[发明专利]钻井工具或钻井工具构件、分解性树脂组合物，以及油气资源的回收方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于生产石油或者天然气等油气资源、回收油气的钻井工具或钻 井工具构件、钻井工具或钻井工具构件用分解性树脂组合物，以及油气资源的回收方法。

背景技术

石油或者天然气等油气资源是通过具有多孔性及渗透性的地下层的井，来进行挖 掘和生产的。其中上述井为油井或者天然气井。有时统称为“坑井”。伴随着能源消耗的增 大，坑井也不断高深度化，目前世界上已经有深度超过9000m的挖掘纪录，在日本也有超过 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 酸和氟酸等酸注入到生产层，令岩盘的反应成分即碳酸盐、粘土矿物、硅酸盐等溶解，从而 增加生产层的渗透性的方法，不过存在使用强酸而产生的诸多问题，此外存在包括各种对 策在内的成本增加的问题。为此，利用流体压在生产层上形成细孔的穿孔(perforation)、 形成裂缝(fracture)的水力压裂法，也称为“压裂(fracturing)”受到了关注。

水力压裂法是利用水压等流体压，以下简单称为“水压”，来令生产层出现穿孔和 裂缝的方法，通常为挖掘出一个垂直的孔，接下来令垂直的孔弯曲，在地下数千m的地层内 挖掘出水平的孔之后，将压裂液等流体以高压输送到这些坑井孔，即为了形成坑井而设置 的孔中，该孔也称为“钻孔”，利用水压令高深度地下的生产层，即生产石油或者天然气等的 油气资源的层发生裂缝(fracture)等，通过该裂缝等刺激采集、回收油气资源的生产层的 方法。水力压裂法在对于所谓的页岩油(页岩中成熟的油)、页岩气等非常规资源的开发方 面也很有效，为此受到了关注。

利用水压等流体压形成的裂缝(fracture)等，在没有水压的情况下立刻会因为地 层压力而封闭。为了防止裂缝(fracture)的封闭，在高压输送的压裂液，也就是用于压裂的 坑井处理流体中包含支撑剂(proppant)，然后输送至坑井孔内，向裂缝(fracture)配置支 撑剂。作为压裂液中含有的支撑剂，使用有无机或者有机材料，不过因为能够尽可能长时 间，于高温高压的高深度地下环境中防止裂缝的封闭，因此以往使用硅石、矾土或其他无机 物粒子，通常使用砂粒，例如20/40目的砂等。

作为压裂液等利用高压输送的坑井处理流体，可使用各种类型的水基、油基以及 乳浊液。坑井处理流体需要具有可将支撑剂搬运到坑井孔内产生裂缝的地方的功能，因此 通常要求具有规定的粘度，支撑剂的分散性良好，并且还要求事后处理简便，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。

为了使用高压输送的流体，在高深度地下的生产层，即生产页岩油等石油或者页 岩气等天然气等油气资源的层，利用水压产生裂缝和穿孔，通常采用以下的方法。也就是 说，对于在地下数千m的地层内挖掘的坑井孔即钻孔，从坑井孔的前端部一边依次进行封 堵，一边对规定区域进行部分封闭，利用高压将流体送入该封闭的区域内，从而令生产层产 生裂缝和穿孔。接下来，封闭下一个规定区域，通常比之前的区域更靠近外侧，即靠近地上 一侧的区域，令其产生裂缝和穿孔。以下反复实施该工序，直到所需要的封堵和裂缝以及穿 孔形成为止。

不光是新坑井的挖掘，对于已经形成的坑井孔的期望区域，也可以再度进行生产 层的刺激。这个时候，一样重复坑井孔的封闭和压裂等操作。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。在这些 新形成的坑井孔、已经形成的坑井孔的内部，为了进行所需的操作而使用各种工具，这些工 具统称为“钻井工具(downholetool)”。钻井工具的概念就广义而言包括用于进行坑井的深 度挖掘的挖掘装置、或其动力源，以及获取并交换各工具的位置、挖掘信息的传感器、通信 装置，同时还包括例如后述的堵塞器、堵塞器的构件或部件等钻井工具构件。

例如在专利文献2和专利文献3中公开了一种用于进行坑井孔的闭塞和固定的钻 井工具，即堵塞器，有时也称为“压裂塞”、“桥塞”或“封隔器”等。