JPS59193980A

JPS59193980A - ボ−リング用泥水組成物

Info

Publication number: JPS59193980A
Application number: JP6981083A
Authority: JP
Inventors: Yuji Hori; 雄二堀; Yoshiya Nishimura; 佳哉西村; Fuminobu Takahashi; 高橋　文伸
Original assignee: Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd
Current assignee: DKS Co Ltd
Priority date: 1983-04-19
Filing date: 1983-04-19
Publication date: 1984-11-02
Also published as: JPS6128712B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、ウォーターロス減少能の優れたボーリンク用
泥水組成物に関するものである。

油井掘削技術において、泥水組成物を使用することが必
要である。泥水はｄｒｉｌｌ　ｓｔｅｍ（ドリル茎）の
潤滑剤として、掘りくずの坑底から地表面までの運搬キ
ャリヤーとして、ドリルピッ１〜の冷却剤として、さら
には油井が崩れるのを防ぐため、その壁面にｆｉｌｔｅ
ｒ　ｃａｋｅ（泥壁）を形成するため使用されている。

これらの重要な機能を適切に発揮させるためには、泥水
はウォーターロス減少能、安定な粘度およびチクソ１−
ロビック諸性質を常時有していなければならない。

従来のウォーターロス減少剤どしてはＮａ　−ＣＭＣが
広（用いられてきた。この場合、泥水の使用水は清水、
海水のどちらでもよく、海水系泥水の場合は、　Ｎａ−
ＣＭＣの置換度（ＤＳ）を単に上げるだけで耐塩性を持
たせることができ執Ｚいた。

しかし、近年、油井はより深くなりつつあり、地下層中
に大量のＣａＣ１２などの多価塩を含むようなところを
掘削することが要求される。

さらに、膨潤性５ｈａｌｅを掘削にする有効な泥水は、
Ｃａ（ＯＨ）　２の飽和水系（ＰＨ＞１０）からなるた
め、従来のＮａ−ＣＭＣでは何らウォーターロス減少剤
としては期待できない。このことは単にＮａ　−ＣＭＣ
の添加量を増しても同様である。

そこで、本発明の目的はこのような多価塩を大量に含む
泥水系でも優れたウォーターロス減少能を有する泥水組
成物を提供することにある。

さらに、本発明の他の目的は、上記のような性質をも兼
ね備え、広範囲のρＩＩ領域で、適切な諸性質を具備す
る泥水組成物を提供することにある。なお、ウォーター
ロス減少剤の添力ｌ量は、高塩濃度泥水系に対して、２
ｐｐｂ（０，５７１重景％）が一般的であり、好ましく
はウォーターロスは、この添加量で２０ｍｆｆ以下であ
る。ウォーターロスは小さければ小さいほどよい。

本発明者等は、前述した現状に鑑み、多価塩あるいは多
価塩と一価塩の両者を含有するポーリング用泥水に対し
て、安定な水溶性ウォーターロス減少剤を得るべく、鋭
意研究の結果、本発明に到達したものである。

即ち、−価基または多価塩の少なくとも１種を含むポー
リング用泥水に、置換度が０．５ないし２．５のスルホ
エチルセルロースアルカリ金ＪＦｔ［と平均分子量が１
．θ００ないし１　、０００　、０００のポリエチレン
グリコールを必須成分として含有することを特徴とする
ポーリング用泥水組成物を提供するものである。

スルホエチルセルロースのアルカリ金属塩に対してポリ
エチレングリコールをイ井用するとウォーターロス減本
能に相乗効果を発揮し、優れた泥水組成物とすることが
できる。

次にスルホエチルセルロースアルカリ金属塩のくり返し
単位の構造式（たたし、置換度１．０の場（式中、又は
グルコース残基（Ｃ６Ｉ＋　７０２　）、ｌ〕は整数、
Ｍはアルカリ金属である。）置換度は単位グルコース当りの平均置換数でこの置換数
は分子を水溶性にするに十分なものでなければならない
。

本発明において、スルホエチルセルロースのアルカリ金
属塩の置換度は０．５〜２．５の範囲が特に好ましい。

置換度０．５未満の場合、溶解性が悪く、本発明の効果
を十分に発揮することができない。

置換度２．５以−Ｆとしたのは、それ以上の置換度の場
合、１業的に製造が技術面および経済面において困難に
なるからである。

スルホエチルセルロースアルカリ金属塩の粘度について
は、特に限定されるものではないが、１％水水溶液底が
５〜５，０（７０（ｃｐ）であれば、本発明の目的を十
分に達成することができる。

このような高塩濃度泥水系においては、粘度よりもむし
ろ置換度がそのウォーターロス減少能に大きく影響する
。

ポリエチレングリコールの平均分子量はｔ、ｏｏ。

〜１　、０００　、０００であることが好ましく、平均
分子量が１，０００未満であるとスルホエチルセルロー
スアルカリ金属塩と混合併用してもウォーターロス減少
能は少なく、また平均分子量が１，０００゜０００より
大であると、ポリエチレングリコールの溶解性が悪くな
り、従って、ウォーターロス減少能があまり期待できな
い。

本発明泥水組成物において、スルホエチルセルロースア
ルカリ金属塩に対するポリエチレングリコールの混合割
合は、好ましくは５〜７５重量％であり、特に好ましく
はＩＯ・〜５０重量％である。

ポーリング用泥水中に含有される一価塩としては、Ｎａ
”、Ｋ◆、Ｌｉ”、ＮＨ４千等としてＮａＣ１、にＣ１
，ＬｉＣ１、ＮＨ４Ｃ１等があり、また多価塩としては
、その溶解度によって限定されるものでなく、泥水中に
溶解度以上の多価塩源が固形物として含まれていてもよ
い。

例えば、Ｃａ”　＋源としては、カルシウムクロライド
（ＣａＣ１２）、カルシラ１１サルフｘ　　１−（Ｃａ
ＳＯ４）、カルシウムアセテート（（ａ（Ｃ２ＩＩ　３
０２　））、カルシウムフォーメ−１−（Ｃａ（ＣＩＩ
Ｏ２）　２　）、カルシウムニトレー１”Ｃａ（ＮＯ３
）　２、力／ｌ／　シウムグルコネ−１−（Ｃａ　（Ｃ
１４２０ｉｌ　（ＣＨＯ）Ｉ）　４　Ｃ００）２）、な
どがある。

同様ニＭｇ２　　＋源としてはＭｇＣ１２、Ｍｇ５０４
．　Ｍｇ（Ｃ２ＩＩ　３０２　　）　、　Ｍｇ（ＣＨＯ
２）　　２　　、　Ｍｇ（Ｎｏ　３　）　　２　　、　
　Ｍｇ（Ｃｌ１２０Ｈ（ＣＩＩＯＨ）　４　Ｃ００）　
２　、Ｂａ２　　＋源どして、ＢａＣ１２、Ｂａ（０１
１）　２　、　ＢａＳＯ４、Ｚｎ”　　＋源として、Ｚ
ｎＣｌ２、Ｚｎ（Ｏｆ（）　２　、　Ｚｎ５Ｏ、ｓ等が
あり、またＡｔ’　＋源としてＡｌＣ１５・６Ｈ２０，
ＡＩ（０１１）　３　、　Ａ１２　（ＳＯ４）　３．　
Ａｌ（Ｃｌｌ　３　ＣＯ２）　３　、Ｆｅ３　　＋源と
して、ＦｅＣ１３・６１１２０、Ｆｅ（叶）３　、Ｆｅ
２　（Ｓ０４　）３　、　Ｆｅ（ＮＯ３）３等であり、
Ｃｒ・Ｊ　＋源として、Ｃｒ（ＮＯ３）　３　、　Ｃｒ
（Ｃ１ｌ　ｓ　Ｃ，０２）　３、Ｃｒ（ｌｒ３．　Ｃ４
１３、Ｃｒ（ＯＨ）（ＮＯ３）２　、　Ｃｒ（０１１）
　２　（Ｎ０３）等があるが、特にこれらに限定されな
い。

本発明によって、発揮される効果は次のとおりである。

■、高濃度多師塩（１０、０００ｐｐｎ＋以上）の泥水
中でも非常に優れたつＡ−ターロス減少能を有する。

２、−価および多価塩の両者を含有し、かつ高濃度（１
０，０００ｐｐ＋ｎ以上）の泥水中で士ハ非常に優れた
ウォーターロス減少能を発揮する。

３、本発明泥水組成物により泥壁の厚さが薄く。

強靭である。従って、石油弁壁の崩壊を防止できる。

４、本発明泥水組成物は、初期ゲル強度（Ｉｎコ１ｔｉ
ａｌ　ｇｅｌｓｊｒｅｎｇｔｈ）が低く、ｇａｓ　ｂｕ
ｂｂｌｅｓ（気泡）を速やかに泥水から出してしまうた
め、泥水はｇａｓ　ｃｕしとは−ならない。即ち、ｂ：
Ｌｏｗｏｕｔ。

（ガス噴出）を防止することができる。

５、スルホエチルセルロースアルカリ金属塩とポリエチ
レングリコールとの併用により、非常に優れたウォータ
ーロス減水能を相乗効果として、高濃度多価塩含有泥水
において発揮する。

以Ｆに本発明を実施例により具体的に説明するが、本発
明はこれらに限定さ才するものでない。

（なお、部、％は重量基準を示す。）実施例１表１に示した泥水組成に対して、スルホエチルセルロー
スＮａ塩（以下Ｎａ　−５ＥＣ）ど平・均分予示６００
０のポリエチレングリコール（以ドＰＥ、Ｇ）との混合
物の添加量を、それぞれｉ、２，３．／１（ｐｐｂ）ど
して、Ｎａ−５Ｌ４Ｃの混合割合を種々変化させてサン
プルを泥水に添加溶解させ、濾過試験を行った結果を第
１図に示す。

横軸にＮａ−５ＥＣの混合割合、縦軸にウォーターロス
［ｎｉ］を示す。

第１図から明らかなように、Ｎａ−５ＥＣとＰＥＧ（平
均分子量：　６，０００）との混合により、ｖＬ（ウォ
ーターロス）に極小値ができる。

つまり、Ｎａ　−５ＩＥＣ：　Ｐ［ＥＧ　（平均分子量
６，０００）＝３：Ｉ（重量部）付近でＷＬが最小にな
る。換言すればＷＬ減少能がＮａ−５ｌｉＣ単独の場合
（右側縦軸上値）、あるいはＰＥＧ　（平均分子量６，
０００）の単独の場合、（左側縦軸」；値）より増大し
ている。

このことはサンプル添加量１・〜４ｐｐｂすべてにいい
得ることである。

さらに、第１図からＮａ−５ＥＣ：　ＰＥＧ（平均分子
量６，０００）　＝　ｉ、　：　１（重量部）の糺値が
、Ｎａ−３ＵＣ単独時のすし値とほぼ等しくなり、Ｎａ
−５ａｃの割合が減少するに従い（あるいはＰＥＧ（平
均分子量６　、０００）の割合が増加するに従い）、Ｉ
ＮＬ値は急激に大きくなり、添加量１ｐｐｂに至っては
、そのＩＩＬ値は原泥のそれとＳＥＣ：　）’ＥＧ＝　
１　：　３の割合でほぼ等しくなる。

以上の結果より、四Ｇの混合割合は５〜７５重量百分率
の間が好ましく、より好ましくは１０〜５００〜５０重
量百る。

また、第１図からＮａ−ＳＨＣとＰＥＧとの混合物の添
加量１〜４ρｐｂでＩｔｌＬ値に極少値が現われるとい
うことを示すことだけでなく、Ｎａ−３ＩＥＣだけの溶
解泥水にＰＥＧを添加溶解することにより、し減小能を
大きくできることを同時に示していることが確認できる
。

例えば、Ｎａ−５ＥＣ２ｐｐｂ（単独時のＷＬ　＝　１
ｆＪ、ｆＪｍ　１１　）泥水にＰＥＧ　（平均分子量６
，０００）２ｐｐｂを加えると、つまりＮａ　−ＳＥＣ
＋ＰＥＧ　（平均分子量６，０００）で１１１−＝５．
０ｍＱとなる。

なお、泥水試験はＡｌ’ｌ（米国石油協会）の方法に従
い、粘度計はＦａｎｎ　ＶＧツメ−−を使用した。

Ｎａ−−５Ｌミ（二の置換度（［ＪＳ）は０．８３．１
％水溶液粘度は９３ｃｐである。

注　＊（１）米国Ｍａｇｃｏｂａｒ社製商品名＊（２）
米国んｎ、ｃｏｌｌｏｊｄ社製商品名ナ社製商品名ロイ
１ａｒｏｉｄ社製商品名、以下同じ）６．０部、Ｃａ（
叶）２７１．００部の組成を有する泥水３５０ｍＱに対
し、Ｎａ　−ＳＥＣとＩ’１ＥＧ（平均勿予示６，００
０）の混合物を泥水添加量を２ρｐｂと一定とし、Ｎａ
−３ＥＣの割合を種々変化させて泥水に添加溶解させ、
実施例１に準して濾過試験を行った。その結果を第２図
に示した。

ただし、使用したＮａ　−ＳＥＣの置換度は２．２０．
１％水溶液粘度は３９０ｃｐである。

第２図により２価塩（Ｃａ（ＯＨ）　２として）のみ存
在する泥水系においても、Ｎａ−５ＥＣとＰＥＧを混合
して泥水に添加することにより、実施例１と同様にＷＬ
、に極小が現われる。

つまり、相乗効果を発揮する。サンプル添加量２Ｐｐｂ
で実用的なＰＥＧの混合割合は５〜７５％であり、より
好ましくは１０〜５０％である。

対し、Ｎａ　−ＳＥＣとＰＬ：Ｇ　（平均分子量６　、
０００）の混合物を泥水添加量を２ｐｐｂと一定とし、
Ｎａ　−ＳＥＣの割合を種々変化させて泥水に添加溶解
させ、実施例１に準じて濾過試験を行った。その結果を
第３図に示した。

ただし、使用したＮａ−５ＥＣの置換度は２．２０．１
％水溶液粘度は３９０ｃｐである。

第３図により２価塩（ＣａＣ１２として）のみ存在する
泥水系においても、Ｎａ−３ＨＣと円ルを混合して泥水
に添加することにより、実施例１と同様にｖｌ、に極小
が現われる。

つまり、相乗効果を発揮する。サンプル添加ｆｆ１２ｐ
ｐｂで実用的なＰＥＧの混合割合は５〜７５％であり、
より好ましくは１０〜５０％である。

ナイト）　６　、０　勺＾１ｃ１３　５．０部の組成を
有す金泥水３５０ｍ　Ｑに本発明のＮａ−３ＩＥＣとＰ
ＥＧ　（平均分子量ＭＷ　＝　６　、０００）の混合物
を泥水添加量を２ｐｐｂと一定とし、表２に示すＰＨ（
、ｉとＮａ　−ＳＥＣとの割合組成にて泥水に添加溶解
させ、実施例１に準して濾過試ｒｙｊＬを行った。　Ｎ
ａ−ＣＭＣおよびＰＥＧ、Ｎａ　−ＳＥＣのそれぞれ単
独の場合も併せて行った。

ただし、実用したＮａ　−ＳｌヱＣの置換度は０．６０
．１％水溶液粘度は３，５００ｃｐである。

対照）Ｎａ−Ｃ１′ＩＣの置換度は■、１５．１％水溶
液粘度は２　、０００ｃｐ、表２より、３価金属陽イオ
ン（Ａｌ’　”）の存在する泥水系においてもＮａ−５
ＩＥＣと円ＥＧを混合して泥水に添加することにより実
施例１，２．３と同様にＷｌ−に極小が現われる。

つまり相乗効果を発揮する。また、ゲルストレングスは
問題にするほど大きくはなく、がつ泥壁も薄いものであ
り、本発明の優位性を示すネものである。

表２

【図面の簡単な説明】

せて、添加溶解させた場合の濾過試験結果を示すグラフ
であり、第２図は実施−例２にお番フる２価塩水系（Ｃ
ａ（Ｏｆ（）　２　）泥水にＮａ　−ＳＬ：ＣとＰＥＧ
の混合割合を種々変化させて添加溶解させた場合の濾過
試験結果を示すグラフであり、第３図は実施例３におけ
る二価塩水系（ＣａＣ１２）泥水にＮａ−５ＥＣどＰＥ
Ｇの混合割合を種々変化させて、添加溶解させた場合の
濾過試験結果を示すグラフである。出願人第一］二業製薬株式会社第　１　図０　−一→　　　　０．５１情　２　口第　３　図０　□　　０．５１手続補正書１眉和５８年め月０？來日特許庁長官殿ポーリング用泥水組成物自発補正５、補正により増加する発明の数７、補正の内容木願を原明細書に基つき、次の通り補ｉＥする。１　）　ｌ、’＋１細占２頁第２行目〜同第３行目口・
・・　安定な粘度およびチクソトロピック諸性質を常時
右していなければならない。町とあるを、Ｕ′・・φ、安定な粘度およびチクソトロビック等の諸
性質を常時有していなければならない。」と訂１１する
。２）同、第９頁下から３行目ｉ・の場合、（左側縦軸」−値）より増大している。ＩＹあるを、１１の場合（左側縦軸ＩＺ値）、より増大している。力と訂１１：する。３）回、第１３頁最終行〜第１４頁第１行目Ｂ・・・１
％水溶粘度は２，０００ｃｐ、表２より１　ψ・・夕と
あるを、「・・・１％水溶液粘度は２，０００ｃｐである。表２
より、・−−Ｊと訂止する。以１ニ

Claims

【特許請求の範囲】

一価塩または多価塩の少なくとも一種を含むポーリング
用泥水に、Ｗ換度が０．５ないし２．５の範囲のスルホ
エチルセルロースアルカリ金属塩と平均分子量が１，０
００ないし］　、　０００　、０００のポリエチレング
リコールを必須成分として含有することを特徴とするポ
ーリング用泥水組成物。