浆料用添加剂、钻探泥浆和水泥浆制造技术

本发明专利技术提供通过用于土木建筑用浆料（例如矿井钻探等中使用的钻探泥浆、钻探水泥浆）等而能够以低成本抑制粘度上升和高温脱水的浆料用添加剂。本发明专利技术是含有乙烯醇系聚合物的粉末状浆料用添加剂，上述乙烯醇系聚合物在60℃的热水中浸渍3小时时的溶解度为25%以下、皂化度为99.5摩尔%以上、平均聚合度为1,500以上且4,500以下、且1,2‑二醇键量为1.8摩尔%以下，浆料用添加剂穿过标称网眼为1.00mm的筛。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及浆料用添加剂、钻探泥浆和水泥浆、以及钻探泥浆和水泥浆的制造方法。
技术介绍
用于开采石油、天然气等埋藏物的矿井等中，一直以来使用以钻探泥浆和钻探水泥浆为代表的土木建筑用浆料。钻探泥浆起到如下作用：例如运输所钻探的岩片和/或钻探屑等、提高钻头和/或钻杆的润滑性、埋设多孔质地基的孔、抵消因静水压力而产生的贮留层压力（来自岩盘的压力）等。该钻探泥浆通常通过以水和皂土作为主要成分并进一步添加重晶石、盐、粘土等来实现目标性能。对于这种钻探泥浆而言，要求具有温度稳定性和不会受到地基中的电解质（例如羧酸盐）的浓度变化的明显影响等适当的流动特性。为了满足这种要求，需要调整钻探泥浆的粘度且抑制钻探泥浆中包含的水分逸散（以下有时也称为“脱水”）。为了调整钻探泥浆的粘度和抑制脱水，通常采用例如添加淀粉、淀粉醚（羧甲基淀粉等）、羧甲基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素等聚合物类的方法。但是，添加这些聚合物类有时会使钻探泥浆的粘度极端上升，难以利用泵来注入钻探泥浆。另外，存在如下不良情况：淀粉及其衍生物在超过约120℃的温度区域下不会充分抑制脱水，羧甲基纤维素和羧甲基羟乙基纤维素在140℃~150℃的温度区域下不会充分抑制脱水。另一方面，通过将钻探水泥浆注入至地层与设置在矿井内的套管之间的管状空隙部分并使其硬化而得到的水泥灌浆是为了将套管固定在矿井内、保护矿井内的内壁等而使用的。一般来说，向管状空隙部分中注入钻探水泥浆是使用泵进行的。因此，对于钻探水泥浆而言，要求具有极低的粘度用以能够利用泵而容易地注入，且要求不会分离。然而，对于矿井的水泥灌浆而言，由于材料分离、水分向矿井内的龟裂逸散等，有时在水泥灌浆部分产生缺陷。因此，向钻探水泥浆中添加核桃壳、棉籽、粘土矿物、高分子化合物等脱水减少剂，这些之中，作为高分子化合物的乙烯醇系聚合物是充分已知的脱水减少剂。关于该乙烯醇系聚合物的脱水减少剂，例如专利文献1公开了使用皂化度为95摩尔%以上的乙烯醇系聚合物的方法，专利文献2公开了使用皂化度为92摩尔%以下的乙烯醇系聚合物的方法，专利文献3公开了使用皂化度为99摩尔%以上的乙烯醇系聚合物的方法。但是，这些方法有可能因尤其是高温下的上述脱水控制剂的性能降低、钻探水泥浆的粘度上升而导致难以用泵送入。为了改善高温下的脱水减少剂的性能降低和钻探水泥浆的粘度上升，专利文献4公开了使用由密胺-甲醛进行了交联的乙烯醇系聚合物的方法，专利文献5公开了使用通过缩醛化反应等对乙烯醇系聚合物的羟基进行交联而生成的乙烯醇系聚合物的方法，专利文献6公开了使用通过硼离子等对pH敏感的交联而生成的乙烯醇系聚合物的方法。但是，这些方法对于改善高温下的脱水减少剂的性能而言起到一定的效果，需要暂时制造水溶性的乙烯醇系聚合物后再与交联剂发生反应，因此容易增加成本。现有技术文献专利文献专利文献1：美国专利第4569395号说明书专利文献2：美国专利第4967839号说明书专利文献3：美国专利第7731793号说明书专利文献4：美国专利第5061387号说明书专利文献5：美国专利第6656266号说明书专利文献6：美国专利第6739806号说明书非专利文献非专利文献1:SocietyofPetroleumEngineersConferencePaperID121542。
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术的目的在于，提供通过用于土木建筑用浆料（例如矿井钻探等中使用的钻探泥浆、钻探水泥浆）等而能够以低成本抑制粘度上升和高温脱水的浆料用添加剂。本专利技术的目的还在于，提供含有该浆料用添加剂的钻探泥浆和钻探水泥浆、以及这些钻探泥浆和钻探水泥浆的制造方法。用于解决问题的手段本专利技术人等为了实现上述目的而重复进行了深入研究，结果发现：通过使用穿过标称网眼为1.00mm的筛的粉末状浆料用添加剂，能够容易地获得可抑制粘度上升、高温脱水的浆料，并基于该见解进一步重复研究，从而完成了本专利技术，所述浆料用添加剂使用在60℃的热水中浸渍3小时时的溶解度为25%以下、皂化度为99.5摩尔%以上、平均聚合度为1,500以上且4,500以下、且1,2-二醇键量为1.8摩尔%以下的乙烯醇系聚合物。即，本专利技术是浆料用添加剂，其为含有乙烯醇系聚合物的粉末状浆料用添加剂，上述乙烯醇系聚合物在60℃的热水中浸渍3小时时的溶解度为25%以下、皂化度为99.5摩尔%以上、平均聚合度为1,500以上且4,500以下、且1,2-二醇键量为1.8摩尔%以下，所述浆料用添加剂穿过标称网眼为1.00mm的筛。作为上述乙烯醇系聚合物的全部结构单元之中的乙烯单元的比例，优选低于10摩尔%。该浆料用添加剂可适合地用作土木建筑浆料用添加剂。该土木建筑浆料用添加剂可更适合地用作钻探泥浆用添加剂（钻探泥浆浆料用添加剂）或水泥浆用添加剂。该浆料用添加剂为钻探泥浆用添加剂时，优选穿过标称网眼为500μm的筛。该浆料用添加剂为水泥浆用添加剂时，优选穿过标称网眼为250μm的筛。本专利技术包括：含有该浆料用添加剂作为钻探泥浆用添加剂的钻探泥浆；以及具备将上述钻探泥浆用添加剂、水和泥质进行混合的工序的钻探泥浆的制造方法。本专利技术包括：含有该浆料用添加剂作为水泥浆用添加剂的水泥浆；以及具备将上述水泥浆用添加剂、液体制剂和硬化性粉末进行混合的工序的水泥浆的制造方法。此处，“标称网眼”是指JIS-Z8801:2000“试验用筛-第1部：金属制网筛”中规定的标称网眼。以下，称为“标称网眼”的情况也是相同的。专利技术的效果根据本专利技术，提供通过用于土木建筑用浆料（例如矿井钻探等中使用的钻探泥浆、钻探水泥浆）等而能够以低成本抑制粘度上升和高温脱水的浆料用添加剂、钻探泥浆和钻探水泥浆。具体实施方式本专利技术包括浆料用添加剂、钻探泥浆及其制造方法、以及水泥浆及其制造方法。以下，详细说明这些专利技术。[浆料用添加剂]本专利技术的浆料用添加剂被添加至土木建筑用浆料等，适合添加至钻探泥浆和水泥浆。当然，该浆料用添加剂除了用于钻探泥浆、水泥浆之外，还可以用于需要抑制粘度上升和高温脱水的其它用途的浆料。该浆料用添加剂含有乙烯醇系聚合物（以下也称为“PVA”），进而是穿过标称网眼为1.00mm的筛的粉末状。该PVA是粉末状且含有在该浆料用添加剂中（以下，将这种粉末状的PVA也称为“PVA粉末”）。该浆料用添加剂可以仅含有PVA粉末，也可以在PVA粉末的基础上含有任意成分。作为该浆料用添加剂中的PVA粉末的含有率下限，例如为50质量%、优选为80质量%。另一方面，作为该浆料用添加剂中的PVA粉末的含有率上限，通常为100质量%。（颗粒尺寸）PVA粉末的颗粒尺寸是穿过标称网眼为1.00mm（16mesh）的筛的尺寸。在钻探泥浆、钻探水泥浆等中含有这种PVA粉末作为添加剂时，容易抑制浆料在高温下的脱水。另一方面，PVA粉末的颗粒尺寸的下限值是溶解度不会极端变大的范围，通常是不穿过标称网眼为45μm（325mesh）的尺寸，优选为不穿过标称网眼为53μm（280mesh）的尺寸。（溶解度）作为PVA粉末在60℃的热水中浸渍3小时时的溶解度下限，优选为5%、更优选为10%、进一步优选为15%。另一方面，作为上述溶解度的上限，为25%、优选为22%、更优选为18%。PVA粉末的溶解度超过25%时，有可本文档来自技高网...

【技术保护点】
浆料用添加剂，其为含有乙烯醇系聚合物的粉末状浆料用添加剂，所述乙烯醇系聚合物在60℃的热水中浸渍3小时时的溶解度为25%以下、皂化度为99.5摩尔%以上、平均聚合度为1,500以上且4,500以下，并且1,2‑二醇键量为1.8摩尔%以下，所述浆料用添加剂穿过标称网眼为1.00mm的筛。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.31 JP 2014-0742911.浆料用添加剂，其为含有乙烯醇系聚合物的粉末状浆料用添加剂，所述乙烯醇系聚合物在60℃的热水中浸渍3小时时的溶解度为25%以下、皂化度为99.5摩尔%以上、平均聚合度为1,500以上且4,500以下，并且1,2-二醇键量为1.8摩尔%以下，所述浆料用添加剂穿过标称网眼为1.00mm的筛。2.根据权利要求1所述的浆料用添加剂，其中，所述乙烯醇系聚合物的全部结构单元之中的乙烯单元的比例低于10摩尔%。3.根据权利要求1或权利要求2所述的浆料用添加剂，其为土木建筑用浆料的添加剂。4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊木洋介，斋藤靖知，
申请(专利权)人：株式会社可乐丽，
类型：发明
国别省市：日本;JP