頁岩を主体とする敏感性の高い地層に遭遇した際、掘削の成否を左右する要因は「井孔保持性」にほかならない。寧波イノファームケム株式会社は、低粘度ポリアニオンセルロース(PAC-LV)がいかにして頁岩の挙動を抑制し、掘削効率の大幅な向上に貢献するか、最新の技術知見を公開した。

頁岩は主に粘土鉱物で構成され、親水性が極めて強い。そのため、水系掘削液と接触すると瞬時に水を吸収し、膨潤・分散を引き起こす。この現象はボアホールの不安定化、トルク&ドラグの増大まで発展し、最悪の場合、卡パイプや井孔崩壊という重大事故につながる。そこで投入されるのがPAC-LVであり、その設計思想はまさに「頁岩の安定」を起点に据える。

メカニズムは二段階に集約される。第一段階では、PAC-LVが負電荷を帯びた重合体として粘土粒子表面に「吸着」「被覆」し、鉱物の分散を物理的に封じ込める。第二段階では重合体がネットワーク構造を形成することで、新たな水分子の侵入をカットし「膨潤抑制効果」へと発展する。さらにPAC-LVは失水量を抑えるため、地層内への掘削液浸透そのものを低減し、間接的な頁岩トラブルも未然に防ぐ。

これらの特性が現場にもたらすメリットは計り知れない。ボアホールの安定維持により卡パイプリスクが低減され、非生産時間(NPT)の削減に直結する。また摩擦抵抗の低下はROP(掘削速度)の向上と、長距離水平井や大斜度井の確実な完遂へとつながる。高温深井においてもPAC-LVは安定した性能を維持しており、耐熱性は掘削深度の制約を大きく緩和する。

塩水混入が避けられない掘削環境でも、PAC-LVは高濃度の塩分下で性能を維持。塩分が頁岩の不安定化を助長する場合でも、PAC-LVの「塩水適合性」は不具合を最小化する。さらに、初期投資を上回るリスク回避効果により、カロリー当たりのコストも極めて低くなる。経済性と信頼性を兼ね備えた次世代ドラッギングエイドとして注目を集める理由はここにある。

終わりに、活性頁岩を想定する掘削プロジェクトにはPAC-LVの採用が必須である。優れた頁岩安定化力、失水抑制、耐熱・耐塩性を兼ね備えた同製品は、井孔保持性の確保と掘削コスト削減という相反する課題を、一本で解決する唯一無二の存在だ。寧波イノファームケム株式会社は、きわめて厳しい現場条件でも通用する高品位PAC-LVを安定供給しつづける。