретению может быть относительно мягкой и сжимаемой. Сжимаемость частиц можно измерять, используя анализатор текстуры, оборудование которого включает динамометрический элемент массой 25 кг и нержавеющий стальной стержень диаметром 7 мм с плоским торцом, или, в качестве альтернативы, можно использовать параллельные плиты, между которыми частицы можно сжимать под давлением нагрузки. Частицы можно измерять, используя множество конфигураций, в том числе сжатие частицы в слое или матрице из идентичных частиц; сжатие частиц, смешанных в матрице, содержащей другие частицы (такие как частицы песка, которые применяются для операций гидроразрыва); и помещение отдельных частиц между оптическими пластинами, которые можно сжимать и через которые частицы можно наблюдать, используя оптический микроскоп. При исследовании в форме одной частицы или в форме слегка уплотненного слоя частиц толщиной 10 мм, согласно одному варианту осуществления, частицы имеют сжимаемость, составляющую приблизительно 30%, при давлениях, составляющих приблизительно 10 МПа, и приблизительно от 30% до 75% при давлениях, составляющих приблизительно от 100 до 1000 МПа, причем при таких давлениях конечная форма будет определяться однородностью и геометрией прилагаемого давления, и наблюдаемое образование мелких частиц (мелкой фракции) является минимальным. Согласно еще одному варианту осуществления частицы имеют сжимаемость, составляющую приблизительно 75%, при давлениях, составляющих приблизительно 10 МПа; и приблизительно от 75 до 90% при давлениях, составляющих приблизительно от 100 до 1000 МПа, причем при таких давлениях конечная форма будет определяться однородностью и геометрией прилагаемого давления, и наблюдаемое образование мелких частиц является минимальным. Согласно следующему варианту осуществления, частицы имеют сокращение размера, составляющее от приблизительно 10% до приблизительно 75%, при сжатии под давлением вплоть до приблизительно 10 МПа; согласно следующему варианту осуществления от приблизительно 30% до приблизительно 75% при сжатии под давлением вплоть до приблизительно 10 МПа. Согласно еще одному варианту осуществления, частицы имеют сокращение размера, составляющее от приблизительно 10% до приблизительно 90%, при сжатии под давлением вплоть до приблизительно 1000 МПа; согласно следующему варианту о