JPS6039411B2 - 油井およびガス井処理液の「ろ」過方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は油井およびガス井処理液例えば仕上げ液や刺激
液を炉過する方法に関する。

特に、本発明は約０．１〜約３０ミクロンの範囲の粒度
を有する固体粒子で汚染された濁った油井またはガス井
処理液から清澄な流出液を得るための新規な方法である
。背景技術 油やガスの産出層は徴孔質の地層として存在しており、
油またはガスが坑井内へ流れ込む速度は地層中の有効差
圧および地層の浸透率または孔隙率に依存する油または
ガスの産出地層に坑井を掘削した後、確実に採取できる
井戸にするため仕上げ作業を施さなければならない。

この作業によって井戸の有効寿命の間中油またはガスが
坑内に自由に流れ込んで表面に達し得ることが保証され
る。かかる作業は採取地層のタイプ例えば非固結砂、砂
岩または多孔性石灰岩、を包含する多数の因子に依存し
てその基本型式および細部が大中に変動する。

仕上げ作業の一型式は裸坑仕上げと称するものである。

この手法では、地層の上部にアイロンケーシングされそ
してセンチングされた坑井を掘り、その後アンダーリー
ミングすることによって、即ち、ラィニングされた坑井
の下方に大径の坑井を産出地層中に掘り進め掘り貫くこ
とによって地層への貫通を達成する。それから、この大
蓬裸坑の中央のスロットスクリーンのまわりに砂利を詰
め込むことによって安定化する。スロットスクリーンは
ケーシング坑と連結される。そうして、油またはガスの
流出が可能となる郎ち地層から砂利充填層中にそれから
ら坑井へそして坑井を通して誘導される。第二の型式の
仕上げ作業は地層に坑井を掘削した後ケーシングしそし
てセメンチングすることを包含する。

坑井から産出地層への通路は成形爆薬によってケーシン
グセメント壁に穿孔することによって達成される。それ
からら、例えばフオーメーショ量（ｆｏｒｍａｔｉｏｎ
）が非固結砂であるような場合には、この貫通孔に砂利
を詰めてもよい。これ等およびその他大部分の坑井仕上
げ作業においては、必要とれる迄フオーメーションから
の油またはガスの流出を防止するために、通常適切な比
重のブラィン組成物からなる液柱を坑内に使用すること
によって井戸内の静水バランスを維持する。また、この
液体は先行作業による汚染物質例えば掘削泥水を坑井か
ら落としたり、坑井に砂利を搬入したりする働きがある
。これ等仕上げ作業中に、仕上げ液は砂利、砂、掘削作
業によって粉砕された岩石、および掘削泥水からのクレ
イ粒子特にペントナィト、のような掘削屑およびフオー
メーション暦（ｄｒｉｌｌｉｎｇ ａｎｄ ゎｒｍａｔ
ｉｏｎｄｅｂｒｉｓ）からなるさまざまな懸濁固体粒子
を含むことになる。これ等粒子のきさは一般に砂利即ち
小さな右から０．１ミク。ン以下の微小粒子に迄及ぶ。
約０．１ミクロン〜約３０ミク。ンの大きさのものは産
出層の浸透率に対して、特に坑井に隣接する処で例えば
裸坑壁面や上記貫通孔で、特別の脅威を与える。その理
由は、高い坑井圧の条件下で起るのであるが仕上げ液が
フオーメーション中に侵入する場合、該流体はフオーメ
ーションの孔隙に入り込む程十分４・ごな上記粒子を伴
っているのでこれ等粒子がその孔隙内に堆積してフオー
メーションを塞いでしまうからである。

特殊な作業、例えば仕上げ液を貫通孔から非固結砂フオ
ーメ−ション中に噴出させてフオーメーションをクリー
ニングする貫通孔洗浄は、仕上げ液中の小粒子汚梁が低
濃度であっても坑井に直接隣接する最も重要な領域のフ
オーメーョンの浸透率をひどく低下させることがある端
的な例である。かかるフオーメーションダメージを避け
るため通常２つの対策が取られている。

その１つは異常にきれいな（即ち粒子を含有しない））
液体だけを使用するものであり、その場合、実際、仕上
げ液中に存在する粒子の大きさの上限は例えば１ミクロ
ンンである。もう一つは十分に制御された粒子の分散液
を有するものであり、その粒子は仕上げ作業の初期の段
階で坑内地層表面上で詰まり、そして不浸透性であるが
除去可能なケーキを形成して仕上げ作業中に液体および
び懸濁粒子の双方が地層中に浸透することを防止する。
それから、仕上げ作業が完了しそして井戸を正常運転す
る用意ができたときに酸等を使用してこのケーキを除去
する。これ等対策はどちらも、仕上げ液を坑内に注入す
る前に該流体から例えば１ミクロンより大きい汚染粒子
を完全に除去する能力を必要とする。

しかし、これは難しいことであり、流体が何回も坑井内
を循環してその毎に汚染物質の含有量が増えていく仕上
げ作業においてはさらに難しいものとなる。かかる作業
おいて、０重量％までの汚染物含有量を仕上げ液から除
去する必要があるであろうが、その多くは筋分けや遠心
分離のような従来のオンライン方式によって除去できる
ような大きさである。

しかしながら、３０ミクロンより小さい粒子に対しては
、かかる装置は無能であり、仕上げ液中には０．１〜３
０ミクロンの固体粒子が重量単位で１００００部／１０
０万部（以下ｐｐｍと称す）に達することもある濃度で
残存するであろう。典型的な油またはガス含有地層の孔
隙に最も侵入し易〈そして地層の浸透度をかなり減少さ
せる粒子は明らかにこの粒度範囲内貝０ち０．１〜３０
ミクロンの内である。地層の浸透度の低下は井戸の生産
性を有意に低下させる。実に、多くの井戸は仕上げをし
ても小さな生産性を示す。そのため、もっとうまくいく
ように坑井を再仕上げするか、または経費と待機時間を
かけて酸処理もしくはフラクチヤリングによって刺激し
なければならない。同様に産出井戸の生産性は時間と共
に衰える。生産性が或る最低限度の値に達した場合には
改善するため再生（酸処理、フラクチャリングまたは再
仕上げ）を試みなければならない。高品質の（清澄な）
液体によって仕上た井戸は初期の高生産性を示すばかり
でなく生産性の減衰も緩慢であるので改善改修迄の間隔
が長くなる。約１〜約３０ミクロンの粒度範囲の固体粒
子を実質的に完全に除去することは、従釆得られるカー
トリッジ炉過技術を使用して経済的に実行しうるもので
はなかった。

本発明以前に使用されていたようなカートリッジ炉週の
実例は、主として内部型フィルター（ｄｅｐｔｈｔｙｐ
ｅｆｉｌ企て）代表的に中空コァに巻付けた又は無作為
に薄層した繊維例えばポリプロピレンやガラス繊維製の
厚さ約３／４インチ（２肌）のウオールを有する円筒を
使用するものであるが、これは単に粒子の汚染物含有量
を低減するに過ぎなかった。２００蛇ｍの流入汚染物含
有量から流出液の清澄度を普通のレベル例えば８蛇ｐｍ
にする場合でさえ、従来得られる内部フィルター技術を
使用する炉過システムに多数回通す必要があったであろ
う。

０．１ミクロンより大きい粒子を実質的に完全に除去す
ることは従来の炉過技術によって実行可能な目標ではな
いので、上言己の２つの対策に要求されるよな、再循環
仕上げ液中の固形物の望ましい制御は不可能であった。

流入処理液中の汚染物含有量が高いため、プリーツフィ
ルタ−要素を使用する従来のカートリッジフィルターは
従釆の流速例えばフィルター表面１平方フィート当り１
〜４ガロン（１平方メートル当り４１〜１６３）／分で
操作すると、急速に目詰りして許容できない圧力低下を
生じ、経済的に満足できないものとなった。かかるフィ
ルターは内部フィルターに匹敵する価格、並びに従来の
流速で操作したときの短い寿命、それによって生ずる多
大な交換用待機時間故に、石油工業における油井および
ガス井用再循環処理液の炉過用に使用することが実質的
に妨げられていた。

そこで、本発明は約０．１〜約３０ミクロンの範囲の粒
度を有する掘削肩およびフオーメーション肩からなる固
体粒子で汚染された濁った油井およびガス井処理液から
、約０．１〜３０ミクロンの範囲の粒度の固体粒子を実
質的に含有しない清澄な硫出炉液を得るための炉過方法
に関する。

本発明の開示 本発明は約０．１〜３０ミクロン範囲の粒度を有する掘
削肩およびフオーメーション肩からなる固体粒子で汚染
された濁った油井たはガス井処理液から清澄な炉過流出
液を得るための炉過方法に関するものであり、約４０ミ
クロン以下の絶対紬孔度“ａ戊ｏｌｕにｐｏｒｅｒａｔ
ｉｎｇ’’（指示された数値以上の粒子は７実質的に全
て捕捉するフィルターの能力を指す）を有する表面フィ
ルター（ｓｍｆａｃｅｍｔｅｒ）中に、フィルター表面
１平方フィート当り約０．０５〜約０．５ガロン（１平
方メートル当り約２．０〜約２０１）／分の流量密度で
処理液を通すことによって、｛１１初めに粒子の少なく
とも一部を表面フィルターの流入表面上に堆積させて表
面フィルターの絶対紬孔度より小さな粒子を除去するた
めの向上した能力−表面フィルターに比較して−を有す
る炉連（ｎｔｅｒｃａｈｅ）の形成を開始し、そして｛
２｝その後表面フィルターと炉律とのフィルター複合体
を通して固体粒子で汚染された濁った油井またはガス井
処理液を炉過して、約０．１から約３０ミクロン以上ま
での範囲の粒度を有する粒子を実質的に含有しない清澄
な流出液を得るとともに、表面フィルターの有効寿命を
延長することを特徴とする。

本発明の方法はフィルターの寿命を延長し、従来技術に
よって以前得てし、たものよりも実質的に清澄な油井ま
たはガス井処理液を得ることができ、しかも付随して、
油井またはガス井仕上げ作業、刺激および改修作業の処
理コストの経済性を改善する。

好ましくは、本発明の方法は多孔性内部コア、多孔性外
部シースおよびエンドキップかなる従来の堅いカートリ
ッジ支持内に装填された管状形態のプリーツフィルター
シート材料かなるフィルターカートリッジを複数使用し
て、フィルター表面１平方フィート当り約０．０５〜約
０．３ガロン（１平方メートル当り約２．０〜１２．２
１）／分の範囲の流速で実施される。

概して、本発明によれば、従来のカートリッジ病過シス
テムに比べて長いフィル夕−寿命をもって目視で清澄な
流出液が得られる：例えば、比較に通した流入汚染物含
有量例えば１０００ｐｐｍで操作したとき、内部フィル
ターカートリッジを使用する従来の炉過システムは流入
汚染物含有量の２０〜３０％の流出汚染物含有量をもっ
て有効寿命が１び分以下と云う程度短こともあるのに対
し、本発明によれば、０．１ミクロンから３０ミクロン
以上までの範囲の粒度を有する固体粒子を実質的に含有
してない目視で清澄な流出液をもって１時間以上の有効
フィルター寿命が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施するために有効な処理シス
テムおよび本発明方法を使用して淀過される油井たはガ
ス井処液の流路を概略的に示すフローシートである。 図示されている処理システムは次のような装置：振動節
と遠Ｄ分離機、即ち粗粒子除去装置、および２段の炉過
段則ちプレフィルター段と最終フィルター段からなる炉
過システムを含む。第２図は本発明の方法を実施するた
めに有効な別の処理システムおよび本発明の方法を使用
して炉遇される油井またはガス井処理液の流路を概略的
に示すフローシートである。 図示されている処理システムは次のような装置上流の粗
粒子除去装置則ち振動節と遠心分離機、その後に続く単
一炉過段からなる炉過システムを含む。第３図は２ミク
ロンの絶対紬孔度を有するディスク表面フィルター要素
にして、大きさ５ミクロン未満の粒子の％（存在する全
体の数に対する％）に対するＫ値のプロットである。 本発明を実施するための最良の様式 本発明によって、約０．１〜約３０ミクロンの範囲の粒
度を有する掘削屑およびフオーメーション屑からなる固
体粒子で汚染された濁った油井またはガス井処理液から
清澄な炉過流出液を得るための炉過方法が提供される。 本発明の方法によって得られる清澄な炉過流出液は約０
．１〜約３０ミクロンの粒度範囲の固体粒子およびそれ
より大きい粒子を実質的に含有しい。「実質的に含有し
ない」とは特定された粒度範囲の固体粒子が約５ｐｐｍ
以下であると云うことである。好ましくは、約２ｐｐｍ
以下であり、より好ましくは約ｌｐｐｍ以下であり、さ
らに、炉過流出液中に存在する約０．１ミクロンから約
３０ミクロン以上までの固体粒子は約０．１ｐｍ以下た
は約０．０１ｐｐｍ以下であることさえ可能である。本
発明の方法は約０．１〜約３０ミクロンの範囲の粒度を
有する掘削肩およびフオーメーション肩からなる固体粒
子で汚染された濁った油井またはガス井処理剤から約０
．１〜約３０ミクロンの範囲の固体粒子を実質的に含有
しない目視で清澄な炉過流出液を得ることができるばか
りでなく、本発明の方法はプレフィルターを使用せずに
単一炉過段によってこの目視で清澄な流出液を生成する
ことができると同時に従来のカーリッジ炉過システムに
比べてフィルター寿命を長くすることができる。 勿論、代りに、２段以上の炉過段を用いてもよく、実際
、炉過プロセスの最初から目視に清澄な流出液が必要な
場合には２段以上の炉過段が望しし、。ここに使用され
ている用語「油井またはガス井処理液」は仕上げ液、刺
激液、改修液、ブラィン型の掘削液（しかしクレイ粒子
の負荷が非常に高い従来の掘削泥水は含まれない）、お
よび、約０．１〜約３０ミクロンの範囲の粒度を有する
ペントナィトのような掘削肩およびフオーメーション肩
からなる体粒子を含有するその他の油井またはガス井用
処理液を包含することに留意すべきである。 本発明の方法は約２００蛇ｐｍ以下の汚染物含有量を有
する油井またはガス井処理液を用いたときにも効果的で
ある。約０．１〜約３０ミクロンの範囲の粒子の粒子含
有量が約２００倣ｐｍを越える場合は、本発明によって
最も迅速に処理される約２００伽ｐｍ以下の含有量範囲
に低下しめるために、凝集剤による処理または沈降のよ
うな他の処理工程を必要としてもよい。 用語「掘削肩およびフオーメーション肩」は約０．１〜
約３０ミクロンの範囲の粒度を有する固体粒子からなり
、砂、掘削作業によって粉歳された岩石、掘削泥水から
の残留クレイ粒子、これ等組合わせ等々を包含する。 処理剤が３０ミクロンより大きい固体粒子を含有する場
合、これ等大きい粒子は本発明の炉過システムの上流で
振動節や遠心分離機を含有する従来技術によっても最も
効果的に除去される。また、ここで使用されている用語
「フィター」は炉過システムの所定の段において油井ま
たはガス井処理液から固体粒子を除去するために使用さ
れる媒体を意味するものであると云うことを理解すべき
である。 例えば、プレフィルターと最終フィルターの２段炉過シ
ステムを使用する場合には、プレフイルターは１個以上
のフィルターカートリッジからなるものであってもよく
、その各々はミラー（Ｍｉｌｌｅｒ）とＹリード（Ｒｅ
ｅｄ）の名前で１９８２手８月６日に出願された米国特
許第４４１９２３４号中に示されているような、容器内
にフィル夕−アレイとして配置された管状プリーツ表面
フィルターから成っていてもよく、該出願の開示はここ
でも参考となる。同様に、最終フィルターは容器内にフ
ィルターアレイとして配置された１個以上のフィル夕−
カートリッジから成っていてもよい。どちらの場合にも
、ここで使用されている用語「フィルター」は前後関係
で所定の段における病材を意味する。それを背景にして
、本発明の方法は約４０ミクロン以下の、即ち、約０．
１〜約４０ミクロンの、好ましくは約５〜約１５ミクロ
ンの絶対紬孔度を有する表面フィルターに、濁った油井
またはガス井処理液をフィルター表面１平方フィート当
り約０．０５〜約０．５ガロン（１平方メートル当り約
２．０〜約２０１）／分の流量密度で通すことによって
、‘１｝初めに粒子の少なくとも一部を表面フィルター
の流入表面上に堆積させて表面フィルターの絶対細孔度
より小さな粒子を除去するための向上した能力を有する
炉律の形成を開始し、そして（２｝その後‘ｉ｝表面フ
ィルターと‘ｉｉ｝炉連とのフィルター複合体を通して
処理液を炉過して、約０．１ミクロンから約３０ミクロ
ン以上までの範囲の粒度を有する粒子を実質的に含有し
ない清澄な流出液を得るとともに、表面フィルターの有
効寿命を延長することを特徴とする。 上記の通り、フィルターの寿命は従来のカートリッジ炉
過技術と比べて延長され、しかも非常に清澄な炉過流出
液が得られる。これ等２つの特性の組合わせによって、
本発明の方法は商業上の油井またはガス井処理作業にお
いて極めて望ましいものとなる；延長されたフィルター
寿命は長い正常運転時間を可能にし、清澄な炉過流出液
は改善された井戸の生産性をももたらす。さらに、表面
フィルターの絶対紬孔度より小さな粒子を除去する炉蓬
の能力の向上（例えば、３０ミクロンの絶対細孔度のフ
ィルターを使用する場合、炉律が形成された後はその炉
達が運転寿命中に高い圧力低下例えば５０ポンド／平方
ィンチ（３．５ｋ９／の）以上を起さないために必要な
空隙率を維持している間は、０．１ミクロンの粒子貝０
ち表面フィルターの紬孔度の１／３００も小さい粒子が
除去される）によって本発明の方法は油井またはガス井
仕上げ液の炉週にとって大いに望ましいものとなる。本
発明は図面を参考することによってより良く理解される
であろう。 第１図に略的に示されている処理システムは塩化ナトリ
ウム水溶液ブラィンタィプの坑井仕上げ液と共に使用す
るために適する。これは約３０ミク。ンより大きい粒子
を除去するために従来の予備処理装置を使用しており、
予備処理装置としては図面中にＳＳと表示されている振
動節、および図面中にＣＳと表示されている２の遠心分
離機（これは一方を運転している間他方を清掃のため停
止して独立に運転してもよいが、両者を同時に平行して
稼動してもよい）が包含される。振動節ＳＳと運転中の
遠心分離機ＣＳの組合わせで、約３０ミクン以上のサイ
ズの粒子を実質的に全て除去し、さらに好ましくは油井
またはガス弁処理液の流入汚染含有量を粒度範囲約０．
１〜約３０ミクロンの固体粒子約１０００約２０００ｐ
ｐｍのレベルに迄低下せしめる。第１図中に一般的にＦ
で表示されている炉過システムは直列で作動する２種の
フィルター艮０ちプレフィルター段と最終フィルター段
を使用して約０．１〜約３０ミクロンの範囲の粒度を有
する固体粒子を実質的に全て除去する。第１図中にＩＡ
およびＩＢで表示されている２個のプレフィル夕は一方
を修理している間に他方を運転するように並列に配置さ
れている。いつでも、作動中の特定ブレフィルターＩＡ
またはＩＢと最終フィルター２は直列になっている。最
終フィルター２は２個のプレフィルターＩＡおよびＩＢ
と共に使用する場合が好ましいが、最終フィルター２の
修理の必要性は一般にプレフィルターの修理２０〜３０
回毎に１回にすぎないので終フィルター２は並列の第２
のスペアを必要としない。プフィルターＩＡとＩＢおよ
び最終フィルター２は全てプリーツ表面フィルター炉材
を含有する１個以上の長い状フィルターカートリジかな
るものが好しし、。流量密度を必須範囲内に維持するた
めに多数のカートリッジが必要な場合、本発明の方法の
実施にとって好ましいフィルターアセンブリーは共顔の
ミラとりードの出願「米国出願番号第４０５９班号中に
開示されているものであり、該出願の開示は参考になる
。プレフィルターＩＡたはＩＢおよび最終フィルター２
を通る全流量は流量制御バルブ３０によってフィー２の
下流で制御される。 各段の流量密度（ィルター表面積１平方メートル当りの
１／分）は、勿論、各段における全流量（１／分）と全
フィルター表面積の函数である。第１図中に開示されて
いるように、高濃度の懸濁固体粒子を含有する仕上げ液
のような油井またはガス井処理液は振動鰍ＳＳに入り、
そこで固体粒子の一部が除去され、それからオンライン
の遠心分離機ＣＳに流れ、そこで付加的固形物が除去さ
れる。 それから、約０．１〜３０ミクロンの範囲の粒度を有す
る固体粒子から主に構成されている固体粒子を約２００
０ｐｐｍ以下の範囲で含有する処理液は入ィン１２によ
って炉過システムＦに入り、それからライン１３または
１４のどちらかによってそれそれプレフイルターＩＡま
たはＩＢのどちらかに進入する。ライン１３からプレフ
イルターＩＡへのフローはオンーオフバルブ１５および
１６によって制御され、そしてィン１４からプレフイル
ターＩＢへのフローはオンーオフバルブ１７および１８
によって制御される。いつでも、どちらか一方のプレフ
ィルターだけが運転されるので、一方のライン１３また
は１４のオンーオフルブが閉じている間は他方のライン
のオンーオフバルブは開いている。必要ならば、修理中
にプレフィルターＩＡ並びにＩＢから液体を排水するた
めにオンーオフバルプ２２並びに２３を使用する、しか
しながらこれは、フィルターアセンブリーが上記のミラ
ーとリードの出願、米国特許第４４１９２３４号中に開
示されているような構成になっている場合には不要であ
る。 プレフィルターＩＡまたはＩＢどちらかの炉液はライン
２５によって最終フィルター２に進む。 プレフィルターＩＡ並びにＩＢを介する差圧表示計８Ａ
はプレフィルターの上流のライン１３または１４と下流
のライン２５にタップし、そして運転中のプレフィルタ
ーを介する圧力低下を測定する。従って、圧力低下が大
きくなってフィルターの修理が必要となる時は表示計に
よって示される。オンーラィンプレフイルターを介する
圧力低下が予め定められた値に達した時に、プレフィル
ターへの坑井処理液の流れを代替プレフィルター例えば
プレフィルターＩＢに切換え、そしてプレフイルターＩ
Ａは修理またはフィルターカートリッジアセンブ１Ｊ−
の交換のためにオンラインにする。概して、フィルター
またはフイルターアセンブリ一を介する差圧約５０ポン
ド／平方ィンチ（３．５ｋ９／が）が閉鎖信号に使用さ
れる。同様に、差圧表示計８Ｂは入ライン２６と三戸液
流出ライン２７にタップして最終フィルター２を介する
圧力低下を測定し、そして圧力低下が最終フィルターア
センブリー２の修理たは交換を必要とするレベルに迄達
した時を指示する。流量制御ブ３０（流量コントローラ
ー）は最終フィルター２からライン２７に流出する千戸
液流量を、従ってプレフィルターＩＡまたはＩＢからラ
イン２５に流出する炉液流量を制御する。 従って、流量制御バルブ３０はプレフィルタ−と最終フ
ィルターにわたる流量密度を各フィルターについて表面
積１平方フィート当り０．０５〜０．５ガロン（１平方
メートル当り２．０〜２０１）／分の必須限定内に維持
する。濁度計３１はライン２７における流出液の濁度を
、従って流出液の固形物含有量を表示する。 流量密度は所望のフィルター寿命を与えるように調整さ
れる。フィルター表面１平方フィート当り約０．０５〜
約０．５ガロン（１平方メートル当り約２．０〜２０１
）／分の流量密度範囲内であれば、流出液の品質は流量
密度に実質的に依存しない。しかしながら、特定された
範囲内流速を減少させることによって、フィルターの寿
命を延長することができる。第１図に図示されたシステ
ムの両端部並びに第２図に図示されたシスの両端部には
処理液貯蔵槽を使用することが好ましい。 即ち、例えば流体漏出孔によって、清澄な処理液の需要
が変動すると、第１図および第２図の処理システムへの
返流則ち再循環量も同様に変動するので、返流量を調整
するため貯蔵槽またはサージタンクを前方機部に使用す
る。同様に、第１フィルターの上流の貯蔵槽は流体を調
合するため、および処理システムの処理能力を越える場
合にシステムの要求に応じて貯蔵するために使用するこ
とができる。フィルターの単位面積当りで炉遇された全
流出容量は次式によって流入処理液の流速貝０ち流量密
度に蓮付けることができる：フィルター表面１平方フィ
ート（メートル）当りで（閉塞迄に）炉週された全流出
容量＝Ｋ化′） 流入懸濁液流量密度 式中、フィルター表面１平方フィート（メートル）当り
で炉過された全流出容量はフィルター表面１平方フート
（メートル）当りのガ。 ン（１）単位で測定され、流入懸濁液流量密度はフィタ
ー表面１平方インチ（メ−トル）当りガロン（１）／分
の単位で測定され、そしてＫ（Ｋ′）は定数である。 上記関係式によれば、一定の表面積を有する一定の炉村
に関しては、一定の固形物質含有量を有する流入液則ち
処理液の流量密度が減少すると、閉塞迄の全流出客は増
加する。 流入流量密度がフィルター表面積１平方フィート当り約
０．０５〜約０．５ガロン（１平方メートル当り約２．
０〜約２０１）／分の範囲内に維持される場合には、許
容圧力下での流通を不可能にする程厚く濃い炉達の蓄積
によるフィル−の閉塞が起る以前に、許容できるフィル
ター寿命と共に許容できる全流出容量が得られる。第２
図に示された処理システムは第１図のものと似たような
ものであるが単段の表面フィルターシステムを使用して
おり、好ましくは共厭のミラーとリードの出願、米国特
許第４４１９２３４号中に記載されているタイプである
。 第１図と同様、第２図においても炉過システムの前に振
動節ＳＳと一対の遠心分離機ＣＳがある。しかしながら
、第２図のシステムにおいてはプレフィルターを使用し
ない。第２図に示されているように、流入処理液は振動
節を通ってそれからオンライン遠心分離機を通って、そ
の後入ライン４２によって炉過システムに入る。 それかライン４３によってフィルター４０‘こ進入する
。ライン４３からフィルター４０への流量はオンーオフ
バルブ４７および４８によって制御される。必要に応じ
て、修理中にフィルターから液体を排出するため排水ラ
イン４１が設けられてり、オンーオフバルブ４４によっ
て制御される。 第１図に開示された炉過システム同様、共願のラーとり
ードの出願、米国特許第４４１９２３４号中に開示され
ている好ましいアセンブリーを使用する場合には、排水
ライン４１は不要である。流入処理液はライン４３によ
ってフィルター４０‘こ流入し、それからライン４９に
よってフィルター４０から流出する。 フィルター４０を介する差圧表示計４６はィン４３と４
９にタップしており、フィルターを介する圧力低下を測
定して、フィルターの修理または交換が必要となる点、
即ち、フィルターの汚染物量が許容できない圧力低下に
迄達した時点を指示する。流量制御バル４５はフィルタ
ー４０からの流出量を制御することによって、流入処理
液の流量密度をフィルター表面１平方インチ（メートル
）当り約０．０５〜約０．５ン（１平方メートル当り約
２．０〜約２０１））ノ分の必要範囲に制御する。 濁度計３９は流出液の濁度を、従って流出液の固形物含
量を測定する。 この測定はフィルターの性能レルを監視するために用い
られる。本発明に有効なフイルタ− 本発明に有効なフィルターは表面フィルターとして特徴
徴付けることができるものである。 内部フィルターと対照をなすこのタイプのフィルターは
フィルター内部ではなく主としてフィルター表面上に粒
子を蒲促することによって作用する。かかるフィルター
の処理容量および炉過能力は海津によって与えられる。
これに対し、一般に中空コアに円筒状に巻付けたフィラ
メント材料本体からなる内部フィルターは炉村本体が炉
過すべき液体のために曲りくねった流路を与え、そして
その曲りくねった流路に沿った各所で則ち炉材の内部で
粒状物を捕促することによって作用する（内部フィルタ
ーの名称はここから来ている）、即ち、かかるフィルタ
ーの処理容量は炉村本体内の汚染物保有によって与えら
れる。油井たはガス井処理液中に含まれているような物
を炉過する場合、概して内部フィルターは約３インチ７
．６肌）の外径を有する従来の円筒型内部フィルターの
約１′４または１／２インチ（約０．６または１．３の
）で粒状固形物を橘促する。本発明に使用される表面フ
ィルターは比較的薄いシート状または膜状の材料である
。 それをプリーツ形態にし、そして炉過工業分野で公知の
タイプのフィルターカートジの形態で使用することが好
しし・。本発明の方法において、表面フィルターは主に
表面フィルターの流入表面上に体粒子を捕促して複合フ
ィルター（即ち表面フィル夕−と炉淫の組合わせ）の一
部をなす炉連を蓄積するので、表面フィルター自体が実
質的に大きな絶対紬孔度を有する場合であっても、約０
．１０ンもの微細な粒子を除去できる有能な炉過システ
ムになる。この炉達をどのように形成するかは本発明の
方法を首尾よく実施するために重要である。 炉過システムを本願で特定された流量密度即ちィル夕−
表面１平方インチ当り約０．０５〜約０．５ガロン（１
平方メートル当り約２．０〜約２０１）／分の範囲で操
作するとき、坑井処理液中に含有されている固体粒子貝
０ち先に規定したような掘削屑およびフオ−メーション
肩は必要な細孔径と密度の特性を持った炉淫を形成して
必要な浸透性と寿命を与えると云うことが判明した。本
発明において有効な表面フィルターは本発明の方法によ
って除去すべき最小粒子と同じように微細な即ち約０．
１ミクロンの絶対細孔度を有している必要はなく、実際
、有していない方が好ましい。従って、本発明の表面フ
ィルターを操作し始めたばかりの時、０．１〜３０ミク
ロンの範囲の固体粒子を実質的に含有しない流出液は本
発明の法によって直ちには得られない；尚、用語「実質
的に含有しない」は先に定義されている。しかしながら
、汚染された処理液が表面フィルターを通過すると比較
的迅速に炉蓬が蓄積され、そしてこのシステムは必要な
品質の炉液を流出し始める。油井またはガス井処理作業
が、炉過プロセスの開始時から、固体粒子を実質的に含
有してはならない場合には、特定の処理作業にとっての
認容範囲を越えて大きい径の固体粒子を通過させない適
当な絶対細孔度の最終フィルターを下流に使用して本発
明を実施すできである。 だから、一般には、下流の卸ち最終フィルターは上流の
即ちプレフィルターより微細な絶対細孔度を有するであ
ろう。最終フィルターは、ブレフイルターはプレフィル
ターまたは単段フィルターにとって必須であるような表
面フィルターが最も好しし、。また、フィルター表面積
１並方フィート当り約０．０５〜０．５ガロン（１平方
メートル当り約２．０〜約２０１）／分の流量密度で操
作することが好しし、。しかしながら、最終フィルター
上に付着する汚染物量は低いので、比較的高い流量密度
で操作してもよい：例ば、プィルターの流量密度はフィ
ルター表面１平方フィト当り０．３ガロン（１平方メー
トル当り１２．２１）／分以下が好ましいが、最終フィ
ルターの流量密度は、最終フィルター上の汚染物量が低
いので、０．５ガロン（２０１）／分・平方フィート（
平方メートル）以上であっても満足できるであろう。こ
の下流最終フィルターの大きさ（即ち使用フィルター全
体の平方フィート平方メートル）数）と流量密度はプレ
フイルターのために特定した範囲則ち最終フィルター１
平方フィート当り０．０５〜０．５ガロン（１平方メー
トル当り２．０〜２０１）／分の範囲内に合わせること
が好ましい。 しかしながら、上記のように、この下流の汚染物含有量
は比較的低いので（特にプレフイル夕−上に炉醜が蓄積
した後では）、このフィルターはプレフィルターの寿命
の何倍もの、例えば２０〜３Ｍ音もの有効運転寿命を有
する。従って、下流の最終フィルターはプレフィルター
よりも高い流量密度で操作することができるが、やはり
、ィルター表面１並方ィソチ当り約０．０５〜約０．５
ガロン（１平方メートル当り約２．０〜約２０１）／分
の範囲内が好しし、。表面フィルターとして有効な炉村
、即ち、２段以上の炉過システムを用する場合のプレイ
ルターと最終フィルター用の、または単段シテムのフィ
ルター用の炉材としては表面から表面に連絡している細
孔を有する広範な多孔性シート材料が包含される。同一
の又は異なる多孔度のシートを１枚又は数枚使用しても
よい。適切な絶対紬孔度を有する目の荒い組織、金網ま
たはプラスチックメッシュのようなシートを使用しても
よい。ペーパーシート（必要ならば、樹脂を含浸させて
もよい）は有効な、用途の広い、そして安価な液体浸透
性の炉材を提供するので好ましい基材である。樹脂含浸
セルロースベースペーパーシートはプレフイルター用の
好ましい炉村である。合成樹脂繊維を繊維シート状にし
て使用してもよく、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリエチ
レンがポリプロピレンのようなポリオレフイン、ボリ塩
化ビニル、ポリエステルおよびポリアミドの繊維のよう
な種々の高分子材料が包含される。さらに、本発明に有
効な炉材はガラス、チタン酸ナトリウム、ミネラルウー
ル等を包含する広範なその他材料から製造することもで
きる。ゴム、カゼイン、大麻、ジュ−ト、リネン、綿、
絹、ウール、およびモヘアも使用できる。上記のような
繊維状材料は織−、または不織−繊維層のようなシート
材例えば帯、マットおよびバットにしてもよい。金網も
使用できる。単段炉過システムにおけるフィルターおよ
び２段炉過システムにおけるプレフィルタ−は約０．１
〜約４０ミクロンの範囲、好ましくは約０．５〜約３０
ミクロン、より好ましくは約５〜約１５ミクロン、そし
て最も好ましくは約１０ミクロンの絶対細孔度を有すべ
きである。 下流の又は最終フィルターは好ましくは約０．１〜約２
０ミクロンの範囲、より好ましくは０．５〜１０、そし
て最も好しくは約２ミクロン以下の絶対紬孔度を有すべ
きである。好ましくは、本発明に使用される表面ィルタ
ーはプリーツすることができて従来のフィルターカート
リジ要素に便できるような実用的な薄さを有している。 材料が薄くなる程、利用できるプリ−ッの数は増大する
ので、所定の大きさのカートリッジのために達成できる
表面積は大きくなる。本発明においてフィルターとして
シ使用されるシート材料は、場合によって、円筒状にし
た時に自己支持性である程十分堅いものであってもよい
。しかしながら、そうでない場合には、ポリプロピレン
等のような堅い材料の多孔性の心および（又は）多孔性
の外側シートを支持体として使用すると共に、他の一層
多孔性の材料により支持てもよＬ、。本発明に有効なフ
ィルターアセンブリーにおいては、炉材を管状のプリー
ツ形態にして好ましくは従来のカートリッジケージ、例
えば、堅い多孔性コア、多孔性外部シースおよびエンド
キャップを有して、必要な支持を与えるとともに適当な
容器内にフィルターカートリッジを固定する手段または
共豚のミラーとリードの出願、米国特許第４４１９２３
４号中に開示されているように１個以上のフィルターカ
ートリッジを互いに両端を突き合わせた関係で結びつけ
る手段を付与する従来のポリプロピレンカートリッジケ
ージ内に装填して使用することが好ましい。 本発明のプレフィルターとして使用するための好ましい
カートリッジ要素は適切な絶対細孔度の樹脂舎浸セルロ
スベーパーシートを管状のプリーツ形態にし、そして上
記のような従来のポリプロピレンカートリッジ内に支持
したものである。かかるフィルターカートリッジの多数
からなるプレイフィルターアセンブリーを本発明の実施
に使用する場合、このプレフィルターは約１０ミクロン
の絶対細孔度を有するものが好ましく、そして従来サイ
ズの各カートリッジは約５．９平方フィート（０．５で
）の有効フルター表面を有している。同様に、最終フィ
ルターは管状プリーツ形態のガラス繊維ベースフィルタ
ーシートからなるカートリッジ当り約５．５平方フート
（０．５〆）の有効フィルター表面積を有する従来のカ
ートリジ要素の多数から構成されるものが好ましい。１
段炉過システムを使用する場合、好ましい炉材はガラス
繊維をベースにした約１０ミクロンの絶対細孔度を有す
るフィルターシートである。 本発明のフィルター要素を製造するフィルターシート材
料は必要ならば合成樹脂またはセルロース誘導体を含浸
させて強度および炉過体に対する耐摩耗性を改善するこ
とができる。含浸剤はフェノールホルムアルデヒド樹脂
、メラミンホルムアルデヒド樹脂、ポリエステル樹脂、
ポリヱポキシド樹脂等のような広範な材料から選択する
ことができる。これ等タイプの材料は紙や編織物の分野
で周知である。円筒状フィルターシートに蓋をするエン
ドキャップは金属やプラスチックのような所望の材料の
ものでよい。 比較的堅くて円筒状フィルターシートに密着して漏れな
いように密封するものが好ましい。エンドキャップ、多
孔性コアおよび多孔性外部シースを作成するためには広
範な材料を使用できる。 かかるカートリッジ要素は公知であり、その設計および
製造は当業者にとって十分理解できる範囲内にある。多
孔性コア、多孔性外部シースおよびエンドキャップ（以
後、フィルターカートリッジの「支持要素」と称す）を
作成するための代表的な有効材料としてはステンレス鋼
、マグネシウム、チタン、ニッケル鉄およびこれ等の各
種合金が包含される。さらに、支持要素は種々の合成高
分子材料から作成することもできる。ポリプロピレンは
好ましい材料である。ポリプロピレンや他の重合物から
なるコアや他の重合物からなるコアは粉末成形によって
又は型押又は材料をシートに造形することによって製造
することができる。種々のデザインのコアが便される。
本発明に使用するために適するコアは米国特許第３２４
６７６６号中に記載されており、該特許の開示は参考に
なる。次に、実施例によって本発明の方法を説明する。
実施例中の、並びに本願明細書中の部およびパーセント
は別に特定されていない限り重量によるものである。実
施例 １ 坑井仕上げ液の炉週についての一連の実験は水深２００
フィート（約６仇ｈ）の海洋に設けて８０−スロット掘
削プラツトフオーム上で行った。 この目的は仕上げ液即ち５％塩化ナトリウムブラィン水
溶液の炉液中の懸濁固体粒子材料の最大粒度を１ミクロ
ン未満にしかつ全固形物含有量をｌｐｐｍ未満にして再
循環せしめことであった。クリーニングシスムは直列に
２００メッシュ振動節とその後の２個の遠心分離機を用
いた。システムの流通容量は４バレル／分（１６８ガロ
ン（６３８）／分）であった。概して仕上げ作業中には
、１５９００００〜２斑５０００１の仕上げ液が坑内に
送に込まれ、その大部分は貫通孔洗浄に用いられるが、
その仕上げ液であるブラインがフオーメーション中に失
われてしまう場合にはもっと多量の仕上げ液が必要とな
ろう。試験は遠Ｄ分離機を出たフローから（従来の内部
フィルターシステムの前で）傍流（ｓｌｉｐｓｖｅａｍ
）を取り出し、第２図に示されているフイルターを使用
し、そしてシステムの両端に処理液貯蔵槽を設けて実施
した。 厚さ０．０５０インチ（０．１３弧）および深さ０．４
１０インチ（１．０４伽）のひだを有するプリーツ形状
で全表積６．６平方フィート（０．６軌）を有し、かつ
３ミクロンの絶対紬孔度を有するガラス繊維ペーパー炉
材からなる１０インチ（２５．４肌）の表面フィルター
カートリッジ単一を使用した。遠心分離機の下流の流体
の一部を単一のテストフィルターカートリッジに通す一
方、流体の大部分を従来の内部フィルターシステムに通
した。第２の僕流試験は、同一タイプの表面フィルター
媒体であるがミクロンの絶対細孔度を有する１０インチ
（２５．４弧）の単一カートリッジを使用して行った。
両試験は第２図に示されているように一般的フロー略図
を使用した。‘１｝振動筋の下流、【２）遠心分離機の
下流、‘３｝従来の内部フィルターシステムのフィルタ
ーアレイの下流、および【４｝本発明の方法に従って操
作する僕流試験に使用された単一カートリッジフィルタ
ーの下流の流出液をサンプリングーて性能評価を行った
。 本発明の方法による各僕流試験に使用した単一フィルタ
ーカートリッジを通る流量は第２図に示されているよう
にフィルターカートリッジの下流の流量計によって測定
され、それはカートリッジ当り０．７ガロン（２．８）
／分であった：即ち、フィルター表面１平方フィート当
り０．１ガロン（１平方フィート当り４．１１）／分の
流量密度であった。固形物含有量は既知容量の採取液体
を微細孔性ナイロン膜ディスク上に炉過し、そして堆積
量を重量分析法で測定することによって求めた。 流入液および流出液中の固形物％の測定はまた、重量分
析測定による携帯濁度計、フィシャーサィェンティフィ
ック社（ＦｉｓｈｅｒＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＣｏｍｐａ
ｎｙ）から入手できるモデルＮｏ．ＤＲＴ−１５の検量
につても行った。これによって実験の間中約±５０％の
精度で含有量１蛇ｐｍ以上の固形物の測定が見ただけで
直ちに可能になった。比較のためには、即ち、一方のサ
ンプルからもう一方への鰯度変化の測定に関しては、大
度測定の精度は約±ｌｏ％以内あった。また、試験現場
でテスト流出液を円盤に通して炉遇することによって粒
度分布円盤を作成した。 振筋上お粒子密度はその場で評価した；実際の粒子計測
も場外で行った。対照標準として従来技術によって操作
されるシステムの場合、即ち、振動節、遠心分離機およ
び約１０川固の標準の２５．４伽ポリピロピレン深底型
フィル夕−カートリッジからなる従来のフィルターシス
テムの場合、約０．１〜約３０ミクロンの範囲の粒子の
固体物質が約１５００〜約２００伽ｐｍ含有されている
坑井仕上げ液を流入せしめとき、この従釆フルターシス
テムからの流出液の固形物（濁度測定によって決定され
る）は９０仮ｐｍであった。 従来のフィルターシステムへの流入液の濁度を１８のｐ
ｍ形物（１２４ネフェロス濁度ユニット、ＮＴＵ）に低
下させた場合、従来のポリプロピレン内部フィルターシ
ステムからの流出液の濁度は８５ｐｐｍ（８０ＮＴＵ）
と測定された。一連の実際し、て、振動節の下流、遠心
分離機の上流で仕上げ液は１６８３ｐｐｍ固形物を含有
していた。 遠心分離機の下流で該流体は１６８１ｐｐｍ固形物を含
有しており、このことは固形物の粒度が小さ〈そしてそ
の流体中での分散状態が良好であるため遠心分離機が実
際無効であったことを示している。別の一連の実験にお
いて、振替節の上流の仕上げ液は１１５６３３ｐｐｍの
流入固形物を有していた。 その時、該流体は遠心分離機の下流２０４０ｐｐｍの固
形物を含有していた。遠心分離機からの流出液なついて
粒子分布を分析したところ、径１ミクロン以上の粒子に
関して、約７０％の粒子は１〜５ミロンの範囲であり、
２０％は１〜１５ミクロンであり、そして２５ミクロン
以上は４％未満であった。 本発明の方法に従って、フィルター表面１平方フィート
当り０．０１ガロン（１平方メートル当り４．１１）／
分の流量密度で、単一フィルターカートリッジ（絶対紬
孔度２ミクロンのりーズＡおよび絶対細孔度３クロンの
シリーズＢ）を使用して実施した傍流試験は、下記の第
１表に掲載されているような結果を得た。 第１表 １ 濁度計の検量線から算定した。 ２ 流出液は実験の間中同じ目視明澄度を有している。 １ シリーズＢのｐｐｍは全て濁度計の検基線から算定
した。２ △Ｐが５ｐｓｉ（０．３５ｋ９／ｃ鰭）にな
ったところで実験を終えた。 これ等結果から、プレフィルターなしの１段の単一フィ
ルターカートリッジを使用したとき当初の炉連形成期間
を過ぎた後では、約４０ｐｐｍから高い方は約１８４０
ｐｐｍの流入液負荷範囲で流出ブラィンの固形物が５ｐ
ｐｍ以下になることは明らかである。 おのおののカートリッジを使用して閉塞が起る迄の時間
は、差圧７血ｓｊ（４．９ｋ９／ｃ杉（シリーズＡ）以
下で適当に稼動するカートリッジの寿命を表わしていた
。シリーズＡののカートリッジは６９分間正常に稼動し
、その同じ期間中に従釆の炉過構を使用するシステムで
はカートリッジを３回交換した。 この期間中の流入液固形物は約３０政ｐｍから約１５０
０ｐｐｍまでの範囲にあった。フィルターカートリッジ
からの流出液は２ミクロンり小さな粒度およびｌｐｐｍ
より少ない固形物負荷を有していた。シリーズＢの稼働
時間は４５分間であり、その期間中の流入液固形物は約
５０のｐｍから約１８０岬ｍの間にあり、流出液は３ミ
クロン未満の粒度および５ｐｐｍ以下の固形物負荷を有
していた。 シリーズＢの実験はわずか５ｐｓｉ（０．３５ｋ９／仇
）の△Ｐで黒づんできたので終了した。しかしながら、
得られた結果はフィルターの寿命が延長されたことを示
していた。実際、△Ｐが５ｐｓｊ（０．３５Ｘ９′の）
になる迄のフィルター寿命４５分は従来の炉過システム
では２回のカートリッジ交換に相当した。上記実験にお
ける流量密度は平方フィート当り０．１０ガロン（平方
明−トル当り４．１１）／分であった。 この流量密度でフィルターシステムは閉塞迄に許容でき
る有効寿命を持った。実施例 ２ 約０．１〜約３０ミクロンの範囲の粒子の固形物含有量
５０ｐｐｍを有する５％塩化ナトリウム水溶液ブラィン
の坑井仕上げ液について、即ち、実施例１の海洋掘削プ
ラットフオーム使用した坑井仕上げ液を第１図に示され
ているような２段炉過システムの遠心分離機の下流でサ
ンプリングしたものについて、一連の室内炉過試験を実
施した。 プレフィルター段は１０ミクロンの名目細孔度と３０ミ
ク。ンの絶対紬孔度を有するェポキシ樹脂舎浸セルロー
スペーパー炉村の表面フィルターディスク３枚からなり
、その後に直列に配置した最終表面フィルターは２ミク
ロンの絶対細孔度を有する実施例．１のガラス炉材のデ
ィスクから構成されていた。仕上げ液を、プレフィルタ
ー表面１平方フィ−ト当り０．１３ガロン（１平方メー
トル当り５．３）／分の流量密度でプレフィルター段に
、そしてフィルター表面１平方フィート当り０．３９ガ
ロン（１平方メートル当り１５．９１）／分の流量密度
で最終フィルターに循環させた。 ２時間後にプレフィルタ一上の炉律は厚さ０．０２７イ
ンチ（０．０６９肌）まで蓄積し、その時のプレフィル
タ−を介する差圧は３幼ｓｉ（２．７ｋ９／仇）になっ
ており、そこで実験を終了した。 最終フィルター上では有意の圧力上昇が認められかつた
。プレフィルターの下流、最終フィタルターの前で平均
流出液の固形物の童を分析したところ、操作当初の１び
分間は３岬ｐｍであった。 プレフイルターに流入する流入液の固体含有量が５０ゆ
ｐｍであるとき、運転開始後１０分は、ｌｐｐｍ未満の
流出液を最終フィルターの下流で得た。これ等結果から
、本発明において操作当初から固体含有量の低い清澄流
出液を得るためには操作当初（プレフィルター上に炉律
が形成される迄）微細孔の最終フィルターを必要とする
ことが示された。十分な炉過特性が維持されていると云
う条件下でフィルターカートリッジの交換時期を決定す
る第一の要因はフィルターカートリッジを介する有効差
圧であるが、プリーツカートリッジに関する有効差圧は
炉律プラス表面フィルターを介する有効差圧が許容でき
ないレベルに達する前にプリ−ッ間の容積が充填されて
しまうことがあるので、同一材料の平らなデスク型フィ
ルターに関する有効差圧とは異なると云うことにに留意
すべきである。 それで、かかるシステムの決定要因はフィルターのプリ
ーツ間の容積が充填されることによって炉過のために有
効な表面積が実質的に低下した時点になる。 従って、先に示した式中のＫ値（２ミクロンのガラスフ
ィルターに関してそのフィルターシート材料の平なディ
スク上で測定したＫ値が第３図に示されている）は閉塞
が起る前に特定三戸材中を通過すると了想されるフィル
ター表面１平方メートル当りの全流出量を決定するため
の有効な指標となる。しかしながら、炉材の立体配置例
えば管状のプリーツフィルターシート（これは同一フィ
ルターシートの平らなディスクに比べて所定サイズのフ
ィルターアセンブリー容器での炉過表面積を最大するた
め好んで使用される）は上記数式によって示唆されるよ
りも制限された稼働寿命となるであろう。この数式によ
って、フィルター表面の平方メートル単位面積当りで得
られるであろう全流出量の上限が効果的に求めることか
できる。実際に、フィルター交換は主として、フィルタ
ーを介する許容圧力低下と、勿論、フィルターからの流
出処理液中の固形物含有量を監視することで測定される
流出固形物許容含有量とによって決定される。実施例２
で行った実験に関して、プレフィルターの運転開始１び
分後に例えばポンプを停止しそして再び運転することに
よって生ずる圧力サージングのようなシステムの混乱が
あっても、流出液が再び固形物含有量ｌｐｐｍ以下で平
衡する迄にプレフィルターは１０分と云う時間を必要と
しないことが判明した。 この１■ご間のプレフィルターから平均流出液は２８ｐ
ｐｍであった。実施例 ３ 実施例１に記載されている坑井から得た約０．１〜約３
０ミクロンの範囲の固体粒子を５０岬ｐｍ含有している
５％塩化ナトリウム水性ブライン仕上げ液について下記
の一連の室内試験を行った。 １段炉過において、実施例２のェポキシ樹脂含浸べ−パ
ー表面プレフィルター型のフィルターカートリッジを全
体に標準長さの約１′４の長さに短くして特別に作成し
たものをそれぞれ別々に使用して３つの別の試験を行っ
た。 ３つのフィルターカートリッジは次のような立体構造を
有していた：これ等の試験は第２図に示されているシス
テムを使用して、下記表に記載されている流出流量密度
（Ｋ＝３．２）で行った：この実施例は所定の炉材をプ
リーツ状にする場合最適プリーツ数であと云うことを示
している。 概して、プリーツ数が増えると表面積が増大する・・・
・・・望ましい属性。しかしながら、プリーツ数が多く
なりすぎると、炉捧の堆積に有効なプリーツ間の空隙が
減少する・・・・・・望ましくない属性。このシステム
では、８９や１０８よりも９８のプリーツ数の方が良か
った。理想的には、フィルターはプリーツ間の容量が満
たされた丁度その時に通常、稼働を終了する△Ｍこ達す
るようにすべきである。実施例 ４実施例１に記載され
ている坑井からの約０．１〜約３０ミクロン範囲の固体
粒子５０蛇ｍ含有している５％塩化ナトリウム水性ブラ
イン仕上げ液について次のような室内試験を行った。 炉過システムは実施例３に記載されているタイプの標準
長さ１ノ４の単一表面フィターカートジから構成されて
いた。プリーツの深さ０．６２５インチ（１．５９ｃ双
）であり、ひだ即ちプリーツ数は６０であり、そして全
表面積は０．９６平方ィート（０．０８９平方メートル
）であった。このタイプの標準長さの要素は約５平方フ
ィート（０．４６万メール）の表面積を有しているが、
その炉漣処理容量はプリーツご０．４１０インチ（１．
０４）およびひだ数則ちプリーツ数９８を有す要素の２
倍である。ィルター表面（Ｋ＝３．２）の１平方フート
当り０．１３８ガロン（１平方メートル当り５．６２１
）／分の流量密度では、フィルターを介する差圧が通常
高差圧を理由にフィルター交換の行われる値４０ｐｓｉ
（２．８ｋ９／ｃ虎）に達する迄に、１２０分を要した
。この実施例はプリーツをより深くするとより低い流量
密度を使用して全体の炉過面積を高く保つことができる
ので）戸連処理容量を増大させることができると云うこ
とを示している。 実施例 ５ 実施例１の坑井から得た約０．１〜約３０ミクロンの範
囲の固体粒子を１５００ｐｐｍ〜１００ｐｐｍの種々の
含有量範囲で含有している５％塩化ナトリウム水性ブラ
ィン仕上げ液について次のよな室内試験を行った。 この場合、２ミクロンの絶対紬孔度を有する実施例１（
Ｋ＝２．３）の炉材から作成した表面積０．０１Ｓ平方
フィート（１３．９の）のディスクかなる表面フィルタ
ー１段を使用して、流量６の／分（フィルター表面１平
方フィート当り０．１１ガロン（１平方メートル当り４
．４９）／分の流量に相当する）で行った。１５０のｐ
ｍの流入液汚染含有量で、フィルターは１１０分を要し
て差圧３岬ｓｊ（２．１ｋ９／の）に達した。 ５００ｐｐｍの流入汚染含有量で１４０分を要して同じ
差圧に達し、そして１００ｐｐｍの流入液汚染含有量で
は１７粉ごを要して差圧かｓｉ（２．２ｋｇ／のＺに達
した。 いずれのテストにおいても、流出液は目視で清澄であっ
た。 この一連の試験は、流入液汚染物有量を１５００のレベ
ルから１００に下げたときフィルターの寿命は１１び分
から１７粉ふの増加するだけであったと云うことを示し
ており、それはディスク型フィルターの推定寿命がディ
スクフィルターの汚染物量に依存しないと云うことを表
わしている。上記例示タイプの実験から得たデータの分
析によって、特に、フィルターの有効寿命を表わす時間
に対して差圧△Ｐをグラフ化して得た曲線を検討するこ
とによって明らかにされたことであるが、所定の流入液
汚染物含有量で、所定の炉材において、フィルターの有
効寿命中にフィルターを通過する全流出容量は次の数式
によって表わすことができる：フィルターの単位面積当
りの（炉過 塞迄のＫ化′）流出容量＝流入処理液の流
量密度 この数式中のＫ（Ｋ′）の値は、炉漆過される液体のィ
プ液中に存在して炉過によって除去される汚染物即ち含
有物の種類、および流入液中の汚染含有物の割合、によ
って変動するので経験的に決定しなければならない。 経験的決定は次のような標準化された試験によって行わ
れる：標準化された試験 本発明の炉過システムに使用される炉村のサンプル（既
知表面積例えば０．０１５平方フィート（１３．９ｃ鰭
）のディスク状）を試験物固定臭に取り付け、炉過すべ
き液流の流入処理液を最終クリーニワング段階から、即
ちフィルターの上流に使用されているクリーニングシス
テムに応じて振動鰍または遠心分離機または粗フィルタ
ーの下流で取り出し、それから上記フィルターディスク
中を通過させる。 流出処理液の流量密度は先に記載したように表面積１平
方インチ当り０．０５〜０．５ガロン（１平方メートル
当り２．０〜２０１）／分の範囲内に保ち、そしてフィ
ルターディスクを介する差圧が試験終了時である３瓜ｓ
ｊ（２．１ｋｇ／の）に達する迄フローし続けてその間
の全流出量を測定する。流出量データ、流入処理液の流
量密度から、前記の数式を使用してＫ（Ｋ′）の値を算
出する。それから、このＫ（Ｋ′｝値を使用して、得る
ことができる流出流量の全容量またはその代りに炉遇す
ることができる処理液の全量を求めることができる。別
の炉材に置きかえるか、又は流入処理液体の汚染物含有
量が変動するか、又はその他の変動があった場合には、
標準試験を繰り返してＫ（Ｋ′）を算出し直す必要があ
る。Ｋ（Ｋ′）値は炉材をディスク状にした測定してい
るが本発明の方法に代表的に使用されるカートリッジフ
ィルターはプリーツ状であるから、カートリッジフィル
ターアレイの停止・交換時期の決定はプリーツ間の容積
が満たされる迄炉律が堆積したことによって決定しても
よい。その時点でのプリーツカートリッジにおける有効
表面積は実質的には円筒状フィルターの呼称外面の円筒
外表面積になっている：即ち、円筒状フィルターの表面
積は初期の高い値から単に従来の内部フィルターに相当
する表面積を呈する迄に低下してしまっている。従って
、この時点でフィルターを介する差圧は大中に増加して
、カートリッジフィルターの停止・交換を必要とするで
あろう。これは、上記数式の左右の項が等しい値になる
前に起ることもある。従って、この数式は炉過可能な全
流出容量の上限を決定する一般的指標として有効である
が、プリーツフィルターを用いると実際の全容量は数式
の値より少なものとなろう。第３図は流入液中に存在す
る蚤５ミクロン未満の粒子の（全存在数に対する）％に
対してＫ値をプロツトしたものである。 炉過可能な液体のタイプ 本発明の方法は油井またはガス井処理液各種と共に使用
することができる。 すべてのタイプの仕上げ液、刺激液および改修液、特に
ブラィンに対して約２５％以下の範囲の種々の量の塩化
ナトリウムを含有する水ベース塩化ナトリウムブラィン
を使用する特殊な用途を有している。水と塩の混合液ま
たは水と不混和性溶剤例えばアルコール類、ポリオキシ
アルカリングリコール類およびグリコールェーテル類と
の混合液をベースにした仕上げ液も本発明方法によって
処理することができる。本発明の主な用途は油井仕上げ
液に対するものであるが、本発明はアルカリ性および酸
性水溶液のように層をフラクチャリングするため加圧下
で使用される坑弁刺激液ような油・ガス井処理液と共に
使用することもできる。勿論、これ等の場合、選択され
た炉は特別の処理液による化学的攻撃に対して耐性を有
していなければならない。先に述べた通り、油井または
ガス井から現われたときの仕上げ液の負荷レベルは極め
て苛酷である場合がある。 本発明の炉過システムは大きさ則ち直蚤たはさしわたし
最大寸法が３０ミクより４・さし・小粒子を除去するた
めに特に設計されている。従って、これより大きい粒子
は、流体をこの炉過システムに導入する前に、従来の粗
粒子除去装置例えば振動輪、遠心分離機および紬孔径が
３０ミクロンよりずっと大きい例えば５０〜１００ミク
ロンである粗いフィルターを使用して除去されるべきで
ある。かかる粒子艮０ち紙粒子除去方を使用すれば、本
発明炉過システムに供給される流入処理液は通常約２０
０的ｐｍを越える固形物含有量はもたないであろう。本
発明の方法は２０００ｐｐｍ以下のどのような固形物含
有量にも使用することができる。３０ミクロンより大き
い何らかの付随的粒子も除去される。 本発明の炉過システムにおいては、表面フィルターと粒
子除去中に表面フィルターの上面に堆積した炉連とが結
合してフィルタ′一複合体として作用して３０ミクロ話
より小さい粒子をする。 このため、本発明に使用される表面フィルクーは３０ミ
クロンより小さい絶対紬孔度を有する必要がない。平均
フィルター孔度が流入処理液中に存在する粒子の一部と
同一サイズであるか又はそれより小さい限り、海律が堆
積するであろう、そして炉連が堆積すると表面フィルタ
ーの炉過作用に炉連の炉過作用が加わる。従って、本発
明における炉過プロセスは表面フィルターと炉律からな
るフィルター複合体の成果である。勿論、表面フィルタ
ーは炉連の蓄積なしでその細孔蓬より大きい粒子全てを
最初から除去する。 必然的に、炉過プロセスの最初の段階であってもフィタ
−の紬孔径より小さな粒子の通過が絶対にあってはなら
ない状況下では微細孔の表面フィルターが好ましい。し
かしながら、使用する表面フィルターの絶対紬孔度が微
細になる程、一般に、フィルターは高価になる。従って
、流出液の処期汚染物含有量が高くてもよい場合には、
最初の数分間以内で例えば稼働開始１０分後には炉淫が
適切に蓄積し、そうなれば炉連を通る炉過機構によって
フィルターの絶対細孔度より小さい大きさの小粒子も除
去されるので、絶対紬孔度が３０ミクロンっり大きい表
面フィルターを使用してもよ、そしてこのフィルター合
化流で比較的または実質的に清澄な流出液が得られる。
流入固形物含有量が過度に高くない、例えば、１００政
ｐｍを越える程度の場合には、単一フィルター段でも清
澄な流出液を得ために十分である。しかしながら、約０
．１〜約３０ミクロンまたはそれ以上の粒度範囲の粒子
を実質的に含有しない流出液が必要な場合には、２段以
上のフィルター段を直列に使用することが好ましい。第
１番目の段は一般に最終フィルター段よりも粗いフィル
ターを有しているので、微細粒子の一部は第１フィルタ
ーを通過してその下流から最終フィルターに進み、そう
してプレフィルター則ち第１フィルター段および最終フ
ィルター段（又は複数段）の双方に炉淫が蓄積される。
この方法で多数のフィルター複合体を通す炉週は粗い方
のフィルターだけを通す単一炉週よりも初期の清澄度を
高くする。工業的適性工業的適応性 本発明の方法は油・ガス井処理液例えば仕上げ液、刺激
液および改修液の処理と云う特殊な用途を見し、出した
。 また、本発明は従釆の多量のペントナィト等を含有する
掘削泥水ではなく高濃度のブラィンを使用する新型の掘
削液体と共に使用してもよい。本発明は約０．１〜約３
０ミクロンの範囲の粒度を有する固体粒子の掘削屑およ
びフオーメーション暦（２００肋ｐｍ以下の量で存在す
る）を除去すると云う特別の用途を有している。〆／Ｇ
．／ ‘／Ｇ．２ 斤股 ３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 約０．１〜約３０ミクロンの範囲の粒度を有する掘
   削屑およびフオーメーシヨン屑からなる固体粒子で汚染
   された濁つた油井またはス井処理液から清澄な濾過流出
   液を得るための濾過方法であつて、約４０ミクロン下の
   絶対細孔度を有する表面フイルターに、フイルター表面
   １平方フイート当り約０．０５〜約０．５ガロン（１ｍ
   ＾２当約２．０〜約２０ｌ）／分の流量密で上記処理液
   を通すことによつて、（１）初めに上記粒子の少なくと
   も一部を上記表面フイルターの流入表面上に堆積させて
   上記表面フイルターの絶対細孔度より小さな粒子を除去
   するための向上した能力を有する濾滓の形成を開始し、
   そして（２）その後（i）上記表面フイルターと（ii）
   上記濾滓とのフイルター複合体を通して上記処理液を濾
   過して、約０．１ミクロンから約３０ミクロン以上まで
   の範囲の粒度を有する固体粒子を実質的に含有しない清
   澄な流出液を得るとともに、上記表面フイルターの有効
   寿命を延長することを特徴とする方法。 ２ 上記表面フイターは約０．５〜約３０ミロンの範囲
   の絶対細孔度を有する、特許請求の範囲第１項の方法。 ３ 上記の清澄な濾過流出液は約０．１ミクロンから約
   ３０ミクロン以上までの範囲の粒度を有する固体粒子を
   実質的に含有しない、特許請求の範囲第２項の方法。４
   上記処理液は約０．１〜約３０ミクロンの範囲の粒度
   を有する固体粒子約２０００ｐｐｍ以下で汚染されてい
   る、特許請求の範囲第２項の方法。 ５ 上記の清澄な濾過流出液は約０．１〜約３０ミクロ
   ンの範囲の粒度を有する固体粒子を２ｐｐｍ以下含有す
   る、特許請求の範囲第２項の方法。 ６ 上記表面フイルターは約１〜約１５ミクロンの範囲
   の絶対細孔度を有する、特許請求の範囲第１項の方法。 ７ 上記表面フイルターは約１０ミロンの絶対細孔度を
   有する、特許請求の範囲第１項の方法。８ 上記流量密
   度はフイルター表面１平方フイート当り約０．０５〜約
   ０．３ロン（１ｍ＾２当り約２．０〜約１２．２ｌ）／
   分の範囲にある、特許請求の範囲第２項の方法。 ９ 上記処理液は上記固体粒子約１０００ｐｐｍ以下で
   汚染されている、特許請求の範囲第２項の方法。 １０ 上記表面フイルターは管状形態のプリーツフイル
   ターシート材料から構成されたフイルターカートリツジ
   １個以上からなる、特許請求の範囲第１項の方法。 １１ 上記シート材料は樹脂含浸ペーパーである、特許
   請求の範囲第１０の方法。 １２ 上記表面フイルターはプレフイルターであり、そ
   してプレフイルターからの流出液は上記プレフイルター
   の絶対細孔度より微細な絶対細孔度を有する第２フイル
   ターに通されるので、濾過プロセスの最初から、上記第
   ２フイルターからの流出液は上記第２フイルターの絶対
   細孔度より大きな固体粒子を実質的に含有しない、特許
   請求の範囲第１項の方法。 １３ 上記第２フイルターは第２の表面フイルターであ
   り、そして上記第２フイルターを通過する流量密度はフ
   イルター表面積１平方フイート当り約０．０５〜約０．
   ５ガロン（１ｍ＾２当り約２．０〜約２０ｌ）／分の範
   囲にある、特許請求の範囲第１２項の方法。 １４ 上記プレフイルターを通過する流速はフイルター
   表面積１平方フイート当り約０．０５〜約０．３ガロン
   （１ｍ＾２当り約２．０〜２１２．２ｌ）／分の範囲に
   ある、特許請求の範囲第１２項の方法。 １５ 上記プレフイルターはプリーツした管状形態のそ
   して約１０ミクロンの絶対細孔度を有する樹脂含浸ペー
   パーフイルターシートから構成されたフイルターカーリ
   ツジ１個以上からなり、そして上記第２フイルターはプ
   リーツした管状形態のそして約２ミクロンの絶対細孔度
   を有する樹脂含浸ガラス繊維シートから構成されたフイ
   ルターカートリツジ１個以上からなる、特許請求の範囲
   第１３項の方法。 １６ 上記処理液は仕上げ液である、特許請求の範囲第
   １項から第１５項のうちのいずれか一項の方法。 １７ 上記処理液は刺激液である、特許請求の範囲第１
   項から第１５項のうちいずれか一項の方法。 １８ 上記処理液はブラインをベースにした掘削液であ
   る、特許請求の範囲第１項から第１５項のうちのいずれ
   か−項の方法。 １９ 上記処理液は改修液である、特許請求の範囲第１
   項から第１５項のうちのいずれか一項の方法。 ２０ 上記処理液中の固体粒子汚染物はベントイクレイ
   である、特許請求の範囲第１項から第１５項のうちのい
   ずれか一項の方法。 ２１ 約０．１〜約３０ミクロンの範囲の粒度を有する
   掘削屑およびフオーメーシヨン屑かなる固体粒子約２０
   ００ｐｐｍ以下で汚染された濁つた油井またはガス井処
   理液から清澄な瀟過流出液を得るための濾過方法であつ
   て、（ａ）２段以上の濾過段からなる濾過システムに上
   記処理液を通し、上記の第１濾過段は約４０ミクロン以
   下の絶対細孔度を有する表面フイルターから構成されそ
   してフイルター表面１平方フイート当り約０．０５〜約
   ０．５ガロン（１ｍ＾２当り約２．０〜約２０ｌ）／分
   の流量密度で作用して、（１）初めに上記粒子の少なく
   とも一部を上記第１濾過段の上記表面フイルターの流入
   表面上に堆積させて上記表面フイルターの絶対細孔度よ
   り小さな粒子を除去するための向上した能力を有する濾
   滓の形成を開始し、そして（２）その後（i）上記表面
   フイルターと（ii）上記濾過滓とのフイルター複合体を
   通して上記処理液を濾過し、そして（ｂ）上第１濾過段
   からの流出液を、上記第１濾過段の上記表面フイルター
   よりも微細な絶対細孔度を有するフイルターから構成さ
   れた第２濾過段を通すことによって、濾過プロセスの最
   初から、上記第２濾過段からの流出液は上記第２段のフ
   イルターの絶対細孔度より大きい固体粒子を実質的に含
   有せず、そして上記第１濾過段の上記表面フイルターの
   上記流入表面上の上記濾滓の形成後には約０．１ミクロ
   ンから約３０ミクロン以上までの範囲の粒度を有する固
   体粒子を実質的にに含有しない清澄な流出液を得られる
   とともに、上記表面フイルターの有効寿命が延長される
   ことを特徴とする方法。