JP6370089B2 - Fracturing fluid - Google Patents
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Description
フラクチャリング流体に関する。 It relates to a fracturing fluid .
近時、石油や天然ガスの生産量を増加させるためにこれまでの在来型化石燃料に加え、海底や湖底等の堆積層及び永久凍土下層中に存在する天然ガスハイドレート又は天然ガスオイル等からなる非在来型化石燃料を採取することがなされている。この非在来型化石燃料は在来型資源に比べてガスの流れやすさが劣る岩石に残留又は吸着した状態のため、その採取方法としては、ドリル及び掘削泥水を用いて地中を掘り、垂直・傾斜井を作る方法が挙げられるが、一坑当りの生産量を増やすことを目的として岩石内の流れやすさを改善するため、岩石中に沿って穴を通す水平坑井を用いる採取方法、さらに生産量を向上させ
るために岩石に対し、水、プロパント、酸、グアーガムやカルボキシメチルセルロース等からなる粘度調整剤、各種添加剤等からなる掘削用流体（以後、「フラクチャリング流体」ともいう）を高圧注入して地層（岩石）に圧力をかけ人工的な割れ目（フラクチャー）を作り、同時にフラクチャリング流体中に含有する砂等の各種粒子からなるプロパントでフレクチャーが閉じないように支えシェールガスやシェールオイル等の天然ガス成分の流れ出るのを促進する方法（水圧破砕）（非特許文献１、２参照）が提案されている。
Recently, natural gas hydrate or natural gas oil, etc. present in sedimentary layers such as sea bottom and lake bottom and permafrost, in addition to conventional fossil fuels, in order to increase production of oil and natural gas. An unconventional fossil fuel consisting of Because this unconventional fossil fuel remains or is adsorbed on rocks that are less gas flowable than conventional resources, the method of sampling is to dig underground with a drill and drilling mud, There is a method of making vertical and inclined wells, but in order to improve the ease of flow in the rock for the purpose of increasing the production volume per well, a sampling method using a horizontal well that passes a hole along the rock In order to further improve the production volume, drilling fluid consisting of water, proppant, acid, viscosity modifier made of guar gum, carboxymethylcellulose, etc., various additives, etc. (hereinafter also referred to as “fracturing fluid”) Pressure is applied to the formation (rock) to create an artificial fracture (fracture), and at the same time, it is flexed with proppant consisting of various particles such as sand contained in the fracturing fluid. Over how to facilitate the flowing of natural gas components such as shale gas and shale oil supported so as not closed (hydraulic fracturing) (see Non-Patent Documents 1 and 2) have been proposed.
前記フラクチャリング流体にはいずれもプロパントや各種成分を均一に分散させたり、高圧力で流入させる際のプロパントの搬送性向上等をさせるために粘度調整剤が用いられている。このとき用いられる粘度調整剤としては、例えばヒドロキシエチルセルロースやカルボキシメチルセルロース、カラヤガム、グアーガム、いなごまめガムやアタバルシャイトやベントナイト等が挙げられる。 In the fracturing fluid, a viscosity modifier is used to uniformly disperse proppant and various components, and to improve proppant transportability when flowing at a high pressure. Examples of the viscosity modifier used at this time include hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, karaya gum, guar gum, sesame gum, attabalsite and bentonite.
このような粘度調整剤を用いたフラクチャリング流体としては、例えば、水とゲル化剤と交差結合剤と支持剤と交差結合されたゲル用の破壊剤とより構成させるもの（特許文献１参照）やグアーガム及び／又はその誘導体を含むフラクチャリング流体に２−メルカプトベンズイミダゾール化合物及び２−メルカプトベンズチアゾール化合物の中から選ばれた少なくとも一種を添加したフラクチャリング流体（特許文献２参照）、疎水性溶媒、水和性重合体、沈降防止剤及び界面活性剤を特定の割合で含有するフラクチャリング流体濃厚物（特許文献３参照）、さらには自己分解性流体と、粒径が０．１〜２．８ｍｍの支持
材とからなり、土砂地盤の裂け目を生じさせるための粘性流体の粘度を１０００ｃｐ以上とするフラクチャリング注入材料（特許文献４参照）が提案されている。
As a fracturing fluid using such a viscosity modifier, for example, it is composed of water, a gelling agent, a cross-linking agent, and a gel breaking agent cross-bonded to a support (see Patent Document 1). Fracturing fluid in which at least one selected from 2-mercaptobenzimidazole compound and 2-mercaptobenzthiazole compound is added to a fracturing fluid containing bismuth and guar gum and / or a derivative thereof (see Patent Document 2), hydrophobic solvent , A fracturing fluid concentrate containing a specific ratio of a hydrating polymer, an anti-settling agent and a surfactant (see Patent Document 3), a self-degradable fluid, and a particle size of 0.1-2. Fracturing injection material comprising a support material of 8 mm and having a viscosity of a viscous fluid of 1000 cp or more for generating a crack in the earth and sand ground (See Patent Document 4) have been proposed.
前記引用文献１のものは、粘度を維持するためにグアーガムやいなごまめガム等の水和性多糖類をゲル化剤に加え、鉛（II）、ヒ素（III）、錫（II）等の金属イオンを有する化合物を交差結合剤として用いる。近時、フラクチャーを形成することで飲料水用として利用される帯水層や河川が汚染されることが懸念されているが、その原因となる可能性があるので好ましくない。これは、フラクチャー形成時に使用させるフラクチャリング流体中に含まれる化学物質も原因であり、前記金属イオンを有する化合物もその一つである。
また、採掘に使ったフラクチャリング液体は地中に大量廃棄され、廃棄されたフラクチャリング液体中の化学物質が地層に染み込むことで発生する。また、フラクチャリング液体は熱によって分解される際に地層に染み込んでいくことが知られており、その結果、フラクチャリング流体中に含まれる成分により帯水層を含む地層や河川を汚染するリスクがあり、そのリスクは生活環境破壊等の不安を高めている。このような問題に対し、特許文献２が、また、粘性や注入性等粘度調整の面で特許文献３及び特許文献４が提案されている。
In the above cited reference 1, in order to maintain viscosity, a hydratable polysaccharide such as guar gum or sesame gum is added to a gelling agent, and a metal such as lead (II), arsenic (III), or tin (II). A compound having ions is used as a cross-linking agent. Recently, there is a concern that the formation of fractures will contaminate aquifers and rivers used for drinking water, but this is not preferable because it may cause this. This is also caused by a chemical substance contained in the fracturing fluid used at the time of forming the fracture, and the compound having the metal ion is one of them.
In addition, the fracturing liquid used for mining is abundantly discarded in the ground, and chemical substances in the discarded fracturing liquid permeate into the formation. In addition, it is known that the fracturing liquid penetrates into the formation when it is decomposed by heat, and as a result, there is a risk of contaminating the formation and rivers including the aquifer due to the components contained in the fracturing fluid. Yes, the risk raises anxiety such as destruction of living environment. For such problems, Patent Document 2 and Patent Document 3 and Patent Document 4 have been proposed in terms of viscosity adjustment such as viscosity and injectability.
しかしながら、各種提案で用いられているグアーガムは主に南アジアで栽培される豆科の植物であるグアーの胚乳を分離粉砕したものであり、比較的低価格で入手することができるが、天然物であるため製造量には限界がある。さらに栽培地の天候や地域環境等の変化等でその収穫量が変動することにより一定量の供給が難しい等から安定した価格を維持することができないため工業用等大量に使用する分野で使用することが難しく、また、切削汚泥やフラクチャリング流体で粘度調整成分として使用する場合、セメントや鉱物を溶解するための酸成分や地熱の影響により所望の粘度が得られない場合がある等耐溶剤性や
耐薬品等の面でいまだ満足できるものではなかった。
However, guar gum used in various proposals is obtained by separating and crushing guar endosperm, which is a leguminous plant grown mainly in South Asia, and can be obtained at a relatively low price. Therefore, the production amount is limited. In addition, it is difficult to maintain a stable price because the amount of harvest varies due to changes in the weather, local environment, etc. of the cultivation area. In addition, when used as a viscosity-adjusting component in cutting sludge and fracturing fluid, the desired viscosity may not be obtained due to the influence of acid components and geothermal heat for dissolving cement and minerals. And chemical resistance were still not satisfactory.
本発明は従来粘度調整剤として用いられているグアーガムと同等かそれ以上の粘度特性を有し、かつ切削汚泥やフラクチャリング流体に用いる成分を選ばずしかもプロパントの均一分散や搬送性、耐熱性に優れ、しかもグアーガムに比べ安定して供給可能な粘度調整剤及びこれを用いたフラクチャリング流体を提供することをその課題とする。さらに、本発明ではグアーガムを用いる際もその配合割合を少なくすることができる粘度調整剤及びこれを用いたフラクチャリング流体を提供することをその課題とする。 The present invention has a viscosity characteristic equal to or higher than that of guar gum that has been used as a conventional viscosity modifier, and does not select components used for cutting sludge or fracturing fluid. It is an object of the present invention to provide a viscosity modifier that is superior and can be supplied more stably than guar gum, and a fracturing fluid using the same. Furthermore, it is an object of the present invention to provide a viscosity modifier that can reduce the blending ratio of guar gum and a fracturing fluid using the same.
本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、グアーガムを単独使用したものと比較し同等以上の粘度特性を有するとともに、耐薬品性、耐圧性、耐熱性に優れることを見出し、本発明を完成させるに至った。 As a result of intensive research to solve the above problems, the present inventors have a viscosity characteristic equal to or higher than that using guar gum alone, and are excellent in chemical resistance, pressure resistance, and heat resistance. The headline and the present invention have been completed.
即ち、本発明は以下のフラクチャリング流体を提供するものである。 That is, the present invention provides the following full La puncturing fluid.
（１）粘度調整剤を含有するフラクチャリング流体であって、前記粘度調整剤が、（Ａ）ローカストビーンガム、（Ｂ）グアーガム及び（Ｃ）キサンタンガムとを含有し、かつ、各成分の配合割合が該（Ａ）成分と（Ｂ）成分との合計量と該（Ｃ）成分が質量比で１：９９ないし９９：１の割合で含有することを特徴とするフラクチャリング流体。 ( 1 ) A fracturing fluid containing a viscosity modifier , wherein the viscosity modifier contains (A) locust bean gum, (B) guar gum and (C) xanthan gum, and the blending ratio of each component Is a fracturing fluid , wherein the total amount of the component (A) and the component (B) and the component (C) are contained in a mass ratio of 1:99 to 99: 1 .
（２）（Ａ）ローカストビーンガムと（Ｃ）キサンタンガムとを質量比で１：９９ないし９９：１の割合で含有することを特徴とする請求項１記載のフラクチャリング流体。 ( 2 ) The fracturing fluid according to claim 1, comprising (A) locust bean gum and (C) xanthan gum in a mass ratio of 1:99 to 99: 1 .
（３）（Ｂ）グアーガムと（Ｃ）キサンタンガムとを質量比で６５：３５ないし１：９９の割合で含有することを特徴とする請求項１記載のフラクチャリング流体。 ( 3 ) The fracturing fluid according to claim 1, comprising (B) guar gum and (C) xanthan gum in a mass ratio of 65:35 to 1:99 .
（４）（Ａ）ローカストビーンガム及び（Ｂ）グアーガムとの合計量と（Ｃ）キサンタンガムとを質量比で８０：２０ないし１０：９０、該（Ａ）成分と（Ｂ）成分とを質量比で４９．５：０．５ないし５：４５の割合で含有することを特徴とする請求項１記載のフラクチャリング流体。 ( 4 ) The total amount of (A) locust bean gum and (B) guar gum and (C) xanthan gum in a mass ratio of 80:20 to 10:90, and the (A) component and (B) component in mass ratio. The fracturing fluid according to claim 1, wherein the fracturing fluid is contained in a ratio of 49.5: 0.5 to 5:45 .
（５）（１）ないし（４）のいずれかに記載のフラクチャリング流体を坑井に注入し、フラクチャーを形成し、天然ガス成分を採取することを特徴とする坑井掘削方法。 ( 5 ) A well drilling method characterized by injecting the fracturing fluid according to any one of (1) to (4) into a well, forming a fracture, and collecting a natural gas component.
本発明に用いられる粘度調整剤は（Ａ）ローカストビーンガム、（Ｂ）グアーガム及び（Ｃ）キサンタンガムとを含有するものである。前記（Ａ）成分として用いられるローカストビーンガムは、カロブの木の豆の胚乳を分離粉砕した多糖類であり、ガラクトースとマンノースを主成分とするものである。前記カロブの木の生息域は主に地中海沿岸地域及びアメリカであり、グアーのような特定地域（インド、パキスタン地方）のみに生息するものに比べると天候が収穫量に影響を及ぼす可能性が少なく、安定的に供給可能な成分である。 The viscosity modifier used in the present invention contains (A) locust bean gum , (B) guar gum and (C) xanthan gum. The locust bean gum used as the component (A) is a polysaccharide obtained by separating and crushing the endosperm of carob tree beans, and is mainly composed of galactose and mannose. The habitat of the carob tree is mainly in the Mediterranean coastal area and the United States, and the weather is less likely to affect the yield compared to those that only inhabit a specific area such as Guar (India, Pakistan). It is a component that can be supplied stably.
次に（Ｂ）成分のグアーガムは、従来から切削用流体に用いられている成分であり、グアーガム及びその誘導体、例えばヒドロキシプロピルグアーガム、ヒドロキシエチルグアーガム、カルボキシメチルグアーガム等が挙げられる。 Next, the (B) component guar gum is a component conventionally used in cutting fluids, and examples thereof include guar gum and derivatives thereof such as hydroxypropyl guar gum, hydroxyethyl guar gum, carboxymethyl guar gum and the like.
次に本発明のフラクチャリング流体に用いられる粘度調整剤に含有する（Ｃ）キサンタンガムは、トウモロコシのようなデンプンを細菌により発酵させて得られる水溶性の天然多糖類で、Ｄ‐グルコースがβ‐１，４結合した主鎖とこの主鎖のアンヒドログルコースにＤ‐マンノース、Ｄ‐グルクロン酸からなる側鎖が結合した構造を有する物質である。分子量２００万ないし５０００万程度のものが知られているが、本発明においては、いずれの分子量のものも用いることができる。このキサンタンガムはトウモロコシからなるデンプンを原料とする。トウモロコシの栽培地域はグアーガム（グアーの生息地は主にインド、パキスタン地方）に比べ世界各地に広がっているため、天候悪化が収穫量に影響を及ぼす可能性が少なく、安定的に供給可能な成分である。 Next, (C) xanthan gum contained in the viscosity modifier used in the fracturing fluid of the present invention is a water-soluble natural polysaccharide obtained by fermenting starch such as corn with bacteria, and D-glucose is β- It is a substance having a structure in which a side chain composed of D-mannose and D-glucuronic acid is bonded to 1,4 bonded main chain and anhydroglucose of this main chain. A molecular weight of about 2 million to 50 million is known, but any molecular weight can be used in the present invention. This xanthan gum is made from corn starch. Maize grows in more parts of the world than guar gum (Guar habitat is mainly in India and Pakistan). It is.
本発明のフラクチャリング流体に用いられる粘度調整剤に含有する前記各成分の配合割合は前記（Ａ）成分と（Ｂ）成分との合計量と前記（Ｃ）成分が質量比で１：９９ないし９９：１である。
また、本発明のフラクチャリング流体に用いられる粘度調整剤を構成する各成分の組み合わせ及び配合割合としては、次のものが挙げられる。
The blending ratio of the components contained in the viscosity modifier used in the fracturing fluid of the present invention is 1:99 to the total amount of the components (A) and (B) and the component (C) in a mass ratio. 99: 1.
Moreover, the following are mentioned as a combination of each component which comprises the viscosity modifier used for the fracturing fluid of this invention, and a mixture ratio.
前記（Ａ）ローカストビーンガムと前記（Ｃ）キサンタンガムとの配合割合が質量比で１：９９ないし９９：１の範囲とすることでグアーガム単独からなる粘度調整剤に比べ低粘性物の粘度を高くすることでき、しかもその粘度効果は耐熱性及び耐圧性を有するものである。また、この範囲を逸脱すると、各成分を配合する効果が見られなくなるので好ましくない。前記（Ａ）成分と（Ｃ）成分との配合割合を１：９９〜７０：３０の範囲とすることでフラクチャリング流体等酸含有環境下でも高い増粘性（以下、「耐薬品性」ともいう）が得られるので好ましく、さらに好ましくは１：９９ないし６０：４０の範囲であ
る。
When the blending ratio of the (A) locust bean gum and the (C) xanthan gum is in the range of 1:99 to 99: 1 in terms of mass ratio, the viscosity of the low-viscosity product is increased compared to the viscosity modifier made of guar gum alone. Moreover, the viscosity effect has heat resistance and pressure resistance. Moreover, if it deviates from this range, since the effect which mix | blends each component will not be seen, it is not preferable. By setting the blending ratio of the component (A) and the component (C) in the range of 1:99 to 70:30, high viscosity increase (hereinafter also referred to as “chemical resistance”) even in an acid-containing environment such as a fracturing fluid. ), And more preferably in the range of 1:99 to 60:40.
次に前記（Ｂ）グアーガムと前記（Ｃ）キサンタンガムとの配合割合が質量比で６５：３５ないし１：９９の範囲とすることで、グアーガム単独からなる粘度調整剤に比べ低粘性物の粘度を高くすることできることはもちろんのこと、耐熱性、耐圧性及び耐薬品性等の効果を得られるので好ましい。特に前記（Ｂ）成分よりも（Ｃ）成分の配合割合を多くするのが好ましく、６０：４０〜５：９５、より好ましくは３５：６５〜１０：９０の範囲である。 Next, the blending ratio of the (B) guar gum and the (C) xanthan gum is in the range of 65:35 to 1:99 by mass ratio, so that the viscosity of the low-viscosity product is lower than that of the viscosity modifier made of guar gum alone. Of course, it can be increased, and it is preferable because effects such as heat resistance, pressure resistance and chemical resistance can be obtained. In particular, the blending ratio of the component (C) is preferably larger than that of the component (B), and is in the range of 60:40 to 5:95, more preferably 35:65 to 10:90.
また、他の粘度調整剤としては前記（Ａ）ローカストビーンガム及び（Ｂ）グアーガムとの合計量（以下、「（Ａ）＋（Ｂ）成分」ともいう）と（Ｃ）キサンタンガムとの配合割合を質量比で８０：２０ないし１０：９０、前記（Ａ）成分と（Ｂ）成分との配合割合を質量比で４９．５：０．５ないし５：４５の範囲とするものが挙げられる。各成分の配合割合をこのような範囲にすることで、前記した粘度調整剤に比べ耐薬品性に優れる粘度調整が得られるので好ましく、特に好ましくは前記（Ａ）＋（Ｂ）成分と（Ｃ）成分とを質量比で７０：３０ないし２０：８０、前記（Ａ）成分と（Ｂ）成分とを質量比で４９：１ないし２０：３０の範囲、さらに好ましくは前記（Ａ）＋（Ｂ）成分と（Ｃ）成分とを質量比で７０：３０ないし２５：７５、前記（Ａ）成分と（Ｂ）成分とを質量比で４９：１ないし２０：３０の範囲となるように配合するのが特に好ましい。 Moreover, as other viscosity modifiers, the blending ratio of the total amount of (A) locust bean gum and (B) guar gum (hereinafter also referred to as “(A) + (B) component”) and (C) xanthan gum In a mass ratio of 80:20 to 10:90, and the blending ratio of the component (A) and the component (B) is in the range of 49.5: 0.5 to 5:45 by mass ratio. By setting the blending ratio of each component in such a range, it is preferable because viscosity adjustment having excellent chemical resistance as compared with the above-described viscosity modifier can be obtained, and particularly preferably the components (A) + (B) and (C ) Component in a mass ratio of 70:30 to 20:80, and the component (A) and component (B) in a mass ratio of 49: 1 to 20:30, more preferably (A) + (B ) Component and (C) component in a mass ratio of 70:30 to 25:75, and the (A) component and (B) component in a mass ratio of 49: 1 to 20:30. Is particularly preferred.
また、本発明のフラクチャリング流体に用いられる粘度調整剤は、少ない使用量で低粘性物質に高い粘度、例えば１００００ｍＰａ・ｓ以上の粘度を付与し得ることが特徴である。そのような物性を得るためには、例えば温度７５℃のイオン交換水１００ｇに試料０．５ｇを溶解し、６０分間撹拌後、２５℃まで冷却して試験液を調製し、２４時間後にＢ型粘度計（東京計器社製、Ｎｏ．４又はＮｏ．３ローターを用い、回転速度６ｒｐｍ、１分間測定）で測定したときの粘度が１００００ｍＰａ・ｓ（６ｒｐｍ）以上になるように、前記各成分の配合割合を調整するのが有利である。 In addition, the viscosity modifier used in the fracturing fluid of the present invention is characterized by being able to impart a high viscosity, for example, a viscosity of 10,000 mPa · s or more, to a low viscosity substance with a small amount of use. In order to obtain such physical properties, for example, 0.5 g of a sample is dissolved in 100 g of ion-exchanged water at a temperature of 75 ° C., stirred for 60 minutes, cooled to 25 ° C., and a test solution is prepared after 24 hours. Each of the above components is adjusted so that the viscosity becomes 10,000 mPa · s (6 rpm) or more when measured with a viscometer (manufactured by Tokyo Keiki Co., Ltd., No. 4 or No. 3 rotor, rotation speed 6 rpm, 1 minute measurement). It is advantageous to adjust the blending ratio.
本発明のフラクチャリング流体に用いられる粘度調整剤は、前記（Ａ）ないし（Ｃ）成分を均一に混合又は水等の溶媒に分散・混合することにより調製することができるが、粘度調整性や耐薬品性、耐熱性及び耐圧性等に影響のない範囲で所望により増粘補助剤等を用いることができる。この増粘補助剤としては、ペクチン、アラビアガム、デンプン、酸化デンプン及び酵素分解デンプン等の各種デンプン類等が挙げられるが、供給面や価格面からデンプン類が好ましい。また、フラクチャリング流体等では酸化デンプンを用いるのが好ましい。この増粘補助剤の配合割合は、得ようとする増粘効果により適宜選択すればよいが、通常、前記（Ａ）〜（Ｃ）成分と増粘補助剤の合計量１００質量部に対し、増粘補助剤は６５質量部以下とすることで、グアーガム単独からなる粘度調整剤に比べ低粘性物質を十分増粘させることができるが、好ましくは５０質量部以下である。 The viscosity modifier used in the fracturing fluid of the present invention can be prepared by uniformly mixing or dispersing and mixing the components (A) to (C) in a solvent such as water. If necessary, a thickening aid or the like can be used as long as it does not affect chemical resistance, heat resistance, pressure resistance, and the like. Examples of the thickening aid include various starches such as pectin, gum arabic, starch, oxidized starch, and enzymatically degraded starch, and starches are preferable from the viewpoint of supply and price. Moreover, it is preferable to use oxidized starch in a fracturing fluid or the like. The blending ratio of this thickening aid may be appropriately selected depending on the thickening effect to be obtained, but is usually 100 parts by weight of the total amount of the above components (A) to (C) and the thickening aid. By setting the thickening aid to 65 parts by mass or less, it is possible to sufficiently increase the viscosity of a low-viscosity substance as compared to a viscosity modifier made of guar gum alone, but it is preferably 50 parts by mass or less.
次に本発明のフラクチャリング流体に用いられる粘度調整剤を用いて低粘性物質の粘度をコントロール方法について説明する。本発明のフラクチャリング流体に用いられる粘度調整剤を低粘性物質に対し、０．０１質量％〜１質量％の範囲で添加し、加熱しながらよく撹拌し、均一に分散させることで、従来のグアーガムを単独で用いる粘度調整剤に比べ、高い増粘効果が得られる。この粘度調整剤の配合量は前記配合割合に限定されるものではなく、低粘性物質の物性や用いられている成分、得ようとする粘度等により適宜配合割合を選択することができる。また、前記低粘性物質としては、室温において液状又はペースト状の形態をとるものが挙げられる。また、このようなものの中には液状工業製品も含まれるが、水系であることが望ましい。 Next, a method for controlling the viscosity of a low-viscosity substance using the viscosity modifier used in the fracturing fluid of the present invention will be described. The viscosity modifier used in the fracturing fluid of the present invention is added in the range of 0.01% by mass to 1% by mass with respect to the low-viscosity substance, stirred well while heating, and uniformly dispersed. Compared to a viscosity modifier using guar gum alone, a high thickening effect is obtained. The blending amount of the viscosity modifier is not limited to the blending ratio, and the blending ratio can be appropriately selected depending on the physical properties of the low-viscosity substance, the components used, the viscosity to be obtained, and the like. Examples of the low-viscosity substance include those that take a liquid or paste form at room temperature. Such products include liquid industrial products, but are preferably aqueous.
本発明のフラクチャリング流体に用いられる粘度調整剤は低粘性物質を増粘させることが可能であり、しかも低粘性物質の耐薬品性、耐圧性及び耐熱性が向上するということからフラクチャリング流体に用いることが好ましい。 The viscosity modifier used in the fracturing fluid of the present invention can increase the viscosity of a low-viscosity substance, and the chemical resistance, pressure resistance and heat resistance of the low-viscosity substance are improved. It is preferable to use it.
本発明のフラクチャリング流体はシェールガスやシェールオイル等の非在来型化石燃料を採掘する際、フラクチャリングを行うために加圧して坑井に送り込む流体である。このフラクチャリング流体を調製する場合を例にとり、本発明のフラクチャリング流体について説明する。フラクチャリング流体の一般的な成分としては、水、セメントや鉱物を溶解するための酸、砂等の各種粒子等からなるプロパント、殺生物剤、ブレーカー、腐食防止剤、架橋剤、摩擦低減剤、粘度調整剤、鉄分制御剤、ブライン（粘土の膨潤防止剤）、脱酸剤、ｐＨ調整剤、スケール防止剤、界面活性剤等が挙げられる。前記成分としては、水がもっとも配合割合が多く、約９０質量％以上、次いで多いのはプロパントで１％以上、その他の成分は岩盤等の性質に応じ適宜選択されるものであるが、本発明では従来から用いられているグアーガムと同程度の量、例えば粘度調整成分として０．０１〜３０質量％程度を配合することにより、プロパントの均一分散や搬送性、耐薬品性及び耐熱性にすぐれたフラクチャリング液体を得ることができるが、帯水層や河川等の汚染防止等環境への負荷低減のため粘度調整剤を好ましくは０．０１〜１質量％、特に好ましくは０．０１〜０．６質量％の範囲とするのがよい。 The fracturing fluid of the present invention is a fluid that is pressurized and fed into a well for fracturing when mining non-conventional fossil fuels such as shale gas and shale oil. Taking the case of preparing this fracturing fluid as an example, the fracturing fluid of the present invention will be described. General components of the fracturing fluid include water, acids for dissolving cement and minerals, proppants consisting of various particles such as sand, biocides, breakers, corrosion inhibitors, crosslinking agents, friction reducers, A viscosity modifier, an iron content control agent, brine (a clay swelling inhibitor), a deoxidizer, a pH adjuster, a scale inhibitor, a surfactant and the like can be mentioned. As the component, water is the most blended ratio, about 90% by mass or more, next is 1% or more of proppant, and other components are appropriately selected according to the properties of the rock, etc. So, by blending the same amount of guar gum as used conventionally, for example, about 0.01 to 30% by mass as a viscosity adjusting component, it was excellent in uniform dispersion and transportability of proppant, chemical resistance and heat resistance. Although a fracturing liquid can be obtained, the viscosity modifier is preferably 0.01 to 1% by mass, particularly preferably 0.01 to 0. 0% for reducing environmental burdens such as prevention of contamination of aquifers and rivers. It is good to set it as the range of 6 mass%.
本発明のフラクチャリング流体に用いられる粘度調整剤は低粘性物質に含まれる各種成分に影響されることが少ないため、少量で安定した増粘効果を得ることができる。 Since the viscosity modifier used in the fracturing fluid of the present invention is less affected by various components contained in the low-viscosity substance, a stable thickening effect can be obtained with a small amount.
また、これまで使用実績があるグアーガムをその価格高騰等に起因する供給不安等がない状態、即ちこれまでの使用量よりも少ない量で使用、又はまったく使用しない粘度調整剤であるため、非在来型化石燃料の採掘等大量に使用する分野においても安定的に使用することが可能である。 In addition, guar gum that has been used so far is in a state where there is no supply anxiety due to its price increase, etc., that is, it is a viscosity modifier that is used in a smaller amount or not at all, so it is not present. It can also be used stably in fields that are used in large quantities, such as mining of conventional fossil fuels.
本発明のフラクチャリング流体に用いられる粘度調整剤は、前記したとおりその使用量を従来の増粘剤（グアーガム）に比べ、少ない量で同等の増粘効果を得ることができるので、粘度調整された低粘性物質は、多糖類由来の異臭等の発生を抑制できるため、異臭等に起因する不快感等、使用環境に悪影響を与えないものである。 As described above, the viscosity modifier used in the fracturing fluid of the present invention can be used in a smaller amount than the conventional thickener (guar gum), so that the same thickening effect can be obtained. In addition, the low-viscosity substance can suppress the occurrence of off-flavors and the like derived from polysaccharides, and therefore does not adversely affect the use environment such as discomfort due to off-flavors.
粘度調整剤をフラクチャリング流体に使用した場合に、グアーガムの場合と同等又はそれ以上の粘度特性を有するとともにプロパントの均一分散や搬送性、耐薬品性、耐圧性及び耐熱性等に優れるため、シェールガスやシェールオイル等を効率的に採取することができ、しかも、粘度調整剤に起因する環境負荷を低減できるので、帯水層や河川等を汚染する可能性を低減することも可能になる。 Because it is excellent in the case of using a viscosity modifier fracturing fluid, uniform dispersion and transport of the proppant which has equivalent or more viscosity characteristics in the case of guar gum, chemical resistance, pressure resistance and heat resistance and the like, Shale gas, shale oil, etc. can be collected efficiently, and the environmental load caused by the viscosity modifier can be reduced, so the possibility of contaminating aquifers and rivers can be reduced. .
次に、実施例により本発明を実施するための最良の形態を説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described by way of examples, but the present invention is not limited to these examples.
（１）耐薬品性（ｍＰａ・ｓ）
表１に示す各成分からなるフラクチャリング流体に粘度調整剤を０．１質量％添加後、３０分間スターラー（アズワン社製、ＭＵＬＴＩ ＭＡＧＮＥＴＩＣ ＳＴＩＲＲＥＲＨＳＤ−６）で撹拌・溶解しサンプルを得た。このサンプルの２５℃でのＢ型粘度（常温）を測定後、サンプルを９０℃で３０分間加熱し、サンプルが２５℃になった状態でＢ型粘度（加熱後冷却）を測定した。このときのＢ型粘度の測定方法は次のとおりである。
Ｂ型粘度計：東京計器社製
ローター：Ｎｏ．１
回転速度：６０ｒｐｍ
測定時間：１分間
(1) Chemical resistance (mPa · s)
After adding 0.1% by mass of a viscosity modifier to the fracturing fluid composed of the components shown in Table 1, the sample was obtained by stirring and dissolving for 30 minutes with a stirrer (manufactured by ASONE, MULTI MAGNETIC STIRRERHSD-6). After measuring the B type viscosity (normal temperature) of this sample at 25 ° C., the sample was heated at 90 ° C. for 30 minutes, and the B type viscosity (cooling after heating) was measured with the sample at 25 ° C. The measuring method of B type viscosity at this time is as follows.
B type viscometer: Tokyo Keiki Co., Ltd. rotor: No. 1
Rotation speed: 60rpm
Measurement time: 1 minute
（２）耐熱性・耐圧性（ｍＰａ・ｓ）
１７℃〜２０℃の市水に粘度調整剤を０．５質量％の濃度になるように添加し３０分間撹拌・溶解しサンプルを得た。このサンプルをオートクレーブ（トミー精工社製、ＨＩＧＨ−ＰＲＥＳＳＵＲＥ ＳＴＥＡＭ ＳＴＥＲＩＬＺＥＲ ＥＳ−３１５）を用い、加熱上昇とともに圧力をかけ、１２１℃・１．７ｋｇｆ／ｃｍ2に達した後、６０分間加熱した。熱がさめると同時に圧力が下がり、自然に下がりきるまで放置した。その後、サンプルを取出し恒温水槽で２５℃に安定させた状態で、Ｂ型粘度を測定した。
Ｂ型粘度計：東京計器社製
ローター：Ｎｏ．１及びＮｏ．２
回転速度：６０ｒｐｍ
測定時間：１分間
(2) Heat resistance and pressure resistance (mPa · s)
A viscosity modifier was added to city water at 17 ° C. to 20 ° C. to a concentration of 0.5% by mass, and stirred and dissolved for 30 minutes to obtain a sample. This sample was heated for 60 minutes using an autoclave (HIMY-PRESSURE STEAM STERILZER ES-315, manufactured by Tommy Seiko Co., Ltd.), heated to 121 ° C. and 1.7 kgf / cm 2. At the same time as the heat subsided, the pressure dropped, and it was allowed to stand until it had dropped naturally. Thereafter, the B-type viscosity was measured in a state where the sample was taken out and stabilized at 25 ° C. in a constant temperature water bath.
B type viscometer: Tokyo Keiki Co., Ltd. rotor: No. 1 and no. 2
Rotation speed: 60rpm
Measurement time: 1 minute
（３）市水条件粘度（ｍＰａ・ｓ）
１７℃〜２０℃の市水に粘度調整剤を０．１質量％の濃度になるように添加し３０分間撹拌・溶解しサンプルを得た。このサンプルを２５℃となるように調整後、Ｂ型粘度を測定した。このときのＢ型粘度の測定方法は次のとおりである。
Ｂ型粘度計：東京計器社製
ローター：Ｎｏ．１
回転速度：６０ｒｐｍ
測定時間：１分間
参考例１
(3) City water condition viscosity (mPa · s)
A viscosity modifier was added to city water at 17 ° C. to 20 ° C. to a concentration of 0.1% by mass, and stirred and dissolved for 30 minutes to obtain a sample. After adjusting this sample to 25 ° C., the B-type viscosity was measured. The measuring method of B type viscosity at this time is as follows.
B type viscometer: Tokyo Keiki Co., Ltd. rotor: No. 1
Rotation speed: 60rpm
Measurement time: 1 minute
Reference example 1
（Ａ）ローカストビーンガム２ｇと（Ｃ）キサンタンガム９８ｇとをアイボーイ広口びん（２５０ｍｌ用）に入れ、ハンドシェイクにより１５分間混合し、粘度調整剤を得た。
このものの物性を表２に示す。
参考例２
(A) Locust bean gum (2 g) and (C) xanthan gum (98 g) were placed in an eyeboy wide mouth bottle (for 250 ml) and mixed for 15 minutes by handshaking to obtain a viscosity modifier.
The physical properties of this product are shown in Table 2.
Reference example 2
（Ａ）ローカストビーンガム５０ｇと（Ｃ）キサンタンガム５０ｇとをアイボーイ広口びん（２５０ｍｌ用）に入れ、ハンドシェイクにより１５分間混合し、粘度調整剤を得た。このものの物性を表２に示す。
参考例３
(A) Locust bean gum (50 g) and (C) xanthan gum (50 g) were placed in an eyeboy wide mouth bottle (for 250 ml) and mixed for 15 minutes by handshaking to obtain a viscosity modifier. The physical properties of this product are shown in Table 2.
Reference example 3
（Ａ）ローカストビーンガム９８ｇと（Ｃ）キサンタンガム２ｇとをアイボーイ広口びん（２５０ｍｌ用）に入れ、ハンドシェイクにより１５分間混合し、粘度調整剤を得た。
このものの物性を表２に示す。
参考例４
(A) Locust bean gum (98 g) and (C) xanthan gum (2 g) were placed in an eyeboy wide mouth bottle (for 250 ml) and mixed for 15 minutes by handshaking to obtain a viscosity modifier.
The physical properties of this product are shown in Table 2.
Reference example 4
（Ｂ）グアーガム６０ｇと（Ｃ）キサンタンガム４０ｇとをアイボーイ広口びん（２５０ｍｌ用）に入れ、ハンドシェイクにより１５分間混合し、粘度調整剤を得た。このものの物性を表２に示す。
参考例５
(B) 60 g of guar gum and 40 g of (C) xanthan gum were placed in an eyeboy wide mouth bottle (for 250 ml) and mixed for 15 minutes by handshaking to obtain a viscosity modifier. The physical properties of this product are shown in Table 2.
Reference Example 5
（Ｂ）グアーガム５０ｇと（Ｃ）キサンタンガム５０ｇとをアイボーイ広口びん（２５０ｍｌ用）に入れ、ハンドシェイクにより１５分間混合し、粘度調整剤を得た。このものの物性を表２に示す。
参考例６
(B) 50 g of guar gum and 50 g of (C) xanthan gum were placed in an eyeboy wide mouth bottle (for 250 ml) and mixed for 15 minutes by handshaking to obtain a viscosity modifier. The physical properties of this product are shown in Table 2.
Reference Example 6
（Ｂ）グアーガム３５ｇと（Ｃ）キサンタンガム６５ｇとをアイボーイ広口びん（２５０ｍｌ用）に入れ、ハンドシェイクにより１５分間混合し、粘度調整剤を得た。このものの物性を表２に示す。
参考例７
(B) 35 g of guar gum and 65 g of (C) xanthan gum were placed in an eyeboy wide mouth bottle (for 250 ml) and mixed for 15 minutes by handshaking to obtain a viscosity modifier. The physical properties of this product are shown in Table 2.
Reference Example 7
（Ｂ）グアーガム２０ｇと（Ｃ）キサンタンガム８０ｇとをアイボーイ広口びん（２５０ｍｌ用）に入れ、ハンドシェイクにより１５分間混合し、粘度調整剤を得た。このものの物性を表２に示す。
参考例８
(B) 20 g of guar gum and 80 g of (C) xanthan gum were placed in an eyeboy wide mouth bottle (for 250 ml) and mixed for 15 minutes by handshaking to obtain a viscosity modifier. The physical properties of this product are shown in Table 2.
Reference Example 8
（Ｂ）グアーガム１０ｇと（Ｃ）キサンタンガム９０ｇとをアイボーイ広口びん（２５０ｍｌ用）に入れ、ハンドシェイクにより１５分間混合し、粘度調整剤を得た。このものの物性を表２に示す。 (B) 10 g of guar gum and 90 g of (C) xanthan gum were placed in an eyeboy wide mouth bottle (for 250 ml) and mixed for 15 minutes by handshaking to obtain a viscosity modifier. The physical properties of this product are shown in Table 2.
（Ａ）ローカストビーンガム３９．２ｇ、（Ｂ）グアーガム０．８ｇ及び（Ｃ）キサンタンガム６０ｇをアイボーイ広口びん（２５０ｍｌ用）に入れ、ハンドシェイクにより１５分間混合し、粘度調整剤を得た。このものの物性を表３に示す。
実施例２
(A) Locust bean gum (39.2 g), (B) guar gum (0.8 g) and (C) xanthan gum (60 g) were placed in an eyeboy wide mouth bottle (for 250 ml) and mixed for 15 minutes by handshaking to obtain a viscosity modifier. The physical properties of this product are shown in Table 3.
Example 2
（Ａ）ローカストビーンガム３６ｇ、（Ｂ）グアーガム４ｇ及び（Ｃ）キサンタンガム６０ｇをアイボーイ広口びん（２５０ｍｌ用）に入れ、ハンドシェイクにより１５分間混合し、粘度調整剤を得た。このものの物性を表３に示す。
実施例３
(A) Locust bean gum (36 g), (B) guar gum (4 g) and (C) xanthan gum (60 g) were placed in an eyeboy wide mouth bottle (for 250 ml) and mixed for 15 minutes by handshaking to obtain a viscosity modifier. The physical properties of this product are shown in Table 3.
Example 3
（Ａ）ローカストビーンガム２８ｇ、（Ｂ）グアーガム１２ｇ及び（Ｃ）キサンタンガム６０ｇをアイボーイ広口びん（２５０ｍｌ用）に入れ、ハンドシェイクにより１５分間混合し、粘度調整剤を得た。このものの物性を表３に示す。
実施例４
(A) Locust bean gum (28 g), (B) guar gum (12 g) and (C) xanthan gum (60 g) were placed in an eyeboy wide mouth bottle (for 250 ml) and mixed for 15 minutes by handshaking to obtain a viscosity modifier. The physical properties of this product are shown in Table 3.
Example 4
（Ａ）ローカストビーンガム２４ｇ、（Ｂ）グアーガム１６ｇ及び（Ｃ）キサンタンガム６０ｇをアイボーイ広口びん（２５０ｍｌ用）に入れ、ハンドシェイクにより１５分間混合し、粘度調整剤を得た。このものの物性を表３に示す。
実施例５
(A) Locust bean gum (24 g), (B) guar gum (16 g) and (C) xanthan gum (60 g) were placed in an eyeboy wide mouth bottle (for 250 ml) and mixed by handshake for 15 minutes to obtain a viscosity modifier. The physical properties of this product are shown in Table 3.
Example 5
（Ａ）ローカストビーンガム１６ｇ、（Ｂ）グアーガム２４ｇ及び（Ｃ）キサンタンガム６０ｇをアイボーイ広口びん（２５０ｍｌ用）に入れ、ハンドシェイクにより１５分間混合し、粘度調整剤を得た。このものの物性を表３に示す。
実施例６
(A) Locust bean gum (16 g), (B) guar gum (24 g) and (C) xanthan gum (60 g) were placed in an eyeboy wide mouth bottle (for 250 ml) and mixed for 15 minutes by handshaking to obtain a viscosity modifier. The physical properties of this product are shown in Table 3.
Example 6
（Ａ）ローカストビーンガム３８．５ｇ、（Ｂ）グアーガム１６．５ｇ及び（Ｃ）キサンタンガム４５ｇをアイボーイ広口びん（２５０ｍｌ用）に入れ、ハンドシェイクにより１５分間混合し、粘度調整剤を得た。このものの物性を表３に示す。
実施例７
(A) Locust bean gum (38.5 g), (B) guar gum (16.5 g) and (C) xanthan gum (45 g) were placed in an eyeboy wide mouth bottle (for 250 ml) and mixed for 15 minutes by handshaking to obtain a viscosity modifier. The physical properties of this product are shown in Table 3.
Example 7
（Ａ）ローカストビーンガム３１．５ｇ、（Ｂ）グアーガム１３．５ｇ及び（Ｃ）キサンタンガム５５ｇをアイボーイ広口びん（２５０ｍｌ用）に入れ、ハンドシェイクにより１５分間混合し、粘度調整剤を得た。このものの物性を表３に示す。
実施例８
(A) Locust bean gum (31.5 g), (B) guar gum (13.5 g) and (C) xanthan gum (55 g) were placed in an eyeboy wide mouth bottle (for 250 ml) and mixed for 15 minutes by handshaking to obtain a viscosity modifier. The physical properties of this product are shown in Table 3.
Example 8
（Ａ）ローカストビーンガム２４．５ｇ、（Ｂ）グアーガム１０．５ｇ及び（Ｃ）キサンタンガム６５ｇをアイボーイ広口びん（２５０ｍｌ用）に入れ、ハンドシェイクにより１５分間混合し、粘度調整剤を得た。このものの物性を表３に示す。
実施例９
(A) Locust bean gum (24.5 g), (B) guar gum (10.5 g) and (C) xanthan gum (65 g) were placed in an eyeboy wide mouth bottle (for 250 ml) and mixed for 15 minutes by handshaking to obtain a viscosity modifier. The physical properties of this product are shown in Table 3.
Example 9
（Ａ）ローカストビーンガム１７．５ｇ、（Ｂ）グアーガム７．５ｇ及び（Ｃ）キサンタンガム７５ｇをアイボーイ広口びん（２５０ｍｌ用）に入れ、ハンドシェイクにより１５分間混合し、粘度調整剤を得た。このものの物性を表３に示す。 (A) Locust bean gum (17.5 g), (B) guar gum (7.5 g) and (C) xanthan gum (75 g) were placed in an eyeboy wide mouth bottle (for 250 ml) and mixed by handshaking for 15 minutes to obtain a viscosity modifier. The physical properties of this product are shown in Table 3.
（Ａ）ローカストビーンガム４９ｇ、（Ｂ）グアーガム１ｇ及び（Ｃ）キサンタンガム５０ｇをアイボーイ広口びん（２５０ｍｌ用）に入れ、ハンドシェイクにより１５分間混合し、粘度調整剤を得た。このものの物性を表４に示す。
実施例１１
(A) Locust bean gum (49 g), (B) guar gum (1 g) and (C) xanthan gum (50 g) were placed in an eyeboy wide mouth bottle (for 250 ml) and mixed for 15 minutes by handshaking to obtain a viscosity modifier. The physical properties of this product are shown in Table 4.
Example 11
（Ａ）ローカストビーンガム４５ｇ、（Ｂ）グアーガム５ｇ及び（Ｃ）キサンタンガム５０ｇをアイボーイ広口びん（２５０ｍｌ用）に入れ、ハンドシェイクにより１５分間混合し、粘度調整剤を得た。このものの物性を表４に示す。
実施例１２
(A) Locust bean gum (45 g), (B) guar gum (5 g) and (C) xanthan gum (50 g) were placed in an eyeboy wide mouth bottle (for 250 ml) and mixed for 15 minutes by handshaking to obtain a viscosity modifier. The physical properties of this product are shown in Table 4.
Example 12
（Ａ）ローカストビーンガム４０ｇ、（Ｂ）グアーガム１０ｇ及び（Ｃ）キサンタンガム５０ｇをアイボーイ広口びん（２５０ｍｌ用）に入れ、ハンドシェイクにより１５分間混合し、粘度調整剤を得た。このものの物性を表４に示す。
実施例１３
(A) Locust bean gum (40 g), (B) guar gum (10 g) and (C) xanthan gum (50 g) were placed in an eyeboy wide mouth bottle (for 250 ml) and mixed by handshaking for 15 minutes to obtain a viscosity modifier. The physical properties of this product are shown in Table 4.
Example 13
（Ａ）ローカストビーンガム３５ｇ、（Ｂ）グアーガム１５ｇ及び（Ｃ）キサンタンガム５０ｇをアイボーイ広口びん（２５０ｍｌ用）に入れ、ハンドシェイクにより１５分間混合し、粘度調整剤を得た。このものの物性を表４に示す。
実施例１４
(A) Locust bean gum (35 g), (B) guar gum (15 g) and (C) xanthan gum (50 g) were placed in an eyeboy wide mouth bottle (for 250 ml) and mixed for 15 minutes by handshaking to obtain a viscosity modifier. The physical properties of this product are shown in Table 4.
Example 14
（Ａ）ローカストビーンガム１０ｇ、（Ｂ）グアーガム４０ｇ及び（Ｃ）キサンタンガム５０ｇをアイボーイ広口びん（２５０ｍｌ用）に入れ、ハンドシェイクにより１５分間混合し、粘度調整剤を得た。このものの物性を表４に示す。
実施例１５
(A) Locust bean gum (10 g), (B) guar gum (40 g) and (C) xanthan gum (50 g) were placed in an eyeboy wide mouth bottle (for 250 ml) and mixed for 15 minutes by handshaking to obtain a viscosity modifier. The physical properties of this product are shown in Table 4.
Example 15
（Ａ）ローカストビーンガム２４ｇ、（Ｂ）グアーガム６ｇ及び（Ｃ）キサンタンガム７０ｇをアイボーイ広口びん（２５０ｍｌ用）に入れ、ハンドシェイクにより１５分間混合し、粘度調整剤を得た。このものの物性を表４に示す。
実施例１６
(A) Locust bean gum (24 g), (B) guar gum (6 g) and (C) xanthan gum (70 g) were placed in an eyeboy wide mouth bottle (for 250 ml) and mixed for 15 minutes by handshaking to obtain a viscosity modifier. The physical properties of this product are shown in Table 4.
Example 16
（Ａ）ローカストビーンガム５６ｇ、（Ｂ）グアーガム１４ｇ及び（Ｃ）キサンタンガム３０ｇをアイボーイ広口びん（２５０ｍｌ用）に入れ、ハンドシェイクにより１５分間混合し、粘度調整剤を得た。このものの物性を表４に示す。 (A) Locust bean gum (56 g), (B) guar gum (14 g) and (C) xanthan gum (30 g) were placed in an eyeboy wide mouth bottle (for 250 ml) and mixed for 15 minutes by handshaking to obtain a viscosity modifier. The physical properties of this product are shown in Table 4.
（Ａ）ローカストビーンガム１ｇと（Ｃ）キサンタンガム４９ｇ及び酸化デンプン（王子コーンスターチ社製、製品名：エースＢ）５０ｇとをアイボーイ広口びん（２５０ｍｌ用）に入れ、ハンドシェイクにより１５分間混合し、粘度調整剤を得た。このものの物性を表５に示す。
参考例１０
(A) Locust bean gum (1 g), (C) Xanthan gum (49 g) and oxidized starch (product name: Ace B, manufactured by Oji Cornstarch Co., Ltd.) (50 g) are placed in an eyeboy wide mouth bottle (for 250 ml), mixed for 15 minutes by handshake, A modifier was obtained. The physical properties of this product are shown in Table 5.
Reference Example 10
（Ｂ）グアーガム１０ｇと（Ｃ）キサンタンガム４０ｇ及び酸化デンプン（王子コーンスターチ社製、製品名：エースＢ）５０ｇとをアイボーイ広口びん（２５０ｍｌ用）に入れ、ハンドシェイクにより１５分間混合し、粘度調整剤を得た。このものの物性を表５に示す。
比較例１
(B) 10 g of guar gum, (C) 40 g of xanthan gum and 50 g of oxidized starch (product name: Ace B, manufactured by Oji Cornstarch Co., Ltd.) are placed in an eyeboy wide mouth bottle (for 250 ml), mixed for 15 minutes by handshake, and a viscosity modifier. Got. The physical properties of this product are shown in Table 5.
Comparative Example 1
グアーガム１００ｇをアイボーイ広口びん（２５０ｍｌ用）に入れ、ハンドシェイクにより１５分間混合し、粘度調整剤を得た。このものの物性を表５に示す。 100 g of guar gum was placed in an eyeboy wide mouth bottle (for 250 ml) and mixed for 15 minutes by handshaking to obtain a viscosity modifier. The physical properties of this product are shown in Table 5.
この表から、本発明のフラクチャリング流体に用いられる粘度調整剤は比較例１のグアーガム単独からなる粘度調整剤を用いたものと比較して、酸含有環境下で高い増粘効果が得られていることから、耐薬品性が高いことがわかる。また、本発明のフラクチャリング流体に用いられる粘度調整剤は耐熱・耐圧の条件下でも、高い増粘効果が得られていることから、使用される対象物、例えば、低粘性物質の物性や構成材料、使用環境に影響されることなく、安定的に粘度が得られるものであることが推察される。 From this table, the viscosity modifier used in the fracturing fluid of the present invention has a high thickening effect in an acid-containing environment as compared with the viscosity modifier consisting of guar gum alone of Comparative Example 1. This indicates that the chemical resistance is high. Further, since the viscosity modifier used in the fracturing fluid of the present invention has a high thickening effect even under heat and pressure conditions, the physical properties and configuration of the object to be used, for example, a low viscosity substance It is presumed that the viscosity can be stably obtained without being affected by the material and the use environment.
参考例１〜参考例３、参考例４〜参考例８、実施例６〜９、実施例１５、１６の結果から粘度調整剤成分としてキサンタンガムの配合割合を高くすることで、耐薬品性が向上することがわかる。さらに、実施例１〜５、実施例１０〜１４のローカストビーンガム、グアーガム及びキサンタンガムの組み合わせにおいては、グアーガムに対し、ローカストビーンガムの配合割合を高くすることで、耐熱性・耐圧性が向上することがわかる。
このことからグアーガムを用いる場合でも、その使用量は少なくでき、結果、グアーガムの供給不安等に対しても問題ないレベルで粘度調整剤を提供できることが推察される。
Reference Example 1 Reference Example 3, Reference Example 4 Reference Example 8, Examples 6-9, by increasing the proportion of xanthan gum as a viscosity modifier component from the results of Examples 15, 16, improved chemical resistance I understand that Furthermore, in the combination of locust bean gum, guar gum and xanthan gum in Examples 1 to 5 and Examples 10 to 14 , the heat resistance and pressure resistance are improved by increasing the blending ratio of locust bean gum to guar gum. I understand that.
This suggests that even when guar gum is used, the amount of use can be reduced, and as a result, it is possible to provide a viscosity modifier at a level that does not cause problems with the supply of guar gum.
参考例１〜参考例３の結果からローカストビーンガムとキサンタンガムとを組み合わせることにより耐熱性・耐圧性が向上することがわかる。また、参考例４〜参考例８の結果から、グアーガムとキサンタンガムの組み合わせによっても、耐熱性・耐圧性が向上することがわかる。これらの組み合わせにおいては、特にフラクチャリング流体に用いることで、坑井へ注入する際や、フラクチャー形成時の地熱等高温環境下でも粘度を維持できるので、これまで以上に効果的にフラクチャーを形成することが可能となることが推察される。特に実施例１〜実施例１６のローカストビーンガム、グアーガム及びキサンタンガム
の組み合わせにおいては、耐熱性・耐圧性及び耐薬品性が非常に高くなっていることから、高圧力下や高温化で用いる際にその性能を発揮できるフラクチャリング流体を含む低粘性物質を調整可能であることが推察できる。
It can be seen that improved heat resistance and pressure resistance by combining and locust bean gum and xanthan gum from the results of Reference Example 1 to Reference Example 3. From the results of Reference Example 4 Reference Example 8, by the combination of guar gum and xanthan gum, it can be seen that the improved heat resistance and pressure resistance. In these combinations, especially when used as a fracturing fluid, the viscosity can be maintained even when injected into a well or in a high-temperature environment such as geothermal heat at the time of fracture formation, so the fracture is formed more effectively than before. It is assumed that it will be possible. Especially in the combination of locust bean gum, guar gum and xanthan gum of Examples 1 to 16 , the heat resistance, pressure resistance and chemical resistance are very high, so when used under high pressure or high temperature It can be inferred that a low-viscosity substance containing a fracturing fluid that can exhibit its performance can be adjusted.
参考例９及び参考例１０のものは各々参考例１及び参考例７に粘度調整助剤としてデンプンを配合したものであるが、これらのものもすべて比較例１よりも優れた増粘効果が得られており、これらの粘度調整剤を用いることにより容易に低粘性物質を増粘させることができるものである。 Reference Example 9 and Reference Example 10 were prepared by adding starch as a viscosity adjusting aid to Reference Example 1 and Reference Example 7, respectively, and these also all had a thickening effect superior to Comparative Example 1. Therefore, by using these viscosity modifiers, it is possible to easily increase the viscosity of low-viscosity substances.
本発明のフラクチャリング流体に用いられる粘度調整剤、本発明のフラクチャリング流体及び坑井掘削方法は、粘度調整剤の構成成分としてグアーガムを含有する場合でも従来の使用量よりも少ない量とすることができるので、安定して粘度調整剤を提供することができる。また、グアーガム単独からなる粘度調整剤と同等かそれ以上の粘度特性を有し、しかも耐薬品性、耐熱性及び耐圧性を有するため、増粘させる対象物の物性、例えば、低粘性物質の物性や構成、使用環境を選ばず、例えば低粘性物質として切削汚泥やフラクチャリング流体等に用いてもプロパントの均一分散や搬送性、耐熱性に優れ、また熱によって分解される際に地層に染み込んでいくことが知られており、その結果、フラクチャリング流体中に含まれる成分により帯水層を含む地層や河川を汚染するリスクを低減することができる。そのため本発明のフラクチャリング流体に用いられる粘度調整剤、本発明のフラクチャリング流体及び坑井掘削方法は、工業分野、特にガスやオイルの掘削工程に極めて有効なものである。 The viscosity adjusting agent used in the fracturing fluid of the present invention, the fracturing fluid of the present invention, and the well drilling method should be less than the conventional use amount even when guar gum is contained as a component of the viscosity adjusting agent. Therefore, the viscosity modifier can be provided stably. In addition, it has the same or higher viscosity characteristics as the viscosity modifier made of guar gum alone, and has chemical resistance, heat resistance and pressure resistance, so the physical properties of the object to be thickened, for example, the physical properties of low viscosity substances Regardless of the configuration and usage environment, even if it is used as a low-viscosity material for cutting sludge, fracturing fluid, etc., it is excellent in uniform dispersion and transportability of proppant, heat resistance, and soaks into the formation when decomposed by heat As a result, it is possible to reduce the risk of contaminating the formations and rivers including the aquifer due to the components contained in the fracturing fluid. Therefore, the viscosity modifier used in the fracturing fluid of the present invention and the fracturing fluid and well drilling method of the present invention are extremely effective in the industrial field, particularly in gas and oil drilling processes.
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