JP2843997B2 - 高温度用泥水組成物 - Google Patents

高温度用泥水組成物

Info

Publication number
JP2843997B2
JP2843997B2 JP14041789A JP14041789A JP2843997B2 JP 2843997 B2 JP2843997 B2 JP 2843997B2 JP 14041789 A JP14041789 A JP 14041789A JP 14041789 A JP14041789 A JP 14041789A JP 2843997 B2 JP2843997 B2 JP 2843997B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
muddy water
mud
high temperature
added
composition
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP14041789A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH036287A (ja
Inventor
守宏 佐野
政夫 星野
淳 今野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TERUNAITO KK
Original Assignee
TERUNAITO KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TERUNAITO KK filed Critical TERUNAITO KK
Priority to JP14041789A priority Critical patent/JP2843997B2/ja
Publication of JPH036287A publication Critical patent/JPH036287A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2843997B2 publication Critical patent/JP2843997B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 a.産業上の利用分野 本発明は、石油,天然ガス,地熱蒸気井、その他の高
温下にさらされる各種坑井を、掘削する際に用いる水系
掘削循環流体組成物に関する。
b.従来の技術 坑井掘削方法は、掘削機械の作動原理から、基本的に
回転式,衝撃式の2方法に大別できる。
これらの方法は、使用目的によってそれぞれ特徴を生
かしながら逐次改良されているが、近年回転式が多くの
面で利点があり、その汎用性が認められ、掘削機械の方
式として大勢を占めている。
この回転式掘削技術は、中空パイプ状のドリルストリ
ングの下端に錘状のビットを取付け、ドリルストリング
とビットを回転させることによって、ビットで地層の岩
石を砕き坑井を掘進して行くものである。
ビットにより砕かれた地層中の岩石(以下「カッティ
ング」という。)は、地表に運びださねばならないが、
その役目をするのが、掘削循環流体(以下「泥水」とい
う。)である。
掘削の際、この泥水は、ポンプによりドリルストリン
グの中に通し、ビットの先端から噴出させ、それによっ
てビットを冷却しながら、カッティングと共に坑壁とド
リルストリングの間を通って地表まで上昇し、カッティ
ングを搬出する。
このとき、泥水は新しくできた坑壁の表面に泥水構成
組成物による泥壁を形成し、坑壁の崩壊を防止すると共
に、その泥水圧により、高圧の石油,ガス,蒸気等が地
層内から噴射してくるのを防止し、さらにドリルストリ
ングと坑壁との摩擦抵抗を小さくするという役目をも果
たす。
すなわち、泥水は、坑壁の表面に薄くて強靭な泥壁を
作ることにより坑壁を保護し、かつ、泥水圧と地層圧と
のバランスを保ち、地層の崩壊を防止するものである。
用いる泥水の組成は、地層の状況に応じて決定される
が、従来より用いられている一般的な泥水は、次のよう
なものである。
(1)ベントナイト泥水:ベントナイト等の粘土鉱物の
懸濁液に、少量の増粘剤及びフミン酸塩若しくはリグニ
ンスルホン酸塩又はアクリル酸塩の1種又は2種以上を
添加した泥水。
(2)リグネート泥水:ベントナイト等の粘土鉱物の懸
濁液に、3〜5%のフミン酸塩とリグニンスルホン酸塩
の複合物を加えた泥水。
(3)カルシウム泥水:ベントナイト等の粘土鉱物の懸
濁液に、消石灰又は石膏及びフミン酸塩又はリグニンス
ルホン酸塩を加えた泥水。
(4)ポリマー泥水:ベントナイト等の粘土鉱物の懸濁
液に、カルボキシメチルセルロース又はその誘導体、ザ
ンサンガムなどの天然系若しくは半合成系ポリマー又は
アクリルアミド/アクリル酸の共重合物などの合成系ポ
リマーの1種又は2種以上を主体に添加した泥水。
(5)KCIポリマー泥水:(4)のポリマー泥水にKCIを
併用した泥水。
(6)KCI又はKOHリグネート泥水:(2)のリグネート
泥水にKCI又はKOHを併用した泥水。
(7)ポタシウムライム泥水:(3)のカルシウム泥水
にKOHを併用した泥水。
c.発明が解決しようとする課題 ところが、上記泥水(1)〜(7)は、高温度下にお
かれると、その組成が熱により変化して、流動性が悪化
し、脱水量が増加するというような、泥水機能の劣化を
起こす。従って、高温度地層の坑井を掘削する場合は、
上記の如き泥機能の劣化の少ない泥水を使用しなけばな
らない。
高温度下で用いる水系泥水としては、従来、次のよう
なものが知られている。
(8)粘土鉱物の懸濁液に、脱水調整剤としてビニルア
ミド/ビニルスルホン酸の共重合物(商品名:ホスタド
リル、西独ヘキスト社の製品)、分散剤としてポリアク
リル酸ソーダ又はスチレンスルホン酸/無水マレイン酸
共重合物(以下「SSMA」という。)を添加し、さらに、
必要に応じて坑壁保護剤,酸化防止剤などを併用したポ
リマー泥水。
(9)粘土鉱物の懸濁液に、脱水減少剤としてクロム酸
類とリグナイト(フミン酸含有物)類の反応生成物、分
散剤としてスルホメチル化タンニン又はSSMA、泥水の熱
安定性向上剤としてビニルアミド/ビニルスルホン酸の
共重合物を添加し、さらに坑壁保護剤,潤滑剤などを併
用した高温度用リグナイト泥水。
(10)粘土鉱物の懸濁液に脱水減少剤としてフミン酸又
はその塩類及びアクリル酸又はその塩類とから得られる
共重合物(特願昭62−120559号、商品名:G−500S)、分
散剤としてアクリル酸ソーダまたはフミン酸塩を添加し
たG−500S泥水。
(11)粘土鉱物の懸濁液に、増粘剤として無機合成ポリ
マー(商品名:サーマビス、米国バロイド社の製品)、
分散剤としてアクリル酸ソーダ、脱水減少剤としてビニ
ルアミド/ビニルスルホン酸の共重合物(以下「ホスタ
ドリル」という。)を使用した無機合成ポリマー泥水。
しかし、これらの泥水(8)〜(11)には、泥水中に
一定量以上の固形懸濁物質類(加重剤,カッティング
等)が存在して、泥水比重が1:40以上になったり、泥水
温度が210〜230℃の熱的限界点に達したとき、泥水機能
の劣化が促進されるという欠点がある。
たとえば、掘削深度が6000m以上になると、泥水の比
重を上げるために、加重剤〔例えば、比重4.2以上の重
晶石微粉末(バライト)〕を多量に添加する必要があ
る。また、掘削深度6000m以上では掘進率が小さくなる
ため、カッティング等の摩砕が進み、より微細化された
固形懸濁物質類が多量に泥水に残存するが、これらの固
形懸濁物質類を、泥水中から分離することは困難であ
り、泥水中に蓄積される。このため、泥水の流動性が悪
化し、また脱水量が増加するなどの泥水機能の著しい低
下を起こす。さらに掘削深度が6000m以上になると220℃
以上の高温度地層に遭遇することになるため、熱的にも
泥水機能の劣化が促進される。
したがって、上記の泥水(8)〜(11)は、固形懸濁
物質類が多く混入し、高温度下におかれるような坑井の
掘削には適さない。
近年の石油,ガス井などは、6000m以上の高深度のも
のが多く、かつ、安全,確実,迅速そして安価に掘削す
ることが要求されている。
従って、高比重を維持し、かつ高温度下でも安定した
流動特性、最適な脱水特性、さらには強靭な泥壁を形成
する特性、その他坑井の条件に応じた必要特性を持たせ
た新たな泥水の開発が、強く望まれている。
すなわち、本発明は、220〜260℃の高温度下、多量の
固形懸濁物質類を含む組成においても、安定な泥水とし
て、諸特性を維持する掘削泥水を提供することを目的と
するものである。
d.課題を解決するための手段 上記目的を達するため、本発明の要旨は、粘土鉱物の
懸濁液に、無機合成ポリマー、フミン酸又はその塩類と
アクリル酸又はその塩類とからなる共重合物、及び必要
に応じて加重剤,脱水減少剤,潤滑剤,坑壁安定剤,逸
泥防止剤を添加してなることを特徴とする高温度用泥水
組成物にある。
泥水に増粘剤として無機合成ポリマー(以下、サーマ
ビスという。)を添加することは知られている。
サーマビスは、それ自体の熱分解温度が約370℃であ
り、高温度用泥水材料として、従来から多く使用されて
いる有機系ポリマーに比べて、飛躍的に高い耐熱特性を
有する物質である。
しかし、このサーマビスを粘土鉱物の懸濁液に添加
し、これに従来から多く使用されている下記の如き分散
剤や脱水減少剤その他の添加剤を添加した泥水組成物で
は、比重が1.40以上で、坑低温度220〜260℃の高温度
下、さらに多量のカッティングなどの固形懸濁物質類が
含まれる場合に、泥水の流動特性,脱水特性等が著しく
悪化する。
記 リグニン,リグナイト,タンニンなどの変成物やポリ
リン酸塩系物質、ポリアクリル酸又はその塩類、ポリア
クリル酸/ポリアクリル酸エステル共重合物又はその塩
類、ポリタクリル酸/ポリアクリル酸エステル/スチレ
ンスルホン酸共重合物又はその塩類、スチレンスルホン
酸/無水マレイン酸共重合物又はその塩類など。
すなわち、サーマビスと上記の如き添加剤を含有する
泥水においても、高比重,高温度下、そして多量の固形
懸濁物質類が含まれる場合、その泥水機能は著しく劣化
し、坑内事故発生の原因となるなど、安定した掘削泥水
機能を維持できない。
ところで、分散剤と脱水減少剤の両特性を持つ添加剤
として、フミン酸又はその塩とアクリル酸又は塩類とか
らなる共重合物(以下「G−500S」という。)が知られ
ている。このG−500Sは、比較的泥水中の固形懸濁物質
類の含有量が少なく、高温度に遭遇する地熱開発井向け
の高温度用泥水材料として開発され、使用されているも
のである。
ところが、このG−500Sを、従来のサーマビスを使用
しない泥水に添加すると、250℃程度の温度で分散特性
および脱水減少特性が劣化してしまう。
また、250℃程度の温度には耐えられるものの、高温
度下で、かつ、加重剤やその他の固形懸濁物質を多く含
有した場合には、これらの加重剤やその他の固形懸濁物
質の必要以上の沈降を防ぐために、ベントナイト,セピ
オライト,アタパルジャイト,アスベストなどの従来の
使用されている無機系増粘剤を添加しなければならな
い。さらに、加重剤やその他の固形懸濁物が増加してく
ると粘性を維持するために、これらの無機系増粘剤の濃
度を上げなければならない。この無機系増粘剤が増加す
ると泥水のゲル化が進み、流動特性が悪化し、泥水の循
環が困難となり、重大な坑内事故発生の重大原因ともな
る。
また、無機系増粘剤の代替として、ザンサンガム,グ
アガム,カルボキシメチルセルロース,ヒドロキシメチ
ルセルロース,ポリアクリレート,ポリアクリルアミド
などの有機系増粘剤を使用した場合には、耐熱性が低く
なり、高温度に遭遇すると泥水の流動特性が急激に低下
し、泥水機能を失うことになる。
そこで本発明者らは、このような実情に鑑みて鋭意研
究を重ねた結果、多量の固形懸濁物質類を含有し、か
つ、高比重,高温度下(220℃以上)の条件にあって
も、安定した泥水機能を維持する泥水を得るに至ったも
のである。
すなわ本発明は、耐熱性に優れた高温度用泥水材料で
あるサーマビスとG−500Sを必須の泥水構成組成物と
し、これに必要に応じて、高温度用の脱水減少剤として
ホスタドリルなど、高温度用潤滑剤としてスピーダーPS
(商品名、テルナイト社の製品)など、高温度用坑壁安
定剤としてアステックスP(テルナイト社の製品)など
を補助剤として適宜添加することにより、高比重,高温
度下(220〜260℃)、さらには多量の固形懸濁物質類が
混入する条件下でも、安定した泥水機能を維持すること
ができる泥水組成物を得たものである。
本発明をさらに具体的に説明すると、ベントナイト等
の粘土鉱物懸濁液100重量部に、サーマビスを0.5〜5.0
重量部、G−500Sを0.5〜5.0重量部を含有してなる基本
泥水に、加重剤を50〜150重量部、さらに必要に応じて
脱水減少剤,潤滑剤,坑壁安定剤,逸泥防止剤、その他
の添加剤をそれぞれ0.5〜30重量部添加してなる高温度
用泥水組成物である。
本発明の高温度用泥水組成物は、加重剤を加えて、そ
の泥水比重を1.50〜1.90に維持することにより、高温度
用泥水として、より好ましく用いることができる。
e.実施例 次に、実施例により本発明をさらに具体的に説明す
る。
〔実施例1〕 ハミルトンビーチミキサーのカップに清水を300ml取
り、ワイオミングベントナイト6gを加えて、充分撹拌し
たのち、ベントナイトを充分に膨潤させるために一昼夜
放置する。このベントナイトの懸濁液に、サーマビスを
4.5g、G−500Sを6g、加重剤のバライトを240g、ホスタ
ドリルを2.4g添加し泥水をつくる。
この泥水に、微粉砕したカッティング(頁岩)を30g
添加して、撹拌しながら、さらに30%水酸化ナトリウム
溶液にて泥水のpHを10.5に調整して、泥水組成物を得
た。
得られた泥水組成物の泥水特性を測定し、その測定値
を表−2に示す。
〔実施例2〕 ハミルトンビーチミキサーのカップに清水を300ml取
り、ワイオミングベントナイト6gを加えて、充分撹拌し
たのち、ベントナイトを充分に膨潤させるために一昼夜
放置する。このベントナイトの懸濁液に、サーマビスを
9.0g、G−500Sを9g、加重剤のバライトを370g、ホスタ
ドリルを2.4g添加して泥水をつくる。
この泥水に、微粉砕したカッティング(頁岩)を30g
添加し、撹拌しながら、さらに30%水酸化ナトリウム溶
液にて泥水のpHを10.5に調整して、泥水組成物を得た。
得られた泥水組成物の泥水特性を測定し、その測定値
を表−2に示す。
〔比較例1〜9〕 ハミルトンビーチミキサーのカップに清水を300ml取
り、ワイオミングベントナイト6gを加えて、充分撹拌し
たのち、ベントナイトを充分に膨潤させるために一昼夜
放置する。このベントナイトの懸濁液に表−1に示す各
種の添加剤を添加して、懸濁液を作り、加重剤としてバ
ライトを240g添加して泥水をつくる。この各種泥水に、
微粉砕したカッティング(頁岩)を30g添加して、撹拌
しながら、さらに30%水酸化ナトリウム溶液にて泥水の
pHを10.5に調整して、比較的泥水組成物を得た。
得られた泥水組成物の泥水特性を測定し、その測定値
を表−2に示す。
〔実施例3〕 実施例1,2の泥水組成物及び比較例1〜9の泥水を、
それぞれ養生セルに取り、260℃で16時間加熱養生し
た。放冷後泥水特性を測定し、その測定値を表−2に示
す。
〔実施例4〕 実施例1,2の泥水組成物及び比較例1〜9の泥水を、
それぞれ高温高圧(500psi、150℃及び500psi、200℃)
下におき、脱水試験器により、脱水量及び泥壁の厚さを
測定した。測定値を表−2に示す。
f.発明の効果 本発明の高温度用泥水組成物は、多量の固形懸濁物質
類を含有し、かつ、高比重、高温度下(220゜以上)の
条件下においても、安定した泥水機能を発揮することが
できる。

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】粘土鉱物の懸濁液に、無機合成ポリマー、
    フミン酸又はその塩類とアクリル酸又はその塩類とから
    なる共重合物、及び必要に応じて加重剤,脱水減少剤,
    潤滑剤,坑壁安定剤,逸泥防止剤を添加してなることを
    特徴とする高温度用泥水組成物。
  2. 【請求項2】粘土鉱物の懸濁液100重量部に対して、無
    機合成ポリマーを0.5〜5.0重量部添加したことを特徴と
    する請求項(1)記載の高温度用泥水組成物。
  3. 【請求項3】粘土鉱物の懸濁液100重量部に対して、フ
    ミン酸又はその塩類とアクリル酸又はその塩類とからな
    る共重合物を0.5〜5.0重量部添加したことを特徴とする
    請求項(1)記載の高温度用泥水組成物。
  4. 【請求項4】加重剤を加えることにより、泥水比重を1.
    50〜1.90に維持したことを特徴とする請求項(1)記載
    の高温度用泥水組成物。
JP14041789A 1989-06-02 1989-06-02 高温度用泥水組成物 Expired - Lifetime JP2843997B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14041789A JP2843997B2 (ja) 1989-06-02 1989-06-02 高温度用泥水組成物

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14041789A JP2843997B2 (ja) 1989-06-02 1989-06-02 高温度用泥水組成物

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH036287A JPH036287A (ja) 1991-01-11
JP2843997B2 true JP2843997B2 (ja) 1999-01-06

Family

ID=15268235

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP14041789A Expired - Lifetime JP2843997B2 (ja) 1989-06-02 1989-06-02 高温度用泥水組成物

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2843997B2 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5010311A (en) * 1989-02-22 1991-04-23 International Superconductor Corp. Electronic modulation of magnetic fields
US4996508A (en) * 1989-03-21 1991-02-26 International Superconductor Corp. Temporal and spatial control of field topologies in solenoids
US5079533A (en) * 1989-03-21 1992-01-07 International Superconductor Magnetic flux concentrators and diffusers
CN108395529A (zh) * 2018-04-14 2018-08-14 石家庄华莱鼎盛科技有限公司 钻井液用固壁剂改性树脂聚合物及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH036287A (ja) 1991-01-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101864283B (zh) 一种含胺化合物的水基钻井液组合物
EP2053111B1 (en) Drilling composition, process for its preparation and applications thereof
US6258756B1 (en) Salt water drilling mud and method
WO2018144307A1 (en) Invert emulsion based drilling fluid and methods of using same
CA2058856C (en) Drilling fluid
CN110804424B (zh) 水基无粘土相钻井液及其在极地冻土地层钻探中的应用
NO314591B2 (no) Fremgangsmate for forhindring av borefluidtap, samt bedring av smorende egenskaper ved tilforsel av resiliente grafittiske karbonpartikler til borefluidet
WO2019175792A1 (en) Drilling fluid system for controlling loss circulation
OA10010A (en) Method for drilling and cementing a well
BRPI0611571A2 (pt) fluido de perfuração e utilização de um polìmero
US4257903A (en) Drilling fluid containing crosslinked polysaccharide derivative
WO2008106786A1 (en) Drilling fluid and method for drilling in coal-containing formations
NO177011B (no) Vannbasert borefluid
JPH0377834B2 (ja)
GB2252993A (en) Drilling fluid composition
CN105176502B (zh) 超高密度过饱和盐水钻井液
JP2843997B2 (ja) 高温度用泥水組成物
Boyd et al. New base oil used in low-toxicity oil muds
WO2012010837A1 (en) Method and biodegradable water based thinner composition for drilling subterranean boreholes with aqueous based drilling fluid
CN116622345A (zh) 一种抗高温封堵防塌钻井液及其制备方法和应用
US5008025A (en) Sulfonate-containing polymer/polyanionic cellulose combination for high temperature/high pressure filtration control in water base drilling fluids
CN104962254A (zh) 一种低成本甲酸盐钻孔冲洗液
JP2000282020A (ja) 地熱井用掘削泥水組成物および掘削方法
WO2020246541A1 (ja) 掘削流体、掘削方法及び掘削流体添加剤
GB2032982A (en) Drilling fluids

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081030

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081030

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091030

Year of fee payment: 11

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 11

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091030