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漿料用添加劑、鉆探泥漿和水泥漿的制作方法

文檔序號(hào):12285085閱讀:454來源:國(guó)知局

本發(fā)明涉及漿料用添加劑、鉆探泥漿和水泥漿、以及鉆探泥漿和水泥漿的制造方法。



背景技術(shù):

用于開采石油、天然氣等埋藏物的礦井等中,一直以來使用以鉆探泥漿和鉆探水泥漿為代表的土木建筑用漿料。

鉆探泥漿起到如下作用:例如運(yùn)輸所鉆探的巖片和/或鉆探屑等、提高鉆頭和/或鉆桿的潤(rùn)滑性、埋設(shè)多孔質(zhì)地基的孔、抵消因靜水壓力而產(chǎn)生的貯留層壓力(來自巖盤的壓力)等。該鉆探泥漿通常通過以水和皂土作為主要成分并進(jìn)一步添加重晶石、鹽、粘土等來實(shí)現(xiàn)目標(biāo)性能。對(duì)于這種鉆探泥漿而言,要求具有溫度穩(wěn)定性和不會(huì)受到地基中的電解質(zhì)(例如羧酸鹽)的濃度變化的明顯影響等適當(dāng)?shù)牧鲃?dòng)特性。為了滿足這種要求,需要調(diào)整鉆探泥漿的粘度且抑制鉆探泥漿中包含的水分逸散(以下有時(shí)也稱為“脫水”)。為了調(diào)整鉆探泥漿的粘度和抑制脫水,通常采用例如添加淀粉、淀粉醚(羧甲基淀粉等)、羧甲基纖維素、羧甲基羥乙基纖維素等聚合物類的方法。

但是,添加這些聚合物類有時(shí)會(huì)使鉆探泥漿的粘度極端上升,難以利用泵來注入鉆探泥漿。另外,存在如下不良情況:淀粉及其衍生物在超過約120℃的溫度區(qū)域下不會(huì)充分抑制脫水,羧甲基纖維素和羧甲基羥乙基纖維素在140℃~150℃的溫度區(qū)域下不會(huì)充分抑制脫水。

另一方面,通過將鉆探水泥漿注入至地層與設(shè)置在礦井內(nèi)的套管之間的管狀空隙部分并使其硬化而得到的水泥灌漿是為了將套管固定在礦井內(nèi)、保護(hù)礦井內(nèi)的內(nèi)壁等而使用的。一般來說,向管狀空隙部分中注入鉆探水泥漿是使用泵進(jìn)行的。因此,對(duì)于鉆探水泥漿而言,要求具有極低的粘度用以能夠利用泵而容易地注入,且要求不會(huì)分離。

然而,對(duì)于礦井的水泥灌漿而言,由于材料分離、水分向礦井內(nèi)的龜裂逸散等,有時(shí)在水泥灌漿部分產(chǎn)生缺陷。因此,向鉆探水泥漿中添加核桃殼、棉籽、粘土礦物、高分子化合物等脫水減少劑,這些之中,作為高分子化合物的乙烯醇系聚合物是充分已知的脫水減少劑。

關(guān)于該乙烯醇系聚合物的脫水減少劑,例如專利文獻(xiàn)1公開了使用皂化度為95摩爾%以上的乙烯醇系聚合物的方法,專利文獻(xiàn)2公開了使用皂化度為92摩爾%以下的乙烯醇系聚合物的方法,專利文獻(xiàn)3公開了使用皂化度為99摩爾%以上的乙烯醇系聚合物的方法。但是,這些方法有可能因尤其是高溫下的上述脫水控制劑的性能降低、鉆探水泥漿的粘度上升而導(dǎo)致難以用泵送入。

為了改善高溫下的脫水減少劑的性能降低和鉆探水泥漿的粘度上升,專利文獻(xiàn)4公開了使用由密胺-甲醛進(jìn)行了交聯(lián)的乙烯醇系聚合物的方法,專利文獻(xiàn)5公開了使用通過縮醛化反應(yīng)等對(duì)乙烯醇系聚合物的羥基進(jìn)行交聯(lián)而生成的乙烯醇系聚合物的方法,專利文獻(xiàn)6公開了使用通過硼離子等對(duì)pH敏感的交聯(lián)而生成的乙烯醇系聚合物的方法。但是,這些方法對(duì)于改善高溫下的脫水減少劑的性能而言起到一定的效果,需要暫時(shí)制造水溶性的乙烯醇系聚合物后再與交聯(lián)劑發(fā)生反應(yīng),因此容易增加成本。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1:美國(guó)專利第4569395號(hào)說明書

專利文獻(xiàn)2:美國(guó)專利第4967839號(hào)說明書

專利文獻(xiàn)3:美國(guó)專利第7731793號(hào)說明書

專利文獻(xiàn)4:美國(guó)專利第5061387號(hào)說明書

專利文獻(xiàn)5:美國(guó)專利第6656266號(hào)說明書

專利文獻(xiàn)6:美國(guó)專利第6739806號(hào)說明書

非專利文獻(xiàn)

非專利文獻(xiàn)1 : Society of Petroleum Engineers Conference Paper ID 121542。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

發(fā)明要解決的問題

本發(fā)明的目的在于,提供通過用于土木建筑用漿料(例如礦井鉆探等中使用的鉆探泥漿、鉆探水泥漿)等而能夠以低成本抑制粘度上升和高溫脫水的漿料用添加劑。本發(fā)明的目的還在于,提供含有該漿料用添加劑的鉆探泥漿和鉆探水泥漿、以及這些鉆探泥漿和鉆探水泥漿的制造方法。

用于解決問題的手段

本發(fā)明人等為了實(shí)現(xiàn)上述目的而重復(fù)進(jìn)行了深入研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn):通過使用穿過標(biāo)稱網(wǎng)眼為1.00mm的篩的粉末狀漿料用添加劑,能夠容易地獲得可抑制粘度上升、高溫脫水的漿料,并基于該見解進(jìn)一步重復(fù)研究,從而完成了本發(fā)明,所述漿料用添加劑使用在60℃的熱水中浸漬3小時(shí)時(shí)的溶解度為25%以下、皂化度為99.5摩爾%以上、平均聚合度為1,500以上且4,500以下、且1,2-二醇鍵量為1.8摩爾%以下的乙烯醇系聚合物。

即,本發(fā)明是漿料用添加劑,其為含有乙烯醇系聚合物的粉末狀漿料用添加劑,上述乙烯醇系聚合物在60℃的熱水中浸漬3小時(shí)時(shí)的溶解度為25%以下、皂化度為99.5摩爾%以上、平均聚合度為1,500以上且4,500以下、且1,2-二醇鍵量為1.8摩爾%以下,所述漿料用添加劑穿過標(biāo)稱網(wǎng)眼為1.00mm的篩。

作為上述乙烯醇系聚合物的全部結(jié)構(gòu)單元之中的乙烯單元的比例,優(yōu)選低于10摩爾%。

該漿料用添加劑可適合地用作土木建筑漿料用添加劑。該土木建筑漿料用添加劑可更適合地用作鉆探泥漿用添加劑(鉆探泥漿漿料用添加劑)或水泥漿用添加劑。

該漿料用添加劑為鉆探泥漿用添加劑時(shí),優(yōu)選穿過標(biāo)稱網(wǎng)眼為500μm的篩。

該漿料用添加劑為水泥漿用添加劑時(shí),優(yōu)選穿過標(biāo)稱網(wǎng)眼為250μm的篩。

本發(fā)明包括:含有該漿料用添加劑作為鉆探泥漿用添加劑的鉆探泥漿;以及具備將上述鉆探泥漿用添加劑、水和泥質(zhì)進(jìn)行混合的工序的鉆探泥漿的制造方法。

本發(fā)明包括:含有該漿料用添加劑作為水泥漿用添加劑的水泥漿;以及具備將上述水泥漿用添加劑、液體制劑和硬化性粉末進(jìn)行混合的工序的水泥漿的制造方法。

此處,“標(biāo)稱網(wǎng)眼”是指JIS-Z8801:2000“試驗(yàn)用篩-第1部:金屬制網(wǎng)篩”中規(guī)定的標(biāo)稱網(wǎng)眼。以下,稱為“標(biāo)稱網(wǎng)眼”的情況也是相同的。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明,提供通過用于土木建筑用漿料(例如礦井鉆探等中使用的鉆探泥漿、鉆探水泥漿)等而能夠以低成本抑制粘度上升和高溫脫水的漿料用添加劑、鉆探泥漿和鉆探水泥漿。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明包括漿料用添加劑、鉆探泥漿及其制造方法、以及水泥漿及其制造方法。以下,詳細(xì)說明這些發(fā)明。

[漿料用添加劑]

本發(fā)明的漿料用添加劑被添加至土木建筑用漿料等,適合添加至鉆探泥漿和水泥漿。當(dāng)然,該漿料用添加劑除了用于鉆探泥漿、水泥漿之外,還可以用于需要抑制粘度上升和高溫脫水的其它用途的漿料。

該漿料用添加劑含有乙烯醇系聚合物(以下也稱為“PVA”),進(jìn)而是穿過標(biāo)稱網(wǎng)眼為1.00mm的篩的粉末狀。該P(yáng)VA是粉末狀且含有在該漿料用添加劑中(以下,將這種粉末狀的PVA也稱為“PVA粉末”)。該漿料用添加劑可以僅含有PVA粉末,也可以在PVA粉末的基礎(chǔ)上含有任意成分。作為該漿料用添加劑中的PVA粉末的含有率下限,例如為50質(zhì)量%、優(yōu)選為80質(zhì)量%。另一方面,作為該漿料用添加劑中的PVA粉末的含有率上限,通常為100質(zhì)量%。

(顆粒尺寸)

PVA粉末的顆粒尺寸是穿過標(biāo)稱網(wǎng)眼為1.00mm(16mesh)的篩的尺寸。在鉆探泥漿、鉆探水泥漿等中含有這種PVA粉末作為添加劑時(shí),容易抑制漿料在高溫下的脫水。另一方面,PVA粉末的顆粒尺寸的下限值是溶解度不會(huì)極端變大的范圍,通常是不穿過標(biāo)稱網(wǎng)眼為45μm(325mesh)的尺寸,優(yōu)選為不穿過標(biāo)稱網(wǎng)眼為53μm(280mesh)的尺寸。

(溶解度)

作為PVA粉末在60℃的熱水中浸漬3小時(shí)時(shí)的溶解度下限,優(yōu)選為5%、更優(yōu)選為10%、進(jìn)一步優(yōu)選為15%。另一方面,作為上述溶解度的上限,為25%、優(yōu)選為22%、更優(yōu)選為18%。PVA粉末的溶解度超過25%時(shí),有可能無法充分抑制漿料在高溫下的脫水。

此處,PVA粉末的溶解度可以由初期投入的PVA粉末重量(4g)和如下重量來算出:在加熱至60℃的100g水中投入4g PVA粉末,用磁力攪拌器攪拌3小時(shí)后,使用標(biāo)稱網(wǎng)眼為75μm(200mesh)的金屬網(wǎng)分離出未溶解PVA粉末,并用105℃的加熱干燥機(jī)干燥3小時(shí)后的重量。

<乙烯醇系聚合物(PVA)>

PVA是通過將使乙烯基酯單體進(jìn)行聚合而得到的乙烯基酯系聚合物皂化從而合成的。即,該漿料用添加劑中含有的PVA可根據(jù)公知的方法而容易地合成為具有目標(biāo)特性的物質(zhì)而不積極地進(jìn)行交聯(lián)等,因此,能夠降低該漿料用添加劑的制造成本。

作為乙烯基酯單體的聚合方法,可列舉出例如本體聚合法、溶液聚合法、懸浮聚合法、乳液聚合法、分散聚合法等,從工業(yè)的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選為溶液聚合法、乳液聚合法和分散聚合法。乙烯基酯單體的聚合方式可以是間歇法、半間歇法和連續(xù)法中的任意聚合方式。

作為乙烯基酯單體,可列舉出例如乙酸乙烯酯、甲酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、辛酸乙烯酯、叔碳酸乙烯酯等,這些之中,從工業(yè)的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選為乙酸乙烯酯。

PVA可以是將使乙烯共聚而成的乙烯基酯聚合物進(jìn)行皂化得到的。通過使乙烯共聚于乙烯基酯,能夠降低皂化后的PVA的溶解性。由此,能夠進(jìn)一步抑制漿料的粘度上升和高溫脫水。

PVA在不損害本發(fā)明主旨的范圍內(nèi),可以是將使乙烯基酯單體和乙烯以外的其它單體共聚而成的乙烯基酯系聚合物進(jìn)行皂化得到的PVA。作為其它單體,可列舉出例如丙烯、正丁烯、異丁烯等α-烯烴;丙烯酸及其鹽;丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸異丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸十八烷基酯等丙烯酸酯;甲基丙烯酸及其鹽;甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸十八烷基酯等甲基丙烯酸酯;丙烯酰胺;N-甲基丙烯酰胺、N-乙基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、二丙酮丙烯酰胺、丙烯酰胺丙磺酸及其鹽、丙烯酰胺丙基二甲基胺及其鹽或其季銨鹽、N-羥甲基丙烯酰胺及其衍生物等丙烯酰胺衍生物;甲基丙烯酰胺;N-甲基甲基丙烯酰胺、N-乙基甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺丙磺酸及其鹽、甲基丙烯酰胺丙基二甲基胺及其鹽或其季銨鹽、N-羥甲基甲基丙烯酰胺及其衍生物等甲基丙烯酰胺衍生物;甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、正丙基乙烯基醚、異丙基乙烯基醚、正丁基乙烯基醚、異丁基乙烯基醚、叔丁基乙烯基醚、十二烷基乙烯基醚、硬脂基乙烯基醚等乙烯基醚;丙烯腈、甲基丙烯腈等腈;氯乙烯、氟乙烯等鹵代乙烯;偏二氯乙烯、偏二氟乙烯等偏二鹵代乙烯;乙酸烯丙酯、烯丙基氯等烯丙基化合物;馬來酸、衣康酸、富馬酸等不飽和二羧酸及其鹽或其酯;乙烯基三甲氧基硅烷等乙烯基甲硅烷基化合物;乙酸異丙烯酯等。

在乙烯基酯單體的聚合時(shí),以調(diào)整PVA的平均聚合度等作為目的,可以共存有鏈轉(zhuǎn)移劑。作為鏈轉(zhuǎn)移劑,可列舉出例如乙醛、丙醛、丁醛、苯甲醛等醛;丙酮、甲乙酮、己酮、環(huán)己酮等酮;2-羥基乙硫醇等硫醇;硫代乙酸等硫代羧酸;三氯乙烯、全氯乙烯等鹵代烴等,這些之中,優(yōu)選為醛和酮。鏈轉(zhuǎn)移劑的添加量可根據(jù)該鏈轉(zhuǎn)移劑的鏈轉(zhuǎn)移常數(shù)、要實(shí)現(xiàn)的PVA的平均聚合度等來決定。

作為乙烯基酯系聚合物的皂化反應(yīng),可以應(yīng)用使用了公知的氫氧化鈉、氫氧化鉀、甲醇鈉等堿性催化劑或者對(duì)甲苯磺酸等酸性催化劑的加醇分解或水解反應(yīng)。

作為皂化反應(yīng)中可使用的溶劑,可列舉出甲醇、乙醇等醇;乙酸甲酯、乙酸乙酯等酯;丙酮、甲乙酮等酮;苯、甲苯等芳香族烴等,它們可以單獨(dú)使用1種,也可以組合使用2種以上。這些之中,將甲醇或者甲醇與乙酸甲酯的混合溶液用作溶劑,在作為堿性催化劑的氫氧化鈉的存在下進(jìn)行皂化反應(yīng)是簡(jiǎn)便的,故而優(yōu)選。

(皂化度)

作為PVA的皂化度的下限,為99.5摩爾%、優(yōu)選為99.7摩爾%、更優(yōu)選為99.8摩爾%、特別優(yōu)選為99.9摩爾%。PVA是具有因所含羥基的氫鍵帶來的結(jié)晶部分的結(jié)晶性聚合物。PVA的結(jié)晶度隨著皂化度的增加而提高。另外,結(jié)晶度的提高會(huì)使PVA的水溶性降低。尤其是,PVA以皂化度99.5摩爾%為屆,在高溫水中的溶解性大幅變化。因此,皂化度為99.5摩爾%以上的PVA因其氫鍵的強(qiáng)度而耐水性高(溶解性低),有時(shí)具備與具有化學(xué)交聯(lián)的PVA匹敵的耐水性。因此,通過使PVA的皂化度為99.5摩爾%以上,即使是未進(jìn)行化學(xué)交聯(lián)的PVA,則也能夠抑制漿料的粘度上升和高溫脫水,其結(jié)果,能夠省略進(jìn)行化學(xué)交聯(lián)的工序,因此能夠降低成本。另一方面,皂化度小于上述下限時(shí),在用作漿料用添加劑時(shí)有可能無法充分抑制高溫下的脫水。需要說明的是,PVA的皂化度是按照J(rèn)IS-K6726:1994測(cè)定的值。

(平均聚合度)

PVA的平均聚合度的下限為1,500、優(yōu)選為1,700、更優(yōu)選為1,800、進(jìn)一步優(yōu)選為2,000。另一方面,PVA的平均聚合度的上限為4,500、優(yōu)選為4,250、更優(yōu)選為4,000、進(jìn)一步優(yōu)選為3,800。PVA的平均聚合度小于上述下限時(shí),可能是由于溶解性略微提高,有可能無法充分抑制漿料的高溫脫水。另一方面,PVA的平均聚合度超過上述上限時(shí),不僅難以制造PVA,漿料在高溫下的粘度有可能變高。

此處,PVA的平均聚合度是根據(jù)JIS-K6726:1994測(cè)定的值。即,PVA的平均聚合度可以通過下式由在30℃的水中測(cè)定的特性粘度[η](dL/g)求出。

平均聚合度=([η]×1,000/8.29)(1/0.62)。

(1,2-二醇鍵量)

作為PVA的1,2-二醇鍵量的下限,優(yōu)選為0.5摩爾%、更優(yōu)選為1.0摩爾%。另一方面,作為PVA的1,2-二醇鍵量的上限,為1.8摩爾%、優(yōu)選為1.7摩爾%、更優(yōu)選為1.6摩爾%。像這樣,通過使PVA的1,2-二醇鍵量為1.8摩爾%以下,PVA的結(jié)晶化難以被1,2-二醇鍵阻礙,因此,PVA的結(jié)晶度容易上升,其結(jié)果,PVA的溶解性降低。作為這種1,2-二醇鍵量較少的PVA,優(yōu)選為將乙烯基酯單體在比通常低的溫度條件下聚合而得到的PVA。

此處,PVA的1,2-二醇鍵量可以由NMR譜圖的峰來求出。是如下的數(shù)值:皂化至皂化度達(dá)到99.9摩爾%以上后,充分進(jìn)行甲醇清洗,接著,將以90℃減壓干燥2天的PVA溶解于DMSO-D6,針對(duì)添加有數(shù)滴三氟乙酸的試樣,使用500MHz的質(zhì)子NMR(JEOL公司的“GX-500”)在80℃下測(cè)定得到的值。源自乙烯醇單元的次甲基的峰歸屬于3.2ppm~4.0ppm(積分值A(chǔ)’),源自1,2-二醇鍵的1個(gè)次甲基的峰歸屬于3.25ppm(積分值B’),通過下式可以算出1,2-二醇鍵量。此處,“△”表示乙烯改性量(摩爾%)。

1,2-二醇鍵量(摩爾%)=B’(100-△)/A’。

乙烯醇系聚合物的1,2-二醇鍵量例如可通過以碳酸亞乙酯作為代表的單體的共聚、聚合溫度等來控制。

(乙烯單元的比例)

作為PVA的乙烯單元的比例,優(yōu)選低于PVA的全部結(jié)構(gòu)單元之中的10摩爾%、更優(yōu)選低于9摩爾%、特別優(yōu)選低于8摩爾%。乙烯單元的比例為10摩爾%以上時(shí),有可能難以獲得平均聚合度為1,500以上的PVA。

此處,PVA的乙烯單元的比例是由PVA的前體即乙烯基酯系聚合物的質(zhì)子NMR求出的值。即,將作為前體的乙烯基酯系聚合物用正己烷/丙酮充分進(jìn)行3次以上的再沉淀精制后,將80℃下的減壓干燥進(jìn)行3天,從而制作分析用的乙烯基酯系聚合物。將該乙烯基酯系聚合物溶解于DMSO-D6,使用500MHz的質(zhì)子NMR(JEOL公司的“GX-500”),在80℃下進(jìn)行測(cè)定。其后,使用源自乙烯基酯的主鏈次甲基的峰(4.7ppm~5.2ppm)和源自乙烯、乙烯基酯和第三成分的主鏈亞甲基的峰(0.8ppm~1.6ppm)來算出乙烯單元的含量。

[鉆探泥漿及其制造方法]

本發(fā)明的鉆探泥漿起到如下作用:例如搬運(yùn)所鉆探的巖片、鉆探屑等;提高鉆頭、鉆桿的潤(rùn)滑性;埋設(shè)多孔質(zhì)地基的孔;抵消因靜水壓力而產(chǎn)生的貯留層壓力(源自巖盤的壓力)等。該鉆探泥漿以水(用水)和泥質(zhì)作為主要成分,還含有作為鉆探泥漿漿料用添加劑的該漿料用添加劑。該鉆探泥漿在不損害本發(fā)明效果的范圍內(nèi)還可以含有任意成分。

該鉆探泥漿通過將該漿料用添加劑和水和泥質(zhì)進(jìn)行混合來制造。具體而言,該鉆探泥漿可以通過以向水中分散泥質(zhì)并使其懸濁而得到的水-粘土懸濁液作為基礎(chǔ),并向其中添加該漿料用添加劑和根據(jù)需要的任意成分來制造。

<鉆探泥漿漿料用添加劑>

作為鉆探泥漿漿料用添加劑的該漿料用添加劑含有上述PVA粉末。作為屬于鉆探泥漿漿料用添加劑的該漿料用添加劑的顆粒尺寸,優(yōu)選為穿過標(biāo)稱網(wǎng)眼500μm(32mesh)的篩的尺寸。針對(duì)PVA和PVA粉末,如上所述,因此,省略此處的重復(fù)說明。

其中,作為該鉆探泥漿所含有的PVA粉末的顆粒尺寸,需要為穿過標(biāo)稱網(wǎng)眼1.00mm(16mesh)的篩的尺寸,優(yōu)選為穿過標(biāo)稱網(wǎng)眼500μm(32mesh)的篩的尺寸。像這樣,通過使該鉆探泥漿所含有的PVA粉末的顆粒尺寸為穿過標(biāo)稱網(wǎng)眼500μm(32mesh)的篩的尺寸,能夠進(jìn)一步抑制水從高溫的鉆探泥漿中脫離。需要說明的是,作為PVA粉末的顆粒尺寸的下限,只要在溶解度不會(huì)極端變大的范圍內(nèi)就沒有特別限定,通常為不穿過標(biāo)稱網(wǎng)眼45μm(325mesh)的尺寸,優(yōu)選為不穿過標(biāo)稱網(wǎng)眼53μm(280mesh)的尺寸。

作為該鉆探泥漿中的PVA粉末的含量下限,優(yōu)選為0.5kg/m3、更優(yōu)選為3kg/m3。另一方面,作為該鉆探泥漿中的PVA粉末的含量上限,優(yōu)選為40kg/m3、更優(yōu)選為30kg/m3。

<泥質(zhì)>

作為泥質(zhì),可列舉出例如皂土、硅鎂土、透明石膏、含水硅酸鎂等,這些之中,優(yōu)選為皂土。

作為該鉆探泥漿中的泥質(zhì)的配混比例的下限,相對(duì)于該鉆探泥漿中使用的水1kg,優(yōu)選為5g、更優(yōu)選為10g。另一方面,作為該鉆探泥漿中的泥質(zhì)的配混比例的上限,相對(duì)于該鉆探泥漿中使用的水1kg,優(yōu)選為300g、更優(yōu)選為200g。

<任意成分>

作為任意成分,可以使用公知的添加劑,可列舉出例如碳原子數(shù)2~12的α-烯烴與馬來酸酐的共聚物或其衍生物(例如馬來酸酰胺、馬來酰亞胺等)、或其堿中和物等水溶液;分散劑、pH調(diào)節(jié)劑、消泡劑、增稠劑等。作為碳原子數(shù)2~12的α-烯烴與馬來酸酐的共聚物或其衍生物,可列舉出例如乙烯、丙烯、1-丁烯、異丁烯、二異丁烯等α-烯烴與馬來酸酐的共聚物或其衍生物(例如クラレ公司的“イソバン”等)等。另外,作為分散劑,可列舉出例如腐黑酸系分散劑、木素系分散劑等,這些之中,優(yōu)選為含有磺酸鹽的木素系分散劑。

[水泥漿及其制造方法]

本發(fā)明的水泥漿通過注入至例如地層與設(shè)置于坑井內(nèi)的套管之間的管狀空隙部分并使其硬化,從而用于對(duì)套管的礦井內(nèi)進(jìn)行固定、保護(hù)礦井內(nèi)的內(nèi)壁等。該水泥漿含有作為水泥漿用添加劑的該漿料用添加劑、硬化性粉末和液體制劑。該水泥漿可以在不損害本發(fā)明效果的范圍內(nèi)含有任意成分。

該水泥漿通過添加該漿料用添加劑、液體制劑和硬化性粉末、以及根據(jù)需要的任意成分并使用攪拌機(jī)等進(jìn)行混合來制造。

<水泥漿用添加劑>

作為水泥漿用添加劑的該漿料用添加劑含有上述PVA粉末。作為屬于水泥漿用添加劑的該漿料用添加劑的顆粒尺寸,優(yōu)選為穿過標(biāo)稱網(wǎng)眼250μm(60mesh)的篩的尺寸。針對(duì)PVA和PVA粉末,如上所述,因此省略此處的重復(fù)說明。

其中,作為該水泥漿所含有的PVA粉末的顆粒尺寸,需要為穿過標(biāo)稱網(wǎng)眼1.00mm(16mesh)的篩的尺寸,優(yōu)選為穿過標(biāo)稱網(wǎng)眼250μm(60mesh)的篩的尺寸。像這樣,通過使該水泥漿所含有的PVA粉末的顆粒尺寸為穿過標(biāo)稱網(wǎng)眼250μm(60mesh)的篩的尺寸,能夠進(jìn)一步抑制水從高溫的水泥漿中脫離。需要說明的是,作為PVA粉末的顆粒尺寸的下限,只要在溶解度不會(huì)極端變大的范圍內(nèi)就沒有特別限定,通常為不穿過標(biāo)稱網(wǎng)眼45μm(325mesh)的尺寸,優(yōu)選為不穿過標(biāo)稱網(wǎng)眼53μm(280mesh)的尺寸。

作為該水泥漿中的PVA粉末的含量下限,優(yōu)選為0.1%(BWOC)、更優(yōu)選為0.2%(BWOC)。另一方面,作為該水泥漿中的PVA粉末的含量上限,優(yōu)選為2.0%(BWOC)、更優(yōu)選為1.0%(BWOC)。需要說明的是,BWOC(By Weight Of Cement)是指水泥質(zhì)量基準(zhǔn)。

<硬化性粉末>

作為硬化性粉末,可列舉出例如硅酸鹽水泥、混合水泥、環(huán)保水泥、特殊水泥等。另外,作為硬化性粉末,優(yōu)選為與水反應(yīng)而變成固體的水硬水泥。需要說明的是,將該水泥漿用于鉆探用途時(shí),優(yōu)選為地?zé)峋嗪陀途唷?/p>

作為硅酸鹽水泥,可列舉出JIS-R5210:2009中規(guī)定的水泥,具體而言,可列舉出普通硅酸鹽水泥、早強(qiáng)硅酸鹽水泥(high early strength portland cement)、超早強(qiáng)硅酸鹽水泥、中熱硅酸鹽水泥、低熱硅酸鹽水泥、耐硫酸鹽硅酸鹽水泥、低堿形硅酸鹽水泥等。

作為混合水泥,可列舉出JIS-R5211~5213:2009中規(guī)定的水泥,具體而言,可列舉出高爐水泥、煙灰水泥、二氧化硅水泥等。

作為特殊水泥,包括以硅酸鹽水泥作為基質(zhì)的水泥;更改了硅酸鹽水泥的成分、粒度構(gòu)成的水泥;以及與硅酸鹽水泥的成分不同的水泥。

作為以硅酸鹽水泥作為基質(zhì)的特殊水泥,可列舉出例如膨脹性的水泥、雙成分體系的低熱水泥、三成分體系的低熱水泥等。

作為更改了硅酸鹽水泥的成分、粒度構(gòu)成的特殊水泥,可列舉出例如白色硅酸鹽水泥、水泥系固化材料(ジオセメント)、超微顆粒水泥、高容量二鈣硅酸鹽(high content belite)系水泥等。

作為與硅酸鹽水泥的成分不同的特殊水泥,可列舉出例如超速硬水泥、氧化鋁水泥、磷酸水泥、氣硬性水泥等。

<液體制劑>

作為液體制劑,可根據(jù)硬化性粉末的種類等來選擇,可列舉出例如水、溶劑、它們的混合物等,通常使用水(用水)。

該水泥漿中的硬化性粉末與液體制劑的比率可根據(jù)漿料的目標(biāo)比重、硬化體的強(qiáng)度等來適當(dāng)決定。例如,將該水泥漿用水硬水泥構(gòu)成至鉆探水泥漿的形式時(shí),作為水與水泥之比(W/C),從漿料的比重、硬化體的強(qiáng)度等的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選為25重量%、更優(yōu)選為30質(zhì)量%。另一方面,作為上述W/C的上限,從漿料的比重、硬化體的強(qiáng)度等的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選為100重量%、更優(yōu)選為80重量%。

<任意成分>

該水泥漿中可以含有作為任意成分的分散劑、延遲劑和/或消泡劑,另外,也可以含有它們之外的添加劑。

(分散劑)

作為分散劑,可列舉出例如萘磺酸福爾馬林縮合物、密胺磺酸福爾馬林縮合物、聚羧酸系聚合物等陰離子性高分子等,這些之中,優(yōu)選為萘磺酸福爾馬林縮合物。作為該水泥漿中的分散劑的含量下限,通常為0.05%(BWOC)、優(yōu)選為0.2%(BWOC)。另一方面,作為該水泥漿中的分散劑的含量上限,為2%(BWOC)、優(yōu)選為1%(BWOC)。

(延遲劑)

作為延遲劑,可列舉出例如氧代羧酸或其鹽、單糖、多糖等糖類等,這些之中,優(yōu)選為糖類。作為該水泥漿中的延遲劑的含量下限,通常為0.005%(BWOC)、優(yōu)選為0.02%(BWOC)。另一方面,作為該水泥漿中的延遲劑的含量上限,為1%(BWOC)、優(yōu)選為0.3%(BWOC)。

(消泡劑)

作為消泡劑,可列舉出例如醇亞烷基氧化物加成物、脂肪酸亞烷基氧化物加成物、聚丙二醇、脂肪酸皂、硅系化合物等,這些之中,優(yōu)選為硅系化合物。作為該水泥漿中的消泡劑的含量下限,通常為0.0001%(BWOC)、優(yōu)選為0.001%(BWOC)。另一方面,作為該水泥漿中的消泡劑的含量上限,為0.1%(BWOC)、優(yōu)選為0.05%(BWOC)。

(添加劑)

考慮到用途、組成等,該水泥漿可以含有例如水泥速硬劑、低比重添加材料、高比重添加材料、發(fā)泡劑、裂紋降低劑、氣泡劑、AE劑、水泥膨脹材料、水泥強(qiáng)度穩(wěn)定材料、硅石粉、二氧化硅煙霧、煙灰、石灰石粉、碎砂等細(xì)集料、碎石等粗集料、中空球等添加劑等。另外,這些添加劑可以單獨(dú)使用1種,也可以組合使用2種以上。

實(shí)施例

以下,通過實(shí)施例和比較例來說明本發(fā)明,但本發(fā)明完全不限定于以下的實(shí)施例。

[制備例1](干燥PVA(PVA-1)的制備)

在具備攪拌機(jī)、氮?dú)鈱?dǎo)入口、乙烯導(dǎo)入口、引發(fā)劑添加口和延遲溶液添加口的250L反應(yīng)槽中,投入乙酸乙烯酯127.5kg和甲醇22.5kg并升溫至60℃后,通過30分鐘的氮?dú)夤呐荻M(jìn)行氮?dú)庵脫Q。接著,以反應(yīng)槽的壓力達(dá)到4.9Kg/cm2的方式導(dǎo)入乙烯。制備將作為引發(fā)劑的2,2’-偶氮雙(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)(AMV)溶解于甲醇而得到的濃度為2.8g/L的反應(yīng)引發(fā)溶液,對(duì)該反應(yīng)引發(fā)溶液進(jìn)行氮?dú)夤呐輥磉M(jìn)行氮?dú)庵脫Q,將該溶液作為引發(fā)劑溶液。將該引發(fā)劑溶液45mL注入至調(diào)整為60℃的反應(yīng)槽內(nèi)而引發(fā)聚合。在聚合過程中導(dǎo)入乙烯,將反應(yīng)槽的壓力維持至4.9Kg/cm2,同時(shí)將聚合溫度維持至60℃,向反應(yīng)槽中以143mL/hr的速度連續(xù)添加引發(fā)劑溶液來實(shí)施聚合。4小時(shí)后,在聚合率達(dá)到40%時(shí),冷卻反應(yīng)槽而終止聚合。進(jìn)而,打開反應(yīng)槽而進(jìn)行脫乙烯后,進(jìn)行氮?dú)夤呐荻耆M(jìn)行脫乙烯。接著,在減壓下去除未反應(yīng)的乙酸乙烯酯單體來制成聚乙酸乙烯酯的甲醇溶液。向該聚乙酸乙烯酯溶液中添加甲醇,以聚乙酸乙烯酯的濃度達(dá)到25質(zhì)量%的方式進(jìn)行調(diào)整。進(jìn)而,向該聚乙酸乙烯酯的甲醇溶液400g(溶液中的聚乙酸乙烯酯100g)中添加23.3g(相對(duì)于聚乙酸乙烯酯中的乙酸乙烯酯單元,以摩爾比計(jì)為0.1)的堿溶液(NaOH的10質(zhì)量%甲醇溶液)來進(jìn)行皂化。自添加堿溶液起約1分鐘后,將凝膠化物用粉碎器粉碎,在40℃下放置1小時(shí)而使皂化推進(jìn)后,添加乙酸甲酯1,000g,在室溫下放置30分鐘。向?yàn)V取得到的白色固體(PVA)中添加甲醇1,000g,在室溫下放置3小時(shí)而進(jìn)行清洗后,將離心脫液而得到的PVA在干燥機(jī)中以100℃放置3小時(shí),從而得到干燥PVA(PVA-1)。

<PVA的特性分析>

針對(duì)干燥PVA(PVA-1),按照下述方法,針對(duì)皂化度、平均聚合度、1,2-二醇鍵量和乙烯單元的比例進(jìn)行分析。

(皂化度)

根據(jù)JIS-K6726:1994測(cè)定干燥PVA(PVA-1)的皂化度時(shí),為99.5摩爾%。

(平均聚合度)

在制備例1的聚合后,使用去除未反應(yīng)乙酸乙烯酯單體而得到的聚乙酸乙烯酯的甲醇溶液,以0.5的堿摩爾比進(jìn)行皂化后,將粉碎產(chǎn)物在60℃下放置5小時(shí)而使皂化推進(jìn)。其后,實(shí)施3天的甲醇索氏萃?。⊿oxlet),接著,在80℃減壓干燥3天而得到精制PVA。根據(jù)JIS-K6726:1994測(cè)定該精制PVA的平均聚合度時(shí),為1,720。

(1,2-二醇鍵量)

將為了測(cè)定平均聚合度而制備的精制PVA溶解于DMSO-D6,使用500MHz的質(zhì)子NMR(JEOL公司的“GX-500”),在80℃下測(cè)定1,2-二醇鍵量時(shí),為1.6摩爾%。

(乙烯單元的比例)

在制備例1的聚合后,使用去除未反應(yīng)乙酸乙烯酯單體而得到的聚乙酸乙烯酯的甲醇溶液,使其在正己烷中沉淀并用丙酮使其溶解,將該再沉淀精制進(jìn)行3次后,在80℃下進(jìn)行3天的減壓干燥,從而得到精制聚乙酸乙烯酯。將該精制聚乙酸乙烯酯溶解于DMSO-D6,使用500MHz的質(zhì)子NMR(JEOL公司的“GX-500”),在80℃下測(cè)定乙烯單元的比例(乙烯含量)時(shí),為5摩爾%。

[制備例2~17](干燥PVA(PVA-2)~(PVA-17)的制備)

利用與制備例1相同的方法,制備具有表1所示特性的干燥PVA(PVA-2)~(PVA-17)。

[表1]

[實(shí)施例1]

<鉆探泥漿的制備>

在漢美馳攪拌機(jī)(Hamilton Beach mixer)的杯中盛取離子交換水300g,添加6g皂土(テルナイト公司的“テルゲルE”)并充分?jǐn)嚢韬?,為了使皂土充分溶脹而放?4小時(shí)。另一方面,將干燥PVA(PVA-1)置于標(biāo)稱網(wǎng)眼1.00mm(16mesh)的篩上,采取1.5g穿過該篩的干燥PVA(PVA-1)的粉末,將該粉末作為鉆探泥漿用添加劑而添加至皂土的分散液中,從而得到鉆探泥漿(D-1)。

[實(shí)施例2~9和比較例1~8]

如表2所示那樣,使用干燥PVA(PVA-2)~(PVA-17)的粉末,除此之外,利用與實(shí)施例1相同的方法,制備鉆探泥漿(D-2)~(D-9)和(d-1)~(d-8)。

[實(shí)施例10]

將干燥PVA(PVA-6)置于標(biāo)稱網(wǎng)眼500μm(32mesh)的篩上,使用穿過該篩的干燥PVA(PVA-6)的粉末,除此之外,利用與實(shí)施例6相同的方法,制備鉆探泥漿(D-10)。

[實(shí)施例11]

將干燥PVA(PVA-7)置于標(biāo)稱網(wǎng)眼500μm(32mesh)的篩上,使用穿過該篩的干燥PVA(PVA-7)的粉末,除此之外,利用與實(shí)施例7相同的方法,制備鉆探泥漿(D-11)。

[比較例9]

將干燥PVA(PVA-1)混合至水中,并充分?jǐn)嚢韬螅褂脴?biāo)稱網(wǎng)眼75μm(200mesh)的金屬網(wǎng)去除未溶解的PVA粉末,得到PVA濃度為4重量%的PVA水溶液。向使用離子交換水264g和皂土6g并利用與實(shí)施例1相同的方法制備的皂土分散液中,添加上述PVA溶液37.5g,制備鉆探泥漿(d-9)。

[比較例10]

將干燥PVA(PVA-1)置于標(biāo)稱網(wǎng)眼1.00mm(16mesh)的篩上,使用未穿過該篩的干燥PVA(PVA-1)的粉末,除此之外,利用與實(shí)施例1相同的方法,制備鉆探泥漿(d-10)。

[評(píng)價(jià)]

針對(duì)實(shí)施例1~11和比較例1~10的鉆探泥漿(D-1)~(D-11)和(d-1)~(d-10),按照下述方法來評(píng)價(jià)粘度和脫水量。并且,針對(duì)用于制備這些鉆探泥漿(D-1)~(D-11)和(d-1)~(d-10)的干燥PVA(PVA-1)~(PVA-17)的過篩后的粉末,按照下述方法來測(cè)定溶解度。評(píng)價(jià)結(jié)果示于表2。

<溶解度>

向預(yù)先投入60℃的水100g的300mL容量的燒杯中投入干燥PVA粉末4g,以水不會(huì)蒸發(fā)的方式使用具備3cm長(zhǎng)的棒的磁力攪拌器,在60℃的條件下以280rpm的轉(zhuǎn)速攪拌3小時(shí)。接著,使用標(biāo)稱網(wǎng)眼75μm(200mesh)的金屬網(wǎng)來分離未溶解的粉末。將未溶解的PVA粉末用105℃的加熱干燥機(jī)干燥3小時(shí)后,測(cè)定其重量。由未溶解的PVA粉末的重量和投入至燒杯中的干燥PVA粉末的重量(4g)算出干燥PVA粉末的溶解度。其中,關(guān)于比較例9,以水溶液的形式添加PVA-1,因此未進(jìn)行溶解度的測(cè)定。

<粘度>

關(guān)于鉆探泥漿的粘度,使用B型粘度計(jì),在25℃、30rpm下進(jìn)行計(jì)測(cè),采用10秒后的值。鉆探泥漿的粘度值越小則表示越良好,18mPa?s以下的情況可評(píng)價(jià)為良好、超過18mPa?s的情況可評(píng)價(jià)為不良。

<脫水量>

關(guān)于鉆探泥漿的脫水量,使用Fann Instrument公司的“HPHT Filter Press Series387”,向溫度調(diào)整至150℃的單元內(nèi)部投入鉆探泥漿并放置3小時(shí),然后從單元上部和下部以壓差達(dá)到500psi的方式進(jìn)行加壓。鉆探泥漿的脫水量的值越小則表示越良好,30ml以下的情況可評(píng)價(jià)為良好、超過30ml的情況可評(píng)價(jià)為不良。

[表2]

由表2的結(jié)果可明確:實(shí)施例1~11的鉆探泥漿(D-1)~(D-11)的粘度低,另外,150℃下的脫水量為25mL以下,高溫下的脫水可抑制至非常少的量。

另一方面,比較例1~5的鉆探泥漿(d-1)~(d-5)或許是因?yàn)槭褂迷砘鹊陀?9.5摩爾%的干燥PVA,任意鉆探泥漿(d-1)~(d-5)的溶解度均超過25%,其結(jié)果,150℃下的鉆探泥漿的脫水量超過30mL,無法充分地抑制高溫下的脫水。

比較例6的鉆探泥漿(d-6)或許是因?yàn)槭褂?,2-二醇鍵量超過1.8摩爾%的干燥PVA,溶解度超過25%,其結(jié)果,150℃下的鉆探泥漿的脫水量為32mL,無法充分地抑制高溫下的脫水。

比較例7和8的鉆探泥漿(d-7)和(d-8)或許是因?yàn)槭褂闷骄酆隙鹊陀?,500的干燥PVA,溶解度超過25%,另外,150℃下的鉆探泥漿的脫水量為35mL以上,無法充分地抑制高溫下的脫水。

比較例9的鉆探泥漿(d-9)使用與實(shí)施例1相同的干燥PVA(PVA-1),但或許是因?yàn)閷⒃摳稍颬VA(PVA-1)預(yù)先溶解于水并添加,鉆探泥漿(d-9)的粘度非常高,另外,150℃下的鉆探泥漿的脫水量超過100mL,無法顯著且充分地抑制高溫下的脫水。

比較例10的鉆探泥漿(d-10)使用與實(shí)施例1相同的干燥PVA(PVA-1),但或許是因?yàn)樘砑又零@探泥漿(d-10)時(shí)的顆粒尺寸為不穿過標(biāo)稱網(wǎng)眼100mm(16mesh)的尺寸,60℃下的溶解度略低,但150℃下的鉆探泥漿的脫水量為90mL,無法顯著且充分地抑制高溫下的脫水。

根據(jù)以上的結(jié)果可以說:在60℃的熱水中浸漬3小時(shí)時(shí)的溶解度為25%以下、皂化度為99.5摩爾%以上、平均聚合度為1,500以上且4,500以下、1,2二醇鍵量為1.8摩爾%以下、并且穿過標(biāo)稱網(wǎng)眼100mm(16mesh)的篩的粉末狀乙烯醇系聚合物在用于制備鉆探泥漿時(shí),能夠降低鉆探泥漿的粘度且抑制高溫下的脫水,因此,作為鉆探泥漿用添加劑是非常有用的。

[實(shí)施例12]

<水泥漿的制備>

將干燥PVA(PVA-6)置于標(biāo)稱網(wǎng)眼250μm(60mesh)的篩上,將穿過該篩的干燥PVA(PVA-6)的粉末4g作為水泥漿用添加劑,將離子交換水320g、礦井用途級(jí)別H水泥800g、萘磺酸福爾馬林縮合物鈉鹽(Dipersity Technologies公司的“Daxad-19”)4g和木素磺酸鈉鹽(Lignotech USA公司的“Keling 32L”)0.16g一起投入至漿液攪拌器中,進(jìn)行攪拌混合而制備水泥漿(S-1)。需要說明的是,干燥PVA(PVA-6)的粉末添加量以水泥的質(zhì)量基準(zhǔn)(BWOC)計(jì)為0.5%。

[實(shí)施例13]

除了使用干燥PVA(PVA-9)之外,利用與實(shí)施例12相同的方法制備水泥漿(S-2)。

[比較例11]

除了使用干燥PVA(PVA-10)之外,利用與實(shí)施例12相同的方法制備水泥漿(s-1)。

[比較例12]

除了將干燥PVA(PVA-10)的添加量變更成0.8%(BWOC)之外,利用與比較例11相同的方法制備水泥漿(s-2)。

[比較例13]

將干燥PVA(PVA-13)置于標(biāo)稱網(wǎng)眼180μm(80mesh)的篩上,使用穿過該篩的干燥PVA(PVA-13)的粉末,除此之外,利用與實(shí)施例12相同的方法制備水泥漿(s-3)。

[評(píng)價(jià)]

針對(duì)實(shí)施例12、13和比較例11~13的水泥漿(S-1)、(S-2)和(s-1)~(s-3),按照下述方法來評(píng)價(jià)粘性和脫水量。評(píng)價(jià)結(jié)果示于表3。一并將用于制備這些水泥漿(S-1)、(S-2)和(s-1)~(s-3)的干燥PVA(PVA-6)、(PVA-9)、(PVA-10)和(PVA-13)的過篩后的粉末的溶解度示于表3。

<粘度>

水泥漿的粘度以塑料粘性(PV)和塑變值(YV)的形式進(jìn)行評(píng)價(jià)。塑料粘性(PV)是水泥漿中包含的固體成分的因機(jī)械摩擦而產(chǎn)生的流動(dòng)阻力值。塑變值(YV)是流體處于流動(dòng)狀態(tài)時(shí),持續(xù)流動(dòng)所需的剪切力,是因水泥漿中包含的固體顆粒間的牽引力而產(chǎn)生的流動(dòng)阻力。

關(guān)于塑料粘性(PV)和塑變值(YV),將水泥漿的溫度調(diào)整至25℃或90℃,按照“API10”(American Institute Specification 10)的“Appendix H”所述的方法進(jìn)行測(cè)定。水泥漿的塑料粘性(PV)值越小則表示越良好,在20℃的條件下為60cp以下的情況可判斷為良好,超過60cp的情況可判斷為不良。另外,關(guān)于水泥漿的塑變值(YV),在20℃的條件下為7lb/100ft2以下的情況可判斷為良好、超過7lb/100ft2的情況可判斷為不良。需要說明的是,塑料粘性(PV)和塑變值(YV)通過下式來算出。

塑料粘性(PV)=(300rpm的讀數(shù)-100rpm的讀數(shù))×1.5

塑變值(YV)=(300rpm的讀數(shù)-塑料粘性)。

<脫水量>

關(guān)于水泥漿的脫水量,按照“API10”(American Institute Specification 10)的“Appendix H”所述的方法,作為在壓差1000psi的條件下從溫度調(diào)整為90℃的水泥漿脫水30分鐘的量來進(jìn)行測(cè)定。水泥漿的脫水量的數(shù)值越小則表示越良好,35ml以下的情況可評(píng)價(jià)為良好、超過35ml的情況可評(píng)價(jià)為不良。

[表3]

由表3的結(jié)果可明確:實(shí)施例12和13的水泥漿(S-1)和(S-2)的粘度低,90℃下的脫水量分別為25mL和32mL,高溫下的脫水受到抑制。

另一方面,比較例11的水泥漿(s-1)或許是因?yàn)槭褂貌糠衷砘猎砘?8.2摩爾%的干燥PVA(PVA-10),在與實(shí)施例12和13的水泥漿相同的添加量下,溶解度超過25%,其結(jié)果,90℃下的水泥漿的脫水量為313mL,無法充分地抑制高溫下的脫水。

比較例12的水泥漿(s-2)使用與比較例11的水泥漿相同地進(jìn)行部分皂化的干燥PVA(PVA-10),但或許是因?yàn)樘砑恿吭黾又?.8%(BWOC),90℃下的水泥漿的脫水量大幅改善至36mL。然而,或許是因?yàn)楦稍颬VA(PVA-10)的添加量多,20℃的PV非常高至132cp,呈現(xiàn)不適合實(shí)用的結(jié)果。

比較例13的水泥漿(s-3)或許是使用皂化度為99.3摩爾%的干燥PVA(PVA-13),90℃下的水泥漿的脫水量為340mL,無法充分地抑制高溫下的脫水。

根據(jù)以上的結(jié)果可以說:在60℃的熱水中浸漬3小時(shí)時(shí)的溶解度為25%以下、皂化度為99.5摩爾%以上、平均聚合度為1,500以上且4,500以下、1,2二醇鍵量為1.8摩爾%以下、穿過250μm(60mesh)的篩的粉末狀乙烯醇系聚合物在用于制備鉆探泥漿和水泥漿時(shí),即使用量少也會(huì)抑制高溫下的脫水和粘度上升,因此,作為鉆探泥漿和水泥漿的添加劑是非常有用的。

產(chǎn)業(yè)利用性

根據(jù)本發(fā)明,通過用于土木建筑用漿料(例如礦井鉆探等中使用的鉆探泥漿、鉆探水泥漿)等,從而提供能夠以低成本抑制粘度上升和高溫脫水的漿料用添加劑、鉆探泥漿和鉆探水泥漿。

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