JPH0913034A - Cement slurry composition for chute and cementing method for chute - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a cement slurry compsn. for chutes which has a good flowability and in which additives, etc., with different specific gravities are equally stabilized without separating. SOLUTION: This compsn. contains hydraulic cement materials, β-1,3-glucan, a dispersant, and an antifoaming agent and has a specific gravity of 1-2.3 and a water-cement ratio of 40-130%.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、油井、天然ガス井
及び地熱井の掘削で用いる坑井用セメントスラリー組成
物およびセメンチング工法に関するものである。さらに
詳しくは、地上からケーシングパイプ内を通して、ケー
シングパイプと地層との環状空隙部分にセメントスラリ
ーをポンプで送入し、この環状空隙部分を坑底から順に
セメントスラリーで充填し、硬化したセメントスラリー
によりケーシングパイプを坑井内に固定することによ
り、坑井内の内壁を保護するための坑井用セメントスラ
リー組成物及び該組成物を用いる坑井用セメンチング工
法に関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a well cement slurry composition for use in drilling oil wells, natural gas wells and geothermal wells, and a cementing method. More specifically, the cement slurry is pumped from the ground through the casing pipe into the annular void portion between the casing pipe and the stratum, and the annular void portion is sequentially filled with the cement slurry from the bottom of the well, and the hardened cement slurry is used. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a well cement slurry composition for protecting an inner wall of a well by fixing a casing pipe in the well, and a well cementing method using the composition.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、坑井のセメンチングに使用する坑
井用セメントスラリー組成物に各種添加剤を添加したも
のを使用して、セメンチングを行っている。これらの添
加剤としては、セメント速硬剤、セメント遅硬剤、分散
剤、セメント脱水減少剤、低比重添加材、高比重添加
材、セメント膨張材、セメント強度安定材、珪石粉等が
挙げられ、坑井条件と目的に応じてこれら添加剤を組み
合わせて最も適した坑井用セメントスラリー組成物をセ
メンチングに供している。しかし、これらセメントスラ
リー組成物は、セメンチングにおいて多量に調製し坑井
に送入することから、ジェットミキサー（ベンチュリ効
果を利用して、溶解水をジェットから噴射させてバキュ
ームをかけ、ホッパーからセメントを吸い込みによって
混合・溶解させてセメントスラリーをつくる装置）によ
る方法が多く行われている。この方法は、セメントと溶
解水の供給バランスが崩れることもあり、そのような場
合セメントスラリー組成物中の添加材の分離を起こすこ
とがある。均質なセメントスラリーを得るため、常時、
比重のチェックを行うことが必要であり、また、オペレ
ーターによるバラツキも大きいのが現状である。2. Description of the Related Art Conventionally, cementing is performed by using a cement slurry composition for a well used for cementing a well, to which various additives are added. Examples of these additives include cement fast hardening agents, cement slow hardening agents, dispersants, cement dehydration reducing agents, low specific gravity additive materials, high specific gravity additive materials, cement expanders, cement strength stabilizers, and silica powder. , The most suitable cement slurry composition for wells is provided for cementing by combining these additives according to well conditions and purposes. However, since these cement slurry compositions are prepared in a large amount in cementing and fed into a well, a jet mixer (using the Venturi effect, jetting dissolved water from a jet to vacuum and cement from a hopper). In many cases, a method of mixing by cement and dissolving by suction to make cement slurry) is used. In this method, the supply balance of cement and dissolved water may be disrupted, and in such a case, separation of the additive in the cement slurry composition may occur. In order to obtain a homogeneous cement slurry,
At present, it is necessary to check the specific gravity and there is a great deal of variation among operators.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】坑井用セメントスラリ
ーと、一般のセメントコンクリート及びセメントモルタ
ルとの相違点としては、坑井用セメントスラリーの方が
低比重であること、水セメント比が高いこと、さらに硬
化時間（シックニングタイム）を制御できること等を挙
げることができる。The differences between well cement slurries and ordinary cement concrete and cement mortar are that the well cement slurries have a lower specific gravity and a higher water-cement ratio. Further, it is possible to further control the curing time (thickening time).

【０００４】これらの坑井用セメントスラリーを用いて
行うセメンチング工法は、簡潔にいうと、数千メートル
の地下にセメントスラリーを注入し、その注入圧によ
り、下からセメントスラリーを押し上げ、坑壁とケーシ
ングとの間隙を均一に充填しながら構造物を作り上げる
工法である。The cementing method carried out using these well cement slurries is simply put by injecting the cement slurry into the underground of several thousand meters, and pushing the cement slurry from below by the injection pressure to form a well wall. This is a method of constructing a structure while uniformly filling the gap with the casing.

【０００５】したがって、セメンチング工法に用いる坑
井用セメントスラリーは、一般のセメントコンクリート
またはセメントモルタル等とはその概念が大きく異な
る。即ち、坑井用セメントスラリーは、セメントコンク
リートまたはセメントモルタルと比べて、大幅な軽量
化、高い水セメント比、流動性に富む性質等が要求され
る。また、硬化時間も制御できる配合が要求される。Therefore, the concept of the well cement slurry used in the cementing method is significantly different from that of general cement concrete or cement mortar. That is, the well cement slurry is required to have a significantly reduced weight, a high water-cement ratio, and a fluidity, as compared with cement concrete or cement mortar. In addition, a formulation that can control the curing time is required.

【０００６】例えば、セメントコンクリートの比重が約
２．６５であるのに対して、坑井用セメントスラリーの
比重は１〜２．３程度となり、極端に小さくなくてはな
らない。そのために、セメントコンクリートの水セメン
ト比が３０〜６０％であるのに対して、坑井用セメント
スラリーの水セメント比は４０〜１３０％程度という水
の多い配合となる。For example, the specific gravity of cement concrete is about 2.65, whereas the specific gravity of well cement slurry is about 1 to 2.3, which must be extremely small. Therefore, the water-cement ratio of the cement concrete is 30 to 60%, whereas the water-cement ratio of the well cement slurry is about 40 to 130%, which is a water-rich mixture.

【０００７】また、比重を下げるために、ベントナイ
ト、中空ガラスマイクロバルーン等の低比重化材を使用
する必要がある。さらに、硬化時間としては、坑井のセ
メンチング深度、坑井温度等の坑井条件によって異なっ
てくるが、ほぼ１〜５時間程度に制御することがが要求
される。このように坑井用セメントスラリーは、分離し
やすい材料が含有され、スラリー特性が組成物の分離を
起こすような条件である等の好ましくない条件が揃って
いる。坑井用セメントスラリーは、このような悪条件を
克服して、均質な組成を維持しなければならない。Further, in order to lower the specific gravity, it is necessary to use a material having a low specific gravity such as bentonite and hollow glass microballoons. Further, although the curing time varies depending on the well conditions such as the cementing depth of the well and the well temperature, it is required to be controlled to about 1 to 5 hours. In this way, the well cement slurry contains a material that is easily separated, and the slurry characteristics satisfy unfavorable conditions such as conditions that cause the composition to be separated. Well cement slurries must overcome these adverse conditions and maintain a homogeneous composition.

【０００８】特に、油井、天然ガス井、地熱井等におい
ては、その坑底部における温度や圧力条件によって、坑
井用セメントスラリーの性状が大きく影響されてはなら
ないし、スラリー組成物の分離も起こしてはならない。
即ち、数千メートルの地下において温度や圧力等の影響
を受けても、坑井用セメントスラリーの流動性を良好に
維持し、遊離水の発生と脱水量の増加を防止し、均質な
硬化体を形成すること及び充分な圧縮強度を発現し、維
持することが重要な課題である。Particularly, in oil wells, natural gas wells, geothermal wells, etc., the properties of the well cement slurry should not be significantly affected by the temperature and pressure conditions at the bottom of the well, and the slurry composition may be separated. must not.
That is, even under the influence of temperature and pressure under the ground of several thousand meters, the fluidity of the well cement slurry is maintained well, the generation of free water and the increase of dehydration amount are prevented, and a homogeneous hardened body is obtained. It is an important issue to form and maintain sufficient compressive strength.

【０００９】本発明は、このような問題を改善するため
になされたもので、坑井用セメンチング工法において、
比重の異なる添加材などを分離させることなく均等に安
定させ且つ流動性の良い坑井用セメントスラリー組成物
を提供するものである。また、均質な硬化体を作ること
ができる坑井用セメントスラリー用分離低減剤を提供す
ることを目的とする。The present invention has been made to solve such problems, and in the well cementing method,
It is intended to provide a well-developed cement slurry composition for wells, in which additives having different specific gravities are uniformly stabilized without separation and have good fluidity. Moreover, it aims at providing the isolation | separation reducing agent for cement slurries for wells which can produce a homogeneous hardened body.

【００１０】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の状況下
で完成されたものである。すなわち、本発明は水硬性セ
メントと、β−１，３−グルカンと、分散剤と、消泡剤
とを含有するセメントスラリー組成物にかかるものであ
り、該組成物には坑井条件に応じてセメント速硬剤、セ
メント遅硬剤、低比重添加材、高比重添加材、セメント
脱水減少剤、セメント膨張材、セメント強度安定材、珪
石粉などの中から選ばれた１種又は２種以上を添加し得
る。The present invention has been completed under the above circumstances. That is, the present invention relates to a cement slurry composition containing hydraulic cement, β-1,3-glucan, a dispersant, and an antifoaming agent, and the composition depends on well conditions. One or more selected from cement quick hardening agent, cement slow hardening agent, low specific gravity additive, high specific gravity additive, cement dehydration reducing agent, cement expanding agent, cement strength stabilizer, silica stone powder, etc. Can be added.

【００１１】[0011]

【発明の実施の形態】本発明において用いるセメント材
料は、ポルトランド系セメント、混合セメント、高温度
用セメント、或はシリカ及び石こう等を混合した水硬性
セメントであり、従来坑井等に用いられているセメント
であれば、どんなセメントでも用いることができる。水
硬性セメントとは、一般にカルシウム、アルミニウム、
鉄、マグネシウム、及び／又は硫黄等の化合物からな
り、水と反応して固形化するセメントである。水硬性セ
メントに属するセメントとしては、普通ポルトランドセ
メント、高温度用セメント、速硬性又は超速硬性セメン
ト、アルミナセメント、高炉セメントさらにはフライア
ッシュ又はポゾラン灰を含有するポルトランドセメント
等が挙げられるが、これに限定されるものではない。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The cement material used in the present invention is a Portland type cement, a mixed cement, a high temperature cement or a hydraulic cement in which silica, gypsum and the like are mixed, and is conventionally used for wells and the like. Any cement can be used as long as it is cement. Hydraulic cement is generally calcium, aluminum,
This cement is made of compounds such as iron, magnesium, and / or sulfur and reacts with water to solidify. Cement belonging to hydraulic cement, ordinary Portland cement, high temperature cement, fast-hardening or ultra-fast-hardening cement, alumina cement, blast furnace cement and also Portland cement containing fly ash or pozzolan ash, etc. It is not limited.

【００１２】β−１，３−グルカンは、グルコースが主
にβ−１，３−結合によって結合されている多糖類であ
って、具体的には、カードラン、パラミロン、パキマ
ン、スクレログルカン、ラミナラン、酵母グルカン等を
挙げることができる。本発明においては、特に、カード
ランが好ましく用いられる。カードランは、例えば、ニ
ューフードインダストリー(New Food Industry) 、第２
０巻第１０号第４９〜５７頁（１９７８年）に記載され
ているように、β−１，３−グルコシド結合を主体と
し、通常、加熱凝固性を有する多糖類、即ち、水分の存
在下で加熱することによって、凝固する（ゲルを形成す
る）性質を有する多糖類である。かかる多糖類として、
例えば、アルカリゲネス属又はアグロバクテリウム属の
微生物によって生産される多糖類が挙げられる。具体的
には、アルカリゲネス、フエカリス、バール・ミクソゲ
ネス菌体１０Ｃ３Ｋによって生産される多糖類（アグリ
カルチュラル・バイオロジカル・ケミストリー(Agricul
tural Biological Chemistry)、第３０巻第１９６頁
（１９６６年）や、或いはアルカリゲネス・フエカリス
・バール・ミクソゲネス菌体１０Ｃ３Ｋ変異株ＮＴＫ−
ｕ（ＩＦＯ１３１４０）によって生産される多糖類（特
公昭４８−３２６７３号）、アグロバクテリウム・ラジ
オバクター（ＩＦＯ１３１２７）及びその変異株Ｕ−１
９（ＩＦＯ１２１２６）によって生産される多糖類（特
公昭４８−３２６７４号）等を用いることができる。カ
ードランは、上述したように、微生物によって生産され
る多糖類であるが、本発明においては、これを末精製の
ままにて用いてもよく、或いは必要に応じて、高度に精
製して用いてもよい。パラミロンも、β−１，３−グル
カンの１種であって、微生物であるユーグレナ（Euglen
a)が細胞内に蓄積する貯蔵多糖の１種である。このよう
なパラミロンは、例えば、カーボハイドレートリサーチ
（Carbohydrate Research)．２５．２３１−２４２（１
９７９）．特開昭６４−３７２９７号あるいは特開平１
−３７２９７号公報によって既に知られている。しか
し、カードランと異なって、パラミロンの粉末は、加熱
凝固性をもたないので、加熱凝固性をもたせるために、
必要に応じて、アルカリ処理してもよい。パラミロン
も、本発明においては、これを未精製のままにて用いて
もよく、或いは必要に応じて、高度に精製して用いても
よい。微生物起源のβ−１，３−グルカン、特に、カー
ドランやパラミロンを後述のアルカリで処理すれば、二
価又はそれ以上の多価金属イオン、例えば、カルシウム
イオン、マグネシウムイオン、銅イオン、鉄イオン、コ
バルトイオン等の存在下に金属イオン架橋ゲルを形成す
る性質を有するβ−１，３−グルカンを得ることができ
る。このような金属イオン架橋ゲル形成能を有するグル
カンは、微生物起源のβ−１，３−グルカンをアルカリ
水溶液に溶解させ、そのアルカリ水溶液を水溶性有機溶
剤に接触させて、β−１，３−グルカンを析出させ、好
ましくはｐＨを６〜７に中和することによって得ること
ができる。金属イオン架橋ゲル形成性β−１，３−グル
カンを得る別の方法として、上記、β−１，３−グルカ
ンのアルカリ水溶液を凍結させ、その凍結物を水溶性有
機溶剤に接触させて、β−１，３−グルカンを析出さ
せ、中和することによって得る方法がある。このように
して得られたグルカンは、必要に応じて、脱水し、粉末
状に乾燥してもよい。上記方法において、グルカンを析
出させるための水溶性有機溶剤としては、メタノールの
ようなアルコールが好ましく用いられ、また、グルカン
を溶解させるためのアルカリ水溶液としては、例えば、
水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アンモニウ
ム等の水溶液が好ましく用いられる。このようにして得
られるβ−１，３−グルカンは、前述したように、金属
イオン架橋ゲル形成能を有するので、例えば、本発明に
おいて、通常、カルシウムイオンの存在する組成物に成
形助剤として特に好ましく用いられる。本発明におい
て、β−１，３−グルカンは分離低減剤として作用す
る。すなわち、β−１，３−グルカンは、坑井用セメン
トスラリーの粘性を増大させ、その結果、内部に含まれ
ている水及び添加材の流動性を維持し、打設時における
分離を防止することができる。β−１，３−グルカン
は、水硬性セメント材料１００重量部に対して０．０１
〜１．０重量部添加される。Β-1,3-glucan is a polysaccharide in which glucose is mainly bound by β-1,3-bonds, and specifically, curdlan, paramylon, pakiman, scleroglucan, Laminaran, yeast glucan and the like can be mentioned. In the present invention, a curd run is particularly preferably used. Curdlan is, for example, New Food Industry, No. 2
0, No. 10, pp. 49-57 (1978), a polysaccharide mainly composed of β-1,3-glucoside bonds and generally having heat-coagulability, that is, in the presence of water. It is a polysaccharide that has the property of solidifying (forming a gel) by heating at. As such a polysaccharide,
Examples include polysaccharides produced by microorganisms of the genus Alcaligenes or Agrobacterium. Specifically, polysaccharides (Agricultural Biological Chemistry) produced by Alcaligenes, Fuecaris, and Bar C. myxogenes 10C3K are used.
tural Biological Chemistry), Vol. 30, p. 196 (1966), or Alcaligenes faecalis bar Myxogenes strain 10C3K mutant NTK-
Polysaccharide produced by u (IFO 13140) (Japanese Patent Publication No. 48-32673), Agrobacterium radiobactor (IFO 13127) and its mutant U-1
9 (IFO12126), a polysaccharide (Japanese Patent Publication No. 48-32674) and the like can be used. Curdlan, as described above, is a polysaccharide produced by a microorganism, but in the present invention, it may be used as it is after unpurified, or if necessary, highly purified before use. May be. Paramylon is a type of β-1,3-glucan and is a microorganism, Euglena.
a) is a type of storage polysaccharide that accumulates in cells. Such paramylons are described, for example, in Carbohydrate Research. 25 . 231-242 (1
979). JP-A-64-37297 or JP-A-1
It is already known from JP-A-37297. However, unlike curdlan, the paramylon powder does not have heat-coagulability, so in order to have heat-coagulability,
You may perform an alkali process as needed. In the present invention, paramylon may be used as it is without purification, or may be used after being highly purified, if necessary. If β-1,3-glucan of microbial origin, particularly curdlan or paramylon is treated with an alkali described below, a divalent or higher polyvalent metal ion, for example, calcium ion, magnesium ion, copper ion, iron ion It is possible to obtain β-1,3-glucan having a property of forming a metal ion cross-linked gel in the presence of cobalt ion or the like. Such a glucan capable of forming a metal ion cross-linking gel is prepared by dissolving β-1,3-glucan of microbial origin in an alkaline aqueous solution and contacting the alkaline aqueous solution with a water-soluble organic solvent to form β-1,3-glucan. It can be obtained by precipitating glucan and preferably neutralizing the pH to 6 to 7. As another method of obtaining β-1,3-glucan capable of forming a metal ion-crosslinked gel, the above-mentioned alkaline aqueous solution of β-1,3-glucan is frozen, and the frozen product is brought into contact with a water-soluble organic solvent to give β. There is a method of obtaining -1,3-glucan by precipitating it and neutralizing it. The glucan thus obtained may be dehydrated and dried into a powder, if necessary. In the above method, as the water-soluble organic solvent for precipitating glucan, alcohol such as methanol is preferably used, and as the alkaline aqueous solution for dissolving glucan, for example,
An aqueous solution of sodium hydroxide, potassium hydroxide, ammonium hydroxide or the like is preferably used. As described above, the β-1,3-glucan thus obtained has a metal ion cross-linking gel-forming ability, and thus, for example, in the present invention, it is usually used as a molding aid in a composition containing calcium ions. Particularly preferably used. In the present invention, β-1,3-glucan acts as a separation reducing agent. That is, β-1,3-glucan increases the viscosity of the well cement slurry, and as a result, maintains the fluidity of water and the additive contained therein and prevents separation during casting. be able to. β-1,3-glucan is 0.01 per 100 parts by weight of hydraulic cement material.
~ 1.0 parts by weight is added.

【００１３】分散剤としては、坑井用セメントスラリー
及び多糖類ポリマーの流動性の安定改善剤として、スル
ホン基を有するフェノール又はナフタレンのホルマリン
縮合物から成る化合物を用いることができる。すなわ
ち、本発明に効果的に使用できる分散剤は、スルホン化
されたナフタレン樹脂、フェノール及びホルムアルデヒ
ドの縮合物のスルホン化物、若しくはこれらの縮合体で
変性されたメラミンホルムアルデヒド樹脂のスルホン化
物等ポリカルボン酸、アミノスルホン酸のような、陰イ
オンの高分子電解質である。分散剤は、水硬性セメント
材料１００重量部に対して固形分換算で０．１〜５．０
重量部添加される。As the dispersant, a compound composed of a formalin condensate of phenol or naphthalene having a sulfone group can be used as a stability improver of fluidity of well cement slurry and polysaccharide polymer. That is, the dispersant that can be effectively used in the present invention is a sulfonated naphthalene resin, a sulfonated product of a condensate of phenol and formaldehyde, or a sulfonated product of a melamine formaldehyde resin modified with these condensates. , An anionic polyelectrolyte, such as aminosulfonic acid. The dispersant is 0.1 to 5.0 in terms of solid content based on 100 parts by weight of the hydraulic cement material.
It is added in parts by weight.

【００１４】消泡剤としては、坑井用セメントスラリー
組成物の消泡効果剤として、高級アルコール系としてオ
フチルアルコール、シクロヘキサノール等、シリコン系
としてメチルシロキサン等、そしてその他のものとして
エチレングリコール等、さらに高級脂肪酸金属石けん等
がある。本発明においては、これらの消泡剤から選択さ
れた１種又は２種以上からなる単品又は混合品を用いる
ことができる。消泡剤は、水硬性セメント材料１００重
量部に対して固形分換算で０．０１〜１．０重量部添加
される。As the antifoaming agent, as a defoaming effect agent for the well cement slurry composition, higher alcohols such as offtyl alcohol and cyclohexanol, silicon-based such as methylsiloxane, and others include ethylene glycol and the like. In addition, there are higher fatty acid metal soaps and the like. In the present invention, one or a mixture of one or more selected from these antifoaming agents can be used. The defoaming agent is added in an amount of 0.01 to 1.0 parts by weight in terms of solid content with respect to 100 parts by weight of the hydraulic cement material.

【００１５】その他の添加剤は、坑井の状況に応じて坑
井用セメントスラリーの特性を得るために添加するもの
である。すなわち、その他の添加剤としてセメント速硬
剤、セメント遅硬剤、低比重添加材、高比重添加材、セ
メント脱水減少剤、セメント膨張材、セメント強度安定
材、珪石粉などの群から選ばれた１種又は２種以上を、
坑井内の条件に応じて添加することにより、最良の性状
を持った坑井用セメントスラリー組成物に調整する。こ
れらその他の添加剤の具体例と添加量（セメント組成物
１００重量部に対する重量基準）を表−１に示す。The other additives are added to obtain the characteristics of the well cement slurry depending on the situation of the well. That is, as other additives, selected from the group of cement fast hardening agent, cement slow hardening agent, low specific gravity additive material, high specific gravity additive material, cement dehydration reducing agent, cement expansive material, cement strength stabilizer, silica stone powder, etc. One or more,
The cement slurry composition for a well having the best properties is prepared by adding it according to the conditions in the well. Table 1 shows specific examples of these other additives and their amounts (weight basis relative to 100 parts by weight of the cement composition).

【００１６】[0016]

【表１】 [Table 1]

【００１７】[0017]

【作 用】セメントのみからなる坑井用セメントスラリ
ーを用いた場合には、坑井用セメントスラリーを調整す
る過程において、設計した割合よりも溶解水が多くなっ
たときに、坑井用セメントスラリー中のセメント添加材
の分離を引き起こす。[Operation] When a well cement slurry containing only cement is used, when the well water cement slurry becomes more dissolved water than the designed ratio, the well cement slurry is Causes the separation of cement additives inside.

【００１８】これに対して、本発明の坑井用セメントス
ラリーによると、坑井用セメントスラリー中において、
ポリマーの長い直線性の分子がセメント粒子間に架橋作
用を果し、均質なセメントスラリーができるため、セメ
ント添加材の分離が防止される。すなわち、本発明にお
いては多糖類ポリマーを用いているため、ポリマーは高
い保水性を示し、また、セメント等の結合材濾液にはほ
とんど溶解せず、カルシウム架橋の独立膨潤粒子として
存在するため、分散剤のセメント粒子への吸着を妨害せ
ず、添加材の分離を防止するとともに坑井用セメントス
ラリーの流動化を妨げない。On the other hand, according to the well cement slurry of the present invention, in the well cement slurry,
Separation of cement additives is prevented because the long linear molecules of the polymer act as a crosslink between the cement particles to form a homogeneous cement slurry. That is, since the polysaccharide polymer is used in the present invention, the polymer exhibits high water retention, is hardly dissolved in the binder filtrate such as cement, and exists as calcium-crosslinked independent swelling particles, so that it is dispersed. It does not hinder the adsorption of the agent on the cement particles, prevents the separation of the additive, and does not hinder the fluidization of the well cement slurry.

【００１９】[0019]

【実施例】次に、実施例により本発明を具体的に説明す
る。EXAMPLES Next, the present invention will be described in detail with reference to examples.

【００２０】実施例１ ジュースミキサーに、β−１，３−グルカン（商品名
「ビオポリー」、武田薬品工業株式会社製）、水、分散
剤（ナフタレンスルホン酸塩類）（商品名「TD−55」、
テルナイト社製）、消泡剤（シリコン系）（商品名「De
foamer 30C」、テルナイト社製）及び、坑井用クラスＡ
セメント（宇部興産社製）、中空ガラスマイクロバルー
ン（商品名「スフェアライト」、テルナイト社製）を表
−２に示す組成で攪拌混合して、セメントスラリーを作
り各特性試験に供した。比較例１ β−１，３−グルカンを使用せず、ベントナイトを使用
したときのセメントスラリーを比較例１として表−２に
示す。比較例２ β−１，３−グルカンおよびベントナイトを含まない場
合のセメントスラリーを比較例２として特性測定を行っ
た。それぞれの組成を表−２、測定値を表−３に示す。 Example 1 In a juice mixer, β-1,3-glucan (trade name "Biopoly", manufactured by Takeda Pharmaceutical Co., Ltd.), water, dispersant (naphthalene sulfonates) (trade name "TD-55") ,
Telnite Co., Ltd., antifoaming agent (silicone) (trade name "De
foamer 30C ", made by Telnite) and well class A
Cement (manufactured by Ube Industries, Ltd.) and hollow glass micro-balloons (trade name “Spherelite”, manufactured by Ternite Co., Ltd.) were stirred and mixed with the composition shown in Table 2 to prepare cement slurry and subjected to each characteristic test. Comparative Example 1 A cement slurry obtained by using bentonite without using β-1,3-glucan is shown in Table 2 as Comparative Example 1. Comparative Example 2 The characteristic measurement was performed by using a cement slurry containing no β-1,3-glucan and bentonite as Comparative Example 2. The respective compositions are shown in Table-2 and the measured values are shown in Table-3.

【００２１】[0021]

【表２】 [Table 2]

【００２２】[0022]

【表３】 上記表−３中、コンシステンシーとは、セメントスラリ
ーを大気圧コンシストメーター（米国チャンドラー社の
製品）にて、２７℃にて２０分攪拌を行い、攪拌直後と
２０分後のコンシステンシーを付随するポテンショメー
ターで測定したものである。ＡＶは見掛け粘性を、ＰＶ
はプラスチック粘性を、ＹＶはイールドバリュウを表
す。ここで見掛け粘性（ＡＶ）、プラスチック粘性（Ｐ
Ｖ）、イールドバリュウ（ＹＶ）は、「VG meter model
35 」（米国Fann社）を用いて、セメントスラリーの入
った容器を一定回転数（６００ｒｐｍ，３００ｒｐｍ）
で回転させて得られたものである。見掛け粘性（ＡＶ）
は、流動性の度合を表す数値である。プラスチック粘性
（ＰＶ）は、セメントスラリー中に含まれているソリッ
ド分の機械的摩擦によって生じる流動抵抗値である。イ
ールドバリュウ（ＹＶ）は、液体が流動状態にある時、
流動を続けるのに必要なせん断力の測定値であって、セ
メントスラリー中に含まれているソリッド粒子間のけん
引力によって生じる流動抵抗である。[Table 3] In Table 3 above, the consistency means that the cement slurry is stirred at 27 ° C. for 20 minutes with an atmospheric pressure consistency meter (a product of Chandler, USA), and the consistency immediately after and 20 minutes after the stirring is accompanied. It was measured with a potentiometer. AV is apparent viscosity, PV
Represents plastic viscosity and YV represents yield value. Here, apparent viscosity (AV), plastic viscosity (P
V) and Yield Value (YV) are "VG meter model"
35 "(Fann Company, USA) using a container containing cement slurry at a constant rotation speed (600 rpm, 300 rpm)
It was obtained by rotating with. Apparent viscosity (AV)
Is a numerical value indicating the degree of liquidity. Plastic viscosity (PV) is a flow resistance value generated by mechanical friction of solid components contained in cement slurry. Yield value (YV) is
It is a measurement of the shear force required to continue the flow and is the flow resistance caused by the traction force between the solid particles contained in the cement slurry.

【００２３】見掛け粘性、プラスチック粘性、イールド
バリュウは、次式により算出して得られる。 見掛け粘性(cp)＝（６００ｒｐｍの読み）／２ プラスチック粘性(cp)＝（６００ｒｐｍの読み）−（３
００ｒｐｍの読み） イールドバリュウ（1b/100ft²)＝（３００ｒｐｍの読
み）−（プラスチック粘性） ｎ′及びｋ′は流動特性を表す値である。ｎ′は流動挙
動値(flow behavior index）、ｋ′は、粘性値(consist
ency index) として表わされる値である。ｎ′及びｋ′
を求めるには、縦軸にせん断力、横軸にせん断測度を両
面対数方眼紙上にとり、各測定値をプロットする。この
プロットは直線となり、この直線延長線と縦軸（せん断
速度１sec ^-1）との交わる点が、求めるｋ′値である。
このｋ′値が小さい方が流動性は良好である。ｎ′は、
この直線の勾配である。ｎ′の値が大きいほど、粘性が
低く好ましい。The apparent viscosity, the plastic viscosity, and the yield value are calculated by the following equations. Apparent viscosity (cp) = (600 rpm reading) / 2 Plastic viscosity (cp) = (600 rpm reading)-(3
(00 rpm reading) Yield value (1b / 100 ft ² ) = (300 rpm reading)-(Plastic viscosity) n'and k'are values representing flow characteristics. n'is the flow behavior index, k'is the viscosity value.
ency index). n'and k '
To obtain, the shear force is plotted on the vertical axis and the shear measure is plotted on the horizontal axis on a double-sided logarithmic graph paper, and the measured values are plotted. This plot is a straight line, and the intersection of this straight line extension and the vertical axis (shear rate 1 sec ^-1 ) is the k'value to be obtained.
The smaller the k'value, the better the fluidity. n'is
This is the slope of this straight line. The larger the value of n ', the lower the viscosity and the better.

【００２４】遊離水の測定 実施例１および比較例１〜２のセメントスラリー組成を
用いて、溶解水が変動した場合を想定し、水セメント比
を変えて遊離水の比較測定を行った。 Measurement of Free Water Using the cement slurry compositions of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2, assuming a case where the dissolved water was changed, the free water was comparatively measured by changing the water-cement ratio.

【００２５】[0025]

【表４】 [Table 4]

【００２６】上記表−４中、遊離水の測定は、供試セメ
ントスラリーをコンシストメーターで２７℃にて２０分
間攪拌し、その後ミキサーで充分均一に攪拌し、これを
２５０ｍｌメスシリンダーに入れ２７℃にて２時間放置
した後、上部に生ずる遊離水の量を測定することにより
行う。In Table 4 above, free water was measured by stirring the test cement slurry with a consistency meter for 20 minutes at 27 ° C. and then with a mixer until it was uniformly stirred. After standing at ℃ for 2 hours, the amount of free water generated in the upper portion is measured.

【００２７】圧縮強度の測定 坑底温度を３５℃，６０℃と想定して、実施例１および
比較例１〜２のセメントスラリー組成を用いて、オート
クレーブ内で２インチ×２インチ×２インチの大きさの
成型枠内で、硬化、養生（８時間、２４時間）して圧縮
強度の比較測定を行った。 Measurement of Compressive Strength Using the cement slurry composition of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 assuming that the bottom hole temperature is 35 ° C. and 60 ° C., 2 inch × 2 inch × 2 inch in an autoclave is used. A comparative measurement of the compressive strength was performed after curing and curing (8 hours, 24 hours) in a molding frame of a size.

【表５】 [Table 5]

【００２８】脱水量の測定 実施例１において得たセメントスラリー組成について、
坑井のセメンチングに重要な特性としての脱水特性につ
いて比較測定を行った。 Measurement of Dehydration Amount of the cement slurry obtained in Example 1,
A comparative measurement was conducted on the dehydration characteristics, which are important for well cementing.

【表６】 [Table 6]

【００２９】上記表−６中、脱水とは、浸透性の地層に
おいて、差圧によってセメントスラリーから水分が、地
層へ侵入し、セメントスラリー中の水分がなくなること
である。この脱水量が多いと、流動性に悪影響を及ぼす
ことはもちろん、セメントの脆化、圧縮強度の低下を起
こし、セメンチングの不成功の原因ともなる。測定は、
脱水量試験機により、所定の温度、差圧７０ｋｓｃ下の
条件で３０分間に脱水される量を測定することにより行
った。In Table 6 above, dehydration means that moisture in the cement slurry penetrates into the stratum due to the differential pressure in the permeable stratum, and the moisture in the cement slurry disappears. A large amount of this dehydration not only adversely affects the fluidity, but also causes embrittlement of the cement and a decrease in compressive strength, which is a cause of unsuccessful cementing. The measurement is
The dehydration amount tester was used to measure the amount of dehydration for 30 minutes under a predetermined temperature and a differential pressure of 70 ksc.

【００３０】実施例２〜７ 実施例１のセメントスラリーに遅硬剤（リグニンスルホ
ン酸ソーダ塩）を表−７の如く添加し、これらについ
て、坑井のセメンチングに重要な特性としてのシックニ
ングタイムを測定した。セメントスラリー組成を表−７
に、シックニングタイムの測定値を表−８に示す。 Examples 2 to 7 A slow-hardening agent (sodium lignin sulfonate) was added to the cement slurry of Example 1 as shown in Table 7, and thickening time as an important characteristic for well cementing was added. Was measured. Table 7 shows the composition of cement slurry.
Table 8 shows the measured values of thickening time.

【００３１】[0031]

【表７】 [Table 7]

【００３２】[0032]

【表８】 [Table 8]

【００３３】上記表−８中、シックニングタイムとは、
セメントスラリーが掘削井の坑底温度及び圧力下におい
て、循環可能な流体として維持することができる時間を
表す。このシックニングタイムは、シックニングタイム
テスター（米国チャンドラー社製）により、坑底条件を
シュミレートし、その時間を測定することによって求め
た。なお、遅硬剤は、セメンチング作業時間に応じて添
加量を調整し、適正なセメンチング作業時間に設定し
た。In Table 8 above, the thickening time is
Represents the time that the cement slurry can be maintained as a circulatable fluid at the well bottom temperature and pressure of the drilling well. The thickening time was obtained by simulating the bottom hole conditions with a thickening time tester (manufactured by Chandler, USA) and measuring the time. The amount of the slow-hardening agent was adjusted according to the cementing work time, and was set to an appropriate cementing work time.

【００３４】セメントボンド検層 千葉県の２坑井（深度１１６８ｍと深度１１８０ｍ）に
おいて、開発したセメントスラリー組成物を用いてセメ
ンチングを行った。セメンチング終了後に行ったセメン
トボンド検層（坑内に挿入したケーシングと裸坑壁の環
状部にセメントスラリーを充填した場合、ケーシングパ
イプあるいは地層と接着している程度を深度に対して連
続的に測定、記録する検層）において、セメントスラリ
ーを充填した全区間で図２のＢに示すような良い結果が
得られた。セメンチングに使用したセメントスラリー組
成物を表−９に、その時にラボで実施したシックニング
タイムと圧縮強度の結果を表−１０と表−１１に、ま
た、セメントボンド検層の概要を図１に、種々のセメン
チング状況下での検層記録の例を図２に示す。 Cement bond logging Two cement wells in Chiba Prefecture (depth 1168 m and depth 1180 m) were cemented with the developed cement slurry composition. Cement bond logging after cementing (when the casing inserted in the mine and the annular part of the bare pit wall is filled with cement slurry, the degree of adhesion to the casing pipe or the formation is continuously measured with respect to the depth, In the recorded logging), good results as shown in FIG. 2B were obtained in all sections filled with the cement slurry. The cement slurry composition used for cementing is shown in Table-9, the results of thickening time and compressive strength conducted in the lab at that time are shown in Table-10 and Table-11, and the outline of cement bond logging is shown in Figure 1. FIG. 2 shows an example of well logging recording under various cementing situations.

【００３５】[0035]

【表９】 上記表−９中、ベントナイト、中空ガラスマイクロバル
ーン（スフェアライト）は、予めセメントに混合して用
いた。[Table 9] In Table 9 above, bentonite and hollow glass microballoons (spherelite) were used by being mixed with cement in advance.

【００３６】[0036]

【表１０】 [Table 10]

【００３７】[0037]

【表１１】 [Table 11]

【００３８】セメントボンド検層では、発信器から一定
の回数で発信された音波の第１波が図１のようにケーシ
ングパイプの一定区間Ｌ（３フィート）を走行して受信
器に到達した時の音波エネルギーの減衰する度合をその
波の振幅の大きさとして計測するものである。In the cement bond logging, when the first wave of the sound wave transmitted from the transmitter a certain number of times travels in a certain section L (3 feet) of the casing pipe and reaches the receiver, as shown in FIG. The degree of attenuation of the sound wave energy is measured as the amplitude of the wave.

【００３９】音波がケーシングパイプ内を走行すると、
その音波エネルギーによってケーシングが振動し、ケー
シング周囲のセメントがケーシングによく接着している
と、セメントとケーシングは一体となって振動するた
め、受信器に到達する音波エネルギーは減衰して小さく
なるので振幅は小さくなる。ケーシングの周囲にセメン
トが無かったり、あるいはセメントとの接着が不良の場
合には、ケーシングパイプの振動がセメントに伝わらな
いため、音波エネルギーは殆ど減衰することなく受信器
に到達するため、受信する振幅は大きくなる。したがっ
て、受信する音波エネルギーの振幅の変化を測定するこ
とによってケーシングパイプとセメントとの接着状態を
知ることができる。When sound waves travel in the casing pipe,
If the casing vibrates due to the sonic energy and the cement around the casing adheres well to the casing, the cement and the casing vibrate as a unit, and the sonic energy that reaches the receiver is attenuated and becomes smaller. Becomes smaller. If there is no cement around the casing, or if there is poor adhesion with the cement, the vibration of the casing pipe is not transmitted to the cement, and the acoustic energy reaches the receiver with almost no attenuation, so the amplitude of the received signal is reduced. Grows. Therefore, the state of adhesion between the casing pipe and the cement can be known by measuring the change in the amplitude of the received acoustic energy.

【００４０】上記図２中、Ａは、パイプの周囲にセメン
トが無い場合である。Ｂは、パイプとセメント、セメン
トと地層との接着が良好な場合である。Ｃは、パイプと
セメントとの接着が良好であるが、セメントと地層との
接着が不良である場合である。Ｄは、パイプが偏心して
おり、片方の接着が不良である場合である。In FIG. 2, A indicates the case where there is no cement around the pipe. B is a case where the adhesion between the pipe and the cement and the cement and the formation is good. In the case of C, the adhesion between the pipe and the cement is good, but the adhesion between the cement and the formation is poor. D is the case where the pipe is eccentric and the adhesion on one side is poor.

【００４１】[0041]

【発明の効果】本発明の坑井用セメントスラリー組成物
は、セメント添加材の均質性に優れたセメントスラリー
である。また、本発明の坑井用セメンチング工法によれ
ば、セメント添加材の分離を引き起こすことなくセメン
チングを行うことができる。EFFECTS OF THE INVENTION The well cement slurry composition of the present invention is a cement slurry having excellent homogeneity of the cement additive. According to the well cementing method of the present invention, cementing can be performed without causing separation of the cement additive.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】図１は、セメントボンド検層の概要を表す図で
ある。FIG. 1 is a diagram showing an outline of cement bond logging.

【図２】図２は、種々のセメンチング状況下での検層記
録を表す図である。FIG. 2 is a diagram showing logging recording under various cementing situations.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ アーマードケーブル ２ セメント ３ ケーシングパイプ ４ 泥水 ５ 上部電子回路部 ６ 上部セントラライザー ７ 受信器 ８ 発信器 ９ 音波走行経路 １０ 下部セントラライザー １１ 下部電子回路部 １２ 地層 １３ 坑内 1 Armored Cable 2 Cement 3 Casing Pipe 4 Muddy Water 5 Upper Electronic Circuit Section 6 Upper Centralizer 7 Receiver 8 Transmitter 9 Sound Wave Traveling Route 10 Lower Centralizer 11 Lower Electronic Circuit Section 12 Geologic Formation 13 Underground

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｃ０４Ｂ 111:70 Ｃ０９Ｋ 103:00 (72)発明者 益田 豊 埼玉県狭山市大字上広瀬1865−１─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. ⁶ Identification number Reference number in the agency FI Technical display location // C04B 111: 70 C09K 103: 00 (72) Inventor Yutaka Masuda 1865 Kamihirose, Sayama City, Saitama Prefecture -1

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 水硬性セメント材料と、β−１，３−グ
ルカンと、分散剤と、消泡剤と、水とを含有し、比重が
１〜２．３であり水セメント比が４０〜１３０％である
坑井用セメントスラリー組成物。1. A hydraulic cement material, β-1,3-glucan, a dispersant, an antifoaming agent and water are contained, and the specific gravity is 1 to 2.3 and the water cement ratio is 40 to. A well cement slurry composition that is 130%. 【請求項２】 上記β−１，３−グルカンが、微生物産
生の多糖類であり、上記水硬性セメント材料１００重量
部に対して、０．０１〜１．０重量部添加されることを
特徴とする請求項１記載の坑井用セメントスラリー組成
物。2. The β-1,3-glucan is a polysaccharide produced by a microorganism, and is added in an amount of 0.01 to 1.0 part by weight based on 100 parts by weight of the hydraulic cement material. The cement slurry composition for wells according to claim 1. 【請求項３】 上記分散剤が、スルホン基を有するフェ
ノールまたはナフタレンのホルマリン縮合物からなる化
合物であり、上記水硬性セメント材料１００重量部に対
して固形分換算で０．１〜５．０重量部添加されること
を特徴とする請求項１記載の坑井用セメントスラリー組
成物。3. The dispersant is a compound consisting of a formalin condensate of phenol or naphthalene having a sulfone group, and is 0.1 to 5.0 parts by weight in terms of solid content based on 100 parts by weight of the hydraulic cement material. 2. The well cement slurry composition according to claim 1, which is added in part. 【請求項４】 消泡剤が、高級アルコール系、シリコン
系、グリコール系および脂肪酸金属石けんから選ばれた
１種又は２種以上からなり、上記水硬性セメント材料１
００重量部に対して、固形分換算で０．０１〜１．０重
量部添加されることを特徴とする請求項１記載の坑井用
セメントスラリー組成物。4. The hydraulic cement material 1 according to claim 1, wherein the defoaming agent comprises one or more selected from higher alcohols, silicones, glycols and fatty acid metal soaps.
The cement slurry composition for wells according to claim 1, wherein 0.01 to 1.0 parts by weight in terms of solid content is added to 00 parts by weight. 【請求項５】 セメント速硬剤、セメント遅硬剤、低比
重添加材、高比重添加材、セメント脱水減少剤、セメン
ト膨張材、セメント強度安定材および珪石粉から選ばれ
た１種又は２種以上を坑井条件に応じて、上記水硬性セ
メント材料１００重量部に対して０〜１００重量部の範
囲内でさらに添加したことを特徴とする請求項１記載の
坑井用セメントスラリー組成物。5. One or two kinds selected from a cement quick hardening agent, a cement slow hardening agent, a low specific gravity additive material, a high specific gravity additive material, a cement dehydration reducing agent, a cement expansion material, a cement strength stabilizer and silica stone powder. The cement slurry composition for wells according to claim 1, wherein the above is further added within a range of 0 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the hydraulic cement material according to well conditions. 【請求項６】 坑井の掘削において、地層とケーシング
パイプとの環状空隙部をセメント材料で固めるためのセ
メントスラリー組成物として、請求項１記載の坑井用セ
メントスラリー組成物を用いることを特徴とする坑井用
セメンチング工法。6. The well-use cement slurry composition according to claim 1, which is used as a cement slurry composition for hardening an annular gap between a formation and a casing pipe with a cement material in well drilling. The well cementing method. 【請求項７】 β−１，３−グルカンを含有することを
特徴とする坑井用セメントスラリー用分離低減剤。7. A separation reducing agent for a well cement slurry, which comprises β-1,3-glucan.