(57)【要約】  温度93〜204℃の高温の坑井環境において、40日以下の期間目止め機能を有する、好ましくは、含有される合成樹脂は、温度80℃の脱イオン水中における質量減少速度が、ポリグリコール酸の該質量減少速度に対して0.001以上1未満の比率であり、及び／または、温度93〜204℃において、40日以下の期間の経過後に、圧縮強度が、期間開始前の圧縮強度に対して20％以上低下する、前記の坑井掘削用一時目止め剤(2種以上の坑井掘削用目止め剤から形成してもよい。)；該坑井掘削用一時目止め剤を含有する坑井処理流体；及び、該坑井掘削用一時目止め剤を使用して一時目止め処理を行う坑井掘削方法。【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度９３℃（２００度Ｆ）〜２０４℃（４００度Ｆ）において、４０日以下の期間の目止め機能を有する合成樹脂含有の坑井掘削用一時目止め剤。
【請求項２】
２日以上４０日以下の期間の目止め機能を有する請求項１記載の坑井掘削用一時目止め剤。
【請求項３】
合成樹脂は、温度９３℃（２００度Ｆ）〜２０４℃（４００度Ｆ）において、４０日以下の期間の経過後に、圧縮強度が、期間開始前の圧縮強度に対して２０％以上低下するものである請求項１または２記載の坑井掘削用一時目止め剤。
【請求項４】
合成樹脂は、温度８０℃の脱イオン水中における質量減少速度が、ポリグリコール酸の該質量減少速度に対して０．００１以上１未満の比率である請求項１乃至３のいずれか１項に記載の坑井掘削用一時目止め剤。
【請求項５】
合成樹脂が、ポリウレタン、ポリ乳酸、芳香族ポリエステル、脂肪族ポリアミド、及びポリカーボネートからなる群より選ばれる少なくとも１種を含有する請求項３または４記載の坑井掘削用一時目止め剤。
【請求項６】
合成樹脂が、熱可塑性ポリウレタン、ステレオコンプレックス型ポリ乳酸、加水分解抑制剤を含有するポリ乳酸及び芳香族ポリエステルからなる群より選ばれる少なくとも１種を含有する請求項３乃至５のいずれか１項に記載の坑井掘削用一時目止め剤。
【請求項７】
合成樹脂が、ポリブチレンアジペートテレフタレートランダム共重合体または不飽和ポリエステルの少なくとも一方を含有する請求項３乃至６のいずれか１項に記載の坑井掘削用一時目止め剤。
【請求項８】
合成樹脂が、ポリグリコール酸系樹脂を含有する請求項３乃至７のいずれか１項に記載の坑井掘削用一時目止め剤。
【請求項９】
２種以上の坑井掘削用目止め剤から形成される請求項１乃至８のいずれか１項に記載の坑井掘削用一時目止め剤。
【請求項１０】
２種以上の坑井掘削用目止め剤が、いずれも温度９３℃（２００度Ｆ）〜２０４℃（４００度Ｆ）において、４０日以下の期間の目止め機能を有する合成樹脂含有の坑井掘削用一時目止め剤である請求項９記載の坑井掘削用一時目止め剤。
【請求項１１】
２種以上の坑井掘削用目止め剤が、異なる合成樹脂を含有する請求項９または１０記載の坑井掘削用一時目止め剤。
【請求項１２】
２種以上の坑井掘削用目止め剤が、形状または大きさの少なくとも一方において異なる請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の坑井掘削用一時目止め剤。
【請求項１３】
坑井から産出される炭化水素資源と接触することにより、溶解または分解して消失する請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の坑井掘削用一時目止め剤。
【請求項１４】
掘削工程、セメンティング工程、穿孔工程、フラクチャリング工程または仕上げ工程の１または複数の工程において使用される請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の坑井掘削用一時目止め剤。
【請求項１５】
逸泥防止剤または転換剤である請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の坑井掘削用一時目止め剤。
【請求項１６】
請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の坑井掘削用一時目止め剤を含有する坑井処理流体。
【請求項１７】
掘削流体、セメンティング流体、フラクチャリング流体及び仕上げ流体からなる群より選ばれる少なくとも１種である請求項１６記載の坑井処理流体。
【請求項１８】
請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の坑井掘削用一時目止め剤を使用して一時目止めを行う坑井掘削方法。
【請求項１９】
掘削工程、穿孔工程、フラクチャリング工程または仕上げ工程の１または複数の工程において請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の坑井掘削用一時目止め剤を使用する請求項１８記載の坑井掘削方法。
【請求項２０】
請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の坑井掘削用一時目止め剤とともに、温度９３℃（２００度Ｆ）〜２０４℃（４００度Ｆ）において、４０日を超える期間の目止め機能を有する坑井掘削用目止め剤を使用する請求項１８または１９記載の坑井掘削方法。
【請求項２１】
請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の坑井掘削用一時目止め剤を使用して一時目止めを行った後に、該坑井掘削用一時目止め剤を分解させることができる材料と接触させることにより目止めを解除する請求項１８乃至２０のいずれか１項に記載の坑井掘削方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石油または天然ガス等の炭化水素資源を産出するために行う坑井掘削において使用する坑井掘削用一時目止め剤、及び坑井掘削方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
石油（シェールオイル等を含む。）または天然ガス（シェールガス等を含む。）等の炭化水素資源（以下、総称して、「石油等」ということがある。）は、多孔質で浸透性の地下層を有する井戸（油井またはガス井。以下、総称して「坑井」ということがある。）を通じて採掘され生産されてきた。【０００３】
坑井の敷設（以下、「坑井掘削」ということもある。）は、例えば以下の工程により行われている。すなわち、
地表面から垂直方向及び必要により更に水平方向に、ドリルを使用して坑井孔を掘削（drill）する掘削工程、坑井孔の崩壊を防止し、坑井孔の内壁（坑井壁）を通して流体が漏洩することを防止するケーシング（casing）工程、及び、坑井壁を仕上げるセメンティング（cementing）工程、並びに、生産層〔石油等を産出する地層。例えば、シェールガス等を産出するシェール層（頁岩層）など〕に石油等を回収するために坑井壁を穿孔（perforation）する穿孔工程、穿孔内に高圧の流体を圧入して坑井壁に亀裂（fracture）を形成拡大するフラクチャリング（fracturing）工程等を含む仕上げ（completing）工程、などの諸工程を経て、坑井の敷設が完成する。なお、既に敷設された坑井の改修も、新規の坑井の敷設とほぼ同様の工程を経て実施される。【０００４】
坑井の敷設工程においては、種々の流体が使用され、水ベース、油ベース、エマルジョンの各種のタイプが用いられている。【０００５】
掘削工程においては、坑井孔の底（先端部）やドリル周辺から掘り屑を除去し、掘り屑を地上に上げたり、ドリル及びその周辺部材を冷却し、潤滑性を与えたり、地下の圧力を抑えることにより噴出を防止したりするために泥水（「掘削流体」ということもある。）が循環される。このとき掘削中の坑井壁を通して、または坑井壁に存在する亀裂等を通して、泥水が逸出すると、坑井壁更には坑井孔の崩壊を招いたり、予期しない地層流体の侵入が生じたりして危険であるので、泥水には、坑井壁からの泥水の逸出を防止するために坑井壁を目止めする逸泥防止剤（lost circulation material。ＬＣＭ）が配合される。逸泥防止剤（ＬＣＭ）としては、杉皮、サトウキビの繊維、鉱物繊維等の繊維状物；石灰岩、大理石、木、クルミの殻、綿の実の殻、トウモロコシの穂軸、合成樹脂等の粒状物；雲母片、樹脂フィルム片、セロファン小片等の薄片状物；など、種々の無機物質及び有機物質が使用されている。【０００６】
穿孔工程やフラクチャリング工程においては、予め配置したフラックプラグやフラックスリーブ等の目止め部材を使用して坑井孔内に順次閉鎖空間を形成し、該閉鎖空間に圧入される高圧の流体によって坑井壁を穿孔し、更に亀裂を形成拡大させる（火薬を使用して穿孔を行うこともある。）。したがって、坑井壁から高圧の流体が逸出するようなことがあると、所期の流体圧が得られず、その結果所期の穿孔や亀裂を形成することができなくなってしまうので、坑井壁を一時的に目止めする必要がある。目止め剤としては樹脂粒子等が使用されることもある。さらに、プラグ等の目止め部材を使用することなく、フラクチャリングと一時目止めを順次繰り返すフラクチャリング方法も採用されている。また、開孔しているフラクチャを一時目止めすることにより、異なる場所をフラクチャリングすることで石油等の再回収を可能とする方法も採用されている。【０００７】
さらに、フラクチャリング流体を地上に還流するフローバックの前に生産層に形成したフラクチャを一時目止めしておくことで、石油等の流出を防ぎ、生産性を向上することも必要とされている。更にまた、石油等の産出を開始するために、坑井内に残存する障害物等を除去するために高圧流体を圧入するような場合、坑井壁から高圧の流体が逸出すると、所期の流体圧が得られず、障害物の除去ができなくなる。機材の設置が完了する前に坑井壁の目止め機能が消失すると、予期しない地層流体の侵入が生じることもある。目止め剤は、ブリッジ剤と称されることもあり、炭酸カルシウム等が使用されることが多い。【０００８】
したがって、上記した諸工程において使用される泥水（掘削流体）、セメンティング流体、穿孔流体、フラクチャリング流体または仕上げ流体等の坑井処理流体には、種々の配合剤とともに、逸泥防止剤（ＬＣＭ）や転換剤（diverting agent）を始めとして、坑井壁を一時的に目止めする一時目止め剤（temporary plug）が配合される。さらに、これらの坑井処理流体を坑井孔内に流入させるのに先立って、一時目止め剤を含有する一時目止め用の流体を坑井孔内に流入させることも行われている。【０００９】
これら一時目止め剤は、石油等の産出を開始するときには、石油等の滲出を妨げることがないように坑井壁から除去されることが望ましい。そのために、酸性物質やアルカリ性物質等、一時目止め剤に対して溶解作用を有する材料を含有する液体を坑井孔内に注入することもある。【００１０】
泥水（掘削流体）、セメンティング流体、穿孔流体、フラクチャリング流体または仕上げ流体等の坑井処理流体においては、種々の目的で添加される配合剤として、所定期間が経過すると分解する分解性材料を使用することにより、回収処理や廃棄処理等を不要とし、坑井掘削の経費節減及び工程短縮を図ることが行われている。【００１１】
米国特許第４５２６６９５号明細書（特許文献１）には、坑井が貫通する地下生産層の透過性を一時的に低減するために、高温の水中で分解して除去される脂肪族ポリエステル固体を分散させた坑井流体が開示されている。米国特許公開２００４／０２６１９９６号明細書（特許文献２）には、水の存在下で少なくとも部分的に分解可能な分解性樹脂等の分解性粒子を含有する処理流体が開示されている。また、国際公開第２０１２／０５０１８７号（特許文献３）には、比較的低温（４０〜８０℃）における炭化水素回収のための坑井掘削において使用する、掘削補助用分散液が開示され、所定の分子量及び温度８０℃の水中での重量保持率を有する微細固体状のポリグリコール酸樹脂からなる流動性制御材が開示されている。【００１２】
さらに、米国特許公開２００６／０１１３０７７号明細書（特許文献４）には、分解性材料を含むスラリーを注入することにより、穿孔（perforation）、フラクチャ（fracture）及び地層を貫通する坑井孔（wellbore）の１以上において目止め（plug）を形成させ、ダウンホール操作を実行し、分解性材料が選択された期間経過後に少なくとも部分的に分解して目止め機能を消失させる坑井処理方法が開示されている。また、国際公開第２０１３／１６１７５５号（特許文献５）には、温度６０℃の水中で所定の質量減少率を有するポリグリコール酸短繊維を含有する、逸水逸泥防止機能を有する掘削流体、フラクチャリング流体等の坑井処理流体が開示されている。【００１３】
一方、エネルギー消費の増大に伴い、貯留量が大きい高深度地下に坑井を敷設する坑井の高深度化が進み、世界では深度９０００ｍを超える掘削の記録もあり、日本においても６０００ｍを超える高深度坑井がある。坑井の高深度化につれて、坑井の敷設条件や敷設環境が厳しくなり、特に、高圧高温（ＨＰＨＴ）環境での坑井処理操作が求められている。坑井の敷設におけるＨＰＨＴ（High Pressure High Temperature）環境については、従来、貯留層圧力１０，０００ｐｓｉ（６９０気圧）以上、温度３００度Ｆ（１４９℃）以上の領域がＨＰＨＴ領域とされている。【００１４】
坑井の高深度化に伴い、回収処理や廃棄処理等を不要とし、坑井掘削の経費節減及び工程短縮を図ることができることから、使用する諸材料、例えば、坑井処理流体に含有させる配合剤等についても、分解性材料の使用が一層望まれるようになってきた。そこで、ＨＰＨＴ環境を始めとする比較的高温の環境（以下、「高温環境」ということがある。）で求められる機能において、満足することができる分解性材料が求められている。【００１５】
泥水（掘削流体）、セメンティング流体、穿孔流体、フラクチャリング流体または仕上げ流体等の坑井処理流体に配合される、逸泥防止剤（ＬＣＭ）や転換剤等の一時目止め剤（temporary plug）としても、例えば、温度９３〜２０４℃の環境のような高温環境において、坑井掘削の工程にあって必要とされる期間目止め機能を有し、かつ、工程終了後所定期間の経過後には分解して消失するような一時目止め剤が求められるようになっている。しかしながら、従来知られている分解性材料としては、高温環境における使用に適合する一時目止め剤は得られていなかった。例えば、特許文献５に記載されるポリグリコール酸短繊維は、温度６０℃の水中で１４日間経過後の質量減少率が１０％以上であり、これを逸泥防止剤として含有する掘削流体は、温度１５０℃未満の坑井内で掘削流体の地層への浸透を少なくとも３時間防止する逸水逸泥防止機能を有することから、比較的低温環境においては極めて優れた坑井処理流体を提供するものであるが、高温環境における使用に適合する一時目止め剤としては、十分なものではなかった。【００１６】
そこで、高深度化など採掘条件が過酷なものとなっているもとで、高温環境における使用に適合する一時目止め機能を有することにより、坑井掘削の経費軽減や工程短縮ができる坑井掘削用一時目止め剤を提供することが求められていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】米国特許第４５２６６９５号明細書
【特許文献２】米国特許公開２００４／０２６１９９６号明細書
【特許文献３】国際公開第２０１２／０５０１８７号
【特許文献４】米国特許公開２００６／０１１３０７７号明細書
【特許文献５】国際公開第２０１３／１６１７５５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明の課題は、高深度化など採掘条件が過酷なものとなっているもとで、ＨＰＨＴ環境を始めとする比較的高温の環境における使用に適合する一時目止め機能（「一時目止め特性」ということもある。）を有することにより、坑井掘削の経費軽減や工程短縮ができる坑井掘削用一時目止め剤を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意研究した結果、所定の温度環境において、所定期間の目止め機能を有する合成樹脂含有の坑井掘削用一時目止め剤とすることによって、課題を解決することができることを見いだし、本発明を完成した。【００２０】
すなわち、本発明の第１の側面によれば、温度９３℃（２００度Ｆ）〜２０４℃（４００度Ｆ）において、４０日以下の期間の目止め機能を有する合成樹脂含有の坑井掘削用一時目止め剤が提供される。【００２１】
また、本発明の第１の側面によれば、発明の具体的な態様として、以下（２）〜（１５）の坑井掘削用一時目止め剤が提供される。【００２２】
（２）２日以上４０日以下の期間の目止め機能を有する前記（１）の坑井掘削用一時目止め剤。
（３）合成樹脂は、温度９３℃（２００度Ｆ）〜２０４℃（４００度Ｆ）において、４０日以下の期間の経過後に、圧縮強度が、期間開始前の圧縮強度に対して２０％以上低下するものである前記（１）または（２）の坑井掘削用一時目止め剤。
（４）合成樹脂は、温度８０℃の脱イオン水中における質量減少速度が、ポリグリコール酸の該質量減少速度に対して０．００１以上１未満の比率である前記（１）〜（３）のいずれかの坑井掘削用一時目止め剤。
（５）合成樹脂が、ポリウレタン、ポリ乳酸、芳香族ポリエステル、脂肪族ポリアミド、及びポリカーボネートからなる群より選ばれる少なくとも１種を含有する前記（３）または（４）の坑井掘削用一時目止め剤。
（６）合成樹脂が、熱可塑性ポリウレタン、ステレオコンプレックス型ポリ乳酸、加水分解抑制剤を含有するポリ乳酸及び芳香族ポリエステルからなる群より選ばれる少なくとも１種を含有する前記（３）〜（５）のいずれかの坑井掘削用一時目止め剤。
（７）合成樹脂が、ポリブチレンアジペートテレフタレートランダム共重合体または不飽和ポリエステルの少なくとも一方を含有する前記（３）〜（６）のいずれかの坑井掘削用一時目止め剤。
（８）合成樹脂が、ポリグリコール酸系樹脂を含有する前記（３）〜（７）のいずれかの坑井掘削用一時目止め剤。
（９）２種以上の坑井掘削用目止め剤から形成される前記（１）〜（８）のいずれかの坑井掘削用一時目止め剤。
（１０）２種以上の坑井掘削用目止め剤が、いずれも温度９３℃（２００度Ｆ）〜２０４℃（４００度Ｆ）において、４０日以下の期間の目止め機能を有する合成樹脂含有の坑井掘削用一時目止め剤である前記（９）の坑井掘削用一時目止め剤。
（１１）２種以上の坑井掘削用目止め剤が、異なる合成樹脂を含有する前記（９）または（１０）の坑井掘削用一時目止め剤。
（１２）２種以上の坑井掘削用目止め剤が、形状または大きさの少なくとも一方において異なる前記（９）〜（１１）のいずれかの坑井掘削用一時目止め剤。
（１３）坑井から産出される炭化水素資源と接触することにより、溶解または分解して消失する前記（１）〜（１２）のいずれかの坑井掘削用一時目止め剤。
（１４）掘削工程、セメンティング工程、穿孔工程、フラクチャリング工程または仕上げ工程の１または複数の工程において使用される前記（１）〜（１３）のいずれかの坑井掘削用一時目止め剤。
（１５）逸泥防止剤または転換剤である前記（１）〜（１４）のいずれかの坑井掘削用一時目止め剤。【００２３】
さらに、本発明の別の側面によれば、（１６）前記（１）〜（１５）のいずれかの坑井掘削用一時目止め剤を含有する坑井処理流体が提供される。本発明の別の側面による発明の具体的な態様として、（１７）掘削流体、セメンティング流体、フラクチャリング流体及び仕上げ流体からなる群より選ばれる少なくとも１種である前記（１６）の坑井処理流体が提供される。【００２４】
本発明の更に別の側面によれば、（１８）前記（１）〜（１５）のいずれかの坑井掘削用一時目止め剤を使用して一時目止めを行う坑井掘削方法が提供される。本発明の更に別の側面による発明の具体的な態様として、以下（１９）〜（２１）の坑井掘削方法が提供される。
（１９）掘削工程、穿孔工程、フラクチャリング工程または仕上げ工程の１または複数の工程において前記（１）〜（１５）のいずれかの坑井掘削用一時目止め剤を使用する前記（１８）の坑井掘削方法。
（２０）前記（１）〜（１５）のいずれかの坑井掘削用一時目止め剤とともに、温度９３℃（２００度Ｆ）〜２０４℃（４００度Ｆ）において、４０日を超える期間の目止め機能を有する坑井掘削用目止め剤を使用する前記（１８）または（１９）の坑井掘削方法。
（２１）前記（１）〜（１５）のいずれかの坑井掘削用一時目止め剤を使用して一時目止めを行った後に、該坑井掘削用一時目止め剤を分解させることができる材料と接触させることにより目止めを解除する前記（１８）〜（２０）のいずれかの坑井掘削方法。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の第１の側面によれば、温度９３℃（２００度Ｆ）〜２０４℃（４００度Ｆ）〔以下、単に「温度９３〜２０４℃」と表記することがある。〕において、４０日以下、多くの場合２日以上４０日以下の期間の目止め機能を有する合成樹脂含有の坑井掘削用一時目止め剤、特に、温度９３〜２０４℃において、４０日以下の期間の目止め機能を有する合成樹脂含有の坑井掘削用一時目止め剤であり、及び／または、含有される合成樹脂は、温度８０℃の脱イオン水中における質量減少速度がポリグリコール酸の該質量減少速度に対して０．００１以上１未満の比率であり、かつ温度９３〜２０４℃において、４０日以下の期間の経過後に、圧縮強度が、期間開始前の圧縮強度に対して２０％以上低下することを特徴とする前記の坑井掘削用一時目止め剤であることによって、高深度化など採掘条件が過酷なものとなっているもとで、ＨＰＨＴ環境を始めとする比較的高温の環境における使用に適合する一時目止め機能を有することにより、坑井掘削の経費軽減や工程短縮ができる坑井掘削用一時目止め剤が提供されるという効果が奏される。【００２６】
また、本発明の別の側面によれば、前記の坑井掘削用一時目止め剤を含有する坑井処理流体であることによって、高深度化など採掘条件が過酷なものとなっているもとで、高温環境における使用に適合する一時目止め機能を有することにより、坑井掘削の経費軽減や工程短縮ができる坑井処理流体が提供されるという効果が奏される。さらに本発明の更に別の側面によれば、前記の坑井掘削用一時目止め剤を使用して一時目止めを行う坑井掘削方法であることによって、高深度化など採掘条件が過酷なものとなっているもとで、高温環境における使用に適合する一時目止め機能を有することにより、坑井掘削の経費軽減や工程短縮ができる坑井処理方法が提供されるという効果が奏される。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明は、石油等を産出するために行う坑井掘削において使用する坑井掘削用一時目止め剤及び坑井処理流体、並びに、坑井掘削方法に関する。
【００２８】
Ｉ．温度９３℃（２００度Ｆ）〜２０４℃（４００度Ｆ）において、４０日以下の期間の目止め機能を有する合成樹脂含有の坑井掘削用一時目止め剤
本発明の第１の側面による坑井掘削用一時目止め剤は、温度９３〜２０４℃において、４０日以下、多くの場合２日以上４０日以下の期間の目止め機能を有する合成樹脂含有の坑井掘削用一時目止め剤、特に、温度９３〜２０４℃において、４０日以下の期間の目止め機能を有する合成樹脂含有の坑井掘削用一時目止め剤であって、好ましくは、含有される合成樹脂は、温度８０℃の脱イオン水中における質量減少速度がポリグリコール酸の該質量減少速度に対して０．００１以上１未満の比率であり、及び／または、温度９３〜２０４℃において、４０日以下の期間の経過後に、圧縮強度が、期間開始前の圧縮強度に対して２０％以上低下することを特徴とする前記の坑井掘削用一時目止め剤である。したがって、後に詳述するように、温度９３〜２０４℃において、４０日以下の期間内に目止め機能を喪失する性質を有する分解性合成樹脂含有の坑井掘削用一時目止め剤である。いいかえると、本発明の坑井掘削用一時目止め剤は、温度９３〜２０４℃において、４０日以下の期間、目止め機能を有し、かつ、当該期間内に目止め機能を喪失する分解性合成樹脂を含有する坑井掘削用一時目止め剤である。温度９３〜２０４℃において、目止め機能を有する期間は、多くの場合２日以上４０日以下であるが、例えばフラクチャリング工程によっては、温度９３〜２０４℃の環境において、３０分間〜１時間で一時目止め機能を解除したいという要求もあり、本発明の合成樹脂含有の坑井掘削用一時目止め剤は、そうした要求にも応えることができるものである。
【００２９】
１．坑井掘削用一時目止め剤
本発明において、坑井掘削用一時目止め剤（temporary plug）とは、坑井掘削（坑井の敷設）の諸工程、具体的には、掘削工程、セメンティング工程、穿孔工程、フラクチャリング工程または仕上げ工程等において、坑井壁を一時的に目止めする目的で、坑井処理流体に含有される配合剤として使用される材料をいう。例えば、逸泥防止剤（ＬＣＭ）、穿孔プラグ剤、フラクチャリング用一時プラグ剤〔転換剤（diverting agent）〕、ブリッジ剤（「仕上げ目止め剤」ということもある。）等と称される配合剤材料などを意味する。
【００３０】
２．合成樹脂含有の坑井掘削用一時目止め剤
本発明の坑井掘削用一時目止め剤は、合成樹脂含有の坑井掘削用一時目止め剤である。すなわち、従来、逸泥防止剤等の一時目止め剤としては、杉皮、サトウキビの繊維、鉱物繊維等の繊維状物；石灰岩、大理石、木、クルミの殻、綿の実の殻、トウモロコシの穂軸、合成樹脂等の粒状物；雲母片、樹脂フィルム片、セロファン小片等の薄片状物；など、種々の無機物質及び有機物質が使用されていたが、本発明の坑井掘削用一時目止め剤は、合成樹脂を含有することを特徴の一つとする。合成樹脂としては、高温環境において所期の期間、目止め機能を有し、次いで目止め機能を喪失するものとすることができる分解性の樹脂である限り、特に限定されないが、高温環境において溶融しないものであることが好ましい。好ましい分解性の合成樹脂としては、ポリウレタン、ポリ乳酸、脂肪族ポリエステル、芳香族ポリエステル、脂肪族ポリアミド、及びポリカーボネートなどが挙げられ、これらの合成樹脂の内から、高温環境において所期の期間、目止め機能を有するものを選択すればよい。
【００３１】
３．分解性の合成樹脂、及び、合成樹脂の圧縮強度低下
本発明の合成樹脂含有の坑井掘削用一時目止め剤において、前記した目止め機能を喪失するものとすることができる分解性の合成樹脂とは、ｉ）例えば、ポリグリコール酸（以下、「ＰＧＡ」ということがある。）等のように、樹脂の分子構造が分解して、二酸化炭素と水のレベルまで分解する狭義の分解性樹脂のほか、ｉｉ）樹脂の分子鎖切断等による分子量低下などによって、強度が低下して分解し、目止め機能を喪失するもの（この場合、材料の質量は減少しないこともある。）、ｉｉｉ）樹脂を含有する材料が、初期の形状に対して微粉・微細化することにより、水等の媒体中に分散して強度を失い、目止め機能を喪失するもの（この場合、材料の質量は減少しないこともある。）、ｉｖ）材料に含有される樹脂が、水等の媒体に溶解することにより、強度を失い、目止め機能を喪失するもの、など、を意味する。本発明の坑井掘削用一時目止め剤に含有される合成樹脂としては、温度９３〜２０４℃において、４０日以下、多くの場合２日以上４０日以下の期間の経過後に、圧縮強度が、期間開始前の圧縮強度に対して２０％以上低下する合成樹脂が、好ましい分解性の合成樹脂である。圧縮強度が低下する比率は、より好ましくは２５％以上、更に好ましくは３０％以上である。圧縮強度は、ＪＩＳ  Ｋ７１８１（ＩＳＯ６０４準拠）に従って、温度９３〜２０４℃の範囲内の所定の温度（目的に応じてあらかじめ定める温度）で測定することにより求めることができる。なお、前記の圧縮強度が低下する比率の上限は１００％であり、温度９３〜２０４℃において、４０日の期間が経過する前に、合成樹脂が、分解したり溶出したりして形状を失ったり消失したりする場合、または、圧縮強度の測定が不可能となる場合は、前記の圧縮強度が低下する比率を１００％とする。
【００３２】
本発明の坑井掘削用一時目止め剤は、温度９３〜２０４℃の高温環境において、一時目止め機能を奏するものである。参照のために、温度９３℃より低温の温度環境、具体的には温度８０℃における圧縮強度の低下率を、いくつかの合成樹脂について提示する。具体的には、ＰＧＡ、ポリ乳酸（以下、「ＰＬＡ」ということがある。）、熱硬化性ポリウレタン〔デュロメータタイプＡ硬度（ＩＳＯ７６１９に準拠）８２°。以下、「熱硬化性ＰＵ（Ａ８２）」と表記することがある。〕、熱硬化性ポリウレタン（Ａ８２）に後に説明する分解促進剤であるグリコリドを５質量％含有させた組成物〔以下、「熱硬化性ＰＵ（Ａ８２）（グリコリド５％含有）」と表記することがある。〕、及び、ポリブチレンアジペートテレフタレートランダム共重合体（以下、「ＰＢＡＴ」ということがある。）につき、温度８０℃の脱イオン水に浸漬して所定時間経過したときの圧縮強度の低下率を、表１に示す。
【００３３】
【表１】
2015072317.tif 000002
【００３４】
表１から、ＰＧＡ、ＰＬＡ、及び熱硬化性ＰＵ（Ａ８２）（グリコリド５％含有）は、温度８０℃において、１日程度の経過時間で圧縮強度が２０％以上低下しているので、より高温である温度９３〜２０４℃の環境においては、例えば１日以上の期間に亘って目止め機能を発揮させることは難しいと推察され、したがって、温度９３〜２０４℃において１日以上の期間目止めを行う坑井掘削用一時目止め剤としては適用が難しいと評価できる。ただし、先に説明したように、温度９３〜２０４℃の環境において、３０分間〜１時間で一時目止め機能を解除したいという要求がある場合は、これらの合成樹脂も適用可能となることがある。他方、熱硬化性ＰＵ（Ａ８２）とＰＢＡＴは、温度８０℃において、７日間経過しても圧縮強度が２０％未満低下するに留まり、目止め機能を発揮し続けることができるといえることから、より高温である温度９３〜２０４℃の環境においても、４０日以下の期間の目止め機能を有する坑井掘削用一時目止め剤として適用することができる可能性があることが分かる。
【００３５】
ここで、坑井掘削用一時目止め剤に求められる一時目止め機能（目止め機能及び目止めの解除機能）の発現プロセスについて、説明を補足する。すなわち、ある荷重下で目止め機能を発揮している一時目止め剤に含有される合成樹脂において、樹脂分解や分子量低下等により強度（通常、圧縮強度が指標となる。）が低下して、強度低下率（具体的には、圧縮強度の低下率）が２０%以上を超えると、一時目止め剤と目止め対象（例えば、坑井孔の内壁等）との接触面の一部が、圧力（圧縮圧力または引張圧力等）に耐えられず、変形または崩壊することにより目止めが解除される。なお、ＰＧＡ等の表面分解型の樹脂においては、表面の強度低下率が全体の強度低下率より顕著に大きいため、全体の強度低下率が２０％を超えない場合でも、前記接触面である表面部分が圧力を受けきれなくなって目止めを維持できなくなることが想定される。また、ＰＧＡのように樹脂の分解に伴って酸を放出する合成樹脂では、放出される酸によって、泥水等の坑井処理流体の粘度低下を生じ、目止めを解除を誘発するような効果(ゲルブレーカーとしての機能)も推察される。したがって、本発明の坑井掘削用一時目止め剤に含有される合成樹脂は、温度９３〜２０４℃において、４０日以下の期間の経過後に、圧縮強度が、期間開始前の圧縮強度に対して２０％以上低下するものが望まれる。
【００３６】
さらに、坑井掘削用一時目止め剤に求められる一時目止め機能と合成樹脂の基本的な特性である分子量との一般的な関係について説明する。すなわち、当初の分子量（重量平均分子量であり、以下「初期分子量」ということがある。また、「初期ＭＷ」と表記することがある。）２００，０００、当初の圧縮強度（以下、「初期強度」と表記することがある。）１４６ＭＰａであるＰＧＡについて、後に説明する一時目止め機能の確認方法に準拠して、温度８０℃または１００℃の脱イオン水に浸漬する条件下で一時目止め機能を確認したところ、温度８０℃では１９時間、温度１００℃では５時間で目止めが解除された（この時間を「目止め保持時間」と表記することがある。単位：時間）。温度８０℃において目止めが解除されたときのＰＧＡの分子量は７２，０００、圧縮強度は８６ＭＰａ（初期強度に対する低下率は４１％である。）であった。表２に、ＰＧＡの初期分子量を１００，０００または５０，０００に変えたときに目止めが解除される時間を確認した結果を、初期強度（単位：ＭＰａ）、及び、初期ＭＷ２００，０００のＰＧＡの初期強度に対する各々の初期ＭＷのＰＧＡの初期強度の低下率（以下、「初期強度の低下率」と表記することがある。単位：％）とともに示す。
【００３７】
【表２】
2015072317.tif 000003
【００３８】
表２から、初期ＭＷ２００，０００のＰＧＡが目止め機能を喪失したときの分子量７２，０００及び圧縮強度８６ＭＰａをいずれも下回る初期ＭＷ５０，０００のＰＧＡでも、ある程度の目止め機能を奏することが推察される。したがって、初期ＭＷや初期強度が小さい合成樹脂であっても、例えば、ペレット、パウダー、フレーク等の形状を有する合成樹脂材料が適宜再配列されることにより、初期ＭＷが小さいＰＧＡが目止め機能を発現することが想定される。つまり、目止めの解除は目止め初期の材料特性からの低下が生じることで発生することが示唆される。一方、初期の材料特性が低い場合は目止め保持時間が短くなる傾向であること、また、一時目止め機能が要求されるような坑井環境下における高温高圧環境を想定すると、一旦目止めが解除された後に、再度目止め機能を発現するように再配列されることは実質的に不可能であると推定されるので、通常は坑井掘削用一時目止め剤に使用できる合成樹脂としては、分子量等について適宜選択をすることが必要である。
【００３９】
４．合成樹脂の温度８０℃の脱イオン水中における質量減少速度
また、高温環境において所期の期間、目止め機能を有するものを選択する有効な指標の一つとして、温度８０℃の脱イオン水中における質量減少速度が、ＰＧＡの該質量減少速度に対して０．００１以上１未満の比率である合成樹脂を選択することが好ましい。ＰＧＡは、比較的低温環境においても優れた分解性を有することが知られている合成樹脂である。ＰＧＡの温度８０℃の脱イオン水中における質量減少速度（以下、「８０℃水中質量減少速度」ということがある。）に対する、当該合成樹脂の８０℃水中質量減少速度の比率（以下、「ＰＧＡ相対質量減少速度比率」ということがある。）が０．００１以上１未満の比率である合成樹脂であれば、後に詳述するように、合成樹脂の物性（分子量、架橋度、結晶構造や結晶化度等）や組成、更に、形状や大きさの組み合わせを調整することによって、温度９３〜２０４℃において、４０日以下、多くの場合２日以上４０日以下の期間の目止め機能を有する、本発明の合成樹脂含有の坑井掘削用一時目止め剤を容易に得ることができる。また、用途に応じて必要とされる一時目止め期間、例えば、３、５、７、１４、２１または３５日等の期間に適合する一時目止め期間の実現を容易に行うことができる。
【００４０】
合成樹脂の温度８０℃の脱イオン水中における質量減少速度は、坑井掘削用一時目止め剤に含有される粒子の合成樹脂３ｇを、温度８０℃の脱イオン水５０ｇ中に２１日間浸漬し、浸漬前の合成樹脂の質量に対する浸漬後の合成樹脂の質量の比率を算出することによって求め、更にＰＧＡ（分子量７〜５０万）の８０℃水中質量減少速度と対比する。合成樹脂のＰＧＡ相対質量減少速度比率が小さすぎると、温度９３℃〜２０４℃において、４０日を超える期間においても合成樹脂の分解や強度の低下が進行しない結果、目止め機能を喪失しないことがあり、高温環境で目止め機能が必要なくなった後においても一時目止め剤が坑井孔内に残存するので、坑井掘削の工程の短縮が損なわれるおそれがある。合成樹脂のＰＧＡ相対質量減少速度比率が大きすぎると、温度９３℃〜２０４℃において、例えば、３０分間〜１時間未満、または２日未満のような期間で目止め機能が喪失してしまうことがあり、高温環境で目止め機能が必要な期間が経過する前に、目止め機能を喪失してしまうことがある。本発明の合成樹脂含有の坑井掘削用一時目止め剤に含有される合成樹脂のＰＧＡ相対質量減少速度比率は、高温環境において坑井掘削用一時目止め剤の一時目止め機能を有する期間の調整が容易である観点から、より好ましくは０．００１５以上０．３以下、更に好ましくは０．００２以上０．１３以下、特に好ましくは０．００５以上０．１以下である。
【００４１】
坑井掘削用一時目止め剤の質量減少と一時目止め機能（目止め機能及び目止めの解除機能）の発現プロセスについて、説明を補足する。すなわち、坑井掘削用一時目止め剤の質量が減少することに伴い、該坑井掘削用一時目止め剤の容積が減少し、目止めされていた空間に隙間が生じることにより、目止めが解除される。目止めの解除は、前記の隙間の発生箇所そのもの、及び、坑井掘削用一時目止め剤に含有される合成樹脂のダウンホール内壁やマンドレル外周面等との接触界面における強度低下による目止め部の崩壊の一方または両方により生じる。このような作用機構は、ＰＧＡ等の表面分解型の合成樹脂について起こる現象である。なお、坑井掘削用一時目止め剤に含有される合成樹脂の質量が顕著に減少しないものの、先に説明したように、強度が低下（圧縮強度が２０％以上低下など）することで目止め部が崩壊して目止めが解除される場合もある。このような作用は、通常バルク分解する合成樹脂について起こる現象であり、例えば、ポリウレタンやＰＬＡ等においてみられる作用機構である。例えば、ポリウレタンを含有する坑井掘削用一時目止め剤は、後に説明するように高温で分解され目止め機能が解除された後、ポリウレタンの微粒子が残存しないことが確認されており、坑井から産出される炭化水素資源の生産の妨げとならない利点がある。
【００４２】
〔合成樹脂〕
前記の圧縮強度が低下する比率が２０％以上である合成樹脂、好ましくは更にＰＧＡ相対質量減少速度比率が０．００１以上１未満である合成樹脂は、特に限定されないが、ポリウレタン、ＰＬＡ、芳香族ポリエステル、脂肪族ポリアミド、及びポリカーボネートからなる群より選ばれる少なくとも１種を含有する合成樹脂や、ＰＢＡＴまたは不飽和ポリエステルの少なくとも一方を含有する合成樹脂などが挙げられる。これらの合成樹脂のＰＧＡ相対質量減少速度比率としては、以下のものが知られている。すなわち、ポリウレタンとしては、熱硬化性ポリウレタン：０．３５〜１未満、熱可塑性ポリウレタン：０．００５〜０．１、ＰＬＡとしては、ポリ−Ｌ−乳酸：０．１〜０．３、ステレオコンプレックス型ポリ乳酸：０．０２〜０．０６、芳香族ポリエステルとしては、ポリブチレンテレフタレート：０．００５〜０．０５、脂肪族ポリアミドとしては、ナイロン６６：０．００２〜０．０１が知られている。また、ポリカーボネートとしてはＰＧＡ相対質量減少速度比率が０．００２〜０．０１であるものが知られている。また、ＰＢＡＴとしてはＰＧＡ相対質量減少速度比率が０．００８〜０．０８であるものが知られており、不飽和ポリエステルとしては、ＰＧＡ相対質量減少速度比率が０．００２〜０．０５であり、温度１００℃の水中において４０日経過後の質量減少率が２０％以上である無水マレイン酸由来の不飽和ポリエステルが知られている。これらの合成樹脂としては、先に説明した温度９３〜２０４℃における圧縮強度の低下の割合を充足するものが含まれる。例えば、熱硬化性ポリウレタンは、ＰＧＡ相対質量減少速度比率は必ずしも小さくはないが、温度９３〜２０４℃において、４０日以下の期間の経過後に、圧縮強度が、期間開始前の圧縮強度に対して２０％以上低下する。
【００４３】
上記した圧縮強度が低下する比率やＰＧＡ相対質量減少速度比率からみて、本発明の合成樹脂含有の坑井掘削用一時目止め剤としては、合成樹脂が、熱可塑性ポリウレタン、ステレオコンプレックス型ポリ乳酸、加水分解抑制剤を含有するポリ乳酸及び芳香族ポリエステルからなる群より選ばれる少なくとも１種を含有する坑井掘削用一時目止め剤が、より好ましく適合することが分かる。合成樹脂について、更に説明する。
【００４４】
（１）ポリウレタン
ポリウレタン、中でも熱可塑性ポリウレタンは、先に説明したように、ＰＧＡ相対質量減少速度比率が０．００５〜０．１であることにより、一時目止め性、及び、それに対応する分解性や崩壊性の制御が容易であることから、本発明の合成樹脂含有の坑井掘削用一時目止め剤に特に好ましい合成樹脂である。合成樹脂含有の坑井掘削用一時目止め剤に特に好ましく含有される熱可塑性ポリウレタンは、通常、イソシアネート化合物と水酸基を有する化合物とを縮合して得られる、分子中にウレタン結合（−ＮＨ−ＣＯ−Ｏ−）を有するポリウレタンである。熱可塑性ポリウレタンは、水酸基を有する化合物として、その主鎖にエステル結合を有するポリエステル型ポリウレタンと、その主鎖にエーテル結合を有するポリエーテル型ポリウレタン、に大別され、そのいずれを使用することもできる。また、架橋タイプ及び未架橋タイプのいずれも使用することができるが、架橋度や硬度の調整により、一時目止め性、及び、それに対応する分解性や崩壊性の制御をすることが一層容易であることから、ポリエステル型ポリウレタンがより好ましい場合が多い。また、熱可塑性ポリウレタンとしては、ゴム弾性を有する熱可塑性ポリウレタンエラストマーとゴム弾性を有しない熱可塑性ポリウレタンのいずれも使用することができる。熱可塑性ポリウレタンエラストマーは多くの場合、合成ゴムの弾性（柔らかさ）とプラスチックの剛性（固さ）を併せ持った弾性体であり、一般に、耐摩耗性、耐薬品、耐油性に優れ、機械的強度（圧縮強度等）が大きく、かつ、高弾性でエネルギー吸収性が高いことが知られており、本発明の坑井掘削用一時目止め剤に適合することがある。さらに、熱可塑性ポリウレタンエラストマーは、そのゴム弾性に基づく変形等によって、目止め性がより長期間維持されるので、一時目止め性の調整をより容易とすることができる場合がある。また、ポリウレタンとしては、熱硬化性ポリウレタンも、その材料や組成の選択等により、本発明の坑井掘削用一時目止め剤として好ましく使用することができる。
【００４５】
好ましくはＰＧＡ相対質量減少速度比率が０．００５〜０．１であるポリウレタンにおいて、該ＰＧＡ相対質量減少速度比率を所望により減少させる、すなわち分解性を所望の範囲に低下させるためには、例えば以下（ｉ）〜（ｖｉ）の観点に基づいて調整を行うことができる。
（ｉ）一般的に、熱可塑性ポリウレタンは、熱硬化性ポリウレタンと比較して、ＰＧＡ相対質量減少速度比率を減少させやすい傾向がある、
（ｉｉ）熱可塑性ポリウレタンについては、硬度を上げることにより、ＰＧＡ相対質量減少速度比率を小さくすることができる、
（ｉｉｉ）熱可塑性ポリウレタンについては、重合工程における架橋または加工工程での架橋剤添加等によって架橋構造を形成することにより、ＰＧＡ相対質量減少速度比率を更に小さくすることができる、
（ｉｖ）架橋剤の添加量については、ポリウレタン１００質量部に対して１０質量部程度までは添加量の増加に応じてＰＧＡ相対質量減少速度比率が減少し、また、１０質量部を超える架橋剤の添加（通常３０質量部以下、多くの場合２５質量部以下である。）により、ＰＧＡ相対質量減少速度比率を更に減少させることができる、
（ｖ）架橋方法としては、多官能イソシアネート化合物、多官能アミン化合物または多官能エポキシ化合物等の架橋剤を使用して溶融混練する方法などが挙げられる。例えば、多官能イソシアネート化合物としては、ヘキサメチレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、４,４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、１,５−ナフタレンジイソシアネート等が挙げられる。多官能アミン化合物としては、３,３’−ジクロロベンジジン、４,４’−メチレンビス−２−クロロアニリン、トリメチレンビス(４−アミノベンゾアート)等が挙げられる。多官能エポキシ化合物としては、トリス(２，３−エポキシプロピル)イソシアヌレート、ポリ（メタクリル酸グリシジル）等が挙げられる。
（ｖｉ）架橋方法としてはまた、多官能の不飽和基含有架橋剤（例えば、分子内にエチレン性不飽和結合を２個以上有する（メタ）アクリレート等の多官能性（メタ）アクリレート系モノマー等が挙げられる。具体的には、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート等が例示できる。）を使用する等して、電子線架橋（通常加速電圧１０〜３００ｋＶの範囲であり、多くの場合１５〜２００ｋＶの範囲である。）等のエネルギー線架橋をすることにより、ＰＧＡ相対質量減少速度比率を更に減少させることができる。
これらの観点の１つまたは複数の組み合わせに基づき、例えばＰＧＡ相対質量減少速度比率が０．００５〜０．１の範囲において所望の範囲のポリウレタンを得ることができる。
【００４６】
特に好ましい熱可塑性ポリウレタンの具体例としては、デュロメータタイプＤ硬度（ＩＳＯ７６１９に準拠）７４°のラクトン系ポリエステル型ポリウレタン（架橋タイプ）、デュロメータタイプＡ硬度（ＩＳＯ７６１９に準拠）９５°のポリエステル型ウレタンゴム（架橋タイプ）、デュロメータタイプＤ硬度（ＩＳＯ７６１９に準拠）７４°のラクトン系ポリエステル型ウレタンゴム（未架橋タイプ）、デュロメータタイプＡ硬度（ＩＳＯ７６１９に準拠）８５°のポリエステル型ウレタンゴム（未架橋タイプ）などを挙げることができる。
【００４７】
上記した熱可塑性ポリウレタンの具体例を含む各種のポリウレタンについて、種々の温度の脱イオン水に浸漬し所定時間経過したときの圧縮強度が低下する比率（以下、「圧縮強度低下率」ということがある。）を表３に示す。なお、合成樹脂等の表記は、先の表１に準ずる。
【００４８】
【表３】
2015072317.tif 000004
【００４９】
表３から、以下のことが推察される。すなわち、熱可塑性ポリウレタンは、例えば温度９３℃で７日間以上経過後も圧縮強度低下率が低い状態を維持していることから、熱硬化性ポリウレタンと比較すると、より高温領域（例えば、温度１２０℃や１４９℃等）で使用する坑井掘削用一時目止め剤として適用可能性がある合成樹脂といえる。熱可塑性ポリウレタンが、熱硬化性ポリウレタンに対して有意に耐水・耐熱性が向上する理由は必ずしも定かではないが、ハードセグメントの凝集などが影響していると推定できる。さらに、熱可塑性ポリウレタンに、架橋剤を含有させると、架橋剤を含有しない場合と比較して、圧縮強度が低下する期間を２倍程度まで長くできることがある〔温度１２０℃における熱可塑性ＰＵ（Ａ８５）の１日間経過後の圧縮強度低下率と、熱可塑性ＰＵ（Ａ８５）（架橋剤１０ｐｈｒ含有）の２日間経過後の圧縮強度低下率との対比等による。〕。したがって、架橋剤の添加等により架橋構造を形成させることでより高温での適用が可能となり、更に、架橋剤含有量の増加や電子線架橋の併用等によって架橋度を上げたり、ポリウレタンとして硬度がより高いものを選択したりすれば、温度１２０℃で１〜４週間程度の目止め機能を有するポリウレタン含有の坑井掘削用一時目止め剤を得ることが可能であると推察される。なお、架橋による目止め機能の効果は、合成樹脂の種類により、また温度等坑井環境の如何によって一様ではない。
【００５０】
（２）ステレオコンプレックス型ポリ乳酸、加水分解抑制剤を含有するポリ乳酸、芳香族ポリエステル、脂肪族ポリアミド、及びポリカーボネート
ＰＧＡ相対質量減少速度比率が０．００５以上０．１以下である合成樹脂は、本発明の合成樹脂含有の坑井掘削用一時目止め剤に含有される特に好ましい合成樹脂である。具体的には、ポリ−Ｌ−乳酸とポリ−Ｄ−乳酸とを混合することにより、それぞれの分子鎖が好適に噛み合ってステレオコンプレックスを形成して得られ、耐熱性が高まることが知られているステレオコンプレックス型ポリ乳酸や、カルボジイミド、好ましくは環状カルボジイミド等の加水分解抑制剤を含有するポリ乳酸（耐熱性の向上が知られている。）が挙げられる。また、芳香族ポリエステルとしては、ポリブチレンテレフタレートが挙げられるが、更に、芳香族ポリエステルの共重合体（脂肪族ポリエステルとの共重合体でもよい。）も挙げられ、具体的には、ポリブチレンアジペートテレフタレートランダム共重合体（ＰＢＡＴ）等が特に好ましい合成樹脂である（ＰＢＡＴを温度９３℃または１０７℃の脱イオン水に浸漬し所定時間経過したときの圧縮強度低下率を表４に示す。）。
【００５１】
【表４】
2015072317.tif 000005
【００５２】
さらに、ＰＧＡ相対質量減少速度比率が安定して０．００２以上０．１３以下である、本発明の坑井掘削用一時目止め剤に含有される更に好ましい合成樹脂としては、脂肪族ポリアミド及びポリカーボネートが挙げられる。より具体的には、脂肪族ポリアミドとしては、ナイロン４、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６−６６、ナイロン１０や、ポリアスパラギン酸等のポリアミノ酸などが挙げられ、ポリカーボネートとしては、ポリトリメチレンカーボネート等の環状ポリカーボネートや、脂肪族ポリエステルカーボネートなどが挙げられる。
【００５３】
（３）不飽和ポリエステル
不飽和ポリエステルは、本発明の合成樹脂含有の坑井掘削用一時目止め剤に含有される他の好ましい合成樹脂の一つである。不飽和ポリエステルは、少なくとも一方が不飽和基を有する多価カルボン酸と多価アルコールとの縮合反応によって得られるビニル基含有ポリエステルを、ビニル系モノマーで架橋してなる樹脂である。多価カルボン酸としては、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸、シトラコン酸、ナジン酸（３，６−エンドメチレン・テトラヒドロフタル酸）等の不飽和ジカルボン酸またはそれらの無水物を用いることができ、無水フマル酸または無水マレイン酸の使用が好ましい。また、テレフタル酸、イソフタル酸、スルホイソフタル酸等の飽和ジカルボン酸またはそれらの塩（アンモニウム塩等）や無水物などを併用することができる。多価アルコールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、２，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオール等のアルキレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のポリオキシアルキレングリコール、ビスフェノールＡ等のビスフェノール類などを用いることができる。また三価以上のアルコール類としてトリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエルスリトール等を併用することができる。多価アルコールとしてはエチレングリコール、プロピレングリコールまたは２，３−ブタンジオールの使用が好ましい。架橋剤となるビニルモノマーとしては、スチレンまたはそのアルキル置換体、メチルメタクリレート、メタクリル酸、アクリルアミド等の不飽和モノカルボン酸またはその誘導体、ジアリルフタレート、トリアリルイソシヌレート等のアリル化合物等が挙げられ、スチレンまたはメチルメタクリレートが好ましい。不飽和ポリエステルは、不飽和ジカルボン酸またはそれらの無水物等の多価カルボン酸、多価アルコール、及び、架橋剤の種類や含有量の選択、並びに、形状や大きさ（例えば、粒子における粒径等）の選択により、多様な坑井環境内における目止め性と分解性とを調整することができるので、坑井掘削用一時目止め剤を形成するために設計性が高い合成樹脂であるということができる。なお、不飽和ポリエステルは、分解により、ポリスチレン等の水に不溶の成分が形成され、これが残存することがあるが、ポリスチレンは、坑井掘削終了後に坑井から産出される石油や天然ガス等の炭化水素資源と接触することにより、溶解するものであるので、生産の妨げになるおそれはない。
【００５４】
〔他の合成樹脂及び／または各種の添加剤〕
（他の合成樹脂）
本発明の合成樹脂含有の坑井掘削用一時目止め剤には、先に好ましい合成樹脂として具体的に挙げたもののほか、本発明の目的を阻害しない範囲で、更に他の合成樹脂を含有させることができ、これにより坑井掘削用一時目止め剤が、温度９３〜２０４℃において有する目止め機能の期間を、４０日以下、多くの場合２日以上４０日以下の期間の範囲内において、所望により調整することができる。他の合成樹脂としては、特に限定されず、他の種類のゴム材料（例えば、ニトリルゴム、ポリイソプレン、エチレンプロピレンゴム、ブチルゴム、スチレン・ブタジエンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴムなどの非分解性のゴム材料など）や他の種類の樹脂を選択することができる。好ましい樹脂として、生分解性、加水分解性、熱分解性等の分解性樹脂を使用することができる。特に好ましくは、ＰＧＡ、ＰＬＡ（合成樹脂含有の坑井掘削用一時目止め剤に含有される合成樹脂に該当しない場合。また、ステレオコンプレックス型ポリ乳酸を除く。）、グリコール酸・乳酸共重合体等の公知の分解性樹脂、またはそれらの混合物が挙げられる。特に、ポリグリコール酸やグリコール酸・乳酸共重合体等のポリグリコール酸系樹脂を含有させることにより、温度９３〜２０４℃において有する目止め機能の期間を、４０日以下の期間の範囲内において、所望により調整することが容易にできる。ポリグリコール酸系樹脂の含有量は、合成樹脂成分において、好ましくは１〜３０質量％、より好ましくは３〜２５質量％、更に好ましくは５〜２０質量％である。
【００５５】
（各種の添加剤）
本発明の合成樹脂含有の坑井掘削用一時目止め剤には、本発明の目的を阻害しない範囲で、坑井掘削用一時目止め剤において通常添加される種々の配合剤を更に含有させることができ、例えば、強化材、安定剤、分解促進剤または分解抑制剤等の各種の添加剤が挙げられる。これら各種の添加剤は、それぞれ単独で、または２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００５６】
［強化材］
例えば、強化材としては、有機または無機の繊維状強化材や、粒状または粉末状強化材等が挙げられ、単独で、または２種以上を組み合わせて使用することができる。繊維状強化材としては、ガラス繊維、炭素繊維、アスベスト繊維、シリカ繊維、アルミナ繊維、ジルコニア繊維、窒化硼素繊維、窒化珪素繊維、硼素繊維、チタン酸カリ繊維等の無機繊維状物；ステンレス、アルミニウム、チタン、鋼、真鍮等の金属繊維状物；アラミド繊維、ケナフ繊維、ポリアミド、フッ素樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂等の高融点有機質繊維状物質；などが例示される。粒状または粉末状強化材としては、マイカ、シリカ、タルク、アルミナ、カオリン、硫酸カルシウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、フェライト、クレー、ガラス粉、酸化亜鉛、炭酸ニッケル、酸化鉄、石英粉末、炭酸マグネシウム、硫酸バリウムなどが例示される。強化材の大きさ（径及び長さや粒径等）は適宜選択することができる。強化材は、必要に応じて、集束剤または表面処理剤により処理されていてもよい。
【００５７】
［分解促進剤］
また、分解促進剤としては、酸または酸前駆体が挙げられ、本発明の合成樹脂含有の坑井掘削用一時目止め剤に含有される合成樹脂の化学構造に影響を与えない観点から、酸前駆体が好ましく用いられる。具体的には、グリコリド、ラクチド等のラクトン類、酸無水物〔３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物（ＢＴＤＡ）等が挙げられる。〕、アルキルエステル類、スルホン酸エステル類、リン酸エステル類などが挙げられる。さらに、ＰＧＡやＰＬＡ等の脂肪族ポリエステル類も、これらが合成樹脂含有の坑井掘削用一時目止め剤に含有される合成樹脂に該当しない場合には、分解促進剤として使用することができる。
【００５８】
これら他の合成樹脂及び／または各種の添加剤の含有量は、坑井掘削用一時目止め剤を使用する坑井孔内の環境に応じて、適宜選定する。
【００５９】
５．一時目止め機能
（１）温度９３〜２０４℃において、４０日以下の期間、目止め機能を有する
本発明の坑井掘削用一時目止め剤は、温度９３〜２０４℃において、４０日以下、多くの場合２日以上４０日以下の期間、目止め機能を有する、合成樹脂含有の坑井掘削用一時目止め剤である。すなわち、本発明の坑井掘削用一時目止め剤は、温度９３℃〜２０４℃において、４０日以下、多くの場合２日以上４０日以下の期間、目止め機能を有し、当該期間内に目止め機能を喪失する合成樹脂含有の坑井掘削用一時目止め剤である。本発明の坑井掘削用一時目止め剤は、温度９３〜２０４℃において、４０日以下、多くの場合２日以上４０日以下の期間、目止め機能を有し、当該期間内に目止め機能を喪失することによって、高温環境における使用に適合する一時目止め機能を有するものである。好ましくは、温度９３〜２０４℃において、４０日以下の期間の経過後に、圧縮強度が、期間開始前の圧縮強度に対して２０％以上低下するものである合成樹脂を含有することによって、前記の坑井掘削用一時目止め剤を得ることができる。坑井掘削において求められる一時目止め機能は、工程によって必要とされる期間が異なるが、工程の安全性等の観点から、例えば、３０分間〜１時間未満、多くの場合２日未満のような期間で目止め機能が不要となることは少なく、一方、工程短縮等の観点から４０日を超えて目止め機能が必要であることも極めて少ない。本発明の坑井掘削用一時目止め剤は、温度９３〜２０４℃において、４０日以下、多くの場合２日以上４０日以下の期間の範囲内の所望の期間、目止め機能を有するように選択することが可能な一時目止め剤である。具体的には、用途に応じて必要とされる一時目止め期間、例えば、３、５、７、１４、２１または３５日等の期間に適合する一時目止め期間の実現を容易に行うことができる。
【００６０】
（２）目止め機能の確認
目止め機能は、市販のＨＰ−ＨＴフィルタープレス（HP-HT Filter Press）試験機を使用し、幅３ｍｍ長さ２０ｍｍのスリットを設けた厚み５ｍｍのＳＵＳ製の円盤状ディスクを用いて、該スリットに坑井掘削用一時目止め剤を充填し、水を圧力媒体として、温度１２１℃で、１，０００ｐｓｉ（７ＭＰａ）まで昇圧した後、その温度と圧力を維持して、スリットから水の漏出が生じる（円盤状ディスクの反対側面から坑井掘削用一時目止め剤が漏出する）までの時間を測定し、４０日以下の間であることによって確認する。すなわち、当該坑井掘削用一時目止め剤は、温度１２１℃において、１，０００ｐｓｉ（７ＭＰａ）の圧力で、４０日以下の期間、前記した試験装置の目止め機能を有することにより、温度９３〜２０４℃において、４０日以下の期間、目止め機能を有するといえ、高温環境における使用に適合する一時目止め機能を有すると評価することができる。
【００６１】
上記した目止め機能の試験方法を含め、坑井掘削用一時目止め剤が目止め機能を喪失することには、主として２つの因子があると推察される。すなわち、坑井掘削用一時目止め剤を形成する材料（後述するように、ペレット状、粉体状、繊維状等の種々の形状、及び、種々の大きさを有する。）の質量が当初の２０％以上低減すること、または、該材料の強度が圧力に耐えられないほど低下することである。一般的に、坑井掘削用一時目止め剤を形成する材料の強度は、含有される合成樹脂の分子量に依存し、かつ、分子量が低下することで質量減少が生じることはいうまでもない。すなわち、坑井掘削用一時目止め剤の目止め機能と、一時目止め剤に含有される合成樹脂の質量減少には、概ね相関性がある。そこで、本発明の一時目止め剤に含有される合成樹脂としては、適正な質量減少速度を有するものであることが好ましい。
【００６２】
所望によっては更に、例えば相対的に低圧の坑井環境内において、または、相対的に低圧の坑井処理において使用するのに適合する坑井掘削用一時目止め剤の一時目止め機能を確認する方法を採用することができる。具体的には、上記した目止め機能の確認方法において、水を圧力媒体とする温度１２１℃での、１，０００ｐｓｉ（７ＭＰａ）までの昇圧に代えて、５００ｐｓｉ（３．５ＭＰａ）までの昇圧に変更した後に、スリットから水の漏出が生じるまでの時間を測定する目止め機能の確認方法を採用してもよい。５００ｐｓｉ（３．５ＭＰａ）までの昇圧を行う、この確認方法によれば、当該坑井掘削用一時目止め剤は、温度１２１℃において、５００ｐｓｉ（３．５ＭＰａ）の圧力で、４０日以下の期間、前記した試験装置の目止め機能を有することにより、温度９３〜２０４℃において、４０日以下の期間、目止め機能を有するといえ、本発明の坑井掘削用一時目止め剤の中から、相対的に低圧の坑井環境内において、または、相対的に低圧の坑井処理において、高温環境における使用に適合する坑井掘削用一時目止め剤を一層的確に選択することができる。なお、当該坑井掘削用一時目止め剤は、温度１２１℃において、１，０００ｐｓｉ（７ＭＰａ）の圧力で、４０日以下の期間、前記した試験装置の目止め機能を有する。
【００６３】
想定される使用の態様等によっては、また更に、坑井掘削用一時目止め剤の一時目止め機能を確認する方法として、温度１２１℃において行う上記の方法（例えば、１，０００ｐｓｉまでの昇圧や５００ｐｓｉまでの昇圧により実施する。）に代えて、温度９３〜２０４℃の範囲における他の１または複数の温度において、更には、１，０００ｐｓｉより高い圧力、例えば３，０００、５，０００、１０，０００または１５，０００ｐｓｉ等の圧力への昇圧により、試験を実施して、一時目止め機能を確認することもできる。
【００６４】
（３）一時目止め剤の調製
本発明の温度９３〜２０４℃において、４０日以下、多くの場合２日以上４０日以下の期間、目止め機能を有する、合成樹脂含有の坑井掘削用一時目止め剤は、いうまでもなく固形物であって、好ましくは、温度９３〜２０４℃において、４０日以下の期間の経過後に、圧縮強度が、期間開始前の圧縮強度に対して２０％以上低下するものである合成樹脂、及び／または、温度８０℃の脱イオン水中における上記の質量減少速度を有する合成樹脂から形成した種々の形状及び種々の大きさを有する材料の１種または複数を使用して調製することができる。一時目止め剤を形成する材料の形状としては、例えば、ペレット状、粉体状または粒体状、繊維状（短繊維、ウイスカー、不織布、編織布等）、フィルム片（フィルムを裁断または粉砕等して得られる小片）等の形状が挙げられ、また、目止め機能を有する限り、小孔を有する多孔質のものでもよい。種々の形状及び大きさの材料は、それ自体公知の方法によって得ることができる。また、同種の合成樹脂から得られた異なる形状及び／または大きさの材料を混合して使用してもよいし、異なる合成樹脂から得られた異なる形状及び／または大きさの材料を混合して使用してもよい。本発明の合成樹脂含有の坑井掘削用一時目止め剤は、通常、種々の形状及び種々の大きさを有する材料の混合物であり、合成樹脂の種類や物性（分子量等）、組成、材料の形状及び大きさの組み合わせによって、温度９３〜２０４℃において、４０日以下、多くの場合２日以上４０日以下の期間の範囲内において、更に所望の期間、目止め機能を有するように調製することができる。
【００６５】
例えば、坑井掘削用一時目止め剤が、異なる形状及び大きさの材料を混合して使用するものである場合、相対的に大口径の坑井孔の空隙をペレット状または繊維状の材料によって塞ぎ、更にこの塞いだ部位で圧力を受けるようにし、他方、各ペレット状の材料間の相対的に小口径の坑井孔の空隙を粉体状または繊維状（繊維径及び／または繊維長が比較的小さい繊維等）の材料によって塞ぐことで、十分な目止め機能を発現することができる。坑井掘削用一時目止め剤に含有される合成樹脂の物性や組成、材料の形状及び／または大きさ、並びにそれらの組み合わせは、坑井孔の規模、坑井孔が敷設される地層の状況、使用する合成樹脂の種類等々によって最適な範囲が選択される。なお、坑井掘削用一時目止め剤に含有される合成樹脂がエラストマー、すなわちゴム材料である場合は、坑井掘削時の圧力下において変形することによって目止め機能を発揮することができることが多いので、好ましい。
【００６６】
本発明の坑井掘削用一時目止め剤（温度９３〜２０４℃において、４０日以下の期間の目止め機能を有する合成樹脂を含有する坑井掘削用一時目止め剤である。）としては、２種以上の坑井掘削用目止め剤から形成される坑井掘削用一時目止め剤でもよい。その際、２種以上の坑井掘削用目止め剤から形成され、少なくとも１種の坑井掘削用目止め剤に含有される合成樹脂は、温度８０℃の脱イオン水中における質量減少速度がＰＧＡの該質量減少速度に対して０．００１以上１未満の比率であり、かつ温度９３〜２０４℃において、４０日以下の期間の経過後に、圧縮強度が、期間開始前の圧縮強度に対して２０％以上低下するものであることが好ましい。また、２種以上の坑井掘削用目止め剤が、いずれも温度９３〜２０４℃において、４０日以下の期間の目止め機能を有する合成樹脂含有の坑井掘削用目止め剤であることが好ましい。用途や使用環境によっては、温度９３〜２０４℃において、４０日以下の期間の目止め機能を有する合成樹脂含有の坑井掘削用目止め剤と、温度９３〜２０４℃において、４０日を超える期間の目止め機能を有する坑井掘削用目止め剤とから形成されてなる、温度９３〜２０４℃において、４０日以下の期間の目止め機能を有する合成樹脂含有の坑井掘削用一時目止め剤でもよい。
【００６７】
２種以上の坑井掘削用目止め剤から形成される坑井掘削用一時目止め剤としては、２種以上の坑井掘削用目止め剤が、異なる合成樹脂を含有する坑井掘削用一時目止め剤であってもよい。異なる合成樹脂とは、合成樹脂の種類が異なる場合のほか、同種の合成樹脂であって、分子量、架橋構造や架橋度、共重合成分などが相違する合成樹脂であってもよい。
【００６８】
２種以上の坑井掘削用目止め剤から形成される坑井掘削用一時目止め剤としては、２種以上の坑井掘削用目止め剤が、形状または大きさの少なくとも一方において異なる坑井掘削用一時目止め剤であってもよい。例えば、ペレット状、パウダー状または繊維状等の形状が異なる坑井掘削用目止め剤の組み合わせ、繊度が異なる繊維状や粒径が異なるペレット状等、同じ形状で大きさが異なる坑井掘削用目止め剤の組み合わせ、更には、形状及び大きさの両方において異なる坑井掘削用目止め剤の組み合わせなどが挙げられる。
【００６９】
例えば、ＰＧＡ相対質量減少速度比率が大きい合成樹脂を含有するペレット状物を、ＰＧＡ相対質量減少速度比率が小さい合成樹脂を含有するパウダー状物とを組み合わせることによって得られる、２種以上の坑井掘削用目止め剤から形成される坑井掘削用一時目止め剤は、該ペレット状物（ＰＧＡ相対質量減少速度比率が大きい合成樹脂を含有する。）の質量減少または圧縮強度の低下が開始しても、ある程度の期間は、主としてＰＧＡ相対質量減少速度比率が小さい合成樹脂を含有するパウダー状物の目止め機能に依拠して、坑井掘削用一時目止め剤としての目止め機能を維持することができ、その後、目止め機能を喪失する。この結果、前記のペレット状物とパウダー状物とから形成される坑井掘削用一時目止め剤が目止め機能を維持することができる期間は、該ペレット状物から形成される坑井掘削用目止め剤が目止め機能を維持することができる期間と、該パウダー状物から形成される坑井掘削用目止め剤が目止め機能を維持することができる期間との中間に当たるものとなる。したがって、前記のペレット状物とパウダー状物とから形成される坑井掘削用一時目止め剤において、該ペレット状物と該パウダー状物との混合割合を変更することによって、目止め機能を維持することができる期間を調整制御することが可能となる。また、該ペレット状物または該パウダー状物の一方または両方の組成を変更することによっても、目止め機能を維持することができる期間を調整制御することが可能である。
【００７０】
同様に、例えば、繊度が異なる２種以上の繊維状物から形成される坑井掘削用一時目止め剤や、粒径が異なる２種以上のパウダー状物から形成される坑井掘削用一時目止め剤などにおいて、それぞれの組成や混合割合等を変更することによって、目止め機能を維持することができる期間を調整制御することが可能である。
【００７１】
さらに、本発明の坑井掘削用一時目止め剤としては、先に不飽和ポリエステルについて説明したように、坑井から産出される炭化水素資源と接触することにより、溶解して消失する坑井掘削用一時目止め剤を使用することもでき、また、前記の炭化水素資源と接触することにより、分解して消失する坑井掘削用一時目止め剤を使用することもできる。
【００７２】
これにより、本発明の掘削工程、セメンティング工程、穿孔工程、フラクチャリング工程または仕上げ工程の１または複数の工程において使用される坑井掘削用一時目止め剤や、逸泥防止剤または転換剤である坑井掘削用一時目止め剤を調整することができる。
【００７３】
（４）一時目止め剤の具体例
〔熱可塑性ポリウレタンの目止め機能〕
熱可塑性ポリウレタンとして、デュロメータータイプＤ硬度７４°のラクトン系ポリエステル型ポリウレタン(架橋タイプであり、エラストマーである。)のペレット状成形物を得て、更にこれをゴム用粉砕機にかけて粉体状成形物を得た。ペレット状成形物と粉体状成形物を混合して、先に述べた目止め機能の試験を行ったところ、１１日目までスリットの目止め機能が継続し、その後目止め機能を喪失したことが確認できた。上記熱可塑性ポリウレタンについて、架橋剤の使用量を増加し、または電子線架橋を行って、更に架橋度を高めた熱可塑性ポリウレタンを得て、同様の目止め機能の試験を行うことにより、１６日目までスリットの目止め機能が継続し、その後目止め機能を喪失したことが確認できる。
【００７４】
（５）一時目止め機能の有無の推認と判定
合成樹脂が、高温環境下において一時目止め機能を実現することができるかどうかを推認し判定する方法として、高温環境の温度条件の水中における種々の合成樹脂の質量減少を確認した。具体的には、質量減少率が２０％以上となるまでの時間を確認したところ、以下のとおりであった。すなわち、温度９３℃の下では、ＰＧＡ：１０時間〜１．５日、ポリＬ−乳酸：３〜８日、熱硬化性ポリウレタン(ポリエステル型ポリウレタン)：２０時間〜３日であった。温度１２１℃の下では、熱可塑性ポリウレタン(ポリエステル型ポリウレタン、架橋タイプ)：３〜４４日、熱可塑性ポリウレタン(ポリエステル型ポリウレタン、非架橋タイプ)：３〜１８日、芳香族ポリエステル（ポリブチレンテレフタレート）：４〜４０日、ステレオコンプレックス型ポリ乳酸：３〜１１日であった。更に温度１７７℃の下では、熱可塑性ポリウレタン(ポリエステル型ポリウレタン、架橋タイプ)：６時間〜６日、脂肪族ポリアミド：２〜６日、ポリカーボネート：３〜１３日などであった。また、不飽和ポリエステルについては、温度１４９℃の下で約２日で質量減少率が２０％以上となったが、温度１００℃の下で３日間経過後には、表面がひび割れて極めて脆い状態になっていることが確認された。これらの結果から、上記の合成樹脂を含有する坑井掘削用一時目止め剤においては、それぞれの温度条件において、確認された日数経過後には、目止め機能が消失することが推認される。また、温度１２１℃の下で、例えば５〜３０日の期間の目止め機能を有することが確認された坑井掘削用一時目止め剤を、温度１７７℃等のより高い温度の下で使用することにより、更に短時間で目止め機能の喪失を可能とするように使用することもできる。なお、これらの質量減少の期間に幅があるのは、例えば、ポリウレタンについては、架橋度、硬度、構造の違い、また加水分解抑制剤や可塑剤等の添加剤の有無等の組成の如何により、ある程度の範囲内で変動が生じたものと推測される。また、その他の合成樹脂については、分子量、構造、結晶化度、更に添加剤の有無との組成の如何により、ある程度の範囲内で変動が生じたものと推測される。すなわち、合成樹脂の種類、物性や組成を選択する、例えば、先に説明したように、架橋度や硬度を調整したり、添加剤の有無や配合量を調整することにより、温度９３〜２０４℃の坑井環境において、４０日以下、多くの場合２日以上４０日以下の期間の範囲内で目止め機能を制御することができ、その用途に応じて、例えば３、５、７、１４、２１または３５日など、異なる一時目止めが必要な期間に応じて、これらの合成樹脂を選択することができることが推認された。
【００７５】
〔高高温度環境における一時目止め機能〕
本発明の合成樹脂含有の坑井掘削用一時目止め剤は、温度９３〜２０４℃の高温の坑井環境において、４０日以下の期間の目止め機能を有する。中でも、温度１４９〜１９１℃のような、より高い温度領域の温度環境（以下、「高高温度環境」ということがある。）において使用する坑井掘削用一時目止め剤が求められることもある。高高温度環境で使用する坑井掘削用一時目止め剤に含有するのに適合する合成樹脂は、例えば以下の方法によって、評価し選択することができる。すなわち、温度１４９℃の脱イオン水に３時間浸漬した後に形状を維持しており（または質量減少率１０％以下）、温度１９１℃の脱イオン水に３時間浸漬した後には形状を喪失したり質量減少する（例えば、質量減少率５０％以上）ような合成樹脂は、高高温度環境における一時目止め機能を有しているといえることが多い。表５に、種々の合成樹脂について、温度１４９℃または１９１℃の水に３時間浸漬したときの質量減少率（単位：％）と形状等に関する外観を、高高温度領域での適合性の評価（暫定的な評価である。）等とともに示す。
【００７６】
【表５】
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【００７７】
表５から、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６６、ＭＸＤナイロン、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等が、高高温度環境で使用する坑井掘削用一時目止め剤に含有するのに適合する合成樹脂であると推察することができる。なお、ナイロン６のように、温度１９１℃の水に直ちに溶解する合成樹脂は、坑井掘削用一時目止め剤としての使用には適しない。また、ＰＢＴやＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）は、温度１９０℃の水中においてブロッキングを生じるので、高高温度環境における坑井掘削用一時目止め剤としての使用には適しない。アラミドやＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）は、温度１４９℃でも１９１℃でも質量減少挙動がみられないので、坑井掘削用一時目止め剤としての使用には適しない。また、ＰＢＡＴやＰＢＳ（ポリブチレンサクシネート）は、高高温度環境で溶融する可能性があるので、高高温度環境における坑井掘削用一時目止め剤としての使用には適しないことが多いと推察される。
【００７８】
ＩＩ．坑井処理流体
本発明によれば、先に説明した温度９３〜２０４℃において、４０日以下、多くの場合２日以上４０日以下の期間、目止め機能を有する、本発明の合成樹脂含有の坑井掘削用一時目止め剤を含有する坑井処理流体が提供される。坑井処理流体としては、特に限定されないが、掘削流体、セメンティング流体、フラクチャリング流体及び仕上げ流体からなる群より選ばれる少なくとも１種が挙げられる。
【００７９】
本発明の合成樹脂含有の坑井掘削用一時目止め剤を含有する坑井処理流体は、当該坑井処理流体を使用する坑井孔内の環境、特に高温環境の温度や圧力に応じて、坑井掘削用一時目止め剤に含有される合成樹脂の種類や物性、組成（添加剤等を含む。）、及び、形状や大きさを選定して材料を選択し、選択された材料の１種または複数の材料の組み合わせを当該工程において使用する。したがって、本発明の合成樹脂含有の坑井掘削用一時目止め剤を使用するそれぞれの工程において、使用する坑井掘削用一時目止め剤は異なる材料または材料の組み合わせを使用してもよい。本発明の合成樹脂含有の坑井掘削用一時目止め剤の坑井処理流体の濃度は、特に限定されず、通常１〜２０質量％、多くの場合５〜１５質量％の範囲内である。
【００８０】
本発明の前記した坑井処理流体には、本発明の合成樹脂含有の坑井掘削用一時目止め剤のほか、本発明の目的を阻害しない範囲で、坑井処理流体において通常添加される種々の配合剤を含有させることができる。例えば、流動性制御剤である砂利、炭酸カルシウム等の無機材料、ＫＣｌ等の崩壊防止剤、アルカリ金属ハロゲン化物またはアルカリ土類金属ハロゲン化物等の比重調整剤、グアーガム等の有機コロイド剤、無機コロイド剤(粘土類等)、分散解コウ剤、界面活性剤、他の逸泥防止剤、転換剤、消泡剤、腐食防止剤などが挙げられ、これらを当該坑井処理流体を使用する坑井孔内の環境に応じて、選択し適宜の濃度で含有させて、坑井処理流体とする。
【００８１】
ＩＩＩ．坑井掘削方法
本発明によれば、先に説明した温度９３〜２０４℃において、４０日以下、多くの場合２日以上４０日以下の期間、目止め機能を有する、本発明の合成樹脂含有の坑井掘削用一時目止め剤、特に、温度９３〜２０４℃において、４０日以下の期間の目止め機能を有する合成樹脂含有の坑井掘削用一時目止め剤であって、好ましくは、含有される合成樹脂は、温度８０℃の脱イオン水中における質量減少速度がポリグリコール酸の該質量減少速度に対して０．００１以上１未満の比率であり、及び／または、温度９３〜２０４℃において、４０日以下の期間の経過後に、圧縮強度が、期間開始前の圧縮強度に対して２０％以上低下することを特徴とする前記の坑井掘削用一時目止め剤を使用して一時目止めを行う坑井掘削方法が提供される。坑井掘削方法において、本発明の合成樹脂含有の坑井掘削用一時目止め剤を使用する工程は特に限定されないが、本発明によれば、掘削工程、穿孔工程、フラクチャリング工程または仕上げ工程の１または複数の工程において本発明の合成樹脂含有の坑井掘削用一時目止め剤を使用する坑井掘削方法とすることができる。さらに、本発明の合成樹脂含有の坑井掘削用一時目止め剤を含有する一時目止め用の流体を、坑井処理流体を坑井孔内に流入させるのに先立って、坑井孔内に流入させる坑井掘削方法とすることもできる。
【００８２】
本発明の合成樹脂含有の坑井掘削用一時目止め剤を使用する工程の環境、特に高温環境の温度や圧力に応じて、坑井掘削用一時目止め剤に含有される合成樹脂の種類や物性、組成、及び、形状や大きさを選定して材料を選択し、選択された材料の１種または複数の材料の組み合わせを当該工程において使用する。したがって、先に説明したように、本発明の合成樹脂含有の坑井掘削用一時目止め剤を使用するそれぞれの工程において、使用する坑井掘削用一時目止め剤は異なる材料または材料の組み合わせを使用してもよい。
【００８３】
さらに、本発明の坑井掘削方法としては、本発明の合成樹脂含有の坑井掘削用一時目止め剤、すなわち、温度９３〜２０４℃において、４０日以下の期間、目止め機能を有する合成樹脂含有の坑井掘削用一時目止め剤とともに、温度９３〜２０４℃において、４０日を超える期間の目止め機能を有する坑井掘削用目止め剤を使用する、前記した種々の坑井掘削方法とすることもできる。この場合、温度９３〜２０４℃において、４０日以下の期間、目止め機能を有する合成樹脂含有の坑井掘削用一時目止め剤が、目止め機能を喪失することにより、温度９３〜２０４℃において、４０日を超える期間の目止め機能を有する坑井掘削用目止め剤は、目止め機能を発揮するのに適合する当初の存在態様を維持することができなくなるので、結局、温度９３〜２０４℃において、４０日以下の期間で目止め機能が喪失されることとなる。更にまた、本発明の坑井掘削方法としては、本発明の合成樹脂含有の坑井掘削用一時目止め剤を使用して一時目止めを行った後に、該坑井掘削用一時目止め剤を分解させることができる材料と接触させることにより目止めを解除する、前記した種々の坑井掘削方法とすることもできる。この場合、坑井掘削用一時目止め剤を分解させることができる材料としては、例えば、酸（酸生成物質等でもよい。）またはアルカリ等の坑井掘削用一時目止め剤の強度低下や質量減少を生じさせることができる物質を含有する流体などが挙げられる。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明は、温度９３〜２０４℃において、４０日以下、多くの場合２日以上４０日以下の期間の目止め機能を有する合成樹脂含有の坑井掘削用一時目止め剤（temporary plug）、特に、温度９３〜２０４℃において、４０日以下の期間の目止め機能を有する合成樹脂含有の坑井掘削用一時目止め剤であって、好ましくは、含有される合成樹脂は、温度８０℃の脱イオン水中における質量減少速度がポリグリコール酸の該質量減少速度に対して０．００１以上１未満の比率であり、及び／または、温度９３〜２０４℃において、４０日以下の期間の経過後に、圧縮強度が、期間開始前の圧縮強度に対して２０％以上低下することを特徴とする前記の坑井掘削用一時目止め剤であることによって、高深度化など採掘条件が過酷なものとなっているもとで、高温環境における使用に適合する一時目止め機能を有することにより、坑井掘削の経費軽減や工程短縮ができる坑井掘削用一時目止め剤を提供することができるので、産業上の利用可能性が高い。【００８５】
また、本発明は、前記の坑井掘削用一時目止め剤を含有する坑井処理流体、または、前記の坑井掘削用一時目止め剤を使用して一時目止めを行う坑井掘削方法であることによって、高深度化など採掘条件が過酷なものとなっているもとで、高温環境における使用に適合する一時目止め機能を有することにより、坑井掘削の経費軽減や工程短縮ができる坑井処理流体または坑井掘削方法を提供することができるので、産業上の利用可能性が高い。
【国際調査報告】
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