[发明专利]挖掘用分散液以及使用该分散液的采掘方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于依托例如旋转式挖掘法或无隔水管挖掘法(riserless drilling method)等挖掘法而采掘例如石油、天然气等地下资源的挖掘用分散液，并涉及使用该分散液采掘地下资源的方法。

背景技术

挖掘法，例如旋转式挖掘法和无隔水管挖掘法以及液压破碎法(hydraulic fracturing method)等，已广泛用于采掘地下资源。

旋转式挖掘法包括在回流泥浆时通过挖掘形成坑井，以及用与防失水剂共混的完井液(finishing fluid)在坑井壁表面形成称为泥壁(mud wall)的滤饼。该滤饼维持槽壁稳定，防止槽壁崩塌，并减少与流经坑井的流体的摩擦。

液压破碎法包括，在扩大例如油和气等资源流入坑井的有效截面积并因此为了提高坑井的生产率的尝试中，向填充在坑井中的流体施压，从而在坑井附近形成龟裂(破裂)，以由此提高坑井附近的渗透性(为了流体容易流动)。

在此，作为向完井液添加的防失水剂，主要使用颗粒形式的碳酸钙或各种盐。然而，防失水剂的使用带来诸如变得需要用酸进行处理以将之除去，或者颗粒进入地层、特别是进入地层的龟裂内而阻断气体流动的问题。也就是说，防失水剂保持欲从中采掘资源的地层堵塞而妨碍生产。

进一步，用于液压破碎法的流体可分类为破碎流体和填料，使用破碎流体以便在施加高压下渗透入坑井附近，而使用填料以便阻断坑井中的流路(flow passage)。作为用于液压破碎法的流体，此前已使用粘性流体如胶状汽油等。然而，近年来随着页岩气等气体现已从存在于相对浅的位置的页岩层采掘，并且考虑到对环境的影响，使用通过将聚合物溶解或分散在水中而获得的水性分散液正成为惯例。聚合物的已知实例是聚乳酸(见专利文献1)。

也就是说，聚乳酸是一种展现可水解性和可生物降解性(biodegradable capability)的物质，而且即使其残留在地下也可由地中(ground)的水或酶分解，并不会有害地影响环境。进一步，可认为与汽油等相比，也用作分散剂的水远不会影响环境。

坑井填充有作为破碎流体的分散了聚乳酸的水性分散液并被施压，以便聚乳酸渗透至坑井附近。在此，聚乳酸经历水解并失去树脂的形态。因此，在聚乳酸已渗过的部分形成空间(或龟裂)，导致资源可流入的坑井空间增加。

进一步，聚乳酸也充当防失水剂。也就是，通过使用与作为防失水剂的聚乳酸共混的完井液而在坑井中形成滤饼，使得可抑制包含在用于后续采掘步骤的各种流体中作为分散介质的水过多地渗透入地中。因此，聚乳酸提供使地层中的环境变化最小化的优点。除此之外，因酸在地中分解而不需要对其进行处理。

另外，从聚乳酸分解的乳酸是有机酸。随着聚乳酸分解，乳酸释放。乳酸侵蚀页岩层，并促进页岩层变得多孔。

然而，虽然100℃以上的温度下聚乳酸相对迅速地经历水解，但低于100℃的温度下其水解速率小。如果用于从低温的地下采掘例如页岩气，采掘效率因而变得低下，并期望改进。

另一方面，已作出用聚乙醇酸代替聚乳酸的提案(见专利文献2)。

也已知聚乙醇酸作为可生物降解树脂是有用的。除此之外，其可水解性比聚乳酸高；即，在例如约80℃的温度下，其水解速率远比聚乳酸大，并可有效地使用以代替聚乳酸。然而，在特别地80℃以下，以及更加特别地60℃以下的温度下，聚乙醇酸的水解速率变得很小。除此之外，与聚乳酸相比，聚乙醇酸相当昂贵。

现有技术文献：

专利文献：

专利文献1：美国专利7,833,950

专利文献2：WO2012-050187

发明内容

发明要解决的问题

因此，本发明的目的是提供在低达80℃以下的，并进一步低达60℃以下的温度下展现高度可水解性的挖掘用分散液，所述挖掘用分散液通过将廉价的水解性树脂材料分散在水性介质中而获得，并且用作挖掘法用的完井液，或者用作破碎流体，或作为通过液压破碎法采掘地下资源用的填料。

本发明另一个目的是提供使用上述挖掘用分散液的采掘方法。

用于解决问题的方案

根据本发明，提供通过在水性介质中分散作为水解性树脂材料的聚草酸酯(polyoxalate)而获得的挖掘用分散液。

根据本发明，进一步提供通过由挖掘形成的坑井采掘地下自然资源的方法，包括将权利要求1描述的分散液压入地下，从而在40℃以上的热水中水解该水解性树脂材料的步骤。