JP2843997B2 - 高温度用泥水組成物 - Google Patents
高温度用泥水組成物Info
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Description
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。
回転式,衝撃式の2方法に大別できる。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
併用した泥水。
泥水にKCI又はKOHを併用した泥水。
にKOHを併用した泥水。
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。
なものが知られている。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
ビスという。)を添加することは知られている。
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、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
る。
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。
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。
を表−2に示す。
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。
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。
を表−2に示す。
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。
を表−2に示す。
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。
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。
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)
- 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。
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)
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 |
-
1989
- 1989-06-02 JP JP14041789A patent/JP2843997B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH036287A (ja) | 1991-01-11 |
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Legal Events
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