環境配慮型の油田化学品総合サプライヤーとして知られる寧波イノファームケム株式会社は、水に敏感な頁岩層を含む掘削において、ウェルボアの安定性を高める画期的な添加剤「液体シリカケート(ケイ酸ソーダ)」の新たな活用方法を提唱しています。本稿では、ケイ酸ソーダが頁岩安定剤として作用するメカニズムと、水基系掘削フルードにおける総合的なメリットを詳しく紹介します。

活性度の高い頁岩地層を掘削する際の最大の課題は、水との接触によって層内粘土が膨潤し、ボアホール崩壊やパイプスタックなどを招き、非生産時間(NPT)が長期化することです。液体ケイ酸ソーダはこの問題を効果的に解決する抑制剤として注目されています。ケイ酸ソーダは独自の重合反応を通じて無機高分子構造を形成し、頁岩表面や切削されたカッティングに直接絡み合います。この結果、物理的かつ化学的な保護膜が構築され、水の浸入とイオン侵入を遮断することで層自体の強度を保持します。

掘削フルード中で機能を発揮するポイントは、pH 環境や多価イオンの存在下で触発されるゲル化現象にあります。ケイ酸ソーダが頁岩内の微細孔水に接すると、重合が進行し、ウェルボア壁を薄く均一にコーティングするシリカゲルが生成されます。このゲル層はフルードの侵入を阻止する物理バリアとなり、さらに多価イオンによる架橋反応で微割れや細孔を塞ぐことで、掘削液漏れと層崩壊を同時に抑制します。この一連の反応は瞬時に進行し、掘削効率の向上に直結します。

ケイ酸ソーダをシステムに導入することで、環境面と経済面の両方で優位性が得られます。第一に、石油系泥漿に匹敵する抑制性能を維持しながら水基系のため環境規制が厳しい区域でも使用可能であり、脱炭素化への貢献が期待されます。第二に、層の安定化により固体管理が改善され、希釈率の低下とトータルコストダウンを実現し、第三にビットボールやタイトホール現象の低減でROP(掘削速度)の向上・ダウンタイム削減にも寄与します。

さらに、ケイ酸ソーダは掘削フルードに高いアルカリ性を付与し、金属設備を腐食から防止する耐食剤としての役割も果たします。ウェルボアの安定化に加えて設備保護まで一本化できるため、油田開発コストを総合的に軽減する効果があるのです。寧波イノファームケム株式会社では、高純度液体シリカケートを用途別にグレード設計し、顧客の掘削プランに最適な仕様をご提供。安定品質とトータルサポートで、プロジェクト成功へのバロメーターとなります。