石油やガスを生産するほとんどの坑井は、最終的に水の浸入に屈し、坑井の生産寿命が尽きます。

過剰な水の生成は、高い操業費用、早期の操業停止、そして最終的には、生産の経済性が破たんした時点での坑井の放棄につながります。さらに、炭化水素を含む貯水層の静水圧を超えた場合、坑井の炭化水素生産能力が低下する可能性があります。揚水と廃棄のコスト増に加え、オペレーターは水の生成によるスケールの蓄積や腐食の影響を防ぐために多大な費用を費やすことになります。

合理的な収量レベルを維持しながら、坑井掘削による環境への影響を最小限に抑えるために、水の生産量の大幅な削減や水の遮断を達成することで、人工揚水の必要性を減らし、操業コストを削減し、油田の寿命を延ばし、油層の最終回収量を増加できることは言うまでもないことである。

油井セメント問題

ケーシングを固定し、坑井を安定させ、石油やガスが周囲の地下水に漏れるのを防ぐために、セメントを使ってケーシングと掘削孔の間の空間を密閉するのです。

この工程で使用されるセメントは、油井内でさらされる機械的・化学的劣化に耐えられるような堅牢さが必要です。そのためには、以下のようなものが必要となる。

• セメント粒子を細かくして透水性を下げ、水の浸入を防止／最小化することで、セメントの空隙率を最小化する。

• セメント圧縮強度および曲げ強度の向上

• 耐久性を維持するための耐腐食性の向上

油井掘削のセメント作業に使用される油井用セメントは、高温・高圧にさらされる。従来のセメントやポゾランは、その粒径の大きさや化学的性質から、単独ではこれを達成することができない。

現代のポートランドセメントとポゾランセメントの制限を克服する。

ポートランドセメントの強度は、その組成と粉砕の細かさによって決まる。これを達成するために、現代のセメントシステムでは、セメント粉の比表面積を増やすために、セメント粉砕工程を使用している。つまり、単位質量のセメントの総粒子表面積を増加させ、比表面積（単位質量のセメントの総粒子表面積）が、一般用セメントで320～380 m2-kg-1、急冷却セメントで450～650 m2-kg-1の微粒子を実現させるのである。セメント質粉体の比表面積が大きくなると、システムの性能と硬化速度が向上する。

しかし、井戸の建設では、セメントが早く固まるのを防ぐために、特別な有機遅延剤を含んだポルトランドセメントやポゾランセメントが使われる。つまり、超微粒子で高表面積の速乾性セメントは、油井の建設に最も適した材料とは言えないかもしれないのです。

したがって、油井の耐久性を向上させるためにセメント強度を高め、空隙率を下げ、さらにセメント結合度（CBL）を高めて、現在のクラスHセメントが提供する以上の耐用年数と性能を確保するための追加措置が必要である。

QUANTCRETE ート -ナノテクノロジーによるCblの強化

CBL はセメントの圧縮強度によって影響を受け、圧縮強度が高いほど減衰が大きくなり、結合パイプの割合が大きくなり、減衰が大きくなります。

ナノテクノロジーは、建設資材の性能を、セメントやコンクリート システムの現在の能力を超えて、次のレベルに引き上げます。 NANOARC は、Quantum Materials として知られる、持続可能に開発された、環境に優しい超高性能ナノ材料である QuantCreteTM ナノ添加剤を提供しています。

使用する投与量に応じて、QuantCrete ナノ添加剤は次の利点を提供します。

• 作業性の向上

• セメント気孔率の低減 

• 水の浸入を最小化するためのセメント複合構造の高密度化

• セメントの圧縮強度と曲げ強度を大幅に向上させ、機械的耐久性と破壊の最小化を実現。

• 地盤変動によるせん断力への耐性が向上。

• 優れた硫酸塩および塩素腐食耐性

• バクテリアによる腐食とダメージからの保護

• 熱管理

• 核放射線の減衰

QUANTCRETET​M  NANOFILLER

アプリケーション : 圧縮強度の補強、作業性の向上、UVフィルタリング、抗菌、防汚、防錆（耐塩素攻撃性）、アルカリ反応性の低下、撥水、低通気性、白化・着色剤、ハロゲンフリーの難燃剤。

不健全な地層の圧密、スクイズ作業でのケーシングリークの修復、特に粒子径が大きく浸透性が低いため、マイクロファインや従来のセメントスラリーが到達できない「タイト」リークの修復に役立つ。

QUANTCRETET​M  NANOFLEX 

アプリケーション : 圧縮および曲げ/引張強度の強化、作業性の向上、UV フィルタリング、抗菌、防汚、防食 (塩化攻撃に対する耐性の強化)、アルカリ反応性の低下、撥水剤、通気性の低下、ホワイトナー/着色添加剤、ハロゲンフリーの難燃剤。

不健全な地層の強化、スクイーズ操作でのケーシングの漏れ、特に QuantCrete Filler、QuantCrete CURE、超微細および従来のセメント スラリーでは粒子サイズが大きく、浸透性が限られているためにアクセスできない「タイトな」漏れを修復するのに役立ちます。

QUANTCEMT​M CURE (ナノセメント)

アプリケーション : コンクリートの硬化速度を加速し、フライアッシュと GGBS がコンクリートの初期特性に及ぼす悪影響を相殺するナノセメント系システム。 作業性向上、ナノフィラー、コンクリートモルタルやセメントペーストの圧縮強度補強、増白・着色剤、ハロゲンフリー難燃剤。

不健全な地層の統合に役立ち、圧搾操作でのケーシングの漏れ、特に粒子サイズが大きく、浸透性が限られているため、超微細および従来のセメントスラリーではアクセスできない「タイトな」漏れを修復します。

QUANTCRETET​M  EARTH

アプリケーション : アドビ、ラムド・アース、道路建設において、環境にやさしい土壌、セメント、コンクリート用ナノ添加剤として、硫酸塩攻撃を軽減します。特に酸性硫酸塩土壌の下層土のカリフォルニア州支持率（CBR）を向上させることができます。土壌の膨潤率を最小化し、土壌粒子間に強い結合力を形成する化合物を生成する本質的な化学反応を開始し、その結果、土壌の空隙率を減少させ、その結果、工学的特性と耐久性を向上させることができます。

自己収縮を抑える膨張剤、圧縮・引張強度の増加、腐食防止剤（硫酸塩による腐食の抑制）、pH上昇剤、防カビ剤、低通気性、耐摩耗性、帯電防止剤、ハロゲンフリーの難燃剤として使用されます。

QUANTCRETET​M  THERM

アプリケーション : 高密度コンクリートは、通常のコンクリートよりも熱を保持します。 高密度コンクリートは、通常のコンクリートよりも保温性に優れているため、暑い地域では外部からの太陽熱の侵入を防ぎ、寒い地域では室内の太陽熱の損失を抑え、周囲の温度を下げるために使用されています。 温度が下がったときに熱を逃がす高放射率コーティング。

ガンマ線遮蔽、原子力発電所、X 線施設、ウラン鉱山における放射線遮蔽用の高密度コンクリートの曲げ強度骨材。 着色料、ハロゲンフリー難燃剤。

QUANTCRETET​M NEUTRON 

アプリケーション : ナノポーラスフィラー、ハロゲンフリー難燃剤、中性子減衰剤を原子力発電所やX線施設などの高密度コンクリートに充填。