亀裂性地層に適したゲル化複合プラグ材の調製と性能評価

科学分野:

• 掘削工学
• 材料科学
• 石油工学

背景:

• 亀裂性地層における損失循環は、掘削作業における重大な課題である。
• 従来のプラグ方法は、不十分な耐圧能力を持つ不安定なシーリング層をもたらすことが多い。

研究 の 目的:

• 亀裂性地層のための効率的な複合プラグ材を開発すること。
• 複合システムの相乗的なプラグ効果を調査すること。
• 開発されたプラグ材の様々な条件下での性能を評価すること。

主な方法:

• 実験室規模の亀裂プラグ評価装置。
• 標準的な比較実験方法。
• 複合プラグ材（炭酸カルシウム粒子、弾性ゲル粒子、ポリプロピレン繊維）の配合最適化。

主要な成果:

• 単一成分はプラグ効果が限定的であった。
• 複合プラグ材は性能を大幅に向上させた。
• 最適な三元複合材（炭酸カルシウム5%、弾性ゲル3%、繊維2%）は、2mmの亀裂で13MPaの耐圧能力を達成した。
• 複合プラグ材は、高い耐熱性（180℃）と低い濾過損失（50mL）を示した。

結論:

• 開発された複合プラグ材は、亀裂性地層において優れた安定したシーリングを提供する。
• 三元複合システムは、様々な亀裂の粗さと掘削泥水との適合性に対して優れた適応性を示す。
• この複合プラグ材は、油田掘削工学における実用的な応用において大きな可能性を秘めている。