JPH06207166A - 掘削用添加剤 - Google Patents

掘削用添加剤

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JPH06207166A
JPH06207166A JP5282214A JP28221493A JPH06207166A JP H06207166 A JPH06207166 A JP H06207166A JP 5282214 A JP5282214 A JP 5282214A JP 28221493 A JP28221493 A JP 28221493A JP H06207166 A JPH06207166 A JP H06207166A
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mixture
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lignite
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JP5282214A
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English (en)
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Bharat B Patel
ビー．パテル バラット
Stewart S Wayne
エス．スチュアート ウェイン
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Phillips Petroleum Co
Original Assignee
Phillips Petroleum Co
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Publication date
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    • 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
    • C09K8/04—Aqueous well-drilling compositions
    • C09K8/14—Clay-containing compositions
    • C09K8/18—Clay-containing compositions characterised by the organic compounds
    • C09K8/22—Synthetic organic compounds
    • C09K8/24—Polymers
    • 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
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    • C09K8/04—Aqueous well-drilling compositions
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    • C09K8/12—Clay-free compositions containing synthetic organic macromolecular compounds or their precursors
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 穿孔用、仕上げ用、又は調査用流体に用いる
のに適した低粘化性添加剤。 【構成】 穿孔用流体、仕上げ用流体、又は調査用流体
に用いるのに適した添加剤において、次の化学成分：変
性タンニン、変性リグナイト、又はリグノスルホン酸ナ
トリウムである第一成分と、アクリル酸を用いて製造し
た重合体からなる第二成分と、鉄、錫、クロム、マンガ
ン、チタン、アルミニウム、亜鉛、又はそれら金属の二
種類以上の組合せである金属の化合物からなる第三成分
とからなる混合物である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、流体産出地層中への井
戸の掘削及び掘った井戸の利用に関する。一つの態様と
して、本発明は穿孔用流体、仕上げ用流体及び調査用流
体の添加剤で、それら流体に改良された低粘化(thinni
g）効果を与える添加剤に関する。別の態様として、本
発明は、異なった低粘化性を有する穿孔、仕上げ、及び
調査用流体添加剤、及び無機化合物からなる出発材料を
混合し、前記出発成分の性質より優る低粘化性を有する
混合生成物を生成させることに関する。
【０００２】
【従来の技術】穿孔用流体は、穿孔速度、井戸掘削操作
のコスト及び安全性に影響を与える種々の機能を果た
す。穿孔用流体又は所謂泥漿をポンプで中空ドリルスト
リング(drill string)を通って下へ送り、底の刃のノズ
ルを通って、孔又はケースとドリルストリングとによっ
て形成された環中を上昇させて地表へ送る。刃は地表か
らストリング全体を回転させるか、又は地下孔内モータ
ーを用いて回転させる。このように穿孔用流体を循環さ
せることにより、試錐孔から切削物を除去し、ドリル刃
を潤滑冷却し、試錐孔の壁を薄い不透過性の層で塞ぎ、
地層に静水圧を適用して地層圧力と釣り合わせる。地表
に到達した後、穿孔用流体は一連の網、沈降用タンク、
又は他の設備を通過させて地表へ運ばれた地層物質を除
去する。次にそれを添加剤で処理して希望の一連の性質
を得る。処理された流体はポンプにより井戸へ戻され、
その工程を繰り返す。
【０００３】殆どの穿孔、仕上げ、及び調査用流体は、
相互作用を及ぼす化合物の複雑な混合物であり、それら
の性質は、温度、剪断速度、及び剪断履歴の変化により
著しく変化する。穿孔用流体は試錐孔を通って循環する
ので、それらはドリル管中の乱流、刃の強力な剪断、及
び環中の名目上の層流の如き常に変化する条件の影響を
受ける。
【０００４】従って、材料の種類として穿孔用流体の最
も望ましい特性の一つは、注意深く選択された添加剤で
先を見通した処理により達成することができる融通性で
ある。種々の穿孔用流体添加剤が知られている。一般に
用いられている添加剤には、粘度、粘稠化剤、流体損失
抑制剤、シンナー、潤滑剤、殺菌剤、表面活性剤、加重
(weighting）材料、凝集剤、剥離防止剤、消泡剤、苛性
化剤、塩等が含まれる。穿孔では、石膏又は他の可溶性
有機塩の如き或る地層構成物、膨潤性粘土を含有する地
層構成物、又は深い温泉井ではゼラチン及び（又は）穿
孔用流体の濃化が屡々起き、穿孔用流体の粘度が過度に
なり、泥漿の性質制御の喪失、高いポンプ圧力、穿孔速
度の低下、頁岩振盪器の篩通過不可能、泥漿循環の停
止、泥漿中のガスによる遮断、或は突然噴出の発生等を
起こす危険がある。本発明の主要な問題である穿孔用流
体のレオロジー流動特性を制御するためには、塑性粘度
（ＰＶ）、降伏点（ＹＰ）、及びゲル強度（Ｇｅｌ）の
知識が必要である。ＰＶ／ＹＰ比により、穿孔用流体の
剪断低粘化性、即ち、効果的粘度が剪断速度の増大と共
に低下する度合いの特徴が決まる。過度に高い降伏点又
はゲル強度は、シンナーの如き或る化合物を添加するこ
とにより低下する。これらのシンナーを穿孔用流体に添
加すると、流動抵抗及びゲルの発生が減少する。粘土・
水穿孔用流体のためのシンナーとして一般に用いられて
いる材料は、（１）植物タンニン、（２）ポリホスフェ
ート、（３）リグナイト物質、（４）リグノスルホネー
ト、及び（５）合成重合体とてし広く分類することがで
きる。
【０００５】リグノスルホネート、変性リグノスルホネ
ート、リグナイト、変性リグナイト、タンニン、選択さ
れた金属化合物で変性されたタンニンの如き物質の種々
の組合せからなる数多くの穿孔用流体添加剤混合物が特
許になっている。米国特許第４，７０４，２１４号、第
４，８４２，７７０号、及び第４，６１８，４３３号明
細書を参照されたい。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述の特許に開示され
た添加剤混合物は、井戸掘削操作で用いられ成功を収め
ているが、環境上許容出来る一層コスト的に効果的な添
加剤を与える必要性が依然として存在している。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明により、穿孔用流
体のための新しい種類の添加剤が与えられ、その添加剤
は水を基にした穿孔用流体の如き穿孔用流体に配合する
と、その穿孔用流体に改良された粘度又は他のレオロジ
ー特性を与える。新しい添加剤は変性タンニン、変性リ
グナイト、リグノスルホネート、アクリル酸から製造さ
れた合成重合体、鉄、錫、クロム、マンガン、チタン、
アルミニウム及び亜鉛からなる金属群の金属化合物から
なる材料の混合物である。ここで用いられる言葉「アク
リル酸から製造された合成重合体」とは、アクリル酸、
及び水を基にした穿孔用流体と相容性のあるメタクリル
酸の如き関連単量体から製造された単独重合体、共重合
体等を指すものとする。
【０００８】本発明の第一の好ましい態様は、変性タン
ニン、アクリル酸から製造された合成重合体と、鉄、
錫、クロム、マンガン、チタン、アルミニウム、亜鉛、
又はそれらの組合せからなる金属群から選択された金属
化合物とを含む添加剤の組合せである。本発明の第二の
好ましい態様は、変性リグナイトと、鉄、クロム、錫、
又はそれらの組合せからなる群から選択された金属化合
物と、アクリル酸から製造された合成重合体とからなる
添加剤の組合せである。本発明の第三の好ましい態様
は、乾燥リグノスルホン酸ナトリウムから調製された残
留物と、鉄、錫、クロム、マンガン、チタン、アルミニ
ウム、亜鉛、又はそれらの組合せからなる金属群から選
択された金属化合物と、アクリル酸から製造された合成
重合体とからなる添加剤の組合せである。
【０００９】本発明の第四の好ましい態様は、液体リグ
ノスルホネートと、アクリル酸から製造された合成重合
体と、鉄、錫、クロム、マンガン、チタン、アルミニウ
ム、亜鉛、又はそれらの組合せからなる金属群から選択
された金属化合物と、任意に苛性ソーダ溶液とを混合
し、次に得られた液体混合物を乾燥して乾燥残渣にし、
最後にその残渣を粉砕して粉末状にすることにより製造
された添加剤の組合せである。
【００１０】添加剤を穿孔用、仕上げ用、又は調査用流
体中に配合する量は、（ａ）粘度、（ｂ）降伏点、又は
（ｃ）１０秒又は１０分のゲル強度、を含めたパラメー
ターの少なくとも一つを減少させるのに充分な量である
べきである。
【００１１】本発明が適用される穿孔用、仕上げ用、及
び調査用流体は、当分野で従来知られているものであ
り、水を基にした泥漿が含まれる。一般に穿孔用流体
は、ベントナイト、カオリン、又はイライトの如き微粉
砕粘土及び加重材料を、全て水に懸濁した状態で含んで
いる。本発明を適用することができる適切な穿孔用流体
は、例えば、米国特許第３，０２８，３３３号明細書に
開示されている。
【００１２】本発明の添加剤混合物の第一成分は、変性
タンニン、変性リグナイト、及びリグノスルホン酸ナト
リウムを含む群から選択される。変性タンニンは、ナト
リウムタンニン、亜硫酸化タンニン、又はスルホアルキ
ル化タンニンにすることができる。スルホメチル化ケブ
ラコ(quebracho）（ＳＭＱ）が現在変性タンニンとして
用いるのに好ましい。どのような適当なリグナイト又は
リグナイト副生成物でも本発明で用いることができる。
好ましい変性リグナイトは、水溶性を改良するためアル
カリ塩基で予め処理した、即ち「苛性化した」リグナイ
トである。これらの材料は当分野でよく知られており、
市販されており、穿孔用流体で用いるための製造方法
は、例えば、米国特許第４，７０４，２１４号明細書に
記載されている。
【００１３】本発明の添加剤混合物の第二成分は、水性
流体の低粘化に有用であることが知られている有機単独
重合体及び共重合体を含む群から選択される。例えば、
ポリアクリレートの純粋に合成した石油化学誘導体の種
類のものが配合されており、それはカルシウム及びアル
カリ性金属の塩の含有量が大きな水性穿孔用流体中でよ
い性能を果たしている。流体の性質を改良するために用
いられているこれら重合体では、合成分子が既知の天然
産重合体分子よりも優れている場合、解膠の如き特定の
性質を充分改良するために分子（一種又は多種）が合成
されている。
【００１４】本発明の添加剤混合物の第三及び最後の成
分は、鉄、錫、クロム、マンガン、チタン、アルミニウ
ム、及び亜鉛を含む金属群から選択された金属化合物で
ある。前述の群から選択された金属は、少なくとも部分
的に水溶性の形で本発明で用いることができる。本発明
で用いるのに鉄の水化酸化物が好ましい。
【００１５】穿孔用流体系に対する特定の要求を満たす
ために流体に特別に配合した助剤分子を添加する別の方
法として、確定された合成重合体を他の既知のシンナー
及び前述の流体特性改良用金属化合物の一種類と最適比
で物理的に混合することにより、出発成分の性質よりも
優れた添加剤混合物を生ずる。
【００１６】本発明の別の態様の第一の特徴に従い、テ
ネシー州チャタヌーガのアルコ・ケミカル・コーポレー
ション(Alco Chemical Corporation）からブランド名ア
ルコドリル(Alcodrill)(商標名）ＨＰＤ−Ｓとして販売
されている陰イオン性ポリアクリル酸ナトリウム共重合
体添加剤を、好ましくはスルホメチル化ケブラコ（ＳＭ
Ｑ）である変性タンニンと、好ましくはＦｅＳＯ4 ・Ｈ
2 Ｏである鉄の水化酸化物と混合する。本発明の有用な
混合物を形成する上記規定成分の重量％は、下の表ＩＡ
に示されている。商業的利用法として、これらの成分を
慣用的乾燥混合装置により混合することができる。
【００１７】本発明の別の態様の第二の特徴に従い、商
標名アルコドリルＨＰＤ−Ｓとして販売されているポリ
アクリル酸ナトリウム重合体を、今後Ｎａ−リグナイト
として言及するノースダコタ州リーダーのアメリカン・
コロイド社(American Colloid Co.)から入手できる苛性
ソーダと反応させたノースダコタ・フミン酸である可溶
化リグナイト、及び好ましくはＦｅＳＯ4 ・Ｈ2 Ｏであ
る鉄の水化酸化物と混合する。本発明の有用な混合物を
形成する上記規定成分の重量％は下の表ＩＡに示されて
いる。商業的利用法として、これらの成分を慣用的乾燥
混合装置により混合することができる。
【００１８】本発明の別の態様の第三の特徴に従い、商
標名アルコドリルとして販売されているポリアクリル酸
ナトリウム重合体を、ブランド名リグノサイト(LIGNOSI
TE)(登録商標名）４３１−Ｈとしてジョージア・パシフ
ィック(Georgia Pacific）から販売されている液体リグ
ノスルホン酸ナトリウムを或る量約１２０℃の炉中で乾
燥することにより調製した変性リグノスルホネートと混
合する。乾燥残渣を粉砕し、密閉容器に入れ、Ｎａ−Ｌ
Ｓとしてここて言及する。アルコドリル及びＮａ−ＬＳ
を、好ましくはＦｅＳＯ4 ・Ｈ2 Ｏである鉄の化合物と
混合する。本発明の有用な混合物を形成する上記規定成
分の重量％は下の表ＩＡに示されている。商業的利用法
として、これらの成分を慣用的乾燥混合装置により混合
することができる。
【００１９】
【表１】 表ＩＡ 添加剤混合物中の成分の量 広い範囲 重量％ 好ましい範囲 重量％ a 第一成分 50〜90 60〜80 b 第二成分 5〜25 10〜20 c 第三成分 5〜25 10〜20 a 単一の添加剤混合物成分は、変性タンニン、変性リグ
ノサイト、及びリグノスルホン酸ナトリウムから選択さ
れた。 b 単一の添加剤混合物成分は、固体状のポリアクリレー
ト単独重合体、及び固体状のポリアクリレート共重合体
から選択された。 c 単一の添加剤混合物成分は、鉄、錫、クロム、マンガ
ン、チタン、アルミニウム、及び亜鉛の金属化合物から
選択された。
【００２０】本発明の別の態様の第四の特徴に従い、成
分の液体混合物を先ず形成し、次に乾燥して乾燥残渣を
生成させる。次に乾燥残渣を粉砕し、粉末状にする。液
体混合物の成分には、リグノサイト４３１−Ｈ、商標名
アルコドリルＨＰＤ−Ｓとして販売されているポリアク
リル酸ナトリウム重合体、好ましくはＦｅＳＯ4 ・Ｈ 2
Ｏである金属化合物、及び苛性ソーダ溶液が含まれる。
この態様に有用な混合物を形成する上記規定成分の重量
％は下の表ＩＢに示されている。商業的利用法として、
液体混合物を形成するためのそれら成分を慣用的混合装
置により混合することができる。
【００２１】
【表２】 表ＩＢ 第四の態様の乾燥残渣中の成分の量 広い範囲 重量％ 好ましい範囲 重量％ a リグノサイト４３１−Ｈ 50 〜90 60 〜80 b 第二成分 5 〜25 10 〜20 c 第三成分 5 〜25 10 〜20 苛性ソーダ 0〜15 0〜 5 a 液体状 b 表ＩＡの脚注b 参照 c 表ＩＡの脚注c 参照
【００２２】本発明の添加剤は、本発明の改良された結
果を得るのに共同して働く成分の混合物、例えば、ＳＭ
Ｑ、ＦｅＳＯ4 ・Ｈ2 Ｏ及びアルコドリルの混合物であ
ることが認められるであろう。従って、それら添加剤は
相乗的仕方で共同して働き、添加剤混合物が配合された
穿孔用流体の低粘化特性又は他のレオロジー性を改良す
る。この添加剤混合物を用いた時に得られる相乗的効果
は、次の特定の実施例に関連して例示する。
【００２３】
【実施例】次の実施例は、本発明を更に例示するのに役
立つであろう。これらの実施例では、本発明の添加剤は
一般に個々に試験され、また合成重合体（アルコドリ
ル）と組合せて、又はそれを入れずに試験されている。
基本的穿孔用流体は、慣用的やり方で、例えば、１０，
０００ｍｌの水道水と４７０ｇのワイオミング(Wyomin
g）ベントナイトを混合し、分散器の如き適当な混合器
で約１０，０００ｒｐｍで２０分間撹拌し、次に２，３
５０ｇのＰ９５イライト粘土を添加し、１０分間撹拌
し、次に５，６００ｇのバライトを添加し、少なくとも
３０分間撹拌することにより調製した。その調製した穿
孔用流体を、次に室温で少なくとも２４時間ロールにか
け、然る後、使用した。
【００２４】実施例１ この実施例では、ＳＭＱ単独、他のＳＭＱ混合物、及び
ポリアクリレート重合体とＦｅＳＯ4 ・Ｈ2 Ｏとの混合
物に対するＳＭＱ＋ＦｅＳＯ4 ・Ｈ2 Ｏ＋ポリアクリレ
ート重合体混合物の効果性を比較する。
【００２５】これらの試験では、４１２ｇの穿孔用流体
を適当な容器中で表IIに列挙した添加剤と混合して六つ
の試料を調製し、それらを夫々多段混合器で少なくとも
２０分間撹拌した。各試料のｐＨを、その撹拌期間中５
０％のＷ／Ｖ ＮａＯＨ溶液を添加することにより、約
１０．０に調節した。流体試料を次に８０℃に予熱した
ローラー炉で２時間ロールに掛けた。次に試料を室温へ
冷却し、多段混合器で２分間撹拌し、ＡＰＩ法ＲＰ−１
３Ｂに従って試験した。試験結果を表III の「非汚染」
欄に示してある。
【００２６】次に各試料を０．８ｇの石膏で汚染させ、
多段混合器で１０分間撹拌した。全ての試料のｐＨを、
更に１０分間試料を撹拌しながらＮａＯＨ溶液を添加す
ることにより約１０．０に再調節し、次にＡＰＩ法ＲＰ
−１３Ｂに従って試験した。これらの試験結果は表III
中「汚染・初期」の見出だしを付けた欄に示してある。
【００２７】最後に、全ての試料を８０℃の炉中で１６
時間静的条件でエージングにかけ、室温へ冷却し、そし
て５分間撹拌した。ｐＨをＮａＯＨ溶液で約１０．０に
再調節し、第３回目の試験にかけた。試験結果を表III
の「汚染・エージング」の見出だしの欄に示してある。
【００２８】
【表３】 表II 試料番号 実施例１で用いた添加剤 （１） 無し （２） 1.6gのＳＭＱ （３） 1.44g のＳＭＱ及び0.16g のＦｅＳＯ4 ・Ｈ2 Ｏの混合物 （４） 1.28g のＳＭＱ及び0.32g のアルコドリルＨＰＤa −Ｓの混合物 （５） 1.12g のＳＭＱ、0.16g のＦｅＳＯ4 ・Ｈ2 Ｏ、及び0.32g のアルコ ドリルＨＰＤa −Ｓの混合物 （６） 0.16g のＦｅＳＯ4 ・Ｈ2 Ｏ及び0.32g のアルコドリルＨＰＤa −Ｓ の混合物 a アルコドリルＨＰＤ−Ｓは固体状のポリアクリル酸ナ
トリウム重合体である。
【００２９】
【表４】 表III 非汚染、石膏汚染及びエージングした穿孔用流体中の添加剤 非汚染 汚染・初期 汚染・エージング ゲル強度 ゲル強度 ゲル強度 試料 ＹＰ 10秒 10分 ＹＰ 10秒 10分 ＹＰ 10秒 10分 WLb 番号 lb/100 lb/ lb/100 lb/100 lb/100 lb/100 lb/100 lb/100 lb/100 ML/30 Ft2 100Ft2 Ft2 Ft2 Ft2 Ft2 Ft2 Ft2 Ft2 分 (1) 19 8 48 116 115 125 152 136 159 9.3 (2) 20 17 45 44 49 82 37 39 83 7.2 (3) 7 4 16 23 26 67 27 19 65 6.6 (4) 1 1 2 15 7 58 14 5 55 6.8 (5) 0 1 1 6 2 14 2 2 20 6.7 (6) 1 1 2 24 43 120 29 47 99 8.0 a ＹＰは降伏点を表す。b ＷＬは水減少量を表す。
【００３０】表III に関し、これらのデーターは、試料
番号５で用いた添加剤の組合せが、試験した他の混合物
又は個々の成分に比較して、ＹＰ及びゲル強度の測定値
を減少させることを示している。従って、この混合物は
石膏による汚染又はエージング条件とは無関係に穿孔用
流体に対する極めて効果的な低粘化剤である。
【００３１】実施例２ この実施例では、塩汚染流体中の添加剤混合物の効果性
を比較する。ＳＭＱ＋ＦｅＳＯ4 ＋アルコドリルからな
る混合物を、ＳＭＱ及びアルコドリルの単独成分添加剤
と比較した。
【００３２】この試験では、九つの試料を調製し、次の
手順に従って試験した。
【００３３】４１２ｇの穿孔用流体を多段混合器で撹拌
しながら、０．１ｍｌの５０％Ｗ／Ｖ ＮａＯＨ溶液を
各試料に添加し、撹拌を１０分間続けた。次に０．８ｇ
の塩（ＮａＣｌ）を各試料に添加し、更に１０分間撹拌
した。次に表IVに列挙した添加剤を穿孔用流体試料に混
合し、更に１０分間撹拌した。全ての試料のｐＨを、更
に１０分間試料を撹拌しながらＮａＯＨ溶液で約１０．
２に調節した。次に試料をＡＰＩ法ＲＰ−１３Ｂに従っ
て試験し、結果を表Ｖの「初期結果」欄に示してある。
次に全ての試料を、約８０℃に予熱したローラー炉で１
６時間ローラーにかけ、室温に冷却し、次に５分間撹拌
した。全ての試料のｐＨを撹拌しながらＮａＯＨ溶液で
約１０．２に再調節した。次に試料を再び試験し、結果
を「エージング後の結果」と言う見出だしの欄に示す。
【００３４】
【表５】 表IV 試料番号 実施例２で用いた添加剤 （１） 無し （２） 1.6gのＳＭＱ （３） 1.44g のＳＭＱ及び0.16g のＦｅＳＯ4 ・Ｈ2 Ｏの混合物 （４） 1.28g のＳＭＱ及び0.32g のアルコドリルＨＰＤa −Ｓの混合物 （５） 1.12g のＳＭＱ、0.16g のＦｅＳＯ4 ・Ｈ2 Ｏ、及び0.32g のアルコ ドリルＨＰＤ−Ｓの混合物 （６） 0.40g のアルコドリルＨＰＤa −Ｓ （７） 1.28g のＳＭＱ及び0.32g のアルコドリルＳＰＤb −Ｓの混合物 （８） 1.12g のＳＭＱ、0.16g のＦｅＳＯ4 ・Ｈ2 Ｏ及び0.32g のアルコド リルＳＰＤb −Ｓの混合物 （９） 0.40g のアルコドリルＳＰＤb −Ｓ a アルコドリルＨＰＤ−Ｓは固体状のポリアクリル酸ナ
トリウム共重合体である。b アルコドリルＳＰＤ−Ｓは固体状のポリアクリル酸ナ
トリウム重合体である。
【００３５】
【表６】 表Ｖ 塩汚染穿孔用流体中の添加剤 初期結果 エージング後の結果 ゲル強度 ゲル強度 試料 ＹＰa 10秒 10分 ＹＰ 10秒 10分 番号 lb/100 lb/100 lb/100 lb/100 lb/100 lb/100 Ft2 Ft2 Ft2 Ft2 Ft2 Ft2 (1) 118 91 102 109 138 263 (2) 32 40 87 37 41 82 (3) 7 2 33 16 8 49 (4) 4 2 31 8 2 28 (5) 2 1 2 2 2 4 (6) 11 8 46 9 2 24 (7) 12 11 44 15 6 53 (8) 1 1 3 6 2 7 (9) 22 29 59 12 6 38 a ＹＰは降伏点を表す。
【００３６】表Ｖに関し、これらのデーターは、ポリア
クリレート共重合体を用いた試料番号５及びポリアクリ
レート重合体を用いた試料番号８で用いた添加剤の組合
せは、試検した他の混合物及び成分に比較してＹＰ及び
ゲル強度値を著しく減少させることを示している。従っ
て、これらの混合物は、夫々穿孔用流体中の極めて効果
的な薬剤であり、この場合、それら添加剤混合物は塩汚
染穿孔用流体中でエージング後もそれらの効果性を維持
している。
【００３７】実施例３ この実施例では、添加剤ＳＭＱ、アルコドリルＳＰＤ、
及びアルコドリルＨＰＤの単独成分に対するＳＭＱ＋ア
ルコドリルＨＰＤ＋錫、及びＳＭＱ＋アルコドリルＳＰ
Ｄ＋錫を含む添加剤混合物の効果性を比較する。
【００３８】表VIに示した添加剤について実施例２の場
合と同様な試験方法を用い、表VIIの結果が得られた。
【００３９】
【表７】 表VI 試料番号 実施例３で用いた添加剤 （１） 無し （２） 1.6gのＳＭＱ （３） 1.52g のＳＭＱ及び0.08g のＳｎＳＯ4 の混合物 （４） 1.28g のＳＭＱ及び0.32g のアルコドリルＨＰＤ−Ｓの混合物 （５） 1.20g のＳＭＱ、0.08g のＳｎＳＯ4 、及び0.32g のアルコドリルＨ ＰＤ−Ｓの混合物 （６） 0.40g のアルコドリルＨＰＤ−Ｓ （７） 1.28g のＳＭＱ及び0.32g のアルコドリルＳＰＤ−Ｓの混合物 （８） 1.20g のＳＭＱ、0.08g のＳｎＳＯ4 、及び0.32g のアルコドリルＳ ＰＤ−Ｓの混合物 （９） 0.40g のアルコドリルＳＰＤ−Ｓ
【００４０】
【表８】 表VII 塩汚染穿孔用流体中の添加剤 初期結果 エージング後の結果 ゲル強度 ゲル強度 試料 ＹＰa 10秒 10分 ＹＰ 10秒 10分 番号 lb/100 lb/100 lb/100 lb/100 lb/100 lb/100 Ft2 Ft2 Ft2 Ft2 Ft2 Ft2 (1) 118 91 102 109 138 263 (2) 32 40 87 37 41 82 (3) 14 11 45 6 2 23 (4) 4 2 31 8 2 28 (5) 4 2 7 4 1 3 (6) 11 8 46 9 2 24 (7) 12 11 44 15 6 53 (8) 6 2 22 4 2 6 (9) 22 29 59 12 6 38 a ＹＰは降伏点を表す。
【００４１】表VII に関し、これらのデーターは、ポリ
アクリレート共重合体を用いた試料番号５及びポリアク
リレート重合体を用いた試料番号８の添加剤の組合せ
は、夫々、試験した他の混合物及び成分に比較してＹＰ
及びゲル強度値を著しく減少させることを示している。
従って、これらの混合物は、塩汚染穿孔用流体中の極め
て効果的な薬剤であり、更にこれらの混合物は塩汚染流
体中でエージング後もそれらの効果性を維持している。
【００４２】実施例４ この実施例では、Ｎａ−リグナイト及びポリアクリレー
ト重合体の単独成分添加剤に対するＮａ−リグナイト＋
ＦｅＳＯ4 ・Ｈ2 Ｏ＋ポリアクリレート重合体を含む添
加剤混合物の効果性を比較する。
【００４３】表VIIIに示した添加剤について実施例２の
場合と同様な試験方法を用い、表IXの結果が得られた。
【００４４】
【表９】 表VIII 試料番号 実施例４で用いた添加剤 （１） 無し （２） 1.6gのＮａ−リグナイト （３） 1.44g のＮａ−リグナイト及び0.16g のＦｅＳＯ4 ・Ｈ2 Ｏの混合物 （４） 1.28g のＮａ−リグナイト及び0.32g のアルコドリルＨＰＤ−Ｓの混 合物 （５） 1.12g のＮａ−リグナイト、0.16g のＦｅＳＯ4 ・Ｈ2 Ｏ、及び0.32 g のアルコドリルＨＰＤ−Ｓの混合物（６） 0.40g のアルコドリルＨＰＤ−Ｓ
【００４５】
【表１０】 表IX 塩汚染穿孔用流体中の添加剤 初期結果 エージング後の結果 ゲル強度 ゲル強度 試料 ＹＰa 10秒 10分 ＹＰ 10秒 10分 番号 lb/100 lb/100 lb/100 lb/100 lb/100 lb/100 Ft2 Ft2 Ft2 Ft2 Ft2 Ft2 (1) 118 91 102 109 138 263 (2) 26 38 74 30 41 72 (3) 23 41 119 28 41 88 (4) 7 3 47 9 3 34 (5) 5 2 37 8 2 29 (6) 11 8 46 9 2 24 a ＹＰは降伏点を表す。
【００４６】表IXに関し、これらのデーターは試料番号
５の添加剤組合せはＹＰ及びゲル強度の測定値を著しく
減少させることを示している。従って、この混合物は、
塩汚染穿孔用流体でエージングした後でもその効果性を
維持している穿孔用流体のための極めて効果的な低粘化
剤である。
【００４７】実施例５ この実施例では、Ｎａ−ＬＳの単一成分添加剤及びＮａ
−ＬＳとＦｅＳＯ4 ・Ｈ2 Ｏとの混合物及びＮａ−ＬＳ
とＳｎＳＯ4 との混合物に対する、Ｎａ−ＬＳ＋ＦｅＳ
Ｏ4 ・Ｈ2 Ｏ＋アルコドリルを含む添加剤混合物及びＮ
ａ−ＬＳ、ＳｎＳＯ4 及びアルコドリルの混合物の効果
性を比較する。
【００４８】Ｎａ−ＬＳを調製するために、約５０重量
％のリグノスルホン酸ナトリウムを水に入れたリグノサ
イト４３１−Ｈ２００ｇを磁製皿に入れ、炉中で１２０
℃で乾燥した。乾燥残渣を粉砕し、密閉容器に保存し
た。
【００４９】これらの試験で４１２ｇの穿孔用流体を六
つの適当な試料容器の各々に入れ、試料を撹拌しながら
夫々の試料に０．８ｇのＮａＣｌを添加し、塩の添加
後、１０分間撹拌を続けた。次に表Ｘに列挙した添加剤
を夫々穿孔用流体試料に混合し、更に２０分間撹拌を続
けた。全ての試料のｐＨを、撹拌期間中５０％Ｗ／ＶＮ
ａＯＨ溶液を混合することにより約９．０に調節した。
次に試料を撹拌直後にＡＰＩ法ＲＰ−１３Ｂに従って試
験し、その試験結果を表XIの「初期結果」の見出だしの
欄に示す。次に全ての試料を静的条件で８０℃の炉中で
１６時間エージングにかけた。次に試料を室温に冷却
し、５分間撹拌し、再び試験した。これらの試験結果を
表XI中、「エージング後の結果」と言う欄に示してあ
る。
【００５０】
【表１１】 表Ｘ 試料番号 実施例５で用いた添加剤 （１） 1.6gのＮａ−ＬＳ （２） 1.44g のＮａ−ＬＳ及び0.16g のＦｅＳＯ4 ・Ｈ2 Ｏの混合物 （３） 1.28g のＮａ−ＬＳ及び0.32g のアルコドリルＨＰＤ−Ｓの混合物 （４） 1.12g のＮａ−ＬＳ、0.16g のＦｅＳＯ4 ・Ｈ2 Ｏ、及び0.32g のア ルコドリルＨＰＤ−Ｓの混合物 （５） 1.44g のＮａ−ＬＳ及び0.16g のＳｎＳＯ4 の混合物 （６） 1.12g のＮａ−ＬＳ、0.16g のＳｎＳＯ4 、及び0.32g のアルコドリ ルＨＰＤ−Ｓの混合物
【００５１】
【表１２】 表XI 塩汚染穿孔用流体中の添加剤 初期結果 エージング後の結果 ゲル強度 ゲル強度 試料 ＹＰa 10秒 10分 ＹＰ 10秒 10分 番号 lb/100 lb/100 lb/100 lb/100 lb/100 lb/100 Ft2 Ft2 Ft2 Ft2 Ft2 Ft2 (1) 74 59 68 46 37 68 (2) 47 52 79 53 43 63 (3) 19 23 75 20 6 47 (4) 12 12 63 14 7 44 (5) 23 44 101 28 30 57 (6) 17 18 81 12 3 32 a ＹＰは降伏点を表す。
【００５２】表XIに関し、これらのデーターは試料番号
４及び試料番号６の添加剤の組合せはＹＰ及びゲル強度
の測定値を著しく減少させることを示している。従っ
て、これらの混合物は、塩汚染穿孔用流体のための極め
て効果的な穿孔用流体薬剤であり、これらの混合物はエ
ージング後もそれらの効果性を維持する。
【００５３】実施例６ この実施例では、添加剤混合物を穿孔用流体中に混合す
る前に、混合物成分と水とを予め混合し、その液体混合
物を乾燥することにより調製した添加剤混合物の効果性
を比較する。
【００５４】この例では４種類のＮａ−ＬＳ添加剤混合
物を次のようにして調製した：
【００５５】Ｎａ−ＬＳ＃１。 適当なガラス容器中で
４５ｇのリグノサイト４３１−Ｈ、２．５ｍｌの脱イオ
ン水、及び２．５ｇのＦｅＳＯ4 ・Ｈ2 Ｏをよく混合し
た。混合した後、容器を閉じ、６０℃の温度の炉中で約
２時間加熱した。この液体混合物を磁製皿に入れ、１２
０℃の炉で乾燥した。乾燥残渣を次に粉砕した。
【００５６】Ｎａ−ＬＳ＃２。 適当なガラス容器中で
４５ｇのリグノサイト４３１−Ｈ、２．５ｍｌの脱イオ
ン水、及び２．５ｇのアルコドリルＨＰＤ−Ｓをよく混
合した。混合した後、容器を閉じ、６０℃の温度の炉中
で約１時間加熱した。この液体混合物を磁製皿に入れ、
１２０℃の炉で乾燥した。乾燥残渣を次に粉砕した。
【００５７】Ｎａ−ＬＳ＃３。 適当なガラス容器中で
４０ｇのリグノサイト４３１−Ｈ、５ｍｌの脱イオン
水、２．５ｇのＦｅＳＯ4 ・Ｈ2 Ｏ、及び２．５ｇのア
ルコドリルＨＰＤ−Ｓをよく混合した。混合した後、容
器を閉じ、６０℃の温度の炉中で約１時間加熱した。こ
の液体混合物を次に磁製皿に入れ、１２０℃の炉で乾燥
した。乾燥残渣を次に粉砕した。
【００５８】Ｎａ−ＬＳ＃４。 適当なガラス容器中で
４０ｇのリグノサイト４３１−Ｈ、５ｍｌの脱イオン
水、２．５ｇのＦｅＳＯ4 ・Ｈ2 Ｏ、３．０ｇの５０％
Ｗ／ＶＮａＯＨ溶液、及び２．５ｇのアルコドリルＨＰ
Ｄ−Ｓをよく混合した。混合した後、容器を閉じ、６０
℃の温度の炉中で約２時間加熱した。この液体混合物を
次に磁製皿に入れ、１２０℃の炉で乾燥した。乾燥残渣
を次に粉砕した。
【００５９】実施例５の場合と同じ試験手順を用いて、
表XII に示した添加剤成分について表XIIIの結果が得ら
れた。
【００６０】
【表１３】表XII 試料番号 実施例６で用いた添加剤 （１） 3.2gのＮａ−ＬＳ （２） 3.2gのＮａ−ＬＳ ＃１ （３） 3.2gのＮａ−ＬＳ ＃２ （４） 3.2gのＮａ−ＬＳ ＃３（５） 3.2gのＮａ−ＬＳ ＃４
【００６１】
【表１４】 表XIII 塩汚染穿孔用流体中の添加剤 初期結果 エージング後の結果 ゲル強度 ゲル強度 試料 ＹＰa 10秒 10分 ＹＰ 10秒 10分 番号 lb/100 lb/100 lb/100 lb/100 lb/100 lb/100 Ft2 Ft2 Ft2 Ft2 Ft2 Ft2 (1) 88 58 70 試験せず (2) 23 31 58 43 35 53 (3) 23 32 71 29 19 52 (4) 13 8 50 27 16 47 (5) 8 2 33 14 4 35 a ＹＰは降伏点を表す。
【００６２】表XIIIに関し、これらのデーターは試料番
号４及び５の添加剤の組合せについての一層低い降伏点
及びゲル値を示しており、それは塩汚染穿孔用流体に対
する極めて効果的な低粘化剤であることを証明してい
る。更にこれらのデーターは、それらの混合物が塩汚染
穿孔用流体中で熟成後もそれらの効果性を維持している
ことを示している。
【００６３】実施例７ この実施例では、実施例６で調製したリグノスルホン酸
ナトリウム添加剤混合物を非汚染穿孔用流体で試験し
た。
【００６４】この試験では、五つの適当な容器中に４１
２ｇの量の穿孔用流体の試料を夫々入れた。多段混合器
で試料を撹拌しながら、表XIV に列挙した添加剤を混合
し、２０分間撹拌を続けた。全ての試料のｐＨを、撹拌
期間中５０％Ｗ／Ｖ ＮａＯＨ溶液を添加することによ
り約９．５に調節した。それら試料を撹拌直後にＡＰＩ
試験法ＲＰ−１３Ｂに従って試験した。試験結果を表XV
の「初期結果」と言う見出だしの欄に示す。次に全て試
料を静的条件下で８０℃の温度に維持した炉中で１６時
間エージングにかけた。次に試料を室温へ冷却し、５分
間撹拌し、再び試験した。試験結果を表XVの「エージン
グ後の結果」と言う見出だしの欄に示す。
【００６５】
【表１５】表XIV 試料番号 実施例７で用いた添加剤 （１） 無し （２） 0.8gのＮａ−ＬＳ （３） 0.8gのＮａ−ＬＳ ＃２ （４） 0.8gのＮａ−ＬＳ ＃３（５） 0.8gのＮａ−ＬＳ ＃４
【００６６】
【表１６】 表XV リグノスルホン酸ナトリウムを含有する添加剤混合物 初期結果 エージング後の結果 ゲル強度 ゲル強度 試料 ＹＰa 10秒 10分 ＹＰ 10秒 10分 番号 lb/100 lb/100 lb/100 lb/100 lb/100 lb/100 Ft2 Ft2 Ft2 Ft2 Ft2 Ft2 (1) 21 17 57 23 20 57 (2) 26 36 56 23 28 52 (3) 11 7 39 11 3 26 (4) 8 4 42 15 4 32 (5) 5 2 23 10 3 23 a ＹＰは降伏点を表す。
【００６７】表XVに関し、これらのデーターは、試料番
号２の単一成分添加剤に比較して、試料番号５の添加剤
の組合せによる一層低いＹＰ及びゲル値を示している。
更にこれらのデーターは、添加剤混合物がエージング後
もそれらの効果性を維持していることを示している。
【００６８】水を基にした穿孔用流体中に本発明の低粘
化添加剤混合物を入れたものからなる水性穿孔用流体
は、慣用的実施法に従いその穿孔用流体の性質を調節す
ることが必要な場合には他の添加剤を含むことができ
る。従って、本発明の範囲から離れることなく、本発明
の穿孔用流体に他の添加剤を存在させることができるこ
とは分かるであろう。

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 穿孔用流体、仕上げ用流体、又は調査用
    流体に用いるのに適した添加剤において、次の化学成
    分：変性タンニン、変性リグナイト、又はリグノスルホ
    ン酸ナトリウムである第一成分、 アクリル酸を用いて製造した重合体からなる第二成分、
    及び鉄、錫、クロム、マンガン、チタン、アルミニウ
    ム、亜鉛、又はそれら金属の二種類以上の組合せである
    金属の化合物からなる第三成分、からなる混合物である
    添加剤。
  2. 【請求項２】 第一成分が、約５０重量％〜約９０重量
    ％の量で混合物中に存在する、請求項１に記載の添加
    剤。
  3. 【請求項３】 第二成分及び第三成分が、夫々約５〜約
    ２５重量％の量で混合物中に存在する、請求項２に記載
    の添加剤。
  4. 【請求項４】 第三成分が少なくとも部分的に水溶性で
    ある形になっている、請求項１〜３のいずれか１項に記
    載の添加剤。
  5. 【請求項５】 変性タンニンがスルホアルキル化ケブラ
    コであり、変性リグナイトがスルホアルキル化リグナイ
    トであり、重合体がナトリウムポリアクリレートの単独
    重合体又は共重合体である、請求項１〜４のいずれか１
    項に記載の添加剤。
  6. 【請求項６】 第一成分が、スルホメチル化ケブラコで
    ある変性タンニンからなり、第二成分がナトリウムポリ
    アクリレートの共重合体からなり、第三がＦｅＳＯ4 ・
    Ｈ2 Ｏからなる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の
    添加剤。
  7. 【請求項７】 変性タンニンが苛性化タンニンであり、
    変性リグナイトが苛性化リグナイトである、請求項１〜
    ４のいずれか１項に記載の添加剤。
  8. 【請求項８】 変性タンニンが亜硫酸化ケブラコ抽出物
    であり、変性リグナイトがスルホン化リグナイトのナト
    リウム塩である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の
    添加剤。
  9. 【請求項９】 第一成分が液体リグノスルホン酸ナトリ
    ウムである、請求項１〜４のいずれか１項に記載の添加
    剤。
  10. 【請求項１０】 混合物が、効果的量の第一成分、第二
    成分及び第三成分を混合することによって液体混合物を
    形成し、然る後、その液体混合物を乾燥して乾燥残留組
    成物を形成することにより製造される、請求項９に記載
    の添加剤。
  11. 【請求項１１】 乾燥残留物を粉砕して粉末状にする、
    請求項１０に記載の添加剤。
  12. 【請求項１２】 液体混合物が、更に有効な量の苛性ソ
    ーダを含有する、請求項１０又は１１に記載の添加剤。
  13. 【請求項１３】 苛性ソーダが、約０．１〜約５重量％
    の量で液体混合物中に存在する、請求項１２に記載の添
    加剤。
  14. 【請求項１４】 水、及び井戸の壁に濾滓を形成するの
    に充分な微粉砕固体からなり、然も、請求項１〜１３の
    いずれか１項に記載の添加剤を低粘化改良に有効な量添
    加してある穿孔用、仕上げ用、又は調査用流体として用
    いるための水性系組成物。
  15. 【請求項１５】 混合物が、塑性粘度、降伏点、又はゲ
    ル強度を含めた流体の少なくとも一つのパラメーターを
    低下させるのに充分な量で存在する請求項１４に記載の
    組成物。
  16. 【請求項１６】 地面を試錐孔の底まで通る中空ドリル
    ストリングを用いて穿孔手段により試錐孔を形成する方
    式で地面に試錐孔を開ける方法において、請求項１４又
    は１５に記載の穿孔用流体組成物を前記試錐孔を通って
    その底まで循環させることを含む穿孔法。
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