[發明專利]鉆井工具或鉆井工具構件、分解性樹脂組合物，以及油氣資源的回收方法

在審

• 申請號: 201480052447.1
• 申請日: 2014-12-22
• 公開（公告）號: CN105593463A
• 公開（公告）日: 2016-05-18
• 發明（設計）人: 高橋健夫;大倉正之;西條光;渡邊隆宏;佐藤浩幸
• 申請（專利權）人: 株式會社吳羽
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司 11280
• 代理人: 徐舒

技術領域

本發明涉及一種用于生產石油或者天然氣等油氣資源、回收油氣的鉆井工具或鉆 井工具構件、鉆井工具或鉆井工具構件用分解性樹脂組合物，以及油氣資源的回收方法。

背景技術

石油或者天然氣等油氣資源是通過具有多孔性及滲透性的地下層的井，來進行挖 掘和生產的。其中上述井為油井或者天然氣井。有時統稱為“坑井”。伴隨著能源消耗的增 大，坑井也不斷高深度化，目前世界上已經有深度超過9000m的挖掘紀錄，在日本也有超過 6000m的高深度坑井。在繼續開采的坑井中，有的地下層會隨著時間經過而降低浸透性，甚 至浸透性原本就并不充分，為了從這些地下層中繼續有效地開采油氣資源，會對生產層進 行刺激(stimulate)，作為刺激方法，已知有酸處理和破碎方法(專利文獻1)。酸處理是將鹽 酸和氟酸等酸注入到生產層，令巖盤的反應成分即碳酸鹽、粘土礦物、硅酸鹽等溶解，從而 增加生產層的滲透性的方法，不過存在使用強酸而產生的諸多問題，此外存在包括各種對 策在內的成本增加的問題。為此，利用流體壓在生產層上形成細孔的穿孔(perforation)、 形成裂縫(fracture)的水力壓裂法，也稱為“壓裂(fracturing)”受到了關注。

水力壓裂法是利用水壓等流體壓，以下簡單稱為“水壓”，來令生產層出現穿孔和 裂縫的方法，通常為挖掘出一個垂直的孔，接下來令垂直的孔彎曲，在地下數千m的地層內 挖掘出水平的孔之后，將壓裂液等流體以高壓輸送到這些坑井孔，即為了形成坑井而設置 的孔中，該孔也稱為“鉆孔”，利用水壓令高深度地下的生產層，即生產石油或者天然氣等的 油氣資源的層發生裂縫(fracture)等，通過該裂縫等刺激采集、回收油氣資源的生產層的 方法。水力壓裂法在對于所謂的頁巖油(頁巖中成熟的油)、頁巖氣等非常規資源的開發方 面也很有效，為此受到了關注。

利用水壓等流體壓形成的裂縫(fracture)等，在沒有水壓的情況下立刻會因為地 層壓力而封閉。為了防止裂縫(fracture)的封閉，在高壓輸送的壓裂液，也就是用于壓裂的 坑井處理流體中包含支撐劑(proppant)，然后輸送至坑井孔內，向裂縫(fracture)配置支 撐劑。作為壓裂液中含有的支撐劑，使用有無機或者有機材料，不過因為能夠盡可能長時 間，于高溫高壓的高深度地下環境中防止裂縫的封閉，因此以往使用硅石、礬土或其他無機 物粒子，通常使用砂粒，例如20/40目的砂等。

作為壓裂液等利用高壓輸送的坑井處理流體，可使用各種類型的水基、油基以及 乳濁液。坑井處理流體需要具有可將支撐劑搬運到坑井孔內產生裂縫的地方的功能，因此 通常要求具有規定的粘度，支撐劑的分散性良好，并且還要求事后處理簡便，環境負荷小 等。此外，為了在支撐劑之間形成可通過頁巖油、頁巖氣等的流道，在壓裂液中有時還會含 有channelant。因此，坑井處理液中，除了支撐劑以外，還會使用channelant、膠凝劑、阻 垢劑、用于溶解巖石等的酸、以及摩擦改良劑等各種添加劑。

為了使用高壓輸送的流體，在高深度地下的生產層，即生產頁巖油等石油或者頁 巖氣等天然氣等油氣資源的層，利用水壓產生裂縫和穿孔，通常采用以下的方法。也就是 說，對于在地下數千m的地層內挖掘的坑井孔即鉆孔，從坑井孔的前端部一邊依次進行封 堵，一邊對規定區域進行部分封閉，利用高壓將流體送入該封閉的區域內，從而令生產層產 生裂縫和穿孔。接下來，封閉下一個規定區域，通常比之前的區域更靠近外側，即靠近地上 一側的區域，令其產生裂縫和穿孔。以下反復實施該工序，直到所需要的封堵和裂縫以及穿 孔形成為止。

不光是新坑井的挖掘，對于已經形成的坑井孔的期望區域，也可以再度進行生產 層的刺激。這個時候，一樣重復坑井孔的封閉和壓裂等操作。此外，為了實施坑井的完井，有 時也會閉塞鉆井孔，隔斷來自下部的流體，在實施過該上部的完井后，再解除閉塞。在這些 新形成的坑井孔、已經形成的坑井孔的內部，為了進行所需的操作而使用各種工具，這些工 具統稱為“鉆井工具(downholetool)”。鉆井工具的概念就廣義而言包括用于進行坑井的深 度挖掘的挖掘裝置、或其動力源，以及獲取并交換各工具的位置、挖掘信息的傳感器、通信 裝置，同時還包括例如后述的堵塞器、堵塞器的構件或部件等鉆井工具構件。

例如在專利文獻2和專利文獻3中公開了一種用于進行坑井孔的閉塞和固定的鉆 井工具，即堵塞器，有時也稱為“壓裂塞”、“橋塞”或“封隔器”等。