JPH0340799B2 - - Google Patents

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JPH0340799B2
JPH0340799B2 JP60137102A JP13710285A JPH0340799B2 JP H0340799 B2 JPH0340799 B2 JP H0340799B2 JP 60137102 A JP60137102 A JP 60137102A JP 13710285 A JP13710285 A JP 13710285A JP H0340799 B2 JPH0340799 B2 JP H0340799B2
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    • C09K8/00Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/02Well-drilling compositions
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    • C09K8/05Aqueous well-drilling compositions containing inorganic compounds only, e.g. mixtures of clay and salt
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は90Kg/m3より大きい密度をもつ塩化物
基材重質塩水井戸完成用流体を液化する方法に関
する。 井戸完成用流体(well completion fluid)は、
井戸の節止め、洗浄、穿孔、閉塞、砂制御、また
は孔あけなどの処理操作時にこれを流しながら操
作施行面に配置されるものである。井戸完成用流
体の基本的機能は処理用流体の所望の地点への移
動を容易にすること、井戸から固体を除くこと及
び施行圧力を制御することにある。 必要な完成用流体の性質は生成および特定の用
途に応じて変化することが知られている。完成用
流体は「プロジユーサー・オペレーシヨンズ」
(オイル・アンド・ガス・コンサルタント・イン
コーポレーテツド、1978年)第207〜221頁にアレ
ンらによつて論じられている。多数のポリマーが
完成用流体を増粘もしくはゲル化するのに好適で
あることが知られている。ポリマーの選択および
そのポリマーの完成用流体への配合は当業者に周
知であり、上記のアレンらの報文ならびに米国特
許第4137182号、同第4144179号に記載されてい
る。 完成用流体の密度がなるべく低いことが一般に
好ましいけれども、約90Kg/m3より大きい密度を
もつ“重質塩水”を使用することが多くの場合必
要である。塩化物基材重質塩水は代表的には高濃
度の塩たとえば塩化ナトリウム、塩化カルシウム
および塩化亜鉛を含む。このような塩の高コス
ト、製造形成物を損傷する可能性、塩水廃棄にお
ける環境上の問題のために、重質塩水を回収して
再使用することが重要である。 完成用流体は製造形成物を閉塞する固体を含ん
ではならない。その結果として、再使用前に完成
用流体を濾過することが必要である。然し粘稠流
体もしくはゲルの濾過は非常に困難で時間がかか
り高価である。完成用流体の粘度は「ブレーカ
ー」と呼ぶ添加剤の使用によつて特に減少もしく
は破壊しうる。過酸素化合物たとえば過硫酸塩、
過酸化水素、過酸、および有機過酸化物が単独で
又は促進剤および/または抑制剤と一緒にブレー
カーとしてふつうに使用される。米国特許第
3167510号にはブレーカーとしての過硫酸塩の効
力は塩水基材完成用流体よりも水基材完成用流体
において大きいと記載されている。重質塩水にお
いて、過酸化水素または過硫酸塩の効力は減少す
るので、完成用流体を破壊するに必要な時間は過
度であり、あるいはまた非常に大量の遷移金属イ
オンを促進剤として必要とするので塩水は汚染さ
れ、精製なしに再使用するには不適である。 本発明の利点は90Kg/m3より大きい密度をもつ
塩化物基材重質塩水を含む完成用流体に遷移金属
イオンを促進剤として使用することなしに使用に
適する粘度に液化する方法を提供することにあ
る。 本発明において、過酸化水素を過硫酸塩と一緒
に使用すると過酸化水素または過硫酸塩のいずれ
かを単独で同等の濃度で使用する場合よりも塩化
物基材重質塩水完成用流体を液化するのにより有
効であることを予想外にも発見した。 完成用流体は当業者にふつうに使用される任意
の好適なポリマーたとえばヒドロキシエチルセル
ローズ、キサンタンガム、または水性ゲル形成性
の任意の他の天然もしくは合成ポリマーを含むこ
とができる。 任意の過硫酸塩が好適に使用される。望ましく
は、過硫酸塩はアルカリ金属、アンモニウムもし
くはアルカリ土類過硫酸塩である。好ましくは過
硫酸塩は商業的に入手しうる過硫酸塩たとえば過
硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウムまては過硫
酸カリウムである。過酸化水素は任意の便利な形
体で、たとえば液体過酸化水素として、あるいは
溶解して過酸化水素を放出しうる固体として配合
することができる。過酸化水素を放出しうる好適
な固体として、ナトリウム・パーボレート、ナト
リウム・カーボネート・パーオキサイド、ナトリ
ウム・ピロホスフエート・パーオキサイド、ナト
リウム・パーオキサイド、および尿素パーオキサ
イドがあげられる。あるいはまた、過酸化水素は
酸素の陰極還元のような周知の手段によつて完成
用流体中で発生させることができる。 過硫酸塩と過酸化水素の双方の有効量はもちろ
ん使用しなければならないけれども、それらの使
用量は臨界的ではない。当業者は使用した完成用
液体から塩水を回収し再使用する全体のコストを
最小にすることが好ましいことを容易に認識する
であろう。その結果として、過酸化水素と過硫酸
塩との比は9:1〜1:9の範囲で変化させう
る。モル基準で過酸化水素は過硫酸塩よりも通常
安価であるので、過酸化水素:過硫酸塩のモル比
は9:1〜1:1の範囲にあるのが通常好まし
い。 完成用流体を破壊するのに使用しうる過酸素化
合物の最大量に制限はないけれども、経済的考慮
から完成用流体の性質および必要な時間に応じた
最小量を使用するのがよい。通常は、完成用流体
の1m3当たり10モル未満の過酸素化合物を使用す
るのが望ましい。当業者は過酸素化合物の使用量
を減少させると粘度を所望の値に低下させるに要
する時間が増大することを容易に認識するであろ
う。1m3当たり1モル程度の少量の過硫酸塩が3
時間でかなりな粘度低下をもたらすので、当業者
は最小の実験で現場の条件下での有効使用量を決
めることができる。 化学反応速度が温度と共に上昇することは周知
である。反応温度は本発明にとつて臨界的ではな
く、完成用流体の凍結点と沸点との間の任意の温
度が満足である。当業者は完成用流体中のブレー
カー系の濃度を調節し、完成用流体の温度を調節
して所望の時間内で完成用流体を液化するコスト
を最小にするであろう。完成用流体の温度は少な
くとも約10℃であるのが望ましい。 単独で又は他の添加剤と一緒に使用する遷移金
属活性化剤は高濃度ハロゲン化物を含まない完成
用流体のブレーカー系に非常に有効である。然し
高い密度の塩化物基材完成用流体において、この
ような活性剤は特に塩水再使用前に通常除く必要
があるのでせいぜい収支見合う程度の効力しかも
たない。本発明を使用する場合、このような活性
化剤を使用する必要はない。過酸素化合物を僅か
増大させる方が活性化剤を使用するよりも全体と
して通常コスト的に有利だからである。 本発明を実施するために現在知られている最も
良い態様を次の実施例(本発明を限定するもので
はない)によつて説明する。これらの結果は実施
例4の後に論じられている。“M/m3”なる略号
はミリモル濃度(モル/m3)として濃度を表わす
ために使用するものである。 実施例 1 119Kg/m3の塩化ナトリウム塩水を含みPH6.5に
調整した完成用流体を製造した。0.6%のヒドロ
キシエチルセルローズ(HEC)を加えた後、PH
を7.5に上昇させ、そしてこの流体を一夜放置し
て増粘させた。過酸化水素(H2O2)または過硫
酸アンモニウム(APS)のいずれかをブレーカ
ーとして加えた。任意に加えた促進剤系は銅イオ
ン単独(Cu)あるいは銅イオンとアミノトリ
(メチルホスホン酸)(AMP)、および亜硫酸イオ
ンであつた。完成用流体をPH9.5に調整し、粘度
を時々測定した。すべての添加剤を完成用流体
380ml当たりのグラム数で第1表に示す。合計の
過酸素化合物もモル/m3(M/m3)として示す。
粘度減少をもとの粘度の百分率として第1表に示
す。はじめに硫酸と希水酸化ナトリウムを水酸化
ナトリウムの代わりに使用した。No.1のスピンド
ル付きのブルークフイールド・モデルRVT粘度
計を使用して10rpmで粘土を測定した。 実施例 2 139Kg/m3の塩化カルシウム塩水をもとにして
実施例1の実験法をくりかえした。実験条件とそ
の結果を第2表に示す。 実施例 3 132Kg/m3の臭化ナトリウム塩水をもとにして
実施例2の実験法をくりかえした。実験結果を第
3表に示す。希塩酸および石灰スラリをPH調整用
に使用した。 実施例 4 過酸化水素単独を使用して液化した実施例1に
使用した塩化ナトリウム完成用流体を用いて、再
使用のための塩水の適当性を実証した。同様にし
て、実施例3に使用した塩化カルシウム完成用流
体を本発明の混合過酸化水素/過硫酸ナトリウム
ブレーカーを用い液化し、濾過した。両者の溶液
は無色であり、肉眼観察では固体はなかつた。こ
れらの溶液を実施例1の方法を使用して再び増粘
した。溶液のもとの粘度および再増粘化後の粘度
を第4表に示す。また、粘度はエヌ・エル・イン
ダストリーズ・バロイド・レオメータにより
300rpmで測定した。これらの粘度は任意に定め
た単位(1単位は0.0488Kg/m2に相当する)を用
いて示してある。 第1表は塩化ナトリウム−0.6%ヒドロキシエ
チルセルローズ完成用流体中の種々のブレーカー
の結果を示している。380ml中0.2gAPSの濃度で
のAPS単独使用は遅くて不完全な破壊をもたら
した(実験1)。APSの量を2倍にするとわずか
に大きい活性がえられた(実験2)。金属の使用
(実験3)ならびに錯化剤および還元剤と組合せ
た金属の使用は、高濃度のAPSの場合でさえご
く僅かの改良を与えるにすぎなかつた。非塩水系
においては、金属触媒はゲルの破壊を劇的に促進
することが知られている。 過酸化水素(実験7および8)はAPSよりも
遥に有効である。高濃度H2O2において、粘度減
少は迅速かつ完全である。低濃度H2O2では銅の
添加(実験5)によつてより有効になつたが、亜
硫酸塩(実験5)は僅かにマイナスの衝撃をもつ
た。 驚くべきことに、APSとH2O2との混合物は相
乗効果を示す。この相乗効果は実験7(H2O2
独)及び実験10(APS単独)と同じ合計活性酸素
(AO)含量をもつ実験10において明らかである。
実験10の粘度減少はAO水準が2倍高い実験8の
場合と実質的に同じであつた。 第2表は0.6%HEC含有のCaCl2基材完成用流
体中の種々のブレーカー系の効果を示している。
実験11〜15において、APS単独(実験11)では
迅速な破壊が起こらないことがわかる。より満足
すべき破壊はAPSを金属、錯化剤および還元剤
と組合せて使用したとき(実験12、13)にえられ
た。過酸化水素(実験14)は、APSよりも有効
であるけれども、NaCl塩水中ほどは有効でなか
つた。H2O2とAPSとの混合物(実験15)は試験
した中で最も有効な系であり、金属錯化剤または
還元剤の汚染を避けながら非常に迅速で完全な破
壊を与えた。 実験16〜20はAPSとH2O2の相乗効果を明らか
に実証している。実験20において、破壊は実験17
または19のいずれよりも遥かに迅速で完全であつ
た。実験20における効果は実験16と18の付加効果
よりも大きかつた。 過酸化水素/過硫酸塩混合物の使用は第3表に
示すように臭化物ゲルにまでは及んでいない。事
実、この混合物はH2O2よりもややわるく、そし
て過硫酸塩単独よりもずつと劣る。塩化物系と臭
化物系におけるこの挙動の相違は完全にはわかつ
ていないが、塩化物イオンおよび臭化物イオンが
塩素および臭素に酸化される相対的な容易性に関
係するのかも知れない。
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】 レオメータ
600rpm 単位 55 89
100
【表】

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 90Kg/m3より大きい密度をもつ塩化物基材重
    質塩水完成用流体に過硫酸塩と過酸化水素を9:
    1〜1:9の範囲のモル比で且つ該完成用流体中
    の過硫酸塩と過酸化水素の合計含量が1m3当たり
    少なくとも1モルであるように配合するこを特徴
    とする井戸完成用流体の液化法。 2 ナトリウム・パーボレート、ナトリウム・カ
    ーボネート・パーオキサイド、ナトリウム・ピロ
    ホスフエート・パーオキサイド、ナトリウム・パ
    ーオキサイド、および尿素パーオキサイドから成
    る群からえらばれた化合物から過酸化水素を完成
    用流体内で発生させる特許請求の範囲第1項記載
    の方法。 3 過硫酸塩がアルカリ金属過硫酸塩または過硫
    酸アンモニウムである特許請求の範囲第1項記載
    の方法。 4 完成用流体に酸素ガスを導入し、そして完成
    用流体中に浸漬した陽極と陰極との間に電流を通
    して陰極において酸素を過酸化水素に還元するこ
    とによつて過酸化水素を完成用流体内で発生させ
    る特許請求の範囲第3項記載の方法。 5 過硫酸塩が過硫酸アンモニウム、過硫酸カリ
    ウム、および過硫酸ナトリウムから成る群からえ
    らばれた化合物である特許請求の範囲第1項記載
    の方法。 6 過酸化水素と過硫酸塩とのモル比が9:1〜
    1:1の範囲にある特許請求の範囲第5項記載の
    方法。
JP60137102A 1984-06-25 1985-06-25 塩化物基材重質塩水井戸完成用流体の液化法 Granted JPS6114390A (ja)

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JPS6114390A JPS6114390A (ja) 1986-01-22
JPH0340799B2 true JPH0340799B2 (ja) 1991-06-20

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