[发明专利]具备由降解性材料形成的心轴的钻井用堵塞器

说明书

一种钻井用堵塞器，其具备(a)由降解性材料形成的心轴、(b)至少一个由降解性材料形成，并且放置在与心轴的轴方向垂直的外周面上的一对环、以及(c)放置在所述一对环之间的位置上的至少1个可扩径的环状橡胶部件，优选降解性材料在150℃的水中浸渍72小时后的质量减少率为5～100％；以及一种钻井方法，其特征在于，使用所述钻井用堵塞器实施钻井孔的封堵处理后，钻井用堵塞器会被部分或全部分解。

技术领域

本发明涉及一种为开发石油或天然气等油气资源而进行的钻井作业中使用的钻井用堵塞器以及钻井方法。

背景技术

石油或天然气等油气资源是通过含有具有多孔质及浸透性的地下层的井(油井或气井。有时会统称为“坑井”)开采而生产出的。随着能源消耗的增大，坑井的高深度化日益推进，世界上已经出现了深度超过9000m的挖掘记录，在日本也已经出现了超过6000m的高深度坑井。在继续开采的坑井中，有的地下层会随着时间经过而降低浸透性，甚至浸透性原本就并不充分，为了从这些地下层中继续有效地开采油气资源，会对生产层进行刺激(stimulate)，作为刺激方法，已知有酸处理和破碎方法(专利文献1)。酸处理是将盐酸或氢氟酸等强酸的混合物注入生产层中，通过使基岩的反应成分(碳酸盐、粘土矿物、硅酸盐等)溶解来增加生产层的浸透性的方法，但已被指出了因使用强酸而产生的各种问题，而且包括各种对策在内还被提出了成本增大的问题。于是，利用流体压力在生产层形成龟裂(裂缝、fracture)的方法(也称为“压裂法”或“水压破碎法”)受到了人们关注。

水压破碎法是利用水压等流体压力(以下有时会简称为“水压”)在生产层产生龟裂的方法，这种生产层的刺激方法，一般为先挖掘垂直孔，接着将垂直孔折弯，在地下数千m的地层内挖掘水平孔，然后利用高压将压裂液送入这些钻井孔(是指用来形成坑井而设置的孔，有时也会称为“钻井”)内，并利用水压在高深度地下的生产层(产出石油或天然气等油气资源的层)中产生龟裂(裂缝)，并通过该裂缝采集油气资源。水压破碎法的有效性在所谓页岩油(在页岩中成熟的油)、页岩气等非常规资源的开发中也已受到了众人关注。

在水压消失时，通过水压等流体压力形成的龟裂(裂缝)会因地层压力立即闭塞。为了防止龟裂(裂缝)的闭塞，会在压裂液(即用于裂缝的坑井处理液)中含有支撑剂(proppant)，并将其送入钻井孔内，在龟裂(裂缝)处配置支撑剂。作为压裂液中含有的支撑剂，可使用无机或有机材料，但考虑到可在尽量长的时间、高温高压的高深度地下的环境内防止裂缝闭塞的观点，以往会使用二氧化硅、氧化铝等无机物粒子，通常使用砂粒、例如20/40目的砂粒等。

作为压裂液等坑井处理液，可使用各种类型的水基、油基以及乳浊液。由于要求坑井处理液具有可将支撑剂搬运至在钻井孔内产生裂缝的位置的功能，所以通常在要求其具有规定的粘度并且支撑剂的分散性良好的同时，还要求其后处理容易、环境负荷小等。此外，为了在支撑剂之间形成可通过页岩油、页岩气等的流道，在压裂液中有时还会含有channelant。因此，坑井处理液中，除了支撑剂以外，还会使用channelant、胶凝剂、阻垢剂、用于溶解岩石等的酸、以及摩擦改良剂等各种添加剂。

为了使用压裂液，利用水压在高深度地下的生产层(产出页岩油等石油或页岩气等天然气等的油气资源的层)产生龟裂(裂缝)，通常采用了以下方法。也就是说，对于在地下数千m的地层内挖掘出的钻井孔(钻井)，从钻井孔的前端部开始依序进行封堵，并且将规定区域部分闭塞，利用高压将压裂液送入该闭塞区域内，实施会在生产层产生龟裂的压裂。接着，闭塞下一个规定区域(通常为较之前区域更近、即地上侧的区域)，实施压裂。以下，重复实施该工序，直至完成必要的封堵和压裂。

不仅是新的坑井挖掘，有时对于已经形成的钻井孔的所期望的区域，也会再次通过压裂来对生产层实施刺激。此时，也同样地会实施钻井孔的闭塞和压裂等操作。此外，为了实施坑井的完井，有时也会闭塞钻井孔，隔断来自下部的流体，在实施过该上部的完井后，再解除闭塞。