JPH03174402A - 水性掘削液用高分子両性電解質の製造のための原料組成物 - Google Patents

水性掘削液用高分子両性電解質の製造のための原料組成物

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JPH03174402A
JPH03174402A JP2251638A JP25163890A JPH03174402A JP H03174402 A JPH03174402 A JP H03174402A JP 2251638 A JP2251638 A JP 2251638A JP 25163890 A JP25163890 A JP 25163890A JP H03174402 A JPH03174402 A JP H03174402A
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ナンシー エス.シヤーウツド
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ベネツト ピー.ボツフアルデイ
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モニカ エー.ヨーク
Zahid Amjad
ザーイド アムジヤド
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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】 高分子両性電解質はカチオン性及びアニオン性単位の#
A4を含有する重合体でそる。昇イオン性単位も又任意
に存在し得る。
島分子両性′w1糎負は袈紙企東にかいて歩留助剤とし
て特別の用途t−1する( it’llえば木−q+奸
第3,639,208号及び第4,171.417号明
aV参照)。それらのスケール及びg蝕抑制剤としての
用途は知らfしていないようである。石油掘削企東(o
il drllllng i?1dustry)におい
て画性電wf質の伺等かの用途が見出されている(?I
lえば、英国狩許公−出M第2.004,321 A号
及び米国特許m 4,330,450号参照)。
一般的に、スケール沈積は水輸送系統の金楓表面に多く
の異った!因により蓄積する広帥、囲の単純及び′0雑
な無機塩から形成される衣面被欅である。不発咽の方法
及び組t!i、物は特にリン酸カルシウムスケール及び
シリカ重台の抑制に有用であることか見出されたが、水
酸化マグネシウム、フッ素化カルシウム、炭はカルシウ
ム、(、tlllkカルシウム及びその他のスケールの
抑制も又得られる。谷槽工栗友ひ脂栗の水IkA送糸肱
dスケール形戚の問題に曝されている。スケールは、水
を使用する熱交換系統カえばホイラー糸絖及び−圓通過
及び開放再循慮水冷却系統などに釦いて臀に重要な@題
である。
水性系統内に釦ける金属のl1aftjLは一般的に水
中の溶存eIIt素の存在によシ引き起こされる。
現在利用可舵な腐蝕防止剤としてa1倒えば、リン含有
無機及び有機化合物、亜鉛、クロム酸塩、ポリアクリレ
ート、ポリアクリルアミド、ポリカルボキシレート倒え
は無水ポリマレインα及びそのアタクトなどが挙げられ
る。
掘削糠はカス或いは石油などの地下沈積物を汲み出すた
めに地下累層の掘011に使用される。掘削液はドリル
ピットを冷却及び潤滑させ、掘pJIJ Pが井戸の内
部及び外部に循塩さfLる際に切シ屑を表面VCa!ひ
、ドリルパイプ及びドリルピットのX童の少なくとも一
部を支持し、井戸穴の壁の陥没を防止するための水圧を
与え、井戸穴の表内に液体の不当な進退を防止する薄い
半透性層として作用するP壇ケーキを沈積し、七〇S掘
削技術にシいて七の他の機能を行う役WUを果たす、掘
1’llJ液が粘度及びゲル強度のような望オしいレオ
ロジー粋性を有する他に比軟的低い濾過速度或いは液伽
失を示すことが重要でろる。又、掘削数系統は井戸の掘
削に不当な出費を避けるために可能な眼シ簡単1つ安価
に保たれるべきこともN要である。
石油生成累層は一般的に石油、水或いはカスなどの流体
の流れに対して、各棟度合の透過率を有する多孔性層で
ある。その結果、石油生成速度はこれらの透過性累/I
を通過する流速によシ大きく作用され、流速は又存在す
る砂或いは石の多孔度及び或いは透過性に依存する。そ
の多孔性層を掘削するに際し、過度の童の液体或いは固
体が多孔性累増中VC侵入することを防止するような特
性t−有する掘削液全使用することが望筐しい。掘削液
の過度の累層液体侵入を防止する能力a濾過制御と称さ
れる。
アクリル糸及びメタクリル来訪導体カえは炭化水素置換
スチレン@例えばアルファメチルスチレン、パラメチル
スチレン、2,4−ジメチルスチレンなどと共重合され
たものが、a 1tlj fi 4C釦いて利用されて
いる。(例えば米国特許第2,718,497号及び第
2,650,905号明細誓参照)。アクリル飲誘導体
例えばアクリルアミド及びナトリウムアクリレート誘専
体の共重合体t−掘削液の凝固剤としてしばしば工栗的
に使用されてかり、米由特許第3.558,545号及
び第3,472,325号明細書に開示されている。肉
様にアクリル酸及びアクリルアミドから得られた共重合
体が水性掘削液の凝固剤として米国tP!fIyF第3
.323,603号明ai*に開示されている。
英国公開特許出願公報第2,044,321 Aぼ、(
1)アクリル(又はメタクリル)アミドアルキルスルホ
ン酸或いはそのアルカリ金II4塩、及び(2)アクリ
ル(又はメタクリル)アミド或いtlN−アルキルアク
リル(又はメタクリル)アミドから調製された共重合体
添加剤全開ボしている。この共重合体は四級アンモニウ
ム塩で架橋されてもよい。
天然及び人工水の両者で運転される石油頂層から石油を
製造するに除して、井戸は究極的に十分に多量の向生水
を生成し、深刻な運転上の間馳を形成し、結局水の生成
によシ井戸の放棄を金銭なくされるに至る。水を地上表
面に上昇させ、それを石油から分離するコストは経済的
ロスとなシ、更に多くの場合には廃水の処分の問題があ
る。更に重要なことは、毎日生成する液体の全容i#は
井戸穴及び人工のリフト装置によりしばしば制限され、
その結果水生成が不必要に石油生成速度を減少させる。
多くの場合において、頂層の一部が実賀的に全ての水を
生成するのに対し、残シの部分が石油の実質tt−生成
している。もし、頂層の水排出部分からの生成が除去或
いは減少されるならば水の生成、取扱い及び処分が回避
される。成る種の重合体は、水対油生成比全減少するこ
とが出来、これにより、より多くの石油が水取機い賃を
少なくしながら製造することが1゛きる。この結果、運
転コストの主たる節約、水駆動の不必晋なTP4粍の回
避、及び洩存石油間隔からの生厘が増大し、その結果よ
う大きな最終的−収及びニジ大きな駐常収入が得られる
。
米国軸杵第4,330,450号は、重合体中El〜3
5!倉部の7ニオン性モノマ一単位を有する重合体を含
有する両性電解質油中水自己反転性M合体エマルジョン
に向けられたものである。開示されている用途ぼ、表紙
にかけるものである。それらの第二次及び第三次石油回
収に釦ける用途も示唆とれている。
しかしながら1〜35Nt部の7ニオン注モノマ一単位
を含有する重合体は石油回収を高めるためKは質物な重
合体であることが判明した。
不発明は水性系統にかいてH;4蝕及びスケールを抑制
する方法に釦いて臂幼重の好!シくはカルボキシル官能
性の高分子両性′11L酔實戚いはその塩をま水性系統
に龜加することを咎徴とする方法に向けられたものでろ
る。
本発明は又、 (IL)  水性粘土分散液、及び (b)  好ましくはカルボキシル官能性の高分子両性
を解質或いはその塩 よシなる水性掘削液に向けられたものである。
本発明a又、地下累層中に井戸を掘削するに際し、井戸
中に水性掘削液を循環させる方法[>いて、該水性掘削
液が (a+  水性粘土分散液、及び (b)  好憬しくにカルボキシル官能性高分子両性1
解實或いはその塩 ニジなることを%徴とする方法に向けられたものである
。
本発明は又井戸穴が貫通した地下累層から石油及び/又
はガスを助成するに際し、それから貯水の同時生gt−
g少させる方法Vc>いて該累増中に該井戸穴を遥じて
好ましくaカルボキシル或いはスルホン酸官能性の高分
子電解質或いはその温合含有する水性処理俗液或いはエ
マルジョンを注入すること10徴とする方法に向けられ
たものである。
本発明は又、1.0 M Naα中にかいて、05〜4
.5の固有粘度を弔−するカルボキシル高分子両性電解
室重合体に向けられたものである。
好普しいアニオン性成分はカルボキシル官能性単量体で
あることが見出された。任意のカルボキシル官能性単量
体或いはその塩を使用することが出来る。具体例として
は、アクリル酸、クロトン酸、メタクリル酸、ビニル酢
酸、アリル酢酸、4−メチル−4−ペンテン酸及びジカ
ルボン酸類例えばマレイン酸及びイタコン酸などが李け
られる。奸計しいカルボキシル官能性率竜体はアクリル
酸及びメタクリル酸である。カルボキシル官能性it体
の混合物も高分子電解質のBN2製に邑って使用するこ
とが出来る。
スルホン#R1能性高分子1!解質は高められた石油回
収用途にかいて符に有効であることが見出された。
任意のカチオン基含有単重体を使用することが出来る。
好ましいカチオン基含有j17L、it体は下記のもの
である。
C式中、R”Fi水素、フェニル基或いは炭素数1〜3
のフルキル基、奸計しくに水素或いはメチル基、 R4は好筐しくは1〜12の炭素数の面釦或いは分岐鎖
、及び Xはアニオン、好ましくはハロゲン或いは抗酸フルキル
でりる)。
上式においてxh任意の7ニオンでよい。
具体例としてa1ハロゲン、做酸イオン、スルホン葭イ
オン、リン酸イオン、水酸イオン、ホウ酸イオン、シア
ンイオン、炭酸イオン、チオシアンはイオン、チオ硫酸
イオン、イソシアネートイオン、亜硫酸イオン、重亜倣
酸イオン、硝酸イオン、亜硝酸イオン、臭酸イオン、ケ
イ酸イオン、硫化物イオン、シアン酸イオン、酢酸イオ
ン及びその他の通常の無機及び有機イオンが挙げられる
。
最も好ましいカチオン含有単賞体の具体例としては、ジ
エチルジアリルアンモニウムクロライド、ジメチルジア
リルアンモニウムクロライド、メタクリロイルオキシエ
チルトリメチルアンモニウムメチルサルフェート及びメ
タクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロラ
イドが挙げられる。カチオン含有単賞体の混合物も又高
分子両性ml質の調製に際して使用することが出来る。
高分子両性1[w4質は又、三級アミンを側鎖に含有す
る重合体を重合後引続き重合体中の窒素を四級化してカ
チオン性単位を形成することによりm製することも出来
る。同様に、イオウ及びリン含有単重体を完全にメチル
化させてカチオンを形成すゐことができる。
一種以上の非イオン性単重体も任意に使用することが出
来る。具体例としては、アクリルアミド、及びその誘導
体例えばメタクリル7ミド、及びN、N−ジメチルアク
リルアミド、アクリロニトリル、酢酸ビニル、ビニルピ
リジン、ヒドロキシアルキルアクリレート畑、メタクリ
レート及びその04体、ブタジェン、スチレン及びその
誘導体例えば置換スチレン類、オレフィン性カルホン酸
のエステル、アルキレンオキシド類、ジビニルケトン類
、ビニルケトン類、ジビニルエーテル類及びフルキルビ
ニルエーテル類などが卒げられる。好ましい非イオン性
単重体はアクリルアミドである。非イオン性単重体の混
合物も高分子両性電解質の調製に際して使畑することが
出来る。
最も好筐しいカルボキシル1能性高分子両性亀解*ti
下記成分からFA製される重合体、好1しくaターポリ
マーである: (1)  下記一般式で表わされるカルボキシル官能性
率黛体: (式中、Rは肉様又は異種であってもよく、水素、フェ
ニル基、1〜3の炭素数のアルキル基好曾しくは水素、
メチル或いはエチル、或IAは−coox基でl)、 R1#i0〜12(7)炭素数、好’t L、<$10
〜3の炭素数直鎖又は分岐鎖であシ、及び xFi水素或いはアルカリ金属又Fiフルカり土類金属
、好ましくは水素、ナトリウム、カリウム或いはセシウ
ムである)、 (11)任意の非イオン性単重体、好璽しくは下記一般
式で表わされるjILt体: R・ 6 HCに0 ■ (式中R@は水素、フェニル基或いは1〜3の炭素数の
アルキル基好筐しくは水素、メチル或いはエチル、及び
R冨は同様或いは異種であってもよく、水素或いFi1
〜3の炭素数のアルキル基である)、及び (11D  少なくとも一種のカチオン基含有単量体、
好ましくは四N&7ンモニウム、ホスホニウム或いはス
ルホニウムよシなる群から選ばれるイオンを含有するカ
チオン基含有単重体。
非イオン性単重体を便用し、引続いて加水分解して所望
量の7ニオン性成分を得ることも出来る。同様に、非イ
オン性単重体及びカチオン性率重体から共重合体ft脚
表し、引続いて非イオン性単重体を加水分淋して7ニオ
ン部分を形成することも可能でろる。例えばアクリルア
ミドを加水分解してアクリル酸を形成することが出来る
。
本発明にかいて用いられるF水性コという用語は任意の
物理状態にかける水及び任意のmW例えば誠水或い#i
海水中の無機塩が浴鱗或いは分散している水を包含する
ものである高分子両性電解’J重合体は単重体を奸計し
くはフリーラジカル開始剤の存在下Vcpいて温合する
ことによf)調製することができる。
任意のフリーラジカル開始剤を使用することができる。
具体例としては、過酸化物類、アゾ開始剤及びレドック
ス系が挙げられる。好ましい触媒F′i過硫酸ナトリウ
ム或いは過硫酸アンモニウムと任意のアゾm、開始剤例
えH2゜2′−7ゾビスー(2,4−ジメチル−4−メ
トキシバレロニトリル)との混合物である。
重合は又光化学的に開始することができる。
高分子両性電解′Xは各抛方法例えば浴液重合、愁濁重
曾、塊状1合及び乳化重合などの任意の方法にニジ作る
ことができる。
温度は重要ではない。反応は通常lO〜100℃好筐し
くは4好普60 ”(1の間にpいて起こる。反応を室
温ニジ低温で運転することは反応が余?)Kも違いため
に一般的に実用的でない。60℃より高温にかいては重
合体の分子1・が減少する傾向がある。反応は反応温度
に応じて一般的に1〜12時間かかる。
残存単檜体の測定[jfi反応の完結の時点を確認する
ことが出来る。
反応液のpI′lは重要ではない。ptfは一般的に4
.5〜9.0の範囲である。
両性11解質重合体の分子tは正確に測定するのは困難
である。その代り重合体は通常固有粘度によって同定さ
れる。高分子両性11Lw4質の固有粘度は本発明[>
いて重要でない。
固有粘度は1.0M@化ナトナトリウム溶液中いて少女
くとも、05 dL/、9 (75CannonUbb
・1ohd・毛細管粘度計で611J足)を石するのが
好普しい。
重合体は任意の比率の単量体から製造することができる
。スケール及び腐蝕抑制のためにぽ重合体は5〜904
、厳も好璽しくは22.5〜70重t4重力4ボキシル
官能性単獄体、0.5〜85重#鳴最も奸計しくは2,
5〜25重量体のカチオン性単書体、0〜85N景傷よ
シ好箇しくは1.5〜85重を噛、鯉も好1しくば5〜
67.5重合・の非イオン性単量体から調製されるのが
好普しい。
本発明VCかいて腐蝕及びスケール沈積及び形成を抑制
するために用いられる高分子両性電解質の処理績度は処
理される水運搬系統の全浴液の重重の少なくとも0.1
ppya、好1しく $1 o、 1〜500 ppm
である。好1しくは、#夏水準範囲は約1.0〜200
 ppmである。
水性系統は任意の水性系統例えば冷却水、ボイラー水、
脱塩或いはカススクラバー系統のものでよい。水性系統
が脱塩系統である場合には高分子両性’1!L%負は1
.0 M極比ナトリウム6液中に釦いて2.8dl/、
9未満の固有粘度を有すべきである。
掘削泥 粘土分散液は水性液状媒体中に分散或いは懸濁されるこ
とのできる任意の微細固体である。洞常その様な物質は
ワイオミングベントナイト(Wyorning ben
tonit* )テキサス、テネシー及びルイジアナな
どの米国の各地で掘られる商業的中間生成掘削粘土及び
粘土1地下累層が掘削される際に生成する水和性粘土或
いはコロイド状粘土体を包含する。比重を増大させるた
めVC#S加される加重材料例えばハライド、酸化鉄な
ども又含普れる。
水性媒体は井戸或いは川などから得られる釘鮮な水でよ
い。それa又海或いは井戸から得られる基本でも良く、
戚いは更に水中油エマルジョン即ち少賞の油#C何等か
の方法で汚染されたもの或いはその様な油が何等かの望
ましい利点を侍るために箔加された水であってもよい。
本発明の御制泥は1本発明の重合体の外にその他の添加
剤を含むことも可能である。例えば、苛性物、ケブラチ
オ、石灰などの材料を地表面にかいて掘削泥に帯別する
ことが出来、他方その他の材料例えば石膏、真岩などの
物質も又掘削操作の際に地下累増中にかいて遭遇する。
本発明に従って使用される際に重合体は間接掘削泥に乾
燥粉末として適当な框体に懸淘させたスラリーとして或
いは水或いはその他の適当な溶媒中の溶液として添加す
ることが出来、或いは又泥循環系内の任意の便利な点に
かいて尋人することができる。添加剤を泥中lC4人す
るためにコーン及びジェットミキサー或いは同様な混合
装置を用いるのが望筐しい。
任意のカルボキシル官能性高分子電解’Jl[いはその
塩を使用することができる。アニオン性単位はカルボキ
シル&を含有する。高分子1解質の少なくとも10モル
L6或いは重賞憾では少なくとも5重量傷がアニオン性
単位で構成されていることが好ましい(但し必須ではな
い)。
掘削泥用途には重合体が5〜90重葉係、好IL<ri
32.5〜85重量幅のカルボキシル官能性単量体、0
.5〜85重針係、敢も鼾!しくは1.5〜40重を憾
のカチオン性単量体、O〜85重!4最も奸計しくは5
〜65重を参の非イオン性単を体からUffされるのが
好筐しい。
掘削泥用途に使用される重合体の量は合理的に広範な範
囲に亘って状況に応じて異シ、特別のsg4液或いは分
散液に用いられる量はこれらの状況及び処理される掘削
沿の特性によシ異る。通常、水損失減少に関して満足な
結果が掘削泥の42カロンバレル当シ1〜4ボンドの範
囲の量により得られる。成る株の掘削泥についての濾過
速度における最適の減少のためには42ガロンバレル当
b6ボンド1での童が必要とされる。他方、あるvl曾
にかいて例えば僅かに少量の濾過速度[訃ける改良がな
されればよい場合VCハ、泥のバレル当90.125ボ
ンドの添加剤でm−ましい効果を侍ることもできる。正
確な奈加倉は、前に指摘した如く泥の元の特性及び望1
れる特性に応じて異る。これに添加がなされる時点に訟
いてこの分野に釦いて通常行われる簡単な試験によシ決
定することができる。
カルボキシル官能性高分子11/L解質は単量体を好1
しくaフリーラジカル開始剤の存在下にかいて混合する
ことによう調製することが出来る。任意のフリーラジカ
ル開始剤を使用することが出来る。具体例としてa%通
過酸化物類アゾ開始剤及びレドックス糸が甘1れる。重
合は又光化学的に開始することが出来る。好ましい触媒
は過硫酸ナトリウム或いは過硫酸アンモニウムと任意の
アゾ型開始剤側えば2,2’−7ゾビスー(2,4−ジ
メチル−4−メトキシバレロニトリル)との醜合切であ
る。
井戸に送りこ筐れる水性溶液中の両性電駒質重合体処理
剤の酸度は約1 ppm〜約5彦電4の広範囲に亘って
変り得る。最過訣度は処理液が#、#内において稀釈さ
れる貯水の容積及び原油の粘i[応じて大きく異る。処
理剤の酸度及び注入される水性スラグの容積を処理剤の
累層水中の噴度が約0.01−0.5重重傷の間になる
ように調製するのが好ましい。
更に注入される水性スラグの容積を処理される与えられ
た生産井戸の周囲の石油回収類域内の石油容積の約0.
02係〜5爆の間に調帯することが好ましい。
石油回収増加用途のため[f1%重合体は40〜90重
jI−優厳も好ましくは47〜70重!唾の7ニオン幕
含有率倉体、0.5〜60重を傷取も経管しくは1.5
〜33重重優のカチオン基含有jILt体、0〜59.
5重甫鴫鮫も経管しく#5L20〜48頁f傷の非イオ
ン性率童体から+)lliされるのが好筐しい。
アニオン基含有単量体は次式で表わされるものが好ま しい: 〔式中、Rは同種又は異種であってもよく、水素、フェ
ニル基或いは1〜3の炭素数のアルキル基でめり、 R1は0〜12の炭素数のJ鎖又ぼ分M鎖であり、 X t’l −NHCHx C(CHs )z 5Os
Y W、いuOY(Yは水素或いはアルカリ金!j!i
4或いはアルカリ土類全極)である〕。
石油回収増大のための高分子肉性X解′JMはアクリル
酸、メタクリルば、ビニル酢酸、クロトン酸、アリル酢
酸、4−メチル−4−ペンテン飲及びアクリル7ミドメ
チルブロバンスルホン酸よりなる群から選ばれたアニオ
ン基含有j4Lt体、ジメチルジアリルアンモニウムク
ロライド、メタクリロイルオキシエチルトリメチルアン
モニウムメチルサルフェート及びメタクリルアミドプロ
ピルトリメチル7ンモニウムクロライドエ9なる群から
遺ばれたカチオン基含有単當体、及び任意にアクリルア
ミド及びその誘導体、アクリロニトリル、笛飲ビニル、
ブタジェン、ビニルピリジン、メタクリレート及びその
誘導体、及びスチレン及び七の誘導体よりなる群から選
ばれた非イオン性単曾体から調製されるのが好捷しい。
この用途に鮫も好ましい重合体はアクリル酸、メタクリ
ロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムメチルスル
フェート及びアクリルアミドから、SI4装される。
本発明に開示されるその他の用途と対比して、重合体の
固有粘度が高ければ高い根重合体の性能がより良好でめ
る工うでめる。10〜20の固有粘度が奸計しい。
本発明の方法を実施する[aす、波常の圧入方法を使用
することが出来る。即ち、被処理井戸は適宜必要に応じ
てパッカーを取り付けられ、水性処理剤に井戸Jβ部K
(必要に応じて)配置された通常のボシプ装置により強
制的に井戸穴に送りこ1れ貯水累層中に送りこ筐れる。
生産井戸用には注入は約1/2〜3日間内に完了され、
その後井戸は間ちに生産に戻される。処f!i後の初期
の井戸流出vJは水/油化が極めて減少してかり、製造
は数週間或いは数ケ月改良された油回収及び減少した水
生gをもって継続される。しかしながら、徐々に水/油
化が再び上昇しはじめ、この比が事1しくない程度の高
水準に達すると井戸は再び休転し、処31!!!を繰返
して再び生産性を改良する。
二次的及び三次的石油回収増大のためVCは重合体スラ
グの後に注入井戸の方式に工す阿足できる生唾累層の掃
射が得られる曾て水が添加される。
本発明の方法は、冠水(注入井戸)、三次回収或いは生
産井戸、石油井戸或いはガス井戸のいずれにも使用する
ことが出来る。生産井戸は自然流条件下に換作されても
よく、或いはそれは冠水媒体或いはガス状駆動媒体が隣
接井戸に注入される三次回収に使用される生産井戸でb
っでもよい。その株な二次回収操作にかいては、生産井
戸の処理は貯水を選択的に他の井戸或いはvl接の帯水
層構造に選択的に流れを変史し、それにより生産井戸流
出液中の水/油化を減少させる。
高分子両性tmm重重合 体放物の特許請求の範囲の目的のためKは、1合体は1
、OM塩化ナトリウム浴緻中で0.5〜4.5 (75
Cannon Ubbelohd@%g計で軸足)を有
し、20〜90TLii優服も好1しくは32,5〜8
5重量傷のカルボキシル′g能性率iIt体、1.5〜
85Xt4厳1’[t、<t15〜65]it4の非イ
オンf!E単童体及び0.5〜40重を優最も好プしく
は・1,5〜3ON重傷のカチオン基含有JIL重体か
ら構成される装置好プしい。
実施例 重合体の調製 1合体1〜58 実測例の重合体は表■に示されるカチオン性、アニオン
性及び任意に非イオン性の重合体を示されfC,童、固
形分濃度、初M温度及びpHにより混合することにより
装造てれたものである。単賞体ミックスは、1時l′l
t1窒素でパージした。溶媒は脱イオン水であった。開
始剤を重力uし%成分を約3時間反応させた。
表Iの重合体31〜37は表頁に示した比率でカチオン
性、アニオン性及び非イオン性単童体を混合することに
よりaIl製eれた。これらの溶液は次いで504水酸
化ナトリウムでpfl 7. Oに中和された。連鎖移
動剤及び触媒を表Iに示した童で添加した。これらの溶
液を螢光光線下に60分闇直いた。得られたゲル′ft
600 Mg/ 1ofe5性菫甘体KW釈した。
注) DMDAAC=ジメチルジアリルアンモニウムクロライ
ド AA=アクリル酸 AM=アクリルアミド 5ps=過硫酸ナトリウム SMBS=メタ重!ll!伏飲ナトリウムDMAM=N
 、N−ジメチルアクリルアミド APS=過硫酸アンモニウム ADM=2.2’−アゾビス−(2,4−ジメチル−4
−メトキシバレロニト リル) MA=メタクリルアミド A30150  ジメチルホルムアミド/水溶媒が使用
された。
MAA=メタクリル酸 MAPTAC:メタクリルアミドブロビルトリメチルア
ンモニウムク ロライド 13、METAMS =メタクリロイルオキシエチルト
リメチルアンモニウム メチルサルフェート 14、VTPPB=ビニル−トリフェニルホスホニウム
ブロマイド 15、AMPS=アクリルアミドメチルプロパンスルホ
ン酸 16、IPk=イソプロピルアルコール17、TEA=
トリエタノールアミン 18、HPA=ヒドロキシプロピルアクリレート19、
75 Cannon Ubbelohde  毛細管粘
度計により1.0M塩化ナトリウム浴液中のdi/12
0、TBP=t−ブチルパルオキシビバレート21.7
GA=チオグリコール酸 重合体59 90/10アクリルアミド/ジメチルジアリルアンモニ
ウムクロライド共M合体全重甘体1〜30及び38〜5
8と115]様にして、SA1製した。この共重合体は
次いで化学1tW倉の水数化ナトリウムkg加して加水
分解し、7o/20/10のアクリルIM、/アクリル
アミド/ジメチルシアリルアンモニウムクロライドを侍
た。
実ゐ?tl 1〜31(冷却水) リン酸カルシウム抑制を250 ppm Cm+“及び
6.0 m9 / L posを用いて10 ppmの
抑制剤でpm 8.5及び60”Cで24時間試験を行
った。表1に報告される抑制率係は24時間前懐の浴府
中のpoX4m度を帥1足することにより釆めた。
リン酸カルシウムの抑制率は実施例1〜23に概説した
2、5ppm及び5 ppmの抑制剤を用いて測定した
。結果は表口に示す。
表   1 5 00 0 00 00 00 00 00 00 注) D、MDAACeジメチルジアリルアンモニウムクロラ
イド IPA=インプロピルアルコール 実2691432−40 (IF5塩)金属U字管に水
蒸気を通し温度を240?rc珠った。このU字管を円
筒状のセルに授漬した。通常の海水の1.6倍の良度因
子(pH8,2)の海水をセル内に6QOm/時の速度
で2#1遇させた。24時間後U字管に沈積したスケー
ルを除去し、秤貧し、分析した。有効性は次式で定義さ
れる抑制重傷で示すニスケール半ば次式で求めた: 各極スケール抑制剤浪合吻の抑制重傷を表■に示す。
表  ■ 実施例   重合体   活 性   抑制y4優32
     54    5       g533  
  55    5      9534     5
6    5      7635    57   
 5      7036     55    2.
5     7937    55    7.5  
   7838    58    5      6
239     13    5       0(9
00珈) 40       19       5      
    0C704増加) 実施例41〜56(ボイラー水) 重合体11を各種賞のPO4、OH,810,。
My” 及びキレート(ナトリウムニトリロトリ#:酸
)′に含有する甘酸ボイラー水の試料に表Vに示す量で
添加した。各実施例は三つの条件即ちターポリマー無し
、11v/を及びlO■/lのターポリマー有りの条件
下で処理した。混合物乞90℃に加熱し、試験子その温
度に珠った。p&iはlO〜12の間に保った。各試料
は1時間、4或いは5時間、及び21時11a或いは2
2時間後4C観察した。級鮎給釆#′i表Vに示される
。この試験はボイラー水系統における抑制剤の有効性を
予fAoするために用いられる。皆、祭評価基準の下で
Aldkも経管しい結果であるのに対し、Fが鐘も奸計
しくない結果である。
注) A  透明 B 混合物内に小粒子が分散 C紙に小粒子が沈澱 Diに小粒子が小さな綿ボールの大き さに凝集 E 底に小粒子が中程度の均ホールの大きさKM集 Fiに小粒子が大きな綿ポールの大き さに#歩 ゼータポテンシャルは粉子/水剪断表面に釦ける枳子表
面電荷の目安である。有幼な抑制剤は1に荷′j!ll
−地大することに工り粒子間O反発力を増大させる。こ
れは粒子の分散性を増大し、凝固沈澱及びそれに引続く
スケール化を減少させる。
マグネタイト(酸化鉄)粒子及び次数カルシウム及びマ
グネットの70/30mt比ブレンドのセータポテンシ
ャルを脱塩水内の1.000pprn懸濁液について各
棟pttに分いて求めた。各種重合体の0.5pprn
及び5 ppmがkm液に添加されゼータポテンシャル
を再測定した。抑制剤添加恢のゼータポテンシャルの変
化即ちゼータポテンシャル壇加を表■に示した。セータ
ポテンシャルが壇刀口するとより安定な慇洟液が無底さ
れた。マグネタイト及び炭酸カルシウムの?lR,合沈
積物は多くのカス浄化系統に見られる特に典型的なもの
である。
衣 ■ 一〇、2 5 1.4 −1.6 11゜l 11.4 1 1.6 02 8.6 3.4 7.4 9.1 13.4 5.9 6.6 21.5 15.0 24.5 11.9 14 27.4 27.2 26.8 31.9 41.4 27.2 38.1 36.9 39.0 39.1 32.5 20.0−の1.0M塩化ナトリウムf&液、8−の0
.1Mケイ酸ナトリウム浴液及び所定音の抑制剤を混合
して、蒸留水で稀釈してlO〇−の最終容量にした。混
合物の温度を実験巾約40℃に保ち、pifは塩#!を
帯別して8.0に一螢した。シリカ単貴体lie度Fi
5分後にモリブデン版法[Alaxandsr 、 G
、 B、 ; J、 A、 C。
S、75.5055(1953))及び引続く時間間隔
にかいて測定した。データは二次速度論プロットを用い
て分析し、重合速度を求めた。表■はシリカ重合過程に
及はす抑制剤の影Vを示す。この重合速度の減少は水系
統にかける熱交換及び水輸送表面に対するシリカ沈′O
L速度の予想減少を示すものである。
衣  ■ 73     無 1.7 74    16    100       0.6
5 30     50       0.12実施例76
(腐蝕) 金属試片浸漬試験は谷状8tの円筒状バッテリージャー
よりなるものでろった。Haak・恒温授槓(II墳器
(E−52型)を用いて浴液温度を匍J悟1し、制御浴
を撹拌した。このユニット#′1100Oワットの完全
に調整可能な±0、01 T!の礁度調劾を可能にする
ステンレス裏のヒーター及び浴内の恒温均一性をS実に
行う組込み圧力ノズル撹拌器を翁する10t/分のポン
プを内紙した。龜友感知費素としては、測定接触熟制御
器金用いた。
浴液のpt+ ff、 Kruger及びEcke1g
モデル440pロコントローラーを用いて制佃1した。
このユニットは、腐蝕性液体#&境のpaが設定てれた
点工り低くなると常[Dias  ミニポンプの電力の
入力及び切断を行うことができる。この20m/’時の
ポンプy*を有する嬬動Diasポンプは恢酸を齢加す
ることに工り浴液p■を軸持した。標準カス及び飽和力
ロメ九1極を検知要素として使用した。浴には遅杭的1
1?:仝気飽和を確保するために中程度の多孔率のプラ
スチックカス分散チューブを通して60 co/分の速
度で通気を行った。
各々4.2平方インチの表面積を石する二枚のsAgi
oio鋼製金属試片をカラスフックにより懸架した。試
験のための溶液容量対試験金属表面積の比Fiはぼ10
00:1であった。
試験に使用された合成水の組成は下記の通りである(含
量を蒸留水のt当りの割合で示す): イオン二C&++Mg++HCOs−α−S04−pp
m:  88  24 40  70  328Ca 
C03としての金砂Ftj IL 318 ppmであ
り、piは7.5でめった。gA艮r150つであった
。
試wILは2〜3日のサイクルに丞づいて行われた。糸
を表■に示す腐蝕抑制組底物で処理した。2日目或いは
3日目の彼に一試験浴液全廃集し、新鮮な溶液をy4製
した。14日サイクルの終りに金属試片を取出し分vr
を行って試lIAを終了した。金属試片の腐蝕率は14
日サイクル期間内のそれらのネ蛍減少[工って副足し、
超果はミル7年(mpy )で決算した。
試験結Jiを表■に1とめて示す。
、fieV劇 78.7 58 0.79 45 0 60.0 0.56 0.39 1 表■に示した重合体を水性粘土分触洒に演劇し、粘度及
び流体情夫を測定した。ベントナイト粘土1091”2
00cc  の脱イオン水に箔加し、15分間剪断力を
かけた。!05加し、5分間!Ill断力をかげた。階
水許仙1には15、Fのベントナイト粘土1200ee
Q脱イオン水に添加して15分間剪断力をかけ九スラリ
ーに添加して5分間剪断力をかけた。
使用された海水塩はAquariurn 5yst@m
s  社で製造された製品であるIn5tant 0c
ean■であった。両混合vJに50.9全溶液(pH
をN鼻OHで8.5に調製)中に溶解した2gの活性重
合体を15分間剪断力を加えながら箔加した。
このスラリーの粘度tFhNN粘度計(モデル353に
より600 rpm及び300 rpmで測定した。3
0分流体徊失(EL)を−数でFANN(モデル12 
) BCFfltar Pressに工り100 ps
iの窒素の下で測定した。
実施例94〜105(高められた石油回収)高分子両性
電解質を脱イオン水中に600η/を重合体濃度で溶解
し、表の下半分[Thいて2傷塩化ナトリウムBroo
kfield  粘度を室温(25℃)K&いて測定し
た。各種RPMにかける粘度を表Xに示す。
手続補正書 平成2年10月20日

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、(a)水性粘土分散液、及び (b)少なくとも0.5dl/gの固有粘度を有し、下
    記成分: (i)下記式の少なくとも1種のカルボキシル官能性単
    量体: ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、Rは水素、フェニル基又は1〜3 の炭素原子のアルキル基であり、 R^1は0〜12個の炭素原子の直鎖又は 分岐鎖であり、及び Xは水素又はアルカリ金属又はアルカリ 土類金属である。) (ii)次の構造: ▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式、
    表等があります▼、 ▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式、
    表等があります▼及び、 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、R^3はフェニル又は1〜3の炭素原子のアル
    キル基であり、 R^4は1〜12の炭素原子の直鎖又は分 岐鎖であり、 R^5は水素又は1〜3の炭素原子のアル キル基であり、及び Xはアニオンである。) の1種を有する四級アンモニウム、ホスホ ニウム又はスルホニウムからなる群より選 択されるイオンを含有する少なくとも1種 のカチオン含有単量体、及び (iii)任意に、非イオン性単量体、 から調製されるカルボキシル官能性高分子 両性電解質又はその塩の水損失減少量、 よりなることを特徴とする水性掘削液。 2、該両性電解質が (i)5〜90重量%の該カルボキシル官能性単量体、 (ii)0.5〜85重量%の該カチオン含有単量体、
    及び (iii)0〜85重量%の該非イオン性単量体、から
    調製される特許請求の範囲第1項記載の水性掘削液。
JP2251638A 1981-12-15 1990-09-20 水性堀削液用高分子両性電解質の製造のための原料組成物 Expired - Lifetime JPH0643463B2 (ja)

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US331,102 1981-12-15
US06/378,921 US4533708A (en) 1981-12-15 1982-05-17 Polyampholyte polymer
US378,921 1982-05-17
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US41118282A 1982-08-25 1982-08-25
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US411,173 1982-08-25
US06/411,167 US4484631A (en) 1982-08-25 1982-08-25 Use of polyampholytes to enhance oil and/or gas recovery
US411,167 1982-08-25
US411,182 1982-08-25

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