(57)【要約】【課題】多様な坑井環境条件下で、坑井処理を確実に行い、またその除去を容易に行うことができ、坑井掘削の経費節減及び工程短縮に寄与するダウンホールツール(部材)等の坑井掘削用成形品を形成するのに適合する、所定環境での分解性を有し、かつ強度に優れる坑井掘削用組成物を提供すること。【解決手段】反応性金属、及び、反応性金属の分解反応を促進する分解性樹脂組成物、好ましくは、分解により酸を生成する分解性樹脂を含有する分解性樹脂組成物、或いは、分解性樹脂と反応性金属の分解を促進する無機物質または有機物質とを含有する分解性樹脂組成物を含有する坑井掘削用成形品；ダウンホールツールまたはダウンホールツール部材である坑井掘削用成形品；並びに、該坑井掘削用成形品を使用する坑井掘削方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応性金属、及び、反応性金属の分解反応を促進する分解性樹脂組成物を含有することを特徴とする坑井掘削用組成物。
【請求項２】
前記分解性樹脂組成物が、分解により酸を生成する分解性樹脂を含有する請求項１記載の坑井掘削用組成物。
【請求項３】
前記分解性樹脂組成物が、脂肪族ポリエステルを含有する請求項１または２記載の坑井掘削用組成物。
【請求項４】
脂肪族ポリエステルが、ポリグリコール酸、ポリ乳酸及びグリコール酸・乳酸共重合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３記載の坑井掘削用組成物。
【請求項５】
前記分解性樹脂組成物は、分解性樹脂と反応性金属の分解を促進する無機物質または有機物質とを含有する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の坑井掘削用組成物。
【請求項６】
反応性金属の分解を促進する無機物質が、無機塩である請求項５記載の坑井掘削用組成物。
【請求項７】
無機塩が、塩化カリウムまたは塩化ナトリウムのいずれかを含有する請求項６記載の坑井掘削用組成物。
【請求項８】
前記分解性樹脂は、水溶性樹脂を含有する請求項５乃至７のいずれか１項に記載の坑井掘削用組成物。
【請求項９】
水溶性樹脂が、ポリビニルアルコール系重合体を含有する請求項８記載の坑井掘削用組成物。
【請求項１０】
前記分解性樹脂は、分解性ゴムを含有する請求項５乃至９のいずれか１項に記載の坑井掘削用組成物。
【請求項１１】
前記分解性樹脂組成物は、充填材を含有する請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の坑井掘削用組成物。
【請求項１２】
反応性金属が、マグネシウム、アルミニウム及びカルシウム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１乃至１１のいずれか１項に記載の坑井掘削用組成物。
【請求項１３】
温度１５０℃の水に７２時間浸漬後の質量の、浸漬前の質量に対する減少率が５〜１００％である請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の坑井掘削用組成物。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の坑井掘削用組成物から形成される坑井掘削用成形品。
【請求項１５】
反応性金属と前記分解性樹脂組成物とが、いずれも粒状である請求項１４記載の坑井掘削用成形品。
【請求項１６】
反応性金属または前記分解性樹脂組成物である一方の成分が、他方の成分の中に分散する請求項１４または１５記載の坑井掘削用成形品。
【請求項１７】
反応性金属と前記分解性樹脂組成物との両方を含有する層を備える請求項１４乃至１６のいずれか１項に記載の坑井掘削用成形品。
【請求項１８】
反応性金属と前記分解性樹脂組成物との両方を含有し、組成が異なる複数の層を備える請求項１４乃至１７のいずれか１項に記載の坑井掘削用成形品。
【請求項１９】
ダウンホールツールまたはダウンホールツール部材である請求項１４乃至１８のいずれか１項に記載の坑井掘削用成形品。
【請求項２０】
プラグである請求項１４乃至１９のいずれか１項に記載の坑井掘削用成形品。
【請求項２１】
ボールである請求項１４乃至１９のいずれか１項に記載の坑井掘削用成形品。
【請求項２２】
ボールシートである請求項１４乃至１９のいずれか１項に記載の坑井掘削用成形品。
【請求項２３】
粒状、ペレット状、繊維状またはフィルム状である請求項１４乃至１９のいずれか１項に記載の坑井掘削用成形品。
【請求項２４】
プロパントである請求項１４乃至１９のいずれか１項に記載の坑井掘削用成形品。
【請求項２５】
一時目止め剤である請求項１４乃至１９のいずれか１項に記載の坑井掘削用成形品。
【請求項２６】
請求項２３乃至２５のいずれか１項に記載の坑井掘削用成形品を含有する坑井処理流体。
【請求項２７】
請求項１４乃至２５のいずれか１項に記載の坑井掘削用成形品を使用する坑井掘削方法。
【請求項２８】
請求項１４乃至２５のいずれか１項に記載の坑井掘削用成形品を使用して坑井処理を実施した後に、前記分解性樹脂組成物によって、反応性金属を分解し、消失させる坑井掘削方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、石油または天然ガス等の炭化水素資源を産出し、炭化水素を回収するためのダウンホールツール等の坑井掘削用成形品に適合する坑井掘削用組成物、坑井掘削用成形品、及び坑井掘削方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
石油または天然ガス等の炭化水素資源は、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。総称して「坑井」という。）を通じて採掘され生産されてきた。エネルギー消費の増大に伴い、坑井の高深度化と多様化が進み、高深度では深度９０００ｍを超える掘削の記録もある。採掘が続けられる坑井において、時間経過とともに浸透性が低下してきた地下層や、さらには元々浸透性が十分ではない地下層から、継続して炭化水素資源を効率よく採掘するために、生産層を刺激（stimulate）することが行われ、刺激方法としては、酸処理や破砕方法が知られている（特許文献１）。酸処理は、塩酸やフッ酸等の酸を生産層に注入し、岩盤の反応成分（炭酸塩、粘土鉱物、ケイ酸塩等）を溶解させることによって、生産層の浸透性を増加させる方法であるが、強酸の使用に伴う諸問題が指摘され、また種々の対策を含めてコストの増大が指摘されている。そこで、流体圧を利用して生産層に、細孔を形成させる穿孔（perforation）や、亀裂（フラクチャ、fracture）を形成させる水圧破砕法（「フラクチャリング（fracturing）」ということもある。）が注目されている。
【０００３】
水圧破砕法は、水圧等の流体圧（以下、単に「水圧」ということがある。）により生産層に穿孔や亀裂を発生させる方法であり、一般に、垂直な孔を掘削し、続けて、垂直な孔を曲げて、地下数千ｍの地層内に水平な孔を掘削した後、それらの坑井孔（坑井を形成するために設ける孔を意味し、「ダウンホール」ということもある。）内にフラクチャリング流体等の流体を高圧で送り込み、地下の生産層（石油または天然ガス等の炭化水素資源を産出する層）に水圧によって亀裂（フラクチャ）等を生じさせ、該フラクチャ等を通して炭化水素資源を採取・回収するための生産層の刺激方法である。水圧破砕法は、いわゆるシェールオイル（頁岩中で熟成した油）、シェールガス等の非在来型資源の開発においても、有効性が注目されている。
【０００４】
水圧等の流体圧によって形成された亀裂（フラクチャ）等は、水圧がなくなれば直ちに地層圧により閉塞されてしまう。亀裂（フラクチャ）の閉塞を防ぐために、高圧で送り込まれるフラクチャリング流体（すなわち、フラクチャリングに使用する坑井処理流体）にプロパント（proppant）を含有させて、坑井孔内に送り込み、亀裂（フラクチャ）にプロパントを配置することが行われている。フラクチャリング流体には、プロパントの間に、シェールオイル、シェールガス等が通過できる流路を形成することを目的として、チャネラント（channelant）を含有させることもある。したがって、坑井処理流体には、プロパントのほかに、チャネラント、ゲル化剤、スケール防止剤、岩石等を溶解するための酸、摩擦低減剤など、種々の添加剤が使用される。
【０００５】
フラクチャリング流体等の高圧で送り込まれる坑井処理流体としては、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る。坑井処理流体には、プロパントを、坑井孔内のフラクチャを生じさせる場所まで運搬し得る機能が求められるので、通常は所定の粘度を有し、プロパントの分散性が良好であるとともに、後処理の容易性、環境負荷の小ささなどが求められ、水ベースの坑井処理流体が広く使用されている。
【０００６】
高圧で送り込まれる流体を使用して、地下の生産層（シェールオイル等の石油またはシェールガス等の天然ガスなどの炭化水素資源を産出する層）に水圧によって亀裂や穿孔を生じさせるためには、通常、以下の方法が採用されている。すなわち、地下数千ｍの地層内に掘削した坑井孔（ダウンホール）に対して、坑井孔の先端部から順次、例えば目止め剤（一時目止め剤、逸泥防止剤、転換剤等といわれることもあり、通常粒状等の形状のものが使用される。）を含有する坑井処理流体を使用して、一時的に目止めをしながら、所定区画を部分的に閉塞し、その閉塞した区画内に流体を高圧で送入して、生産層に亀裂や穿孔を生じさせる。次いで、次の所定区画（通常は、先行する区画より手前、すなわち地上側の区画）を閉塞して亀裂や穿孔を生じさせる。以下、この工程を必要な一時的な目止めと、亀裂や穿孔の形成が完了するまで繰り返し実施する。
【０００７】
新たな坑井の掘削にとどまらず、既に形成された坑井孔の所望の区画について、再度生産層の刺激を行うこともある。その際も同様に、坑井孔の閉塞とフラクチャリングなどの坑井処理を繰り返すことがある。また、坑井の仕上げを行うために、坑井孔を閉塞して下部からの流体を遮断し、その上部の仕上げを行った後、閉塞の解除を行うこともある。これら新たに形成する坑井孔や既に形成された坑井孔の内部において、所要の操作を行うために種々のツールが使用され、これらのツールは総称して「ダウンホールツール（downhole tool）」といわれる。ダウンホールツールは、広義には、坑井の更なる掘削を行うための掘削装置やその動力源、更には、諸ツールの位置や掘削情報を取得し交換するセンサや通信装置を含む概念として使われるとともに、例えば、後述するプラグやプラグの部材または部品等のダウンホールツール部材を含む概念としても使われる。
【０００８】
例えば、特許文献２には、坑井孔の閉塞や固定を行うために使用するダウンホールツールであるプラグ（「フラックプラグ」、「ブリッジプラグ」または「パッカー」等と称することもある。）が開示されている。特許文献２には、坑井掘削用のプラグ（「ダウンホールプラグ」ということもある。）が開示されており、具体的には、軸方向に中空部を有するマンドレル（本体）、マンドレルの軸方向と直交する外周面上に、軸方向に沿って、リングまたは環状部材（annular member）、第１の円錐状部材（conical member）及びスリップ（slip）、エラストマーまたはゴム等から形成される可鍛性要素（malleable element）、第２の円錐状部材及びスリップ、並びに、回り止め機構（anti-rotation feature）を備えるプラグが開示されている。この坑井掘削用のプラグによる坑井孔の封鎖は、以下のとおりである。すなわち、マンドレルをその軸方向に移動することにより、リングまたは環状部材と回り止め機構との間隙が縮小することに伴い、スリップが円錐状部材の傾斜面に当接し、円錐状部材に沿って進むことで、外方に放射状に拡大して坑井孔の内壁に当接して坑井孔に固定されること、及び、可鍛性要素が拡径変形して坑井孔の内壁に当接して坑井孔を封鎖することによる。マンドレルには、軸方向の中空部が存在し、これにボール（「ボールシーラー」ということもある。また、ボールは、ダウンホールツールまたはダウンホールツール部材の概念に含まれる。）をセットすることにより、坑井孔を封鎖することができる。プラグを形成する材料（材料のそれぞれは、ダウンホールツール部材の概念に含まれる。）として、金属材料(アルミニウム、スチール、ステンレス鋼等)、繊維、木、複合材及びプラスチックなどが広く例示され、好ましくは、炭素繊維等の強化材を含有する複合材、特に、エポキシ樹脂やフェノール樹脂等の重合体複合材であること、マンドレルがアルミニウムまたは複合材料で形成されることが記載されている。一方、ボールについては、先に説明した材料のほかに、温度、圧力、ｐＨ（酸、塩基）等により分解する材料を使用できることが記載されている。
【０００９】
坑井掘削に使用されるプラグやボールシーラーその他のダウンホールツールまたはダウンホールツール部材（以下、総称して単に「ダウンホールツール（部材）」ということがある。）は、坑井が完成するまで順次坑井孔内に配置されるが、シェールオイル等の石油またはシェールガス等の天然ガス（以下、総称して「石油や天然ガス」ということがある。）などの生産が開始される段階では、これらを除去する必要がある。プラグ等のダウンホールツールは、通常、使用後に閉塞を解除して回収できるように設計されていないため、破砕、ドリル空け（drill out）その他の方法で、破壊されたり、小片化されたりすることによって除去されるが、破砕やドリル空け等には多くの経費と時間を費やす必要があった。また、使用後に回収できるように特殊に設計されたプラグ（retrievable plug）もあるが、プラグは高深度地下に置かれたものであるため、そのすべてを回収するには多くの経費と時間を要していた。そこで、ダウンホールツールとして分解性材料を使用するに当たっての改良が広く試みられるようになっている。
【００１０】
特許文献３には、弁操作に用いられるボールや、プラグ、更にはプロパント等、フラクチャリング、酸処理等に使用する油田素子（oilfield element）に適用可能であって、強度が高く、所定の条件下で分解可能である、反応性金属を含有する組成物が開示されている。特許文献３には、一旦流体に曝されると、直ちに、または、十分に制御されかつ予測可能な時間が経過した後に、部分的にまたは全体が分解する前記の組成物として、分解性金属とポリマーとの複合物等が開示され、また、流体として、水性流体、有機流体、液体金属等が記載されており、さらに、医薬品分野におけるいわゆる徐放性と類似の効果を奏するものとして、水溶性ポリマーによる被覆を行うことが開示され、水溶性のポリマーとしてポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸等が例示されている。特許文献３においては、反応性金属とは、容易に酸素と結合して極めて安定な酸化物を形成するものとして、また、水と反応して二原子水素を生成するものとして、及び／または容易に酸素、水素、窒素または他の非金属元素の吸収により脆化するものとして定義されており、カルシウム、マグネシウム及びアルミニウムから選択されることが開示され、また、合金元素としてリチウム、ガリウム、インジウム、亜鉛、ビスマス等が挙げられている。
【００１１】
さらに、特許文献４には、物理的破砕、化学エッチングまたは物理的破砕と化学エッチングの組合せにより、耐腐食性（resistant to corrosion）の金属層の表面被覆を侵食（erode）することを含む、表面被覆を有する腐食性のダウンホール物品（corrodible downhole article）を腐食性材料（corrossive material）により腐食（corrode）して除去（remove）する方法が開示されている。特許文献４には、腐食性材料として、水、塩水、塩酸、硫化水素等が挙げられ、腐食性のダウンホール物品として、マグネシウム合金等の腐食性のコアと、厚み１０００μｍ以下の金属層の表面被覆からなるものが例示され、ボールシートまたはフラックプラグが挙げられている。
【００１２】
エネルギー資源の確保及び環境保護等の要求の高まりのもと、特に、非在来型資源の採掘が広がる中で、高深度化など採掘条件がますます過酷なものとなり、また、採掘条件の多様化、例えば、温度条件としては深度の多様化等に付随して２５℃程度から２００℃程度までと多様化が進んでいる。すなわち、フラックプラグ、ブリッジプラグまたはパッカー等のプラグ類やボール（ボールシーラー）またはボールシートなどのダウンホールツールとしては、数千ｍの深度地下に部材を移送することができる機械強度（引張強伸度や圧縮強伸度等）、高深度地下のダウンホールの高温かつ高湿度の環境下で、回収対象である炭化水素資源と接触しても機械強度等が維持される耐油性、耐水性及び耐熱性、穿孔やフラクチャリングを実施するためにダウンホールを閉塞するときに、高圧の水圧によっても閉塞を維持することができるシール性能や機械強度などの諸特性が求められる。加えて、炭化水素資源回収用の坑井が完成した段階では、その坑井の環境条件下（先に説明したように、深度の多様化等に付随し温度条件その他において多様な環境がある。）において、容易に除去することができるという特性を併せ有することが求められるようになっている。さらに、フラクチャリングにより形成された亀裂の崩壊を防ぐ支柱として使用されるプロパントについても、所定の条件下で分解除去が求められることも生じている。
【００１３】
したがって、採掘条件が過酷かつ多様なものとなるもとで、多様な坑井環境条件下で、坑井処理を確実に行い、またその除去を容易に行うことができ、坑井掘削の経費節減及び工程短縮に寄与するダウンホールツール(部材)等の坑井掘削用成形品を形成するのに適合する、所定環境での分解性を有し、かつ強度に優れる坑井掘削用組成物が求められていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特表２００３−５３３６１９号公報
【特許文献２】米国特許出願公開２０１１／０２７７９８９号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開２００７／０１８１２２４号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開２０１２／０３１８５１３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の課題は、例えば、採掘条件が過酷かつ多様なものとなるもとで、多様な坑井環境条件下で、坑井処理を確実に行い、またその除去を容易に行うことができ、坑井掘削の経費節減及び工程短縮に寄与するダウンホールツール(部材)等の坑井掘削用成形品を形成するのに適合する、所定環境での分解性を有し、かつ強度に優れる坑井掘削用組成物を提供することにある。さらに、本発明の課題は、該坑井掘削用組成物から形成される、ダウンホールツール（部材）等の坑井掘削用成形品、及び、該坑井掘削用成形品を使用する坑井掘削方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
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、坑井掘削用成形品を形成する坑井掘削用組成物を、反応性金属と、反応性金属の分解を促進する分解性樹脂組成物とをともに含有するものとすることにより、反応性金属に由来して所要の強度を有するとともに、容易に、例えば所定温度の水と接触させること等により所望の期間で分解させることを可能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。
【００１７】
すなわち、本発明の第１の側面によれば、（１）反応性金属、及び、反応性金属の分解を促進する分解性樹脂組成物を含有することを特徴とする坑井掘削用組成物が提供される。
【００１８】
また、本発明によれば、前記（１）の坑井掘削用組成物に係る発明の具体的な態様として、以下（２）〜（１３）の坑井掘削用組成物が提供される。
【００１９】
（２）前記分解性樹脂組成物が、分解により酸を生成する分解性樹脂を含有する前記（１）の坑井掘削用組成物。
（３）前記分解性樹脂組成物が、脂肪族ポリエステルを含有する前記（１）または（２）の坑井掘削用組成物。
（４）脂肪族ポリエステルが、ポリグリコール酸、ポリ乳酸及びグリコール酸・乳酸共重合体からなる群より選ばれる少なくとも１種である前記（３）の坑井掘削用組成物。
（５）前記分解性樹脂組成物は、分解性樹脂と反応性金属の分解を促進する無機物質または有機物質とを含有する前記（１）〜（４）のいずれかの坑井掘削用組成物。
（６）反応性金属の分解を促進する無機物質が、無機塩である前記（５）の坑井掘削用組成物。
（７）無機塩が、塩化カリウムまたは塩化ナトリウムのいずれかを含有する前記（６）の坑井掘削用組成物。
（８）前記分解性樹脂は、水溶性樹脂を含有する前記（５）〜（７）のいずれかの坑井掘削用組成物。
（９）水溶性樹脂が、ポリビニルアルコール系重合体を含有する前記（８）の坑井掘削用組成物。
（１０）前記分解性樹脂は、分解性ゴムを含有する前記（５）〜（９）のいずれかの坑井掘削用組成物。
（１１）前記分解性樹脂組成物は、充填材を含有する前記（１）〜（１０）のいずれかの坑井掘削用組成物。
（１２）反応性金属が、マグネシウム、アルミニウム及びカルシウム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（１）〜（１１）のいずれかの坑井掘削用組成物。
（１３）温度１５０℃の水に７２時間浸漬後の質量の、浸漬前の質量に対する減少率が５〜１００％である前記（１）〜（１２）のいずれかの坑井掘削用組成物。
【００２０】
本発明の第２の側面によれば、（１４）前記（１）〜（１３）のいずれかの坑井掘削用組成物から形成される坑井掘削用成形品が提供される。
【００２１】
また、本発明によれば、前記（１４）の坑井掘削用成形品に係る発明の具体的な態様として、以下（１５）〜（２５）の坑井掘削用成形品が提供される。
（１５）反応性金属と前記分解性樹脂組成物とが、いずれも粒状である前記（１４）の坑井掘削用成形品。
（１６）反応性金属または前記分解性樹脂組成物である一方の成分が、他方の成分の中に分散する前記（１４）または（１５）の坑井掘削用成形品。
（１７）反応性金属と前記分解性樹脂組成物との両方を含有する層を備える前記（１４）〜（１６）のいずれかの坑井掘削用成形品。
（１８）反応性金属と前記分解性樹脂組成物との両方を含有し、組成が異なる複数の層を備える前記（１４）〜（１７）のいずれかの坑井掘削用成形品。
（１９）ダウンホールツールまたはダウンホールツール部材である前記（１４）〜（１８）のいずれかの坑井掘削用成形品。
（２０）プラグである前記（１４）〜（１９）のいずれかの坑井掘削用成形品。
（２１）ボールである前記（１４）〜（１９）のいずれかの坑井掘削用成形品。
（２２）ボールシートである前記（１４）〜（１９）のいずれかの坑井掘削用成形品。
（２３）粒状、ペレット状、繊維状またはフィルム状である前記（１４）〜（１９）のいずれかの坑井掘削用成形品。
（２４）プロパントである前記（１４）〜（１９）のいずれかの坑井掘削用成形品。
（２５）一時目止め剤である前記（１４）〜（１９）のいずれかの坑井掘削用成形品。
【００２２】
さらに、本発明の別の側面によれば、（２６）前記（２３）〜（２５）のいずれかの坑井掘削用成形品を含有する坑井処理流体が提供される。本発明の更に別の側面によれば、（２７）前記（１４）〜（２５）のいずれかの坑井掘削用成形品を使用する坑井掘削方法が提供され、また、（２８）前記（１４）〜（２５）のいずれかの坑井掘削用成形品を使用して坑井処理を実施した後に、前記分解性樹脂組成物によって、反応性金属を分解し、消失させる坑井掘削方法が提供される。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、反応性金属、及び、反応性金属の分解を促進する分解性樹脂組成物を含有することを特徴とする坑井掘削用組成物であることによって、採掘条件が過酷かつ多様なものとなるもとで、坑井処理を確実に行い、またその除去を容易に行うことができ、坑井掘削の経費節減及び工程短縮に寄与するダウンホールツール(部材)等の坑井掘削用成形品を形成するのに適合する、所定環境での分解性を有し、かつ強度に優れる坑井掘削用組成物が提供されるという効果が奏される。
【００２４】
また、本発明によれば、該坑井掘削用組成物から形成される、ダウンホールツール（部材）等の坑井掘削用成形品であることによって、採掘条件が過酷かつ多様なものとなるもとで、多様な坑井環境条件下で、坑井処理を確実に行い、またその除去を容易に行うことができ、坑井掘削の経費節減及び工程短縮に寄与することができる坑井掘削用成形品、並びに坑井処理流体が提供されるという効果が奏される。
【００２５】
更にまた、本発明によれば、前記の坑井掘削用成形品を使用する坑井掘削方法であることによって、採掘条件が過酷かつ多様なものとなるもとで、多様な坑井環境条件下で、坑井処理を確実に行い、またその除去を容易に行うことができ、坑井掘削の経費節減及び工程短縮に寄与する坑井掘削方法が提供されるという効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の坑井掘削用組成物から形成される坑井掘削用成形品であるダウンホールツールの一つの具体例を示す模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
Ｉ．反応性金属、及び、反応性金属の分解を促進する分解性樹脂組成物を含有することを特徴とする坑井掘削用組成物
本発明の坑井掘削用組成物は、例えば、採掘条件が過酷かつ多様なものとなるもとで、多様な坑井環境条件下で、坑井処理を確実に行い、またその除去を容易に行うことができ、坑井掘削の経費節減及び工程短縮に寄与するダウンホールツール(部材)等の坑井掘削用成形品を形成するのに適合する、所定環境での分解性を有し、かつ強度に優れる坑井掘削用組成物である。
【００２８】
１．反応性金属
本発明の坑井掘削用組成物に含有される反応性金属とは、先に提示した特許文献３にも開示されるように、容易に酸素と結合して極めて安定な酸化物を形成したり、水と反応して二原子水素を生成したり、及び／または容易に酸素、水素、窒素、または他の非金属元素を吸収して脆化することにより、分解する金属元素である。より具体的には、反応性金属とは、坑井環境（以下、「ダウンホール環境」ということもある。）における所定の条件（例えば、温度や圧力等の条件、水性流体等の流体との接触など）において、化学的変化に基づく分解反応によって、当初の坑井掘削用成形品の形状を容易に喪失することができる金属元素の単体及び該金属元素を主要成分とする合金を意味する。想定される坑井環境等の所定の条件に応じて、反応性金属の範囲は、当業者が適宜選択することができるが、多くの場合、周期表の第Ｉ族または第ＩＩ族に属するアルカリ金属またはアルカリ土類金属や、アルミニウムなどが挙げられる。
【００２９】
坑井環境における分解の制御のしやすさや成形品に求められる強度、及び取扱い性等の観点から、反応性金属としては、マグネシウム、アルミニウム及びカルシウムからなる群より選ばれる少なくとも１種が好ましく挙げられる。反応性金属、好ましくはマグネシウム、アルミニウム及びカルシウムからなる群より選ばれる少なくとも１種は、更に上記の観点から、合金であることがより好ましい。合金の組成としては、前記したような反応性金属を主要成分、すなわち通常５０質量％以上、好ましくは６０質量％以上、より好ましくは７０質量％以上含有し、少量成分として、例えば、リチウム、ガリウム、インジウム、亜鉛、ビスマス、スズ、銅などの１種または複数種を合計で、通常５０質量％以下、好ましくは４０質量％以下、より好ましくは３０質量％以下含有するものが挙げられる。
【００３０】
２．反応性金属の分解を促進する分解性樹脂組成物
本発明の坑井掘削用組成物に含有される反応性金属の分解を促進する分解性樹脂組成物とは、樹脂組成物、すなわち樹脂（以下、「ポリマー」または「重合体」ということがある。）を含有する組成物であって、該樹脂組成物が分解、すなわち当初の組成等を喪失することによって、先に説明した坑井掘削用組成物に含有される反応性金属の分解を促進することができる樹脂組成物である。
【００３１】
坑井掘削用組成物に含有される反応性金属の分解反応の促進は、大別すると、（１）前記の樹脂組成物に含有される樹脂が分解等することによって生成する物質による場合、（２）前記の樹脂組成物に含有される樹脂以外の配合剤等が反応性金属と接触する場合、などの機構が挙げられるが、その他の機構によって、坑井掘削用組成物に含有される反応性金属の分解を促進するものでもよい。（１）の具体例としては、該樹脂組成物に含有される樹脂が分解等することによって、反応性金属の分解を促進する物質、好ましくは酸を生成し、酸等の反応性金属の分解を促進する物質が反応性金属と接触することによって、反応性金属の分解を促進する場合などが想定される。（２）の具体例としては、例えば、該樹脂組成物に含有される樹脂が、所定の環境において消失し、残存する樹脂以外の配合剤の一部またはすべてが反応性金属と接触することによって、反応性金属の分解を促進する場合などが想定される。
【００３２】
２−１．分解により酸を生成する分解性樹脂
上記の（１）に該当する場合の好ましい具体例として、分解性樹脂組成物が、分解により酸を生成する分解性樹脂を含有するものが挙げられる。すなわち、分解性樹脂組成物を形成する成分である樹脂が、所定の環境において、樹脂（重合体）の主鎖等の結合の一部または全部が破壊されて、遊離の酸（反応性を有する酸の誘導体を含む。）を生成するものであり、生成した酸が、坑井掘削用組成物に含有される反応性金属の分解を促進する。すなわち、分解により酸を生成する分解性樹脂から生成した酸は、坑井掘削用組成物に含有される反応性金属に、近接した距離で、かつ、高い濃度で接触することができるので、反応性金属の分解を促進する。また、一般に、反応性金属は、分解反応によって強アルカリ性となることが多いが、本発明によれば、生成した酸がアルカリを中和するので、坑井環境等成形品の周囲の環境がアルカリ性となることを防ぐことができ、さらに、反応性金属の分解を促進する効果も期待できる。
【００３３】
分解により酸を生成する分解性樹脂、すなわち重合体の主鎖等の結合の一部または全部が破壊されて、酸を生成する分解性樹脂としては、特に限定されないが、例えば、ポリエステル、ポリアミド等が挙げられる。坑井環境における樹脂（重合体）の分解性、分解の制御のしやすさ、成形加工性等の観点から、分解により酸を生成する分解性樹脂としては、好ましくは脂肪族ポリエステルが挙げられ、したがって、本発明の坑井掘削用組成物は、分解性樹脂組成物が、脂肪族ポリエステルを含有するものが好ましい。
【００３４】
〔脂肪族ポリエステル〕
本発明の坑井掘削用組成物に好ましく含有される脂肪族ポリエステルは、分解性樹脂としても広く知られているものであって、ポリグリコール酸（ＰＧＡ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリ−ε−カプロラクトン等が挙げられる。上記した観点からより好ましくは、脂肪族ポリエステルが、ＰＧＡ、ＰＬＡ及びグリコール酸・乳酸共重合体（ＰＧＬＡ）からなる群より選ばれる少なくとも１種であるものであり、更に好ましい脂肪族ポリエステルはＰＧＡである。
【００３５】
より好ましい脂肪族ポリエステルであるＰＧＡとしては、グリコール酸の単独重合体のほかに、グリコール酸繰り返し単位を５０質量％以上、好ましくは７５質量％以上、より好ましくは８５質量％以上、更に好ましくは９０質量％以上、特に好ましくは９５質量％以上、最も好ましくは９９質量％以上であり、とりわけ好ましくは９９．５質量％以上有する共重合体を包含する。ＰＬＡとしては、Ｌ−乳酸またはＤ−乳酸の単独重合体のほかに、Ｌ−乳酸またはＤ−乳酸の繰り返し単位を５０質量％以上、好ましくは７５質量％以上、より好ましくは８５質量％以上、更に好ましくは９０質量％以上有する共重合体や、ポリ−Ｌ−乳酸とポリ−Ｄ−乳酸とを混合することにより得られるステレオコンプレックス型ポリ乳酸を包含する。ＰＧＬＡとしては、グリコール酸繰り返し単位と乳酸繰り返し単位の比率（質量比）が、９９：１〜１：９９、好ましくは９０：１０〜１０：９０、より好ましくは８０：２０〜２０：８０である共重合体を使用することができる。これら脂肪族ポリエステルの溶融粘度（測定条件：温度２７０℃及びせん断応力１２２ｓｅｃ−１）は、特に限定されないが、分解性、成形品の強度や成形性等の観点から、通常１００〜１００００Ｐａ・ｓ、多くの場合２００〜５０００Ｐａ・ｓ、ほとんどの場合３００〜３０００Ｐａ・ｓである。
【００３６】
本発明の坑井掘削用組成物に好ましく含有される脂肪族ポリエステルは、分解して、酸性物質である酸、例えば、グリコール酸、乳酸、またはそれらのオリゴマー（酸に属するものである。）を生成する。したがって、生成したグリコール酸、乳酸等の酸が、坑井掘削用組成物に含有される反応性金属に、近接した距離で、かつ、高い濃度で接触することにより、反応性金属の分解を促進する。例えば、マグネシウム合金〔商品名：ＩＮ−Ｔａｌｌｉｃ（登録商標）〕を、脱イオン水に浸漬しても無反応であるが、濃度４質量％のグリコール酸水溶液に浸漬すると、直ちに気泡（Ｈ２ガス）を発生して溶解し、沈殿物を生成する。当初酸性であった前記グリコール酸水溶液がアルカリ性に変化したことにより、マグネシウム合金の分解反応が促進されたことが確認できる。
【００３７】
本発明の坑井掘削用組成物に含有される反応性金属の分解を促進する分解性樹脂組成物が、分解により酸を生成する分解性樹脂、好ましくは脂肪族ポリエステル、より好ましくはＰＧＡ、ＰＬＡまたはＰＧＬＡを含有する場合、該組成物中における分解により酸を生成する分解性樹脂の含有割合は、特に制限はないが、通常３０質量％以上、好ましくは５０質量％以上、より好ましくは７０質量％以上である。前記の分解により酸を生成する分解性樹脂の含有割合は、特に上限値がなく、１００質量％（すなわち上記の組成物の全量である。）でもよいが、多くの場合９９質量％以下、ほとんどの場合９５質量％以下とする。
【００３８】
２−２．分解性樹脂及び反応性金属の分解を促進する無機物質または有機物質
上記の（２）に該当する場合の好ましい具体例として、分解性樹脂組成物は、分解性樹脂と反応性金属の分解を促進する無機物質または有機物質とを含有するものが挙げられる。すなわち、分解性樹脂組成物を形成する成分である分解性樹脂が、所定の環境（具体的には水性流体が供給される坑井環境等である。）において、分解することにより消失することによって、該分解性樹脂組成物に含有されている反応性金属の分解を促進する無機物質または有機物質（以下、「分解トリガー」ということがある。）が、反応性金属に、近接した距離で、かつ、高い無機物質または有機物質濃度で接触することができるので、反応性金属の分解を促進することができる。所定の環境において分解し消失する分解性樹脂としては、該所定の環境内に存在する水等の溶媒に溶出しまたは吸水して形状を失うことができる水溶性樹脂を含有するものが好ましく挙げられ、また、該所定の環境内において、例えば水と接触することによって分解することができる分解性ゴムを含有するものが好ましく挙げられる。なお、先に説明した「分解により酸を生成する分解性樹脂」も、分解性樹脂と分解トリガーとを含有する分解性樹脂組成物における分解性樹脂として使用することができる。
【００３９】
〔水溶性樹脂〕
分解性樹脂と分解トリガーとを含有する分解性樹脂組成物に含有される分解性樹脂として好ましく使用される水溶性樹脂としては、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリアクリルアミド（Ｎ，Ｎ置換物でもよい。）、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸等が挙げられ、これらの樹脂を形成する単量体の共重合体、例えば、エチレン・ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）、アクリルアミド・アクリル酸・メタクリル酸インターポリマー等が挙げられる。分解性の制御のしやすさ、強度、取扱い性等の観点から、水溶性樹脂は、好ましくはＰＶＡ、ＥＶＯＨ、ポリアクリル酸またはポリアクリルアミド等を含有し、より好ましくはＰＶＡまたはＥＶＯＨ等のポリビニルアルコール系重合体（ＰＶＡ系重合体）を含有するものである。
【００４０】
（ポリビニルアルコール系重合体）
ＰＶＡ系重合体は、ビニルアルコール単位を有する重合体であり、具体的には酢酸ビニル単位を有する重合体をけん化することにより得られる重合体である。すなわち、酢酸ビニルを、必要に応じて酢酸ビニルと共重合可能な他の単量体（例えば、エチレン等のオレフィンなど）とともに、メタノール等のアルコール溶媒中で重合し、次いで、アルコール溶媒中でアルカリ触媒を使用して重合体中の酢酸ビニル単位の酢酸基を水酸基に置換することによって、ビニルアルコール単位を有する重合体（ＰＶＡ）または共重合体（ＥＶＯＨ等）を得る。
【００４１】
〔分解性ゴム〕
分解性樹脂と分解トリガーとを含有する分解性樹脂組成物に含有される分解性樹脂として好ましく使用される分解性ゴムとしては、従来、ダウンホールツール（部材）等の坑井掘削用成形品を形成するために使用されていた分解性ゴムを含有するものを使用することができる。なお、分解性ゴムにおける分解性とは、生分解性や加水分解性等の何らかの方法により化学的に分解することができる分解性を意味するほか、例えば、重合度の低下等によりゴムが本来有した強度が低下して脆くなる結果、極めて小さい機械的力を加えることにより、分解性ゴムを含有する部材が簡単に崩壊して形状を失うこと（崩壊性）も意味する。なお、分解性ゴムを、先に説明した分解により酸を生成する分解性樹脂と併用すると、該分解により酸を生成する分解性樹脂から生成される酸によって、分解性ゴムの分解が一層促進される。分解性ゴムは、１種単体で使用してもよいが、２種以上の分解性ゴムを混合して使用してもよい。
【００４２】
（分解性ゴムの具体例）
分解性ゴムとしては、ウレタンゴム、天然ゴム、イソプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、ブチルゴム、スチレンゴム、アクリルゴム、脂肪族ポリエステルゴム、クロロプレンゴム、ポリエステル系熱可塑性エラストマー及びポリアミド系熱可塑性エラストマーからなる群より選ばれる少なくとも１種を含有する分解性ゴムが挙げられる。また、分解性や崩壊性の観点から、分解性ゴムは、加水分解性の官能基（例えば、ウレタン基、エステル基、アミド基、カルボキシル基、水酸基、シリル基、酸無水物、酸ハロゲン化物等）を有するゴムを含有する分解性ゴムも好ましく挙げられる。なお、ここで「官能基を有する」とは、ゴム分子の主鎖を形成する結合として有することや、例えば架橋点となるゴム分子の側鎖として有することを意味する。特に好ましい分解性ゴムとしては、ゴムの構造や硬度、架橋度等を調整したり、他の配合剤を選択したりすることによって、分解性や崩壊性の制御を容易に実施することができることから、ウレタンゴムが挙げられる。すなわち、特に好ましい分解性ゴムは、加水分解性のウレタン結合を有するウレタンゴムを含有するものである。また、同様に分解性ゴムは、ポリエステル系熱可塑性エラストマーまたはポリアミド系熱可塑性エラストマーを含有するものも好ましい。
【００４３】
（ウレタンゴム）
分解性ゴムとして特に好ましく使用されるウレタンゴム（「ウレタンエラストマー」ということもある。）は、分子中にウレタン結合（−ＮＨ−ＣＯ−Ｏ−）を有するゴム材料であり、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。イソシアネート化合物としては、芳香族（複数の芳香族環を有してもよい。）、脂肪族、脂環族系のジ、トリ、テトラ系のポリイソシアネート類、またはこれらの混合物が用いられる。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ウレタンゴム（以下、「エステル型ウレタンゴム」ということがある。）とその主鎖にエーテル結合を有するポリエーテル型ウレタンゴム（以下、「エーテル型ウレタンゴム」ということがある。）とに大別され、分解性や崩壊性の制御がより容易であることから、エステル型ウレタンゴムが好ましい場合が多い。ウレタンゴムは合成ゴムの弾性（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、機械的強度が大きく、耐荷重性が大きく、高弾性でエネルギー吸収性が高いことが知られている。ウレタンゴムとしては、成形方法の差異によって、ｉ）混練(ミラブル)タイプ：一般のゴムと同じ加工方法で成形できる、ｉｉ）熱可塑性タイプ：熱可塑性樹脂と同じ加工方法で成形できる、及びｉｉｉ）注型タイプ：液状の原料を使用して熱硬化する加工方法で成形できる、というタイプ区分がされるが、本発明の分解性樹脂組成物に含有される分解性ゴムを形成するウレタンゴムとしては、いずれのタイプのものも使用することができる。
【００４４】
〔反応性金属の分解を促進する無機物質または有機物質〕
分解性樹脂とともに分解性樹脂組成物に含有される反応性金属の分解を促進する無機物質または有機物質（分解トリガー）としては、反応性金属を含有するダウンホールツール部材に含有される反応性金属の分解を促進することができる限り特に限定されず、例えば、塩酸、硝酸、リン酸、硫酸、ホウ酸、フッ化水素酸等の無機酸、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム等の無機塩基、塩化ナトリウム、塩化カリウム等の無機塩などの無機物質や、クエン酸、コハク酸、シュウ酸、グリコール酸、乳酸、リン酸、蟻酸、酢酸等の有機酸、アニリン、アンモニア、ピリジン、アミン類等の有機塩基、有機塩などの有機物質が挙げられる。該無機物質または有機物質の所定の坑井環境（例えば温度等）における形態（固体か、液体か等）、反応性金属に対する分解反応の促進効果、水性流体に対する溶解性等の観点から、最適のものを選択することができる。多くの場合、溶解性等の観点から、分解トリガーとしては、反応性金属の分解を促進する無機物質が、無機塩であることが好ましく、反応性金属の分解反応の促進効果及び取扱い性等の観点から、無機塩が、塩化カリウムまたは塩化ナトリウムのいずれかを含有するものがより好ましい。なお、反応性金属の分解を促進する効果に関しては、例えば、前記のマグネシウム合金〔商品名：ＩＮ−Ｔａｌｌｉｃ（登録商標）〕を、濃度４質量％の塩化ナトリウム水溶液に浸漬すると、直ちに気泡（Ｈ２ガス）を発生して溶解し、沈殿物を生成する。同時に、当初中性であった前記塩化ナトリウム水溶液がアルカリ性に変化したことにより、マグネシウム合金の分解が促進されたことが確認できる。
【００４５】
本発明の坑井掘削用組成物に含有される反応性金属の分解を促進する分解性樹脂組成物が、分解性樹脂と分解トリガーとを含有するものである場合における、分解性樹脂（先に説明したように、水溶性樹脂や分解性ゴム等があり、分解により酸を生成する分解性樹脂でもよい。）と、分解トリガーとの含有割合は、反応性金属の種類、水溶性樹脂と該分解トリガーとの組み合わせ、更には坑井環境に応じて、最適の範囲を定めればよく特に限定されないが、通常９０：１０〜１０：９０、多くの場合８５：１５〜５０：５０、ほとんどの場合８０：２０〜６０：４０（質量比である。）である。
【００４６】
２−３．更に他の添加剤及び／または更に他の樹脂
本発明の坑井掘削用組成物に含有される反応性金属の分解を促進する分解性樹脂組成物としては、先に説明した分解により酸を生成する分解性樹脂、及び／または、分解性樹脂と反応性金属の分解を促進する無機物質または有機物質（分解トリガー）に加えて、本発明の目的を妨げない範囲で、所望により、更に他の重合体や、充填材、可塑剤、着色剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、加工安定剤、耐候安定剤、帯電防止剤、難燃剤、離型剤、防かび剤、防腐剤などの通常使用される更に他の添加剤を含有させることができる。これらの更に他の重合体または更に他の添加剤の含有割合は、それらの種類や、坑井環境によって最適範囲を選定すればよいが、前記分解性樹脂組成物において、通常０〜８０質量％であり、多くの場合０〜７０質量％、更に他の添加剤の種類によっては、０〜１０質量％である（０質量％とは、充填材を含有しないことを意味する。）。
【００４７】
（充填材）
例えば、前記分解性樹脂組成物は、強度に優れるダウンホールツール部材を提供する観点から、充填材を含有してもよい。充填材としては、タルク、クレー、炭酸カルシウム、シリカ、マイカ、アルミナ、酸化チタン、酸化ジルコニウム、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、ガラス等の無機充填材や、尿素−ホルマリン系樹脂、メラミン−ホルマリン系樹脂等の有機充填材などが挙げられる。すなわち、分解性樹脂組成物を含有するダウンホールツール部材に含有される分解性樹脂組成物は、充填材を含有するものでもよく、充填材は、無機充填材または有機充填材の少なくとも１種を含有するものでもよい。また、充填材の形態としては、繊維状充填材や粒子状充填材を使用することができる。すなわち、充填材は、繊維状充填材または粒子状充填材の少なくとも１種を含有するものでもよい。充填材の含有量は特に制限はないが、前記分解性樹脂組成物において、通常０〜７０質量％であり、０〜５０質量％が好ましい（０質量％とは、充填材を含有しないことを意味する。）。
【００４８】
（更に他の重合体）
本発明の坑井掘削用組成物に含有される前記分解性樹脂組成物は、先に説明したように、諸特性を改善する観点から、更に他の重合体を含有してもよい。前記更に他の重合体としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ＡＢＳ樹脂、ポリスチレン等の汎用樹脂を使用することもできる。しかし、例えば、高深度化など採掘条件が過酷かつ多様なものとなるもとで、ダウンホールツールに備えられる坑井掘削用成形品を、坑井掘削に使用する諸部材と接触や衝突しても損傷しにくいという耐衝撃性を有するものとする観点から、更に他の重合体としては、衝撃吸収材として作用することができる重合体を含有させることが好ましいことがあり、具体的には、各種ゴム材料またはエラストマー材料を挙げることができる。より具体的には、天然ゴム、イソプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、ポリウレタンゴム等の天然ゴムまたは合成ゴム；熱可塑性オレフィン系エラストマー（エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体等）、熱可塑性ポリエステルエラストマー（芳香族ポリエステル・脂肪族ポリエステルブロックコポリマー、ポリエステル・ポリエーテルブロックコポリマー等）、熱可塑性ポリウレタンエラストマー、スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体、スチレン・エチレン／ブチレン・スチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）等のスチレン系熱可塑性エラストマー、メタクリレート系樹脂の硬質成分相の中にゴム成分相のアクリルゴムを含有する、好ましくはコア−シェル構造を有するアクリルゴム含有メタクリレート樹脂等の熱可塑性エラストマー；などが挙げられる。更に他の重合体の含有量は、特に制限はないが、前記分解性樹脂組成物において、通常０〜３０質量％であり、０〜１５質量％が好ましい（０質量％とは、更に他の重合体を含有しないことを意味する。）。
【００４９】
３．坑井掘削用組成物
本発明の反応性金属、及び、反応性金属の分解を促進する分解性樹脂組成物を含有することを特徴とする坑井掘削用組成物は、先に説明した反応性金属と、反応性金属の分解を促進する分解性樹脂組成物との両方を含有するものであって、坑井掘削の用途に使用する組成物である限り、組成物としての形状や、組成物の内部における反応性金属と前記分解性樹脂組成物との相互の配置などは特に限定されず、坑井掘削における具体的な用途や使用する環境等を踏まえて必要な選択を行うことができる。反応性金属と、反応性金属の分解を促進する分解性樹脂組成物との含有割合（質量比）は、通常１：９９〜９９：１、多くの場合５：９５〜９５：５の範囲内で調整することができ、所望によっては２０：８０〜８０：２０の範囲である。また、坑井掘削用組成物の形状としては、粒状、粉末状、ペレット状、繊維状でもよいし、棒状（丸棒状、角棒状、異形断面状等）、管状、板状（フィルム状、シート状）、球状、円柱状、角柱状、更には成形金型等を使用して成形することにより所望の形状としたものでもよい。
【００５０】
〔温度１５０℃の水に７２時間浸漬後の質量の、浸漬前の質量に対する減少率が５〜１００％である坑井掘削用組成物〕
さらに、本発明によれば、例えば種々の坑井環境において、確実に分解性を発揮する観点から、温度１５０℃の水に７２時間浸漬後の質量の、浸漬前の質量に対する減少率（以下、「１５０℃７２時間質量減少率」ということがある。）が５〜１００％の範囲にある特有の分解挙動を示す坑井掘削用組成物が提供される。
【００５１】
（１５０℃７２時間質量減少率）
坑井掘削用組成物の前記１５０℃７２時間質量減少率とは、反応性金属、及び、反応性金属の分解を促進する分解性樹脂組成物を含有する坑井掘削用組成物から形成したプレス成形シートから、厚み、長さ及び幅各２０ｍｍに切り出して調製した試料を、温度１５０℃の水（脱イオン水等）４００ｍＬ中に浸漬し、７２時間経過後に取り出した後に測定した試料の質量と、予め温度１５０℃の水に浸漬する前に測定した試料の質量（以下、「当初質量」ということがある。）とを比較して、当初質量に対する減少率（単位：％）を算出するものである。なお、温度１５０℃の水に浸漬中に、試料が、分解したり溶出したりして形状を失いまたは消失する場合は、前記の質量減少率を１００％とする。
【００５２】
反応性金属、及び、反応性金属の分解を促進する分解性樹脂組成物を含有する坑井掘削用組成物は、１５０℃７２時間質量減少率が５〜１００％の範囲にあることにより、多様な坑井環境において、数時間〜数週間以内で、該成形品が分解または崩壊するので坑井掘削のための経費軽減や工程短縮に寄与することができる。すなわち、反応性金属、及び、反応性金属の分解を促進する分解性樹脂組成物を含有する坑井掘削用組成物から形成される坑井掘削用成形品については、種々のダウンホールの温度等の環境や当該環境において実施する工程に応じて、多様な分解時間が要求されることがあるが、坑井掘削用組成物の１５０℃７２時間質量減少率が、より好ましくは５０〜１００％、更に好ましくは８０〜１００％、特に好ましくは９０〜１００％、最も好ましくは９５〜１００％であることにより、例えば、温度１７７℃、１６３℃、１４９℃、１２１℃、９３℃、８０℃または６６℃、更には２５〜４０℃などの種々のダウンホールの温度環境において、所定の期間（例えば数日間〜数か月間等）、該坑井掘削用成形品に要求される形状や強度等の特性を維持して所期の機能を発揮し、その後所望の短期間（例えば数時間〜数週間）で分解する特性を有するものとすることができる。反応性金属、及び、反応性金属の分解を促進する分解性樹脂組成物を含有する坑井掘削用組成物の１５０℃７２時間質量減少率は、分解性樹脂組成物の組成を調整することにより制御することができる。この調整により、例えば前記の坑井掘削用成形品が、温度８０℃までの坑井環境においては、水に溶解することがなくその形状や特性を維持して所期の機能を発揮し、次いで、例えば温度１４９℃の水（坑井処理流体に含有される。）に接触することにより、数時間〜数週間で質量がほぼ１００％減少する、すなわちほぼ消滅するように設計することが可能となる。
【００５３】
〔坑井掘削用組成物の具体例〕
（具体例１）
反応性金属の分解反応を促進する分解性樹脂組成物として、分解により酸を生成する分解性樹脂に該当するＰＧＡ（株式会社クレハ製、重量平均分子量２１万）６７質量％と、反応性金属として、マグネシウム合金〔商品名：ＩＮ−Ｔａｌｌｉｃ（登録商標）〕３３質量％とを、Ｌ／Ｄ＝２０の３０ｍｍφ単軸押出機（株式会社東洋精機製作所製２Ｄ２５Ｓ）を使用して、温度２３０℃において５分間混合して、ペレット状の反応性金属、及び、反応性金属の分解反応を促進する分解性樹脂組成物を含有する坑井掘削用組成物を得た。得られたペレット状の組成物からなる試料３ｇについて、５０ｍｌの水中に投入し常温（温度２５℃）で放置したところ、気泡の発生が継続的にみられ、３日間経過後には、わずかな不溶残渣があるものの、試料はほぼ全量が溶解していた。このことから、ＰＧＡが、常温の水中で分解することにより酸を生成し、該酸が、ペレット状の組成物中の近接した距離に存在するマグネシウム合金に高い酸濃度で接触することによって、マグネシウム合金の分解を促進したことが分かった。
【００５４】
（具体例２）
前記のＰＧＡ９５質量％とマグネシウム合金５質量％とを、前記の単軸押出機（株式会社東洋精機製作所製２Ｄ２５Ｓ）を使用して、温度２３０℃において５分間混合して、ペレット状の坑井掘削用組成物を得た。得られた組成物から、溶融成形機を使用して、曲げ弾性率測定用の試料を調製した。曲げ試験を実施（ｎ＝１０）したところ、曲げ弾性率は６５６０ＭＰａであった。なお、ＰＧＡのみから調製した試料についての曲げ弾性率は６３３０ＭＰａであった。このことから、分解性樹脂に該当するＰＧＡは、反応性金属と組み合わせることにより、機械的特性が向上した坑井掘削用組成物を提供することができることが分かった。
【００５５】
ＩＩ．坑井掘削用成形品
本発明の第２の側面によれば、先に説明した種々の態様の反応性金属、及び、反応性金属の分解を促進する分解性樹脂組成物を含有することを特徴とする坑井掘削用組成物から形成される坑井掘削用成形品が提供される。坑井掘削用成形品は、周知のように、石油や天然ガス等の炭化水素資源の回収のために設けられる坑井を掘削するに当たって使用される成形品である。坑井掘削用成形品としては、例えば、坑井掘削のために使用されるダウンホールツールや、該ダウンホールツールに備えられるダウンホールツール部材が代表的に挙げられるが、これに限定されるものではない。
【００５６】
１．ダウンホールツール及びダウンホールツール部材
代表的な坑井掘削用成形品であるダウンホールツール及びダウンホールツール部材について、以下、本発明の坑井掘削用組成物から形成される坑井掘削用成形品であるダウンホールツールの一つの具体例を示す模式的断面図である図１を参照しながら説明する。
【００５７】
ダウンホールツールであるプラグ（フラックプラグやブリッジプラグ等がある。）は、典型的な構造としては、ダウンホールの延在する方向に延びるダウンホールツール部材であるマンドレル１（中空の管状体であることが多いが、限定されるものではない。また、通常外径３０〜２００ｍｍ、長さ２５０〜２０００ｍｍ程度である。）と、いずれも該マンドレル１の外周面上にマンドレル１の軸方向に離隔して周状に置かれるダウンホールツール部材である、環状のゴム部材２、スリップ３ａ、３ｂ、ウエッジ４ａ、４ｂ、及び１対のリング５ａ、５ｂ等とを備えるものである。図１の模式的断面図に示すプラグにおいては更に、マンドレル１の中空部ｈに、いずれもダウンホールツール部材であるボール１０と、中心部に該ボール１０より小径の円形状の空隙を有する略円環状のボールシート１１とが備えられている。以下に、前記したプラグを使用してフラクチャリング（坑井処理操作の一つである。）を実施する場合について説明する。なお、ダウンホールツールであるプラグの構造は、先に説明した構造に限られない。
【００５８】
前記１対のリング５ａ、５ｂは、前記マンドレル１の外周面上において該マンドレル１の軸方向に沿って摺動が可能で、相互の間隔を変更することができるように構成されており、かつ、環状のゴム部材２、及び、スリップ３ａ、３ｂとウエッジ４ａ、４ｂとの組み合わせの軸方向に沿う端部に、直接または間接的に当接することにより、これらにマンドレル１の軸方向に沿う力を加えることができるように構成されている。環状のゴム部材２は、マンドレル１の軸方向に圧縮されて縮径することに伴い、マンドレル１の軸方向と直交する方向に拡径して、外方はダウンホールの内壁Ｈに当接し、内方はマンドレル１の外周面と当接することにより、プラグとダウンホールとの間の空間を閉塞（シール）する。次いでフラクチャリングが遂行されている間、環状のゴム部材２は、ダウンホールの内壁Ｈ及びマンドレル１の外周面との当接状態を維持することにより、プラグとダウンホールとのシールを維持する機能を有する。また、ウエッジ４ａ、４ｂに、マンドレル１の軸方向の力が加えられることにより、スリップ３ａ、３ｂは、ウエッジ４ａ、４ｂの斜面の上面を摺動する結果、マンドレル１の軸方向と直交する外方に移動し、ダウンホールの内壁Ｈに当接して、プラグとダウンホールの内壁Ｈとの固定を行うことができる。また、図示しないが、これらのダウンホールツール部材は、該部材のマンドレル１の軸方向に沿う一方向への移動を許容し、反対方向への移動を規制する複数のかみ合い部が形成されてなる、マンドレル１の軸方向に直交するリング状等のラチェット機構を備えるものとしてもよい。
【００５９】
また、マンドレル１の中空部ｈに備えられるボール１０及びボールシート１１は、いずれもマンドレル１の中空部ｈの内部においてマンドレル１の軸方向に沿って移動することが可能であり、ボール１０がボールシート１１の円形状の空隙に当接しまたは離隔することにより、流体の流れ方向を調節することができる。
【００６０】
本発明によれば、例えば上記説明したようなダウンホールツール（部材）の少なくとも一部について、反応性金属、及び、反応性金属の分解を促進する分解性樹脂組成物を含有することを特徴とする坑井掘削用組成物から形成された坑井掘削用成形品とすることにより、採掘条件が過酷かつ多様なものとなるもとで、多様な坑井環境条件下で、坑井処理を確実に行い、またその除去を容易に行うことにより、坑井掘削の経費節減及び工程短縮に寄与することができる。
【００６１】
２．坑井掘削用成形品の形状、組成、及び性質等
本発明の反応性金属、及び、反応性金属の分解を促進する分解性樹脂組成物を含有することを特徴とする坑井掘削用組成物から形成される坑井掘削用成形品は、反応性金属と前記分解性樹脂組成物とを含有する坑井掘削用組成物から形成される坑井掘削用成形品である限り、坑井掘削用成形品の形状や大きさ、或いは、反応性金属と前記分解性樹脂組成物との相互配置等の組成などは特に限定されず、成形品の用途や使用する環境等を踏まえて必要な選択を行うことができる。すなわち、坑井掘削用成形品の形状としては、粒状、粉末状、ペレット状、繊維状でもよく、棒状（丸棒状、角棒状、異形断面状等）、管状、板状（フィルム状、シート状）、球状、円柱状、角柱状等でもよいし、成形金型等を使用して成形することにより所望の形状としたものでもよい。また、単層の坑井掘削用成形品、積層体、インサート成形品若しくはアウトサート成形品である坑井掘削用成形品の形態でもよい。さらに、坑井掘削用成形品の大きさとしては、坑井掘削用成形品の最大厚みまたは最大径が、通常５〜５００ｍｍ、多くの場合１０〜４００ｍｍ、ほとんどの場合２０〜３００ｍｍの範囲のものとすることができる。また、粒状等の形状である坑井掘削用成形品においては、径０．２〜１０ｍｍ、多くの場合０．５〜５ｍｍ程度でもよい。これらの坑井掘削用成形品は、それ自体公知のそれぞれの形状等を有する成形品の成形方法によって製造することができる。
【００６２】
〔反応性金属と前記分解性樹脂組成物とが、いずれも粒状である坑井掘削用成形品〕
本発明の坑井掘削用成形品は、反応性金属と前記分解性樹脂組成物とが、いずれも粒状である坑井掘削用成形品とすることができる。すなわち、反応性金属から形成した粒状物と前記分解性樹脂組成物から形成した粒状物（これらの粒状物は、それ自体公知の方法によって、調製することができる。）を、いわゆる粉末冶金に類似する方法によって、粒状物同士を焼結または溶着若しくは接着させるとともに所定の形状に成形することによって、粒子の集合体である坑井掘削用成形品を得ることができる。
【００６３】
反応性金属と前記分解性樹脂組成物とが、いずれも粒状である坑井掘削用成形品は、例えば、所定の坑井環境において成形品を水性流体と接触させることによって、前記分解性樹脂組成物に含有される分解により酸を生成する分解性樹脂が分解することによって、坑井掘削用成形品が当初の形状を喪失して、粒状物である反応性金属の単なる集合体となるとともに、生成した酸が粒状である反応性金属と接触することができるようになるので、反応性金属の分解反応が促進されて進行し、坑井掘削用成形品が減容し、更には消失することができ、また坑井掘削用成形品としての強度が失われているため容易に除去することができる。反応性金属と前記分解性樹脂組成物とが、いずれも粒状である坑井掘削用成形品は、また例えば、所定の坑井環境において坑井掘削用成形品を水性流体と接触させることによって、前記分解性樹脂組成物に含有される分解性樹脂（水溶性樹脂や分解性ゴム等）が溶出しまたは吸水したり、分解したりして形状を失うことにより、坑井掘削用成形品が当初の形状を喪失して、粒状である反応性金属の単なる集合体となるとともに、塩化カリウム等の反応性金属の分解を促進する無機物質または有機物質（分解トリガー）が粒状である反応性金属と接触することができるようになるので、反応性金属の分解反応が促進されて進行し、坑井掘削用成形品が減容し、更には消失することができ、また坑井掘削用成形品としての強度が失われているので容易に除去することができる。
【００６４】
〔反応性金属または前記分解性樹脂組成物である一方の成分が、他方の成分の中に分散する坑井掘削用成形品〕
本発明の坑井掘削用成形品は、反応性金属または前記分解性樹脂組成物である一方の成分が、他方の成分の中に分散する坑井掘削用成形品とすることができる。すなわち、分解性樹脂組成物をマトリックスとしてその内部に反応性金属が連続または不連続に分散している坑井掘削用成形品、または、反応性金属をマトリックスとしてその内部に分解性樹脂組成物が連続または不連続に分散している坑井掘削用成形品である。この坑井掘削用成形品は、溶融成形（射出成形、押出成形、遠心成形等）、圧縮成形、溶媒キャスト法などそれ自体公知の成形方法によって、所望の形状に調製することができる。
【００６５】
反応性金属または前記分解性樹脂組成物である一方の成分が、他方の成分の中に分散する坑井掘削用成形品は、先に説明したと同様に、例えば、所定の坑井環境において坑井掘削用成形品を水性流体と接触させることによって、分解性樹脂組成物の分解により生成した酸または反応性金属の分解を促進する無機物質または有機物質（分解トリガー）が反応性金属と接触することができるようになるので、反応性金属の分解反応が促進されて進行し、坑井掘削用成形品が減容し、更には消失することができ、また坑井掘削用成形品としての強度が失われているため容易に除去することができる。
【００６６】
〔反応性金属と前記分解性樹脂組成物との両方を含有する層を備える坑井掘削用成形品〕
本発明の坑井掘削用成形品は、反応性金属と前記分解性樹脂組成物との両方を含有する層を備える坑井掘削用成形品とすることができる。すなわち、この坑井掘削用成形品は、反応性金属と前記分解性樹脂組成物との両方を含有する層を、少なくとも１層備える広義の積層構造の坑井掘削用成形品である。該広義の積層構造の坑井掘削用成形品の積層構造や形状は特に限定されず、狭義の積層体（例えば、板状積層体、管状積層体等）や、表面被覆構造の積層体（コア−コーティング構造、コア−シース構造等）、更には、いわゆるインサート成形品またはアウトサート成形品などを含む。ここで、表面被覆構造としては、不連続な表面被覆構造、例えば、反応性金属を含有する層または分解性樹脂組成物である一方の成分からなるシート状の層の上に、他方の成分が粒状に配列されることにより層を形成する坑井掘削用成形品でもよい。
【００６７】
前記の積層構造の坑井掘削用成形品は、それ自体公知の積層成形品等の製造方法（インサート成形またはアウトサート成形を含む。）によって所望の形状及び層構造を有する成形品を調製することができる。反応性金属と前記分解性樹脂組成物との両方を含有する層を、１層備える坑井掘削用成形品でもよいし、複数層を備える坑井掘削用成形品でもよく、複数層の組成は同一でもよいし、異なるものでもよい。積層構造の坑井掘削用成形品において、反応性金属と前記分解性樹脂組成物との両方を含有する層以外の他の層は、反応性金属を含有する層または分解性樹脂組成物を含有する層のいずれかでもよいし、反応性金属を含有する層または分解性樹脂組成物を含有する層のいずれにも該当しない層であってもよい。
【００６８】
反応性金属を含有する層及び分解性樹脂組成物を含有する層を備える坑井掘削用成形品は、先に説明したと同様に、例えば、所定の坑井環境において坑井掘削用成形品を水性流体と接触させることによって、分解性樹脂組成物の分解により生成した酸または反応性金属の分解を促進する無機物質または有機物質（分解トリガー）との接触により、反応性金属の分解反応が促進されて進行し、積層構造の坑井掘削用成形品が減容し、更には消失することができ、また坑井掘削用成形品としての強度が失われているので容易に除去することができる。また、反応性金属と前記分解性樹脂組成物との両方を含有する層の組成や厚みや形状を調整することによって、積層構造の坑井掘削用成形品の強度や分解性などを調整することができる。
【００６９】
〔組成が異なる複数の層を備える坑井掘削用成形品〕
所望によっては、反応性金属と前記分解性樹脂組成物との両方を含有する層を備える坑井掘削用成形品を、反応性金属と前記分解性樹脂組成物との両方を含有し、組成が異なる複数の層を備える坑井掘削用成形品とすることによって、いわゆる傾斜材料を得ることにより、坑井掘削用成形品の強度や分解性などを多様な坑井環境に対応することができるようにより細かく調整することができる。
【００７０】
〔完全分解性の坑井掘削用成形品〕
本発明の反応性金属、及び、反応性金属の分解反応を促進する分解性樹脂組成物を含有することを特徴とする坑井掘削用組成物から形成される坑井掘削用成形品、例えば、ダウンホールツールは、反応性金属と前記分解性樹脂組成物との両方を含有する層を１層または複数層備えるダウンホールツール部材（坑井掘削用成形品）を備え、所望により、更に反応性金属または前記分解性樹脂組成物を含有するダウンホールツール部材や、分解性ゴムを含有する分解性ゴム部材（例えば、ダウンホールツール部材である環状のゴム部材の全部または一部として使用することができる。）を備えることにより、すべてのダウンホールツール部材が坑井環境内で分解可能である完全分解性のダウンホールツール（坑井掘削用成形品）とすることもできる。特に、反応性金属の分解を促進させることができる酸や塩化カリウム等の分解トリガーを、ダウンホールツール（坑井掘削用成形品）に備えられる他のまたは同一のダウンホールツール部材に供給することができる。したがって、従来、反応性金属を含有するダウンホールツール部材を分解・除去するために採用されていた、坑井内への酸の圧入等の特別の付加的な操作を不要とすることができるので、坑井掘削の経費節減及び工程短縮に寄与することができる。
【００７１】
３．坑井掘削用成形品等の具体例
本発明の反応性金属、及び、反応性金属の分解を促進する分解性樹脂組成物を含有することを特徴とする坑井掘削用組成物から形成される坑井掘削用成形品としては、先に説明したようにダウンホールツール（部材）である坑井掘削用成形品が挙げられるが、さらに具体的には、多様な坑井環境条件下で、坑井処理を確実に行い、またその除去を容易に行うことができる観点から好ましい具体例として、プラグである坑井掘削用成形品、ボールである坑井掘削用成形品、ボールシートである坑井掘削用成形品、更には、粒状、ペレット状、繊維状またはフィルム状である坑井掘削用成形品などが挙げられる。所望によっては、特に粒状、ペレット状、繊維状またはフィルム状である坑井掘削用成形品として、プロパントである坑井掘削用成形品や一時目止め剤である坑井掘削用成形品が挙げられる。
【００７２】
〔坑井処理流体〕
本発明の別の側面によれば、前記の粒状、ペレット状、繊維状またはフィルム状である坑井掘削用成形品、プロパントである坑井掘削用成形品または一時目止め剤である坑井掘削用成形品を、水等の溶剤に他の所要の成分とともに所要の含有量で分散させることによって、これらの坑井掘削用成形品を含有する坑井処理流体、例えば、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が提供される。
【００７３】
本発明の坑井掘削用成形品は、先に説明した種々の態様の反応性金属、及び、反応性金属の分解を促進する分解性樹脂組成物を含有することを特徴とする坑井掘削用組成物から形成される坑井掘削用成形品であることによって、採掘条件が過酷かつ多様なものとなるもとで、多様な坑井環境条件下、例えば、温度１７７℃、１６３℃、１４９℃、１２１℃、９３℃、８０℃または６６℃、更には２５〜４０℃などの種々のダウンホールの温度環境において、所定の期間坑井掘削用成形品に要求される形状や強度等の特性を維持して所期の機能を発揮し、その後短期間で分解する特性を有するものとすることができる。また、プロパントである坑井掘削用成形品についても、所望の期間の経過後に、例えば坑井完成後に、炭化水素資源の流路面積を拡大して生産量を増大するために、これを除去したいという近年の要望に応えて、例えば、温度１７７℃、１６３℃、１４９℃、１２１℃、９３℃、８０℃または６６℃、更には２５〜４０℃などの種々のダウンホールの温度環境において、短期間で分解する特性を有するものとすることができる。
【００７４】
４．坑井掘削用成形品の製造方法
本発明の坑井掘削用成形品は、先に説明したように、従来、重合体から種々の成形品を製造するために採用されているそれ自体公知の成形品の成形方法を適用することによって製造することができる。
【００７５】
典型的には、本発明によれば、溶融成形により形成される成形品が提供される。溶融成形法としては、射出成形、圧縮成形、遠心成形、押出成形（Ｔダイ、棒状ダイまたは環状ダイを使用する押出成形、インフレーション成形などが採用でき、更に固化押出成形によることもできる。）等の汎用の溶融成形法を採用することができる。さらに、これらの溶融成形法によって得られる成形品を予備成形品（棒状、中空状または板状等の形状とすることができる。）として、切削や穿孔等の機械加工を行うことにより、所望の形状（ボール状、異形断面を有する棒状、中空状または板状体等の形状とすることができる。）の成形品を製造することができる。特に好ましくは固化押出成形及び機械加工によって成形品を形成することができる。したがって、本発明によれば、射出成形、圧縮成形、遠心成形、押出成形、または、固化押出成形及び機械加工のいずれかによって形成される成形品が提供される。
【００７６】
また、本発明の坑井掘削用成形品は、先に説明したように、粉末冶金類似の粒状物の集成による成形方法によって製造することができる。同様に、本発明の坑井掘削用成形品は、溶媒キャスト法によって、例えばシート状の成形品を製造することができ、また、積層成形、インサート成形、アウトサート成形によって所望の構造の成形品を製造することができる。
【００７７】
ＩＩＩ．坑井掘削方法
本発明の更に別の側面によれば、先に説明した本発明の坑井掘削用成形品を使用する坑井掘削方法が提供され、また、前記の坑井掘削用成形品を使用してフラクチャリング等の坑井処理を実施した後に、前記の分解性樹脂組成物によって、反応性金属を分解し、消失させる坑井掘削方法が提供される。特に、前記のダウンホールツールを使用してフラクチャリング等の坑井処理を実施した後に、前記分解性樹脂組成物に含有される分解性樹脂が分解して、生成する酸或いは放出される反応性金属の分解を促進する無機物質または有機物質によって、反応性金属を分解し、消失させる坑井掘削方法、並びに、前記の更に分解性ゴム部材を備えるダウンホールツールを使用して坑井処理を実施した後に、前記分解性樹脂組成物に含有される分解性樹脂が分解して、生成する酸或いは放出される反応性金属の分解を促進する無機物質または有機物質によって、反応性金属を分解し、消失させるともに、並行して、所望によっては更に分解性ゴム部材が分解により崩壊または消失する坑井掘削方法が提供される。本発明の坑井掘削用成形品を使用することにより、高深度化など採掘条件が過酷かつ多様なものとなるもとで、多様な坑井環境条件下で、坑井処理を確実に行い、かつ、ダウンホールツール（部材）等の坑井掘削用成形品の除去を容易に行うことができることにより、坑井掘削の経費節減及び工程短縮に寄与する坑井掘削方法が提供される。
【００７８】
例えば、本発明の坑井掘削方法は、ダウンホールツール（部材）である坑井掘削用成形品、特にプラグ（フラックプラグ、ブリッジプラグ等）である坑井掘削用成形品を使用して、ダウンホールにおいて穿孔やフラクチャリング等の坑井処理を行う方法である。また、本発明の坑井掘削方法は、ボール及びボールシートの組み合わせである坑井掘削用成形品を使用して、ダウンホールにおいて穿孔やフラクチャリング等の坑井処理を行う方法である。更にまた、本発明の坑井掘削方法は、プロパントである坑井掘削用成形品を含有するフラクチャリング流体を使用してフラクチャリングを行う坑井掘削方法である。
【００７９】
より具体的に、本発明の坑井掘削用成形品であるマンドレル（ダウンホールツール部材である。）を備えるダウンホールツールを使用する坑井掘削方法について説明する。先に説明したように、環状のゴム部材は、本発明の坑井掘削用成形品であるマンドレルの軸方向に圧縮されて縮径することに伴い、該マンドレルの軸方向と直交する方向に拡径して、外方はダウンホールの内壁に当接し、内方は該マンドレルの外周面と当接することにより、プラグとダウンホールとの間の空間を閉塞（シール）する。次いでフラクチャリングが遂行されている間、環状のゴム部材は、ダウンホールの内壁及び該マンドレルの外周面との当接状態を維持することにより、プラグとダウンホールとのシールを維持する機能を有するが、本発明の坑井掘削用成形品または成形品からなるマンドレルは、フラクチャリング流体の高い圧力に由来する高荷重に耐える強度を所定の期間内有し続けることができる。次いで、フラクチャリング終了後、本発明の坑井掘削用成形品であるマンドレルは、例えば、温度１７７℃、１６３℃、１４９℃、１２１℃、９３℃、８０℃または６６℃、更には２５〜４０℃などの種々のダウンホールの温度環境において、数時間〜数週間のような所望の短い期間で、分解することにより、該マンドレルは体積が減少しまたは強度を喪失して、プラグとダウンホールとのシールが解除され、更には、該マンドレルが当初の形状を失ったり、該マンドレルをダウンホールツール部材として備えるダウンホールツール（具体的にはプラグである。）が当初の形状を失うようになる。
【００８０】
なお、坑井の温度が低く、本発明の坑井掘削用成形品であるダウンホールツール（部材）の分解が、所望の速さで進行しにくい場合には、例えば、より高温度の流体をダウンホールツールの周囲に供給することもできる。反対に、坑井の温度が高く、本発明の坑井掘削用成形品であるダウンホールツール（部材）の分解が、所望の期間の経過前に開始し進行してしまうような坑井環境においては、必要に応じて、地上から流体を注入して（cooldown injection）、ダウンホールツール（部材）の周辺温度を低下させた状態にコントロールするような坑井処理方法を採用することができる。本発明の坑井掘削方法は、坑井掘削用成形品であるダウンホールツール（部材）を回収したり、破壊したりすることが不要となるので、坑井掘削の経費節減及び工程短縮に寄与することができる。
【００８１】
同様に、本発明の坑井掘削用成形品であるボールとボールシートとの組み合わせを使用する坑井掘削方法においては、該ボールとボールシートとの組み合わせは、フラクチャリング流体の高い圧力に由来する高荷重に耐えるシール強度を所定の期間内有し続けることができる。次いで、フラクチャリング終了後、本発明の坑井掘削用成形品であるボールとボールシートとの組み合わせは、例えば、温度１７７℃、１６３℃、１４９℃、１２１℃、９３℃、８０℃または６６℃、更には２５〜４０℃などの種々のダウンホールの温度環境において、数時間〜数週間のような所望の短い期間で、分解することにより、例えば該ボールが当初の径より縮径し、及び／またはボールシートの厚みが縮小して、該ボールとボールシートによるシールが解除され、更には縮径した該ボールがボールシートの円形状の空隙を通過することができる。
【００８２】
さらに、本発明の坑井掘削用成形品であるプロパントを含有するフラクチャリング流体を使用してフラクチャリングを行う坑井掘削方法においても、例えば、坑井の完成後等において、プロパントを除去して炭化水素資源の流路を拡大するため等の目的で、これを除去しようと所望するときには、例えば、温度１７７℃、１６３℃、１４９℃、１２１℃、９３℃、８０℃または６６℃、更には２５〜４０℃などの種々のダウンホールの温度環境において、数時間〜数週間のような所望の短い期間で、分解させることにより、プロパントを除去することができ、炭化水素資源の生産量の拡大に寄与することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明は、反応性金属、及び、反応性金属の分解を促進する分解性樹脂組成物を含有することを特徴とする坑井掘削用組成物であることによって、採掘条件が過酷かつ多様なものとなるもとで、坑井処理を確実に行い、またその除去を容易に行うことができ、坑井掘削の経費節減及び工程短縮に寄与するダウンホールツール(部材)等の坑井掘削用成形品を形成するのに適合する、所定環境での分解性を有し、かつ強度に優れる坑井掘削用組成物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。
【００８４】
また、本発明によれば、該坑井掘削用組成物から形成される、ダウンホールツールまたはダウンホールツール部材等の坑井掘削用成形品であることによって、採掘条件が過酷かつ多様なものとなるもとで、多様な坑井環境条件下で、坑井処理を確実に行い、またその除去を容易に行うことができ、坑井掘削の経費節減及び工程短縮に寄与することができる坑井掘削用成形品、並びに坑井処理流体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】
更にまた、本発明は、前記の坑井掘削用成形品を使用する坑井掘削方法であることによって、採掘条件が過酷かつ多様なものとなるもとで、多様な坑井環境条件下で、坑井処理を確実に行い、またその除去を容易に行うことができ、坑井掘削の経費節減及び工程短縮に寄与する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。
【符号の説明】
【００８６】
１      ：  マンドレル
２      ：  環状のゴム部材（分解性ゴム部材）
３ａ、３ｂ ：  スリップ
４ａ、４ｂ ：  ウエッジ
５ａ、５ｂ ：  （１対の）リング
１０    ：  ボール（ボールシーラー）
１１    ：  ボールシート
Ｈ      ：  ダウンホールの内壁
ｈ      ：  マンドレルの中空部
【図１】
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