JPS6042481A - さく井用の閉塞液 - Google Patents
さく井用の閉塞液Info
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- JPS6042481A JPS6042481A JP59119253A JP11925384A JPS6042481A JP S6042481 A JPS6042481 A JP S6042481A JP 59119253 A JP59119253 A JP 59119253A JP 11925384 A JP11925384 A JP 11925384A JP S6042481 A JPS6042481 A JP S6042481A
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- carbon atoms
- oil
- liquid
- organophilic
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/02—Well-drilling compositions
- C09K8/32—Non-aqueous well-drilling compositions, e.g. oil-based
- C09K8/36—Water-in-oil emulsions
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- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
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- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
- Colloid Chemistry (AREA)
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- Lubricants (AREA)
- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は、新規な親有機性粘土ゲル化剤を含有するさく
元用の閉塞液に関するものである。
元用の閉塞液に関するものである。
〔従来技術とその問題点〕
従来、親有機性粘土化合物は、交換可能なカチオンと陰
性層状格子とを含有する粘土と、好適条件Fにイオン交
換によシ反応して、親有機性粘土生成物を形成する。有
機カチオンが、少なくとも炭素原子10個のアルキル基
を少なくとも1個含有するならば、得られる親有機性粘
土は成る種の有機液体中に膨潤するという性質を有する
。
性層状格子とを含有する粘土と、好適条件Fにイオン交
換によシ反応して、親有機性粘土生成物を形成する。有
機カチオンが、少なくとも炭素原子10個のアルキル基
を少なくとも1個含有するならば、得られる親有機性粘
土は成る種の有機液体中に膨潤するという性質を有する
。
1950年代の初めに親有機性粘土が商標BENTIJ
NEとして市場に導入されて以来、低分子量の極性有機
物質を組成に加えることによシ、これら親有機性粘土か
ら最大のゲル化(増粘)効果を獲得するということが周
知になった。
NEとして市場に導入されて以来、低分子量の極性有機
物質を組成に加えることによシ、これら親有機性粘土か
ら最大のゲル化(増粘)効果を獲得するということが周
知になった。
そのような極性有機物質゛は、分散剤、分散助剤、溶媒
和剤、分散化助剤など様々に呼称されている。
和剤、分散化助剤など様々に呼称されている。
分散剤として使用するのに最も効果的であシかつ容認さ
れた極性物質は、低分子量のアルコール類およびケトン
類、とくにメタノールおよびアセトンであることが判明
した。しかしながら、これら分散剤は極めて低い引火点
を有し。
れた極性物質は、低分子量のアルコール類およびケトン
類、とくにメタノールおよびアセトンであることが判明
した。しかしながら、これら分散剤は極めて低い引火点
を有し。
防炎装歓の使用を必要とする。より高い沸点かつ高い引
火点の分散剤を使用することもできるが、これらは効果
が低く、たとえば機械的安定性または貯蔵安定性のよう
な2次特性の貧弱なゲルをしばしばもたらす。
火点の分散剤を使用することもできるが、これらは効果
が低く、たとえば機械的安定性または貯蔵安定性のよう
な2次特性の貧弱なゲルをしばしばもたらす。
しかしながら、親有機性粘土は、12.8℃(55”F
”)よりも低い温度で有機系中に混入する場合或いは低
剪断下で混合する場合には、その有機系に対し貧弱な分
散剤であり、成る親有機性粘土は認めうるゲル化を得る
のに敬時間を要する。
”)よりも低い温度で有機系中に混入する場合或いは低
剪断下で混合する場合には、その有機系に対し貧弱な分
散剤であり、成る親有機性粘土は認めうるゲル化を得る
のに敬時間を要する。
したがって、さく弁用の閉塞液としてのオイルベースの
エマルジョン流体の油相中に容易に分散するご同時に低
剪断下でも短時間にほぼ完全なゲル化を達成するような
親有機性粘土が望まれている。
エマルジョン流体の油相中に容易に分散するご同時に低
剪断下でも短時間にほぼ完全なゲル化を達成するような
親有機性粘土が望まれている。
それ故、本発明の目的は、さく井現場において簡単な攪
拌設備にて容易にgJ製できるポンプ輸送可能なオイル
ベースのエマルジョン流体力らなシ、かつ温度特性の優
れたゲルが得られる地熱絶縁に適したさく弁用の閉塞液
を提供するにある。
拌設備にて容易にgJ製できるポンプ輸送可能なオイル
ベースのエマルジョン流体力らなシ、かつ温度特性の優
れたゲルが得られる地熱絶縁に適したさく弁用の閉塞液
を提供するにある。
先の目的を達成するため、本発明に係るさく弁用の閉塞
液は、油相と分散水相と約6〜約60ボンド/バレル(
17,1〜85,69/l )の親有機性粘土ゲル化剤
とからなるオイルベースのエマルジョン流体であって、
前記親有機性粘土ゲル化剤は炭素原子16個を有するア
ルキル基を有するメチルベンジルアルキルアンモニウム
化合物20〜35%および炭素原子18個を有するアル
キル基を有するメチルベンジルアルキルアンモニウム化
合物60〜75%を含有するメチルベンジルジアルキル
アンモニウム化合物の混合物と、粘土100P当少少な
くとも75ミリ当量のカチオン交換容量を有するスメク
タイト型粘土との反応生成物からなり、前記アンモニウ
ム化合物の量は100%活性粘土基準として粘土100
P当p100〜120ミリ当量であることを特徴とする
。
液は、油相と分散水相と約6〜約60ボンド/バレル(
17,1〜85,69/l )の親有機性粘土ゲル化剤
とからなるオイルベースのエマルジョン流体であって、
前記親有機性粘土ゲル化剤は炭素原子16個を有するア
ルキル基を有するメチルベンジルアルキルアンモニウム
化合物20〜35%および炭素原子18個を有するアル
キル基を有するメチルベンジルアルキルアンモニウム化
合物60〜75%を含有するメチルベンジルジアルキル
アンモニウム化合物の混合物と、粘土100P当少少な
くとも75ミリ当量のカチオン交換容量を有するスメク
タイト型粘土との反応生成物からなり、前記アンモニウ
ム化合物の量は100%活性粘土基準として粘土100
P当p100〜120ミリ当量であることを特徴とする
。
本発明の親有機性粘土増粘剤を製造するために使用する
粘土は、粘土100P当シ少なくとも75ミリ当量のカ
チオン交換容量を有するスメクタイト型粘土である。特
に望ましい型の粘土は、天然産ワイオミング種の膨潤性
ベントナイトなどの粘土、およびヘクトライトすなわち
膨潤性のマグネシウム−リチウムシリケート粘土である
。
粘土は、粘土100P当シ少なくとも75ミリ当量のカ
チオン交換容量を有するスメクタイト型粘土である。特
に望ましい型の粘土は、天然産ワイオミング種の膨潤性
ベントナイトなどの粘土、およびヘクトライトすなわち
膨潤性のマグネシウム−リチウムシリケート粘土である
。
粘土、殊にベントナイ)W粘土は、まだナトリウム型に
なっていないならば、この型に変えるのが好ましい。こ
れは、粘土の水性スラリーを調製し、このスラリーをナ
トリウム型のカチオン交換樹脂床に通すことにより便利
に行なうことができる。或いは、粘土を水および可溶性
ナトリウム化合物(たとえば炭酸ナトリウム、水酸化ナ
トリウムなど)と混合し、この混合物を、練土機または
押出機によって剪断することもできる。
なっていないならば、この型に変えるのが好ましい。こ
れは、粘土の水性スラリーを調製し、このスラリーをナ
トリウム型のカチオン交換樹脂床に通すことにより便利
に行なうことができる。或いは、粘土を水および可溶性
ナトリウム化合物(たとえば炭酸ナトリウム、水酸化ナ
トリウムなど)と混合し、この混合物を、練土機または
押出機によって剪断することもできる。
気成作用または好ましくは熱水作用のいずれかによる合
成法で合成したスメクタイト型粘土を使用して、本発明
の親有機性粘土を製造することもできる。そのような粘
土の代表的なものはモンモリロナイト、ベントナイト、
バイデライト、ヘクト2イト、サボナイトおよびステペ
ンサイトである。これらの粘土は、所望金属の混成水酸
化物を、所望に応じ弗化ナトリウムもしくはそれに代シ
うる交換性カチオンまたはその混合物と一緒にまたはこ
れらを含まずに、所望の特定合成スメクタイトの比率で
含有するスラリーの形態で水性反応混合物を作ることに
より熱水作用的に合成することができる。次いで、スラ
リーをオートクレーブ中に入れ、自生圧力下で約100
〜325℃、好ましくは274〜φOO℃の範囲の温度
まで充分時間加熱して所望生成物を生成させる。
成法で合成したスメクタイト型粘土を使用して、本発明
の親有機性粘土を製造することもできる。そのような粘
土の代表的なものはモンモリロナイト、ベントナイト、
バイデライト、ヘクト2イト、サボナイトおよびステペ
ンサイトである。これらの粘土は、所望金属の混成水酸
化物を、所望に応じ弗化ナトリウムもしくはそれに代シ
うる交換性カチオンまたはその混合物と一緒にまたはこ
れらを含まずに、所望の特定合成スメクタイトの比率で
含有するスラリーの形態で水性反応混合物を作ることに
より熱水作用的に合成することができる。次いで、スラ
リーをオートクレーブ中に入れ、自生圧力下で約100
〜325℃、好ましくは274〜φOO℃の範囲の温度
まで充分時間加熱して所望生成物を生成させる。
本発明の実施の際に使用しうる有機化合物は、1個のメ
チル基と1個のベンジル基と炭素数14〜2oのアルキ
ル基の混合体とを含む第4級アンモニウム塩であシ、こ
こでアルキル基は100%4:準として、炭素原子16
個のものが20〜65%であシ、炭素原子18個のもの
が60〜75%である。塩のアニオンは好ましくは塩素
イオンまたは臭素イオンからまたはそれらの混合物から
選択され1%に好ましくは塩素イオンであるが、たとえ
ば酢酸イオン、水酸化イオン、硝酸イオンなどのような
他のアニオンをIA4級アンモニウム塩中に存在させて
第4級アンモニウムカチオンを中和することもできる。
チル基と1個のベンジル基と炭素数14〜2oのアルキ
ル基の混合体とを含む第4級アンモニウム塩であシ、こ
こでアルキル基は100%4:準として、炭素原子16
個のものが20〜65%であシ、炭素原子18個のもの
が60〜75%である。塩のアニオンは好ましくは塩素
イオンまたは臭素イオンからまたはそれらの混合物から
選択され1%に好ましくは塩素イオンであるが、たとえ
ば酢酸イオン、水酸化イオン、硝酸イオンなどのような
他のアニオンをIA4級アンモニウム塩中に存在させて
第4級アンモニウムカチオンを中和することもできる。
メチルベンジルジアルキルアンモニウム塩は式〔式中、
R,tri CJ−15、R2ハC,1H5cH2、k
L5 オよびR4は炭素原子14〜20個を有するアル
キル基であって、これらアルキル基のうち20〜35%
が炭素数16個を有しかつ60〜75%が炭素原子18
個を有し、また式中M−は好ましくはCL−、Br−、
NO−、α「。
R,tri CJ−15、R2ハC,1H5cH2、k
L5 オよびR4は炭素原子14〜20個を有するアル
キル基であって、これらアルキル基のうち20〜35%
が炭素数16個を有しかつ60〜75%が炭素原子18
個を有し、また式中M−は好ましくはCL−、Br−、
NO−、α「。
0H3COO−およびそれらの混合物よりなる群から選
択される〕 で示すことができる。
択される〕 で示すことができる。
本発明の実施にあたり使用する好適な第4級アミンは、
メチルベンジルニ水素化獣脂アンモニウムクロライドで
ある。ζこに、メチルベンジルニ水素化獣脂アンモニウ
ムクロライドとは、メチルベンジルジアルキルアンモニ
ウムクロライドのアルキル基が牛脂、豚脂なとの獣脂を
水素添加した所謂硬化油を構成する脂肪酸よシ誘導され
るアルキル基(脂肪酸のカルボキシル基の炭素を含めて
同数の炭素原子を有するアルキル基)より構成されるこ
とを意味する。
メチルベンジルニ水素化獣脂アンモニウムクロライドで
ある。ζこに、メチルベンジルニ水素化獣脂アンモニウ
ムクロライドとは、メチルベンジルジアルキルアンモニ
ウムクロライドのアルキル基が牛脂、豚脂なとの獣脂を
水素添加した所謂硬化油を構成する脂肪酸よシ誘導され
るアルキル基(脂肪酸のカルボキシル基の炭素を含めて
同数の炭素原子を有するアルキル基)より構成されるこ
とを意味する。
工業的に製造される水素化獣脂の分析値は典型的には、
C14が2.0%、C15が0.5%、C16が29.
0%、017が1.5%、C18が66.0%そして0
2Gが1.0%のアルキル基である。
C14が2.0%、C15が0.5%、C16が29.
0%、017が1.5%、C18が66.0%そして0
2Gが1.0%のアルキル基である。
アルキル基は、たとえば、とうもろこし油、大豆油、綿
実油、ひまし油などのような各種の植物油、および各種
の動物性油脂金包含する天然油から得ることができる。
実油、ひまし油などのような各種の植物油、および各種
の動物性油脂金包含する天然油から得ることができる。
このアルキル基は、たとえばアルファオレフィンのよう
に石油系由来のものであってもよい。
に石油系由来のものであってもよい。
メチルベンジルジアルキルアンモニウム塩ヲ製造するた
めには、多くの方法が知られている。
めには、多くの方法が知られている。
一般に、当業者であるならば、たとえば脂肪酸にアンモ
ニアを作用させて酸アミド化合物とし、この酸アミド化
合物を脱水してニトリル化合物とし、このニトリルの水
素添加によってジアルキル第2級アミンを調製し、メチ
ル基源としてホルムアルデヒドを使用する還元アルキル
化によってメチルジアルキル第3級アミンを生成させ、
その後この第3級アミンに塩化ベンジルまたは臭化ベン
ジルを加えることにより第4級アミンハロゲン化物を生
成させるであろう。
ニアを作用させて酸アミド化合物とし、この酸アミド化
合物を脱水してニトリル化合物とし、このニトリルの水
素添加によってジアルキル第2級アミンを調製し、メチ
ル基源としてホルムアルデヒドを使用する還元アルキル
化によってメチルジアルキル第3級アミンを生成させ、
その後この第3級アミンに塩化ベンジルまたは臭化ベン
ジルを加えることにより第4級アミンハロゲン化物を生
成させるであろう。
本発明の親有機性粘土は、粘土粒子を有機化合物によっ
て被覆するのに十分な時間、好ましくは38℃(100
″F)〜82℃(180°F)、特に好ましくは60℃
(140°F)〜77℃(170°F)の範囲の温度に
て、粘土と第4級アンモニウム化合物と水とを混合し、
次いで濾過、洗浄、乾燥および磨砕を行なうことにより
製造することができる。エマルジョン中に親有機性粘土
を使用する場合は、乾燥工程および磨砕工程を省略する
ことができる。スラリーが形成されないような濃度で粘
土と第4級アンモニウム化合物と水とを混合する場合は
、濾過工場および洗浄工程を省略することができる。
て被覆するのに十分な時間、好ましくは38℃(100
″F)〜82℃(180°F)、特に好ましくは60℃
(140°F)〜77℃(170°F)の範囲の温度に
て、粘土と第4級アンモニウム化合物と水とを混合し、
次いで濾過、洗浄、乾燥および磨砕を行なうことにより
製造することができる。エマルジョン中に親有機性粘土
を使用する場合は、乾燥工程および磨砕工程を省略する
ことができる。スラリーが形成されないような濃度で粘
土と第4級アンモニウム化合物と水とを混合する場合は
、濾過工場および洗浄工程を省略することができる。
好ましくは、粘土を約3%〜7%の濃度で水中に分散さ
せ、必要に応じスラリーを遠心分離して出発粘土組成物
の約10%〜約50%を構成する非粘土不純物を除去し
、スラ’J −t?撹拌しそして60℃(140°F)
〜77℃(170”F)の範囲の1贋に加熱し、第4級
アミンを所望の。
せ、必要に応じスラリーを遠心分離して出発粘土組成物
の約10%〜約50%を構成する非粘土不純物を除去し
、スラ’J −t?撹拌しそして60℃(140°F)
〜77℃(170”F)の範囲の1贋に加熱し、第4級
アミンを所望の。
ミリ当量比において、好ましくはインプロ/(ノール中
の液体としてまたは水中に分散させた液体として加え、
そして攪拌を継続して反応を行なわせる。
の液体としてまたは水中に分散させた液体として加え、
そして攪拌を継続して反応を行なわせる。
本発明の目的で粘土に加えられるメチルベンジルジアル
キルアンモニウム塩の量は所望の向上分散特性を親有機
性粘土に付与するに足る量でなければならない。ミリ当
量比は、100%活性粘土基準で粘土100P当りの有
機粘土中に存在する有機化合物のミリ当量数と定義され
る。本発明の親有機性粘土は100〜120、好ましく
は85〜95のミリ当量比を持たねばならない。それよ
p低いミ’)当量比の場合、生成される親有機性粘土は
チクソトロピー性に劣る組成物を与えるので油井のさく
井に使用する閉塞液vこ対し効果のないゲル化剤となる
。またそれより高いミIJ当量比においては、親有機性
粘土は一層貧弱なゲル化剤となる。
キルアンモニウム塩の量は所望の向上分散特性を親有機
性粘土に付与するに足る量でなければならない。ミリ当
量比は、100%活性粘土基準で粘土100P当りの有
機粘土中に存在する有機化合物のミリ当量数と定義され
る。本発明の親有機性粘土は100〜120、好ましく
は85〜95のミリ当量比を持たねばならない。それよ
p低いミ’)当量比の場合、生成される親有機性粘土は
チクソトロピー性に劣る組成物を与えるので油井のさく
井に使用する閉塞液vこ対し効果のないゲル化剤となる
。またそれより高いミIJ当量比においては、親有機性
粘土は一層貧弱なゲル化剤となる。
本発明の実施の際、さく弁用の閉塞液中には油相と、分
散水相と約6〜約30ボンド/バレル(17,4〜85
.6 Pat )の親有機性粘土ゲル化剤とを存在させ
ねばならない。
散水相と約6〜約30ボンド/バレル(17,4〜85
.6 Pat )の親有機性粘土ゲル化剤とを存在させ
ねばならない。
本発明のさく弁用の閉塞液を製造する際使用しうる油相
は好適には原油およびその留分たとえばジーゼル油、ケ
ロセン、燃料油、軽潤滑油留分、沸点範囲的149℃(
300°F)〜315℃(600°F)の重ナフサなど
とすることができる。
は好適には原油およびその留分たとえばジーゼル油、ケ
ロセン、燃料油、軽潤滑油留分、沸点範囲的149℃(
300°F)〜315℃(600°F)の重ナフサなど
とすることができる。
好適な物質は原油の粗留から得らiLるジーゼル油であ
る。
る。
本発明におけろ水相は、たとえば塩化ナトリウム、塩化
カルシウムなどのような無機塩の水溶液を包含する水で
ある。これら塩の添加は任意とすることができるが、塩
が存在すれば水相の滲透圧上昇による水和性粘土含有の
編成を介して掘削の際助けとなる。これら塩の効果に関
する完全な検討は米国特許第3.561,548号明細
書に見られる。
カルシウムなどのような無機塩の水溶液を包含する水で
ある。これら塩の添加は任意とすることができるが、塩
が存在すれば水相の滲透圧上昇による水和性粘土含有の
編成を介して掘削の際助けとなる。これら塩の効果に関
する完全な検討は米国特許第3.561,548号明細
書に見られる。
閉塞液中に混入される正確な水量は、閉塞液重量要件、
所望の流動特性、遭遇することが予想される底部孔温度
、または完成操作の際に閉塞液に置かれる操作要件を含
めて幾つかの因子により決定さ7する。一般に、2〜5
0容量%の敞の水を使用するのが好適であると判明した
。
所望の流動特性、遭遇することが予想される底部孔温度
、または完成操作の際に閉塞液に置かれる操作要件を含
めて幾つかの因子により決定さ7する。一般に、2〜5
0容量%の敞の水を使用するのが好適であると判明した
。
これらの水量はオイルベースの閉塞液を耐火性にする。
何故なら2発火させるような温度に油をさらすと水蒸気
パケットの消火作用が生ずるからである。さらに、この
閉塞液は水汚染に対し優れた耐性を有し、また閉塞液の
流動特性は水ベースの流体tこ匹敵する値まで調節する
ことができる。
パケットの消火作用が生ずるからである。さらに、この
閉塞液は水汚染に対し優れた耐性を有し、また閉塞液の
流動特性は水ベースの流体tこ匹敵する値まで調節する
ことができる。
本発明の組成物においては、慣用の乳化剤を用いて油相
中に水を乳化させることができる。
中に水を乳化させることができる。
乳化剤の使用量は、主として存在せしめる水量および所
望する乳化程度に依存する。必要なゲル強度とi/’
7Miりi節を得るには、一般に2〜30ポンド/バレ
ル(5,7〜B5,6 p/l ) 、好ましくは5〜
20ボンド/バレル(14,3〜57.011/l )
で充分であることが判明し丸。乳化剤は■ たとえばイー・ゼット静ムル(EZMUL)乳■ 化剤およびインペルムル(INVE几MUL )油泥濃
厚物(両者ともエヌ・エル・インダストリーズ社、バロ
イド部門の商標である)のような好んで使用される乳化
剤から選択することができる。
望する乳化程度に依存する。必要なゲル強度とi/’
7Miりi節を得るには、一般に2〜30ポンド/バレ
ル(5,7〜B5,6 p/l ) 、好ましくは5〜
20ボンド/バレル(14,3〜57.011/l )
で充分であることが判明し丸。乳化剤は■ たとえばイー・ゼット静ムル(EZMUL)乳■ 化剤およびインペルムル(INVE几MUL )油泥濃
厚物(両者ともエヌ・エル・インダストリーズ社、バロ
イド部門の商標である)のような好んで使用される乳化
剤から選択することができる。
組成物は、たとえばバロイド(BAROより■)重晶石
のような慣用の増量剤を必要に応じ含有して流体密度を
7.5〜22ボンド/ガロン(900〜2640P/Z
)に調節することができ、また流体減量調節剤(P液減
少剤)を含有することもできる。
のような慣用の増量剤を必要に応じ含有して流体密度を
7.5〜22ボンド/ガロン(900〜2640P/Z
)に調節することができ、また流体減量調節剤(P液減
少剤)を含有することもできる。
親有機性粘土の使用量は、さく弁用の閉塞液として、オ
イルペース流体のゲル化を必要程度得るのに有効な量で
ある。任意特定の組成物をゲル化させるのに必要とされ
る親有機性粘土の最小濃度は、たとえば使用する親有機
性粘土の種類、油相の特性、および組成物にかける最高
温度のような幾つかの因子に依存する。使用しうる親有
機性粘土の最高濃度は、その組成で充分にポンプ輸送し
うる程度の流動性が得られるよう制限される。
イルペース流体のゲル化を必要程度得るのに有効な量で
ある。任意特定の組成物をゲル化させるのに必要とされ
る親有機性粘土の最小濃度は、たとえば使用する親有機
性粘土の種類、油相の特性、および組成物にかける最高
温度のような幾つかの因子に依存する。使用しうる親有
機性粘土の最高濃度は、その組成で充分にポンプ輸送し
うる程度の流動性が得られるよう制限される。
オイルベースのさく弁用の閉塞液を製造するには親有機
性粘土を約6〜約30ボンド/バレル(17,1〜85
.6り/1)の量が適当であると判明した。−万、親有
機性粘土を約1〜10ボンド/バレル使用シたオイルベ
ースのエマルジョンはさく井液として好適である。親有
機性粘土をオイルベースのエマルジョン流体中に混入す
るとtLは完全なゲル化が低剪断混合で達成されること
が判明した。得られるオイルベースのエマルジョンi体
は一29℃(−20°F)以下の表面温度および260
℃(500°F)までのダウンホール温度で安定な閉塞
液である。安定な閉塞液の生成は、親有機性粘土をオイ
ルベース流体中に加えかつ低剪断混合した後に数分間で
生ずる。
性粘土を約6〜約30ボンド/バレル(17,1〜85
.6り/1)の量が適当であると判明した。−万、親有
機性粘土を約1〜10ボンド/バレル使用シたオイルベ
ースのエマルジョンはさく井液として好適である。親有
機性粘土をオイルベースのエマルジョン流体中に混入す
るとtLは完全なゲル化が低剪断混合で達成されること
が判明した。得られるオイルベースのエマルジョンi体
は一29℃(−20°F)以下の表面温度および260
℃(500°F)までのダウンホール温度で安定な閉塞
液である。安定な閉塞液の生成は、親有機性粘土をオイ
ルベース流体中に加えかつ低剪断混合した後に数分間で
生ずる。
本発明によれば、閉塞液は適宜無機塩を任意量で含有す
る水と親有機性粘土とを油媒体に加えて作られる。閉塞
液の組成は上記した通リボンピンクしうる組成物を与え
るよう調整される。
る水と親有機性粘土とを油媒体に加えて作られる。閉塞
液の組成は上記した通リボンピンクしうる組成物を与え
るよう調整される。
必要に応じ乳化剤、増量剤および流体減量調節剤を任意
の時期に加えることができる。流体を使用する前に流体
の油相中で安定なエマルジョンを得ることのみが必要で
ある。製造されたら閉塞液をたとえばポンプ輸送により
、油井ボア中に移送して掘さく孔とさく井チ二−とング
の間の環状空間に充填静置させて非流動性ゲルとなし少
なくとも地熱の1部を絶縁する。
の時期に加えることができる。流体を使用する前に流体
の油相中で安定なエマルジョンを得ることのみが必要で
ある。製造されたら閉塞液をたとえばポンプ輸送により
、油井ボア中に移送して掘さく孔とさく井チ二−とング
の間の環状空間に充填静置させて非流動性ゲルとなし少
なくとも地熱の1部を絶縁する。
以下の実施例によシ本発明を説明するが、本発明はこれ
に限定されるものではない。全てパーセンテージは特記
しない限シ重量による。打製粘度、降伏点および10秒
ゲル(ten secondgels )はAPI 几
P1MB1流体試験用アメリカ石油協会、標準法M6版
(1976年4月]り記載された手順によシ測定した。
に限定されるものではない。全てパーセンテージは特記
しない限シ重量による。打製粘度、降伏点および10秒
ゲル(ten secondgels )はAPI 几
P1MB1流体試験用アメリカ石油協会、標準法M6版
(1976年4月]り記載された手順によシ測定した。
使用したスメクタイト型粘土はへクトライトおよびワイ
オミング・ベントナイトである。ヘクト2イト粘土は、
これを水中にてスラリーとなし、遠心分離して実質的全
ての非粘土不純物を除去した。ワイオミング・ベントナ
イト粘土は、これを水中にてスラリーとなし、遠心分離
して夾質的に全ての非粘土不純物を除去し、そしてこの
スラリーをナトリウム型のカチオン交換1封脂床に通し
てナトリウム型にイオン交換した。エネンコ社から供給
された幾つかのメチルベンジルニ水素化獣脂アンモニウ
ムクロライド試料を用いて、実施例中の親有機性粘土を
製造した。これら試料の分子量は619〜644の範囲
であり、またイソプロパノール中における活性%は60
%〜81.5%の範囲であった。
オミング・ベントナイトである。ヘクト2イト粘土は、
これを水中にてスラリーとなし、遠心分離して実質的全
ての非粘土不純物を除去した。ワイオミング・ベントナ
イト粘土は、これを水中にてスラリーとなし、遠心分離
して夾質的に全ての非粘土不純物を除去し、そしてこの
スラリーをナトリウム型のカチオン交換1封脂床に通し
てナトリウム型にイオン交換した。エネンコ社から供給
された幾つかのメチルベンジルニ水素化獣脂アンモニウ
ムクロライド試料を用いて、実施例中の親有機性粘土を
製造した。これら試料の分子量は619〜644の範囲
であり、またイソプロパノール中における活性%は60
%〜81.5%の範囲であった。
慣行精製油および溶剤61製油は以下の性質を有した。
梢りの
+OC) w−
填 年 碑 W (安 間 )に
実施例1
代表的なオイルペースの流体に関し温度上昇による物理
特性の変化を、本発明にしたがって作った流体と比較し
た。基礎エマルジョン流体は、15ボンド/バレル(4
2,81/l)のインベルムル乳化剤と2ボンド/バレ
ル(5,7y/11のイー・ゼット・ムル乳化剤とデュ
ラトン・エッチ・ティー流体減電調節添加物とを220
ボンド/バレル(627,6F//l)のジーゼル油に
加え、ミキサー中で2分間攪拌しその後68ボンド/バ
レル(1105!/A)の水を加えそして流体をざらp
こ日分間撹拌するこ七により調製し■ た。バロイド(BAljOID ) ffi晶石と塩化
カル/ラム粉末とをそれぞれ325ボンド/バレルC9
279/l)および19ボンド/バレル(54y/l)
の量で加え、この流体をざらに10分間撹拌した。づ’
Jられた流体は14ポンド/ガロン(1679P/Z)
の密度を有し、液相における油/水の容量比は85/1
5であった。
特性の変化を、本発明にしたがって作った流体と比較し
た。基礎エマルジョン流体は、15ボンド/バレル(4
2,81/l)のインベルムル乳化剤と2ボンド/バレ
ル(5,7y/11のイー・ゼット・ムル乳化剤とデュ
ラトン・エッチ・ティー流体減電調節添加物とを220
ボンド/バレル(627,6F//l)のジーゼル油に
加え、ミキサー中で2分間攪拌しその後68ボンド/バ
レル(1105!/A)の水を加えそして流体をざらp
こ日分間撹拌するこ七により調製し■ た。バロイド(BAljOID ) ffi晶石と塩化
カル/ラム粉末とをそれぞれ325ボンド/バレルC9
279/l)および19ボンド/バレル(54y/l)
の量で加え、この流体をざらに10分間撹拌した。づ’
Jられた流体は14ポンド/ガロン(1679P/Z)
の密度を有し、液相における油/水の容量比は85/1
5であった。
基礎流体の1部を350 meづつ2つに分けて鋼製ビ
ーカー中に入れ、これを加塩水で囲んで大型コンテナに
詰めた。Citらサンプルを、流体が−3,9℃(25
°F)に冷却されるまでマルチ−ミキサーにより低剪断
でjjす拌した。
ーカー中に入れ、これを加塩水で囲んで大型コンテナに
詰めた。Citらサンプルを、流体が−3,9℃(25
°F)に冷却されるまでマルチ−ミキサーにより低剪断
でjjす拌した。
メチルベンジルニ水素化獣脂アンモニウムクロライドと
ベントナイト1aay当シ95.5ミリ当量比のベント
ナイトよりの親有機性ベントナイト粘土増粘剤のサンプ
ル15ボンド/バレル(42,811/l)を流体中で
10分間攪拌した。
ベントナイト1aay当シ95.5ミリ当量比のベント
ナイトよりの親有機性ベントナイト粘土増粘剤のサンプ
ル15ボンド/バレル(42,811/l)を流体中で
10分間攪拌した。
冷却した流体サンプルを60Qrpmで攪拌し、徐々に
54.5’C(130”Flまで加熱した。 同じ手順
を、15ボンド/バレル(d 2.8 !/l lのジ
メチルジオクタデシルアンモニウムベントナイト粘土を
用いて作った流体Uこつぃて反復した。その結果を爾1
表に示す。
54.5’C(130”Flまで加熱した。 同じ手順
を、15ボンド/バレル(d 2.8 !/l lのジ
メチルジオクタデシルアンモニウムベントナイト粘土を
用いて作った流体Uこつぃて反復した。その結果を爾1
表に示す。
この結果が示すところでは、本発明の流体は約1.7’
C(’+5°F)で降伏し始めるが、通常の流体は約1
8.3’C(65°F)までμ、■!伏しなかった。
C(’+5°F)で降伏し始めるが、通常の流体は約1
8.3’C(65°F)までμ、■!伏しなかった。
実施例2
ベントナイ)100F当シ82〜88の平均ミリ当量比
を有するベントナイトよpの親有機性ベントナイト粘土
増粘剤6ポンド/バレル(17,19/l lと実施例
1と比較ジメチルジオクタデシルアンモニウムベントナ
イト粘土とにつき実施例3の手順を反復した。ただし、
温度を29.4℃(85°F)VC保ち、降伏点オヨび
10秒ゲル強度を45分間にわたって測定した。
を有するベントナイトよpの親有機性ベントナイト粘土
増粘剤6ポンド/バレル(17,19/l lと実施例
1と比較ジメチルジオクタデシルアンモニウムベントナ
イト粘土とにつき実施例3の手順を反復した。ただし、
温度を29.4℃(85°F)VC保ち、降伏点オヨび
10秒ゲル強度を45分間にわたって測定した。
その結果を第2表に示す。
この結果がボすところでは、本発明の流体は最初の4分
間以内に降伏したが、比較物質は全攪拌期間にわたり徐
々に降伏し続け、高速度で熱圧延および再攪拌するまで
最大降伏が侮られなかった。
間以内に降伏したが、比較物質は全攪拌期間にわたり徐
々に降伏し続け、高速度で熱圧延および再攪拌するまで
最大降伏が侮られなかった。
本発明は上記の通シであるが、これは本発明の思想およ
び範囲を逸脱することなしに多くの改良変更をなしうろ
ことが諒解されよう。
び範囲を逸脱することなしに多くの改良変更をなしうろ
ことが諒解されよう。
本発明に係るさく弁用の閉塞液によると、さく弁用のさ
く井液と同じ原料と同じ装置によシ、さく井現場で簡単
に調製でき、さく井ポンプにより地下にポンプ輸送でき
、地熱絶縁に適し地下水に汚染されない閉塞液が提供さ
れる。
く井液と同じ原料と同じ装置によシ、さく井現場で簡単
に調製でき、さく井ポンプにより地下にポンプ輸送でき
、地熱絶縁に適し地下水に汚染されない閉塞液が提供さ
れる。
第1頁の続き
0発 明 者 ジョン ダブリュー アメIJノジョー
ダン −ウラト
ダン −ウラト
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1)油相と分数水相と約6〜約30ボンド/バレル(
17,1〜85.6シt)の親有機性粘土ゲル化剤とか
らなシ、前記親有機性粘土ゲル化剤は炭素原子16個を
有するアルキル基を有するメチルベンジルアルキルアン
モニウム化合物20〜35%および炭素原子18個を有
するアルキル基を有するメチルベンジルアルキルアンモ
ニウム化合物60〜75%を含有するメチルベンジルジ
アルキルアンモニウム化合物の温合物と、粘土1001
当シ少なくと475ミリ当量のカチオン交換容量を有す
るスメクタイト型粘土との反応生成物からなシ、さらに
前記アンモニウム化合物の量は100%活性粘土基準と
して粘土100P当シ100〜120ミリ尚量であるこ
とを特徴とするさく弁用の閉塞液。 (21スメクタイト型粘土はヘクト2イトまたはナトリ
ウムベントナイトからなる特許請求の範囲第1項記載の
さく弁用の閉塞液。 (3)メチルベンジルジアルキルアンモニウム化金物は
メチルベンジルニ水素化獣脂アンモニクムクロ2イドで
ある特許請求の範囲第1項またはlR2項記載のさく弁
用の閉塞液。 (4)親有機性粘土ゲル化剤は式 〔式中、Rlrri OH5s R2B C6H3C)
(2、R。 およびR4は縦木原子14〜20個の混合体を含むアル
キル基であり、これらアルキル基のうち20〜35%は
炭素原子16個を有しかつ60〜75%は炭素原子18
個を有し1M−はCf、 Br−、NO−、OH−第よ
び(:#I、coo−よりなる群から選択される〕をM
するアンモニウム化合物と、ヘクト2イトおよびナトリ
ウムベントナイトよりなる群から選択されるスメクタイ
ト型粘土との反応生成物であり、前記アンモニウム化合
物の量は100%活性粘土基準として粘土100y当シ
100〜120ミリ当量である特許請求の範囲第1項乃
至第3項のいずれかに記載のさく弁用の閉塞液。 (5)アンモニウム化合物の量は粘土100y当985
〜95ミリ当量である特許請求の範囲第1項乃至第4項
のいずれかに記載のさく弁用の閉塞液。 ら)水相は約2〜約508量%の水を含有する特許請求
の範囲第1項乃至第5項のいずれかに記載のさく弁用の
閉塞液。 Q)油井ボア内の環状空間内に閉塞液をポンプ導入した
後この閉塞液を静置ゲル化させることによル油井ボア内
のケーシングを地熱より絶縁するため使用する特許請求
の範囲第1項乃至第6項のいずれかに記載の閉塞液。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US84760377A | 1977-11-01 | 1977-11-01 | |
US847603 | 1977-11-01 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6042481A true JPS6042481A (ja) | 1985-03-06 |
JPH0115550B2 JPH0115550B2 (ja) | 1989-03-17 |
Family
ID=25301033
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP53133354A Expired JPS6023797B2 (ja) | 1977-11-01 | 1978-10-31 | さく井用のさく井液 |
JP59119253A Granted JPS6042481A (ja) | 1977-11-01 | 1984-06-12 | さく井用の閉塞液 |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP53133354A Expired JPS6023797B2 (ja) | 1977-11-01 | 1978-10-31 | さく井用のさく井液 |
Country Status (13)
Country | Link |
---|---|
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AR (1) | AR229229A1 (ja) |
AU (1) | AU529615B2 (ja) |
BR (1) | BR7807159A (ja) |
CA (1) | CA1105348A (ja) |
DE (1) | DE2847147C2 (ja) |
FR (1) | FR2407252A1 (ja) |
GB (1) | GB2008171B (ja) |
IT (1) | IT1101284B (ja) |
NL (1) | NL188656C (ja) |
NO (1) | NO146364C (ja) |
SE (1) | SE437847B (ja) |
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Families Citing this family (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CA1105348A (en) * | 1977-11-01 | 1981-07-21 | Claude M. Finlayson | Oil base fluids with organophilic clays having enhanced dispersibility |
US4503170A (en) * | 1979-09-27 | 1985-03-05 | Exxon Production Research Co. | Shear thickening fluid |
US4391925A (en) | 1979-09-27 | 1983-07-05 | Exxon Research & Engineering Co. | Shear thickening well control fluid |
CA1139928A (en) * | 1979-09-27 | 1983-01-25 | Evelyn N. Drake | Shear thickening fluid |
CA1137739A (en) * | 1979-09-27 | 1982-12-21 | Donald J. Mintz | Thickener composite from a water swellable material, oil-surfactant phase and a polymer |
CA1154945A (en) | 1979-09-28 | 1983-10-11 | Charles R. Dawson, Jr. | Thickener from water-swellable material, oil surfactant and water |
US4391637A (en) * | 1981-10-19 | 1983-07-05 | Nl Industries, Inc. | Rheological additive for non-aqueous fluid systems |
US4412018A (en) * | 1980-11-17 | 1983-10-25 | Nl Industries, Inc. | Organophilic clay complexes, their preparation and compositions comprising said complexes |
BR8107427A (pt) * | 1981-10-19 | 1983-05-24 | Nl Industries Inc | Fluido a base de oleo em particular fluido de recheio a base de oleo processo para isolar um tubo para revestimento em uma perfuracao de poco e gelificante |
FR2514662B1 (fr) * | 1981-10-19 | 1987-01-16 | Nl Industries Inc | Liquides a base d'huile contenant des argiles organophiles cationiques |
DE3149131A1 (de) * | 1981-12-11 | 1983-06-23 | Henkel KGaA, 4000 Düsseldorf | Synthetische schichtsilikate modifiziert mit quartaeren ammoniumverbindungen |
JPS58124535A (ja) * | 1982-01-21 | 1983-07-25 | Pola Chem Ind Inc | 乳化組成物の製造法 |
NL8300607A (nl) * | 1982-02-18 | 1983-09-16 | Milchem Inc | Boorspoeling en werkwijze voor het toepassen daarvan. |
WO1983002951A1 (en) * | 1982-02-18 | 1983-09-01 | Richard Pawel Jachnik | Drilling fluids and methods of using them |
NL8300608A (nl) * | 1982-02-18 | 1983-09-16 | Milchem Inc | Boorspoeling en werkwijze voor het toepassen daarvan. |
DK68983A (da) * | 1982-02-18 | 1983-08-19 | Milchem Inc | Fremgangsmaade ved boring under havoverfladen og borevaeske til brug ved udoevelse af fremgangsmaaden |
WO1983002949A1 (en) * | 1982-02-18 | 1983-09-01 | Richard Pawel Jachnik | Drilling fluids and methods of using them |
WO1983002950A1 (en) * | 1982-02-18 | 1983-09-01 | Richard Pawel Jachnik | Drilling fluids and methods of using them |
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GB2151219A (en) * | 1983-11-05 | 1985-07-17 | Perchem Ltd | Organoclay materials |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1978
- 1978-10-24 CA CA314,094A patent/CA1105348A/en not_active Expired
- 1978-10-24 NO NO783580A patent/NO146364C/no unknown
- 1978-10-30 SE SE7811233A patent/SE437847B/sv not_active IP Right Cessation
- 1978-10-30 DE DE2847147A patent/DE2847147C2/de not_active Expired
- 1978-10-30 GB GB7842507A patent/GB2008171B/en not_active Expired
- 1978-10-31 IT IT29342/78A patent/IT1101284B/it active
- 1978-10-31 AU AU41193/78A patent/AU529615B2/en not_active Expired
- 1978-10-31 BR BR7807159A patent/BR7807159A/pt unknown
- 1978-10-31 FR FR7830908A patent/FR2407252A1/fr active Granted
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- 1978-11-01 NL NLAANVRAGE7810886,A patent/NL188656C/xx not_active IP Right Cessation
-
1982
- 1982-06-16 SG SG273/82A patent/SG27382G/en unknown
-
1984
- 1984-06-12 JP JP59119253A patent/JPS6042481A/ja active Granted
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