JPS61241382A - 耐塩、耐熱性に優れた堀削泥水調整剤 - Google Patents

耐塩、耐熱性に優れた堀削泥水調整剤

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JPS61241382A
JPS61241382A JP8261785A JP8261785A JPS61241382A JP S61241382 A JPS61241382 A JP S61241382A JP 8261785 A JP8261785 A JP 8261785A JP 8261785 A JP8261785 A JP 8261785A JP S61241382 A JPS61241382 A JP S61241382A
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下村 忠生
Hiroya Kobayashi
博也 小林
Kazuhiro Okamura
一弘 岡村
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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】 (産業上の利用分野) 本発明は、土木工事の基礎工事、石油井戸のポーリング
等の、地盤を深く堀割する場合に使用される安定液用の
泥水調整剤に関するものである。
(従来の技術) 石油や天然ガスそれに鉱山における探鉱用堀割において
、堀割坑井内を安定に維持して安全かつ迅速に目的深度
まで掘削を行うためには通常泥水が用いられる。一般的
に使用されている泥水は水をベースとした泥水であり、
原則的には水−ベントナイト懸濁液を主体としている。
坑井内にある泥水は、砂層のような浸透性のある地層面
においては、その表面が一種のろ過器となり、泥水性圧
力と地層圧力との差圧によって泥水中の水分が地層中に
失われ流動特性の悪化を来たして掘削が困難となる。
このような脱水を減少させ、泥水の流動特性を維持する
ための調整剤として、従来ベントナイト、フミン酸誘導
体、リグニンスルホン酸誘導体、タンニン誘導体等が用
いられている。また、特開昭55−104383号、特
公昭55−4792号、特開昭57−23672号等に
みられるような水溶性高分子物質が泥水調整剤として検
討されている。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、これらの調整剤はいずれも耐熱性および
耐塩性に乏しいという欠点を有している。そのためこれ
らの調整剤は、掘削深度の大きい油井や地熱開発用の坑
井等のような高温下で使用される場合には効果が充分で
なく、また最近盛んに用いられるようになってきたKC
lを多く含む泥水や海水泥水に対しても効果が不充分で
ある。
本発明者は、従来の泥水調整剤の有する種々の問題点を
解決すべく研究を重ねた結果、耐熱性、耐塩性にも優れ
た泥水調整剤を開発するに至った。
(問題点を解決するための手段および作用)本発明は、
一般式 %式% (ただし、R1は水素またはメチル基、R2は−CH2
CH2−1−CH2CH2CH2Xは水素、ナトリウム
、カリウムまたはアンモニウム基を示す。) で表わされるスルホアルキル(メタ)アクリレート系単
量体(A)1〜40モル%および一般式%式% (ただし、R1およびXはそれぞれ前記と同じ原子また
は基を示す。) で表わされる(メタ)アクリル酸系単量体(8)60〜
99モル%(ただしくA)および(B)成分の合計は1
00モル%である。)からなる単量体混合物を共重合し
て得られる、数平均分子量が15万ないし200万の範
囲にある水溶性共重合体からなる耐塩、耐熱性に優れた
掘削泥水調整剤を提供するものである。
本発明における単量体(A)は、前記一般式で表わされ
るスルホアルキル(メタ)アクリレート系単量体で、具
体例として2−スルホエチルアクリレート、2−スルホ
エチルメタクリレート、3−スルホプロピルアクリレー
ト、3−スルホプロピルメタクリレート、2−スルホ−
2−メチルエチルアクリレート、2−スルホ−2−メチ
ルエチルメタクリレート、2−スルホ−1−メチルエチ
ルアクリレート、2−スルホ−1−メチルエチルメタク
リレートやそれらのナトリウム塩、カリウム塩またはア
ンモニウム塩を挙げることができ、これらの中から1種
または2種以上の単量体を選択して用いられる。
本発明における単量体(B)は、前記一般式で表わされ
る(メタ)アクリル酸系単量体であるが、例えばアクリ
ル酸やそのナトリウム塩、カリウム塩もしくはアンモニ
ウム塩、メタクリル酸やそのナトリウム塩、カリウム塩
もしくはアンモニウム塩を挙げることができ、これらの
中から1種または2種以上の単量体を選択して用いられ
る。
単量体(A)は掘削泥水調整剤に耐塩性及び耐熱性を与
える作用を有し、単量体(B)は泥水用のベントナイト
等の粘土類に分散性を与える作用を有する。
単量体(A)は単量体混合物中1〜40モル%の比率で
、単量体(B)は60〜99モル%の比率で使用する必
要がある。単In(A)が1モル%未満の少ない量で単
量体(8)が99モル%を超える」では、得られる掘削
泥水調整剤の耐塩性および耐熱性が不充分となり好まし
くない。
また単量体(A)が40モル%を超える口で単量体(B
)が60モル%未満の少ない量では、得られる掘削泥水
調整剤を使用する際の脱水量が大きくなり好ましくない
111体(A)および単量体(B)からなる単量体混合
物を共重合して得られる水溶性共重合体を掘削泥水調整
剤として使用する場合、堀割泥水の脱水」と使用される
該共重合体の分子」には密接な関係があり、該共重合体
の数平均分子量が15万〜200万の範囲にあることが
必要である。該共重合体の数平均分子量が15万未満で
は脱水量が大きくなり、200万を超えると粘度が増大
するなど安定な泥水が得られ難い。
なお、ここで述べる数平均分子量とはゲルバーミエイシ
ョン・クロマトグラフィーにより求めたものである。
本発明の耐塩、耐熱性に優れた掘削泥水調整剤として有
効な前記水溶性共重合体を得るための重合方法は、従来
から知られているいかなる方法でも良く、ラジカル重合
触媒を用いる方法、放射線、電子線、紫外線等を照射す
る方法等が挙げられる。ラジカル重合触媒としては、過
酸化水素、ベンゾイルパーオキサイド、キュメンハイド
ロパーオキサイド等の過酸化物、アゾビスイソブチロニ
トリル等のアゾ化合物、過硫酸アンモニウム、過硫酸カ
リウム等の過硫酸塩等のラジカル発生剤や、これらと亜
硫酸水素ナトリウム、L−アスコルビン酸、第−鉄塩等
の還元剤との組み合わせによるレドックス系開始剤が用
いられる。重合系溶媒としては、例えば水、メタノール
、エタノール、アセトン、ジメチルホルムアミド、ジメ
チルスルホキシド等やこれらの混合物を使用することが
できる。重合時の温度は用いる触媒の種類により異なる
が、20〜120℃の範囲内であることが好ましい。重
合系の単量体混合物の濃度には特に制限はないが、重合
反応の制御の容易さや収率、経済性を考慮すれば、15
〜60重母%の範囲内にあることが好ましい。
本発明の掘削泥水調整剤として有効な水溶性共重合体は
、その一部又は全部がナトリウム塩、カリウム塩又はア
ンモニウム塩になっているものが、水溶性の点からみて
好ましい。水溶性共重合体の前記塩類を得るためには、
単量体(A)と単量体(B)とを酸型で共重合した後苛
性ソーダ、苛性カリ又はアンモニアで共重合体の一部又
は全部を中和しても良いし、単量体(A)の一部又は全
部をナトリウム塩、カリウム塩又はアンモニウム塩とし
たものと、単量体(B)の一部又は全部をナトリウム塩
、カリウム塩又はアンモニウム塩としたものとを共重合
しても良い。
得られた水溶性共重合体は、溶液のまま掘削泥水調整剤
に用いることができるし、また乾燥後、適宜粉砕して粉
末あるいは粒状としてもよい。このような粉末あるいは
粒状品は使用に際して容易に水に溶解する。
なお、本発明の掘削泥水調整剤を使用するに当って、そ
の優れた作用効果を減少させない程度で従来公知のフミ
ン酸誘導体、リグニンスルホン酸誘導体、タンニン誘導
体等の調整剤を併用することができる。
本発明の掘削泥水調整剤はベントナイト懸濁液あるいは
アタパルジャイト、アスベスト又はセビオライトを併用
した懸濁液を主体とする泥水に応用される。また、泥水
のベースとしては、清水の場合はもちろん、海水ベース
とした場合や塩化カリウム等の塩類を多量に添加した泥
水にも応用される。
(発明の効果) 本発明の掘削泥水調整剤は、優れた耐熱性及び耐塩性を
発揮する。特に海水泥水のような各種イオンを多量に含
む泥水の場合に効果が顕著である。
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本
発明は、これら実施例に限定されるものではない。
なお、泥水試験はAPI(米国石油協会)の方法に従い
、粘度計はVGメーターを使用した。
実施例 1 2−スルホエチルメタクリレートのナトリウム塩173
o(0,80モル)、アクリル酸ナトリウム265Q(
2,82モル)、アクリル酸27g(0,38モル)お
よび水1135Gを21の撹拌機付きの重合容器に仕込
み、窒素置換した後50℃に昇温し、過硫酸アンモニウ
ム2QおよびL−アスコルビン酸0.2Gを加えて重合
を開始した。約20分で重合熱による発熱ピークが70
℃に達した。その後90℃に昇温しで更に1時間重合を
続けた後冷却し、次いで乾燥、粉砕して、数平均分子1
25万の共重合体を得た。これを本発明の堀割泥・水調
整剤(1)とする。
実施例 2 実施例1で用いたのと同様の重合容器に2−スルホエチ
ルメタクリレートのナトリウム塩43a(0,2モル)
、アクリル酸ナトリウム357Q<3.8モル)および
水120(lを仕込み、実施例1と同様に重合し、数平
均分子1126万の共重合体を得た。これを本発明の掘
削泥水調整剤(2)とする。
実施例 3 実施例1で用いたのと同様の重合容器に2−スルホ−1
−メチルエチルメタクリレートのナトリウム塩322g
(1,4モル)、メタクリル酸ナトリウム281g(2
,6モル)および水997gを仕込み、開始剤として過
硫酸アンモニウム0.70およびL−アスコルビン酸0
.07 Gを用いて実施例1と同様に重合し、数平均分
子1150万の共重合体を得た。これを本発明の掘削泥
水調整剤(3)とする。
実施例 4 実施例1で用いたのと同様の重合容器に3−スルホプロ
ピルアクリレートのカリウム塩19Q(0,08モル)
、アクリル酸カリウム220Q(2モル)、アクリル酸
138Q(1,92モル)および水1222Qを仕込み
、窒素置換した後40℃に昇温し、過硫酸アンモニウム
0.79およびし一7スコルビン酸0.070を加えて
重合を開始した。約20分で重合熱による発熱ピークが
70℃に達した。その後90℃に昇温して更に1時間重
合を続けた後冷却し、次いで乾燥、粉砕して、数平均分
子I1100万の共重合体を得た。これを本発明の掘削
泥水調整剤(4)とする。
比較例 1 2本の滴下ロートおよび撹拌機を備えた2j!の重合容
器に水900Qを仕込んだ。窒素置換した後80℃に昇
温し、一方の滴下ロートから2−スルホエチルメタクリ
レートのナトリウム塩173G(0,80モル)、アク
リル酸ナトリウム265g(2,82モル)、アクリル
酸27Q(0,38モル)および水465gの溶液を、
もう一方の滴下ロートから過硫酸アンモニウム3.2g
および水30qの溶液を、同時にそれぞれ2時間かけて
滴下した。滴下中は加熱借を加減することによって重合
温度を80℃に保った。
滴下終了後、90℃に昇温して、更に2時間重合を続け
た後冷却し、次いで乾燥、粉砕して、数平均分子量5万
の比較用の共重合体を得た。
これを比較掘削泥水調整剤(1)とする。
比較例 2 2j!の重合容器に2−スルホエチルメタクリレートの
ナトリウム塩1730(0,80モル)、アクリル酸ナ
トリウム265g(2,82モル)、アクリル酸27q
(0,38モル)および水700qを仕込み、窒素置換
した後40℃に昇温し、過硫酸アンモニウム0.40お
よびし一アスコルビン酸0.04 gを加えて均一に溶
解した後静置した。、約20分で重合熱による発熱ピー
クが65℃に達した。その後重合温度が40℃にもどる
まで2時間静置した。次いで冷却し、乾燥、粉砕して、
数平均分子台300万の比較用の共重合体を得た。これ
を比較掘削泥水調整剤(2)とする。
比較例 3 、アクリル酸ナトリウム169g(1,8モル)、アク
リル酸14q(0,2モル)および水985Qを仕込み
、実施例1と同様に重合し、数平均分子量24万の比較
用の共重合体を得た。これを比較掘削泥水調整剤(3)
とする。
比較例 4 実施例1で用いたのと同様の重合容器にアクリル酸ナト
リウム339G(3,6モル)、アクリル酸29a(0
,4モル)および水1232gを仕込み、実施例1と同
様に重合し、数平均分子125万の比較用の共重合体を
得た。これを比較掘削泥水調整剤(4)とする。
実施例 5 実施例1〜4及び比較例1〜4で得た掘削泥水調整剤(
1)〜(4)及び比較掘削泥水調整剤(1)〜(4)を
用いて、泥水を第1表の組成で調泥した。また、掘削泥
水調整剤を用いないで比較用の泥水を11泥した。
第    1    表 注)合成海水中の塩の種類およびその濃度(0/にg)
は、 Ca5O’<   1゜38 Mg5Ot   2.10 M Q C723,32 K C!     0.72 NaCJ   26.69である。
このようにして得た各泥水および各泥水を250℃で1
6時間養生した後のそれぞれの泥水を用い、APIの方
法に従って、見掛粘度、プラスチック粘度、イールド値
、ゲルストレングスおよび脱水量を測定した。結果を第
2表に示した。
第2表より明らかなように、本発明の掘削泥水調整剤を
添加して得られた泥水は、無添加または比較掘削泥水調
整剤を添加して得られた泥水に比べて、脱水量が小さく
安定した粘性を示した。また、250℃で16時間養生
した後も脱水量はほとんど変化がなかった。以上のよう
に本発明の掘削泥水調整剤は優れた耐塩性および耐熱性
を示した。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (ただし、R_1は水素またはメチル基、 R_2は−CH_2CH_2−、 −CH_2CH_2CH_2−、 ▲数式、化学式、表等があります▼または▲数式、化学
    式、表等があります▼、 Xは水素、ナトリウム、カリウムまたは アンモニウム基を示す。) で表わされるスルホアルキル(メタ)アクリレート系単
    量体(A)1〜40モル%および一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (ただし、R_1およびXはそれぞれ前記と同じ原子ま
    たは基を示す。) で表わされる(メタ)アクリル酸系単量体(B)60〜
    99モル%(ただし(A)および(8)成分の合計は1
    00モル%である。)からなる単量体混合物を共重合し
    て得られる、数平均分子量が15万ないし200万の範
    囲にある水溶性共重合体からなる耐塩、耐熱性に優れた
    堀削泥水調整剤。
JP8261785A 1985-04-19 1985-04-19 耐塩、耐熱性に優れた堀削泥水調整剤 Granted JPS61241382A (ja)

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