NO176816B - Fremgangsmåte for fremstilling av en gel og anvendelse av gelen - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for frem-stiling av en.gel, en gel av en hydrokarbonvæske, og anvendelse av førstnevnte gel for oppbrytning av en underjordisk formasjon, hvori man innfører et hardt, partikkelformet tettemiddel i gelen og pumper gelen ned brønnhullet og i kontakt med den underjordiske formasjonen ved tilstrekkelig trykk til at man skaper og/eller utvider sprekker i formasjonen; og anvendelse av begge geler for oppbrytning av en underjordisk bergformasjon, hvorigjennom det er boret et brønnhull hvori gelen pumpes ned i brønnhullet som står i kontakt med den underjordiske formasjon, ved tilstrekkelig trykk til at man skaper og/eller utvider sprekker i formasjonen.

En teknikk som brukes i økende grad for fremstilling av hydrokarboner fra hydrokarbonholdige formasjoner består i at man bryter opp en underjordisk formasjon hvori det er boret en brønn, ved at man pumper en væske ned gjennom brønnen og inn i formasjonen, med tilstrekkelig strømningshastighet og trykk, slik at man bryter opp formasjonen. Et hardt, partikkelformet tettemiddel tilsettes ofte, i det minste til en del av væsken, før man pumper denne gjennom brønnen. Et tettemiddel føres således inn i de resulterende sprekker, avsettes der, og holder følgelig sprekkene åpne. For at væsken effektivt skal kunne bære tettemiddelet, er det ønskelig å bruke en viskøs væske i form av en gel. Etter at gelen og tettemiddelet er blitt pumpet inn i sprekkene, blir viskositeten på gelen redusert, hvorved man avsetter tettemiddelet inne i sprekkene og lar de oppbrytende væsker og formasjonsvæsker strømme tilbake til brønnhullet.

Viskositeten på den oppbrytende væsken er viktig. Viskositeten må være tilstrekkelig høy til å oppslemme og bære tettemiddelet, men tilstrekkelig lav til at væsken lett lar seg pumpe. Geler som brukes for underjordisk opp-brytning på denne måten bør ha en viskositet slik at det harde, partikkel-formede tettemiddelet ikke for tidlig sedimenteres ut av gelen. Hvis gelen er for sterkt viskøs, vil den være vanskelig å pumpe ned gjennom brønnhullet med vanlig pumpeutstyr.

Et annet krav er at gelen holder sin viskositet ved de høye temperaturer man ofte møter i hydrokarbonholdige formasjoner. Tap av viskositet under slike høye temperaturer kan resultere i en for tidlig avsetning av tettemiddelet.

De geldannede, organiske væsker (typisk hydrokarboner) som man tidligere brukte for oljefeltsoppbrytende formål inneholdt ofte en fosfatester og en forbindelse inneholdende aluminium i den organiske væske. Det skjedde så en in situ reaksjon mellom fosfatesteren og den aluminiumsholdige forbindelse, hvorved man fikk dannet et aluminiumfosfat som så geldannet hydrokarbonet.

De første fosfatestrene ble fremstilt ved at man omsatte en blanding av alkoholer (så som etyl-, oktyl- og decyl-alkoholer) med P205. Det resulterende produktet var en blanding av de tilsvarende mono- og di-fosfatestere. Disse og lignende fosfatestere ble ofte betegnet "geldanningsmidler" i olje-industrien.

Når den forannevnte etyl-, oktyl-, decylfosfatester-blandingen ble tilsatt en organisk væske sammen med et aluminiumsalt (typisk i form av en vandig natrium-aluminat-opp-løsning som virket som en "aktivator"), så ble den tilsvarende aluminiumfosfatester fremstilt hvorved man fikk geldannet den organiske væsken. Geler fremstilt ved en slik fremgangsmåte hadde en tendens til å bryte sammen og miste viskositeten ved temperaturer over ca. 93°C.

En annen fremgangsmåte for fremstilling av fosfatestere for dette formål innbefattet at man omsatte i alt vesentlig ekvimolare mengder av trietylfosfat og P205 ved ca. 70°C, hvorved man fikk fremstilt polyfosfat som reaksjonsmellom-produkt. Dette mellomproduktet ble så omsatt ved ca. 90"C med en ekvimolar mengde av en alkohol (en kommersiell blanding av C8- og C10-alkanoler) , noe som ga en fosfatester hvor nesten hele produktet var en diester, og statistisk var et radikal av diesteren, et etylradikal fra trietylfosfatet, mens det andre radikalet var tilveiebrakt ved hjelp av den tilsatte alkoholen. Når denne fosfatesterblandingen ble tilsatt til en organisk væske og så in situ omsatt med en vandig natrium-aluminataktivator, fikk man en gel med bedret viskositet/temperaturegenskaper fremfor en gel fremstilt ved fosfatester-geldanningsmiddelet, slik dette er beskrevet i den første fremgangsmåten. De forbedrede egenskaper skyldtes åpenbart en lavere konsentrasjon av mono-estere i det nye gel-danningsmiddelet. En gel fremstilt ved denne andre fremgangsmåten mistet imidlertid nokså raskt viskositeten ved temperaturer over ca. 110°C, og et slikt viskositetstap ble mer alvorlig med tiden ved slike forhøyede temperaturer. Det skal igjen bemerkes at geler fremstilt ved begge de to forannevnte fremgangsmåter igjen typisk hadde vann og pH-påvirkende salter (spesielt NaOH), noe som skyldtes bruken av en vandig natri-umaluminatoppløsning som aktivator.

Fremgangsmåter for fremstilling av geler som tilsvarer de fremgangsmåter som er angitt ovenfor er blitt foreslått, men med reaktanter som gir fosfat-diester med alifatiske grupper, og en av disse er et alifatisk radikal med 1 til 26 C-atomer, mens det andre et et alifatisk radikal med 6 til 2 6 C-atomer. I tillegg til dette har det vært foreslått å fremstille geler ved tilsvarende fremgangsmåte hvor man bruker andre metallsalter istedet for aluminiumsaltet, f.eks. salter av gallium, lantan, erbium, torium eller strontium.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en fremgangsmåte for fremstilling av en gel som er spesielt anvendelig for opp-brytning av underjordiske formasjoner ved at man blander en hydrokarbonvæske med en metallfosfatester, og hvor sistnevnte i alt vesentlig er en metallfosfat-diester, idet ett av radikalene på hver fosfatgruppe i f osf at-diesteren er et Cx til C26 alifatisk radikal, mens det andre radikalet er et C6 til C26 alifatisk radikal, og hvor alle reaktantene i alt vesentlig er frie for vann og pH-påvirkende forbindelser.

Hydrokarbonvæsken kan være råolje, diesel, paraffin eller annet raffinert hydrokarbon. Den statistiske fordelingen av de organiske radikaler på hver fosfat-diester er fortrinnsvis: Ett er et alifatisk radikal med 1 til 3 C-atomer, mens det andre er et alifatisk radikal med 8 til 18 C-atomer.

Den foretrukne fremgangsmåten for fremstilling av fosfatesteren er følgende: Først omsettes en fosfat-triester med

P205 for fremstilling av det tilsvarende vannfrie polyfosfat-reaksjonsmellomproduktet. Deretter omsettes dette med en alkohol, noe som gir den tilsvarende di-esteren som statistisk har ett radikal fra triesteren, mens de andre radikaler kommer fra alkoholen.

Fremgangsmåten for fremstilling av en gel av en hydrokarbonvæske er følgende:

Man blander en gelatiniserbar hydrokarbonvæske med:

a) et fosfat-diester-gelatineringsmiddel fremstilt ved at man

i) reagerer en f osf at-triester med P205, slik at man

får fremstilt et tilsvarende vannfritt polyfosfat;

ii) reagerer polyfosfatet fra trinn i) med en alkohol,

slik at man fremstiller den tilsvarende fosfat-di-esteren med ett radikal fra tristeren, og det andre

fra alkoholen; og

b) en metallsalt-aktivator med en ikke pH-påvirkende rest; og hvor alle reaktantene i alt vesentlig er frie for

vann og pH-påvirkende forbindelser.

Metallsaltaktivatoren med en ikke pH-påvirkende rest er gjerne et metallalkoksyd, og fortrinnsvis et aluminium-alkoksydsalt tilsatt den organiske væsken, slik at metallsaltet reagerer med fosfat-diesteren og gir den tilsvarende metallfosfat-diesteren som gelatinerer hydrokarbonvæsken.

Viskositetsreaksjonen for gelene ved forskjellige temperaturer kan kontrolleres ved å variere den kjemiske sammen-setningen av fosfat-diesteren foruten at man kan variere forholdet mellom fosfatester og aktivator. Forandringer i den kjemiske sammensetning av den nevnte fosfat-diester kan utfø-res ved å endre molforholdet mellom trialkyl-fosfatesteren og den mengde P205 som brukes i første trinn av reaksjons-sekven-sen, såvel som molforholdet mellom alkoholen og polyfosfat-reaksjonsmellomproduktet som brukes i annet trinn av reaksjonssekvensen. Væsker med utmerket høy temperaturstabilitet kan f.eks. fremstilles ved å bruke fra 20 til 40% (fortrinnsvis 30-40%) molart overskudd av trietylfosfat under fremstillingen av polyfosfatet. I tillegg til dette vil man fortrinnsvis bruke 20% moloverskudd av alkoholen ved fremstillingen av fosfat-diesteren. Med "moloverskudd" forstås et overskudd av antall mol over den støkiometrisk forønskede mengde. Typisk vil man la polyfosfatmellomproduktet reagere med alkoholen i en periode, på minst 1 time, mens temperaturen i det minste vesentlig holdes på 130'C.

Geler fremstilt ved hjelp av de ovennevnte fremgangsmåter kan brukes for oppbrytning av underjordiske formasjoner som er gjennomboret av et brønnhull. Ved hjelp av vanlige pumpe-metoder vil et hardt, partikkelformet tettemiddel vanligvis bli blandet og medført i gelen ved hjelp av kjent blandetek-nikk, og suspensjonen (gel og tettemiddel) kan så pumpes ned gjennom brønnen og inn i den underjordiske formasjonen med tilstrekkelig strømningshastighet og trykk, slik at man skaper og/eller utvider sprekker i formasjonen. Andre vanlige addi-tiver (f.eks. nedbrytningsmidler) som brukes sammen med olje-baserte oppbrytningsvæsker kan også brukes i oppbrytnings-væskene ifølge foreliggende oppfinnelse.

Tegninger

Utførelser av oppfinnelsen vil nå bli beskrevet med hen-visning til de vedlagte tegninger, hvor: Figur 1 illustrerer forholdet mellom viskositet og tid i en gel fremstilt ved hjelp av foreliggende fremgangsmåte ved forskjellige temperaturer; Figur 2 er et diagram som tilsvarer det på figur 1, men viser resultater for en gel fremstilt ved en annen fremgangsmåte ; Figur 3 viser forholdet mellom viskositet og temperatur for en gel fremstilt ved en tredje fremgangsmåte; Figur 4 illustrerer Marsh-trakt-tidene for en gel fremstilt ved en fremgangsmåte ifølge foreliggende oppfinnelse i forhold til økende konsentrasjon av vann i gelen; Figur 5 illustrerer viskositeten over tid for en gel fremstilt ved foreliggende fremgangsmåte med forskjellige mengder aluminium isopropoksysalt brukt som molprosent av den teoretisk støkiometriske mengden; Figur 6 viser forholdet mellom viskositet og temperatur for en gel fremstilt ved en annen fremgangsmåte; Figurene 7 til 15 illustrerer viskositeten i forhold til tiden, for geler fremstilt ved hjelp av foreliggende fremgangsmåte hvor de fosfatestere som blir brukt for å fremstille gelene var fremstilt under varierende reaksjonsbetingelser; og Figur 16 viser Marsh-trakt-tiden i forhold til denn prosentvise mengde av aluminiumisopropoksyd som er nødvendig for å nå "endepunktet" for en gel som brukes for oppbrytning.

Viskositeten på et egnet hydrokarbon Jean heves ved at man tilsetter en fosfat-diester og utvalgte metallsalter, fulgt av en in situ reaksjon. Reologien, dvs. viskositetsprofilen, som en funksjon av tid og temperatur under skjærbetingelser, f.eks. for et gelatinert hydrokarbon, påvirkes ved et nærvær eller fravær av eventuelle vannmengder og/eller pH-påvirkende forbindelser. Gelens reologi påvirkes også av den type fosfat-diester som brukes for fremstilling av gelen.

Foreliggende fremgangsmåte for fremstilling av en for-ønsket fosfat-diester innbefatter at en fosfat-triester omsettes med P203 for å fremstille et polyfosfatreaksjons-mellomprodukt. Dette omsettes så med en alkohol for å fremstille et fosfat-diester-gelatineringsmiddel.

Bruken av et ikke-vandig aluminiumsalt (f.eks. aluminium-alkoksyder) ved fremstillingen av gelene gjør at man lettere kan eliminere vann og pH-påvirkende forbindelser. F.eks. kan aluminiumisopropoksyd i en oppløsning av et organisk løsnings-middel brukes som aktivator for reaksjonen med fosfat-diesteren. In situ reaksjonen mellom aluminiumet og fosfat-diesteren gjør at den organiske væsken blir gelatinert. Ved hjelp av denne fremgangsmåten kan hydrokarbongelen fremstilles slik dette er angitt i de etterfølgende eksempler. Visko-sitetsmålinger ble utført på hver av de fremstilte gelene for å bestemme deres anvendelse som oppbrytende væske, idet man brukte et viskometer av modell 50C Fann. Væskenes reologi ble bestemt under en rekke forskjellige skjærhastighetsbetingelser og temperaturbetingelser. Viskositeten i hydrokarbongelene ble også målt ved hjelp av et Marsh-trakt-viskometer. Forde-len ved å bruke sistnevnte apparat er at dets fysiske størrel-se og holdbarhet gjør at det kan brukes under en rekke forskjellige feltbetingelser. For de som er kjent med disse typer viskometere, er det innlysende at skjærhastighetsbeting-elsene og temperaturbetingelsene når man bruker et Marsh-trakt-apparat, antageligvis ikke simulerer betingelsene i det oppbrytende miljøet i den underjordiske formasjonen. Det har imidlertid vist seg at de data man oppnår ved hjelp av Marsh-trakt-prøvene på de foreliggende væsker er meget gode når det gjelder å identifisere egnede oppbrytende væsker.

Eksempel 1

Trietylfosfat og et løsningsmiddel av aromatiske hydrokarboner ble blandet i en reaktor og forvarmet til 43°C. P205 ble tilsatt for å fremstille et mellomprodukt, idet man holdt temperaturen under 90°C. Etter tilsetning av alt P205, ble temperaturen holdt på 100°C i 1 time. Deretter tilsatte man ALFOL 810 (en kommersiell blanding av C8- og C10-alkanoler) til mellomproduktet, og blandingen ble kokt ved 13 0"C i 2 timer. Anvendte kjemiske forhold:

Gelatineringsmiddelet som var et resultat av ovennevnte reaksjon, ble brukt for å gelatinere en dieselolje ved at det ble tilsatt til oljen sammen med aluminiumisopropoksyd. Viskositet-avhengighet av tiden for den resulterende gelen ved forskjellige temperaturer er vist på figur 1. Det fremgår av denne at den forannevnte gelen viser gode viskositetsegenskaper endog opp til 149°C.

Eksempel 2

I et sammenlignende eksperiment ble trietylfosfat og et løsningsmiddel av aromatiske hydrokarboner blandet i en reaktor og forvarmet til 43"C. P205 ble tilsatt for fremstilling av et polyfosfat-mellomprodukt. Under tilsetningen av P205 ble temperaturen holdt under 70°C, hvoretter den ble holdt på 70°C i 1 time. Deretter ble ALFOL 810 tilsatt til reaksjonsmellom-produktet, og blandingen ble kokt ved 90°C i 2 timer.

Brukte kjemiske mengder:

En hydrokarbongel ble fremstilt ved at man til dieselolje tilsatte en kommersielt tilgjengelig, vandig oppløsning a natriumaluminat (som har natriumhydroksyd tilstede som et stabiliseringsmiddel) og den forannevnte fosfat-diesteren. Viskositeten i forhold til tiden for flere temperaturer er vist på figur 2. Gelen ble også prøvet ved 13 5°C og hadde da enda dårligere viskositet enn ved 121°C. En sammenligning med figur 2 og figur 1 viser at en gel fremstilt ved hjelp av fremgangsmåten fra eksempel 1 har bedre reologi (fremgangsmåten i eksempel 1 er en fremgangsmåte ifølge foreliggende oppfinnelse) enn en gel fremstilt ved fremgangsmåten i foreliggende eksempel (som er en fremgangsmåte som ikke er ifølge foreliggende oppfinnelse).

Eksempel 3

I et annen sammenlignende forsøk ble etanol og ALFOL 810 blandet i en reaktor og forvarmet til 65°C, hvoretter P205 ble tilsatt til alkoholene, idet temperaturen ble holdt under 79°C. Etter tilsetning av all P205, ble temperaturen holdt på 100°C i 9 0 minutter. Dette produktet inneholder i alt vesentlig ekvimolare mengder av etyl-, oktyl- og decylfosfat-mono-og diestere.

Anvendte kjemiske mengder:

Det forannevnte fosfatestergelatineringsmiddel ble tilsatt diesel i en mengde som tilsvarer 8 liter pr. 1000 1 diesel. Oppløsningen ble tilsatt en oppløsning av aluminium-isopropoksyd inntil gelen fikk en konsistens som lignet en homogen honning. Det var ikke lett å få jevn konsistens på gelen, og selv når man fikk fremstilt den forønskede gelen, så avtok viskositeten meget raskt når den ble oppvarmet til forhøyede temperaturer. På figur 3 har man avsatt viskositet 1 forhold til tid/temperaturprofil for en slik gel ved ved 121°C. Det fremgår av figuren at den resulterende gelen ikke kan brukes som en oppbrytende væske selv ved temperaturer på 60°C pga sin lave viskositet. Det er her illustrert at det ikke er tilstrekkelig å omsette en ikke-vandig oppløsning av aluminium (aluminium-isopropoksyd i dette tilfellet) med en fosfatester som er fremstilt ved å reagere en blanding av alkoholer direkte med P205. Årsaken til dette er at man sann-synligvis får fremstilt en vesentlig mengde monoestere når en fosfatester fremstilles ved denne fremgangsmåten.

Eksempel 4

To hydrokarbongeler ble fremstilt for sammenlignende

formålv Gel nr. 1 ble fremstilt ved å tilsette 8,0 ml av fosfatester-gelatineringsmiddelet fremstilt ved den fremgangsmåte som er beskrevet i eksempel 2 til 1000 ml diesel under røring. Blandingen ble så tilsatt 0,88 ml av en natriumaluminat-løs-ning som aktivator, og blandingen ble rørt i 2 minutter. Gel 2 ble fremstilt ved å røre ut 1000 ml diesel og så tilsette 8,0 ml av fosfatester-gelatineringsmiddelet fremstilt ved den fremgangsmåte som er beskrevet i ekempel 1, og 2,35 ml av en aluminium-isopropoksydløsning, og det hele ble blandet i 2 minutter. Viskositetsmålinger ble utført ved å bruke Marsh-trakt og modell 50C Fann viskometer, og resultatene er vist i

tabellene I og II.

bruke vandig natriumaluminatløsning fortsatte å forandre seg over tid, noe som gjorde det vanskelig å forutsi når man hadde oppnådd en gel med tilfredsstillende viskositet, og som kunne brukes som en oppbrytende væske. Den samme gelen som var blitt eldet i 16 timer ga stadig utilfredsstillende viskositet når den ble utsatt for 121°C i mer enn 4-5 timer i et Fann 50C

viskometer. På den annen side viste det seg at gel nr. 2 fremstilt ved å bruke aluminiumisopropoksyd, hadde stabile Marsh-trakt-tider selv etter 24 timer. Gel nr. 2 viste også tilfredsstillende og stabil viskositet når den ble prøvet ved 121°C i Fann 50C-viskometeret. Det fremgår således fra Tabell I at den gelen som kan oppnås ved hjelp av foreliggende fremgangsmåte (eksempel 4, gel nr. 2 hvor man brukte aluminium-isopropoksyd) , kan fremstilles i laboratoriet, og mer viktig ved et brønnhull, og at man lett kan måle den forønskede viskositet ved en enkel fremgangsmåte hvor man bruker en Marsh-trakt som korrolerer de resultater man oppnådde med det mer fintfølende eller avanserte Fann 50C-viskometeret. På den annen side viste det seg at geler fremstilt ved tidligere kjente fremgangsmåter (Eksempel 4, gel nr. 1, hvor man haddé brukt vandig natriumaluminat) tilsynelatende kan ha den for-ønskede viskositet når denne måles ved hjelp av Mash-trakt-prøven, men når gelen ble utsatt for forhøyede temperaturer, vil den ha viskositeter som er altfor lave til at gelen kan brukes som egnet oppbrytende væske.

Eksempel 5

Det ble fremstilt en hydrokarbongel som beskrevet i eksempel 1. Varierende prosentvise mengder av vann ble tilsatt, og man utførte viskositetsmålinger ved hjelp av Marsh-trakten på hver prøve. De resulterende Marsh-traktprøver ble avsatt som en funksjon av vektprosent vann, og dette er vist på figur 4. Marsh-trakttidene har ingen merkbar sammenheng med viskositetene til de samme væsker når disse ble målt på et Fann 50C viskometer ved 170 sek. -1. Figur 4 viser igjen at det er meget viktig å holde reagensene for fremstilling av gelen vannfri eller i det alt vesentlige fri for vann. Typisk vil det være tilstede mindre enn 0,05 vekt% vann i væsker fremstilt ved hjelp av foreliggende oppfinnelse.

Eksempel 6

Det ble fremstilt en hydrokarbongel som beskrevet i eksempel 1, bortsett fra at nå brukte man aluminium-oktanoat istedet for aluminiumisopropoksyd. Viskositet og temperatur for den resulterende gel er vist på fig. 6. Det fremgår av figuren at denne gelen hadde lav viskositet ved relativt lave temperaturer på mindre ennn 100"C. Dette viser igjen virknin-gen på gelen ved å tilføre aluminiumsalt til gelen i en kje-misk form som inneholder et pH-påvirkende mot-ion.

Ved fremstilling av en gel ved fremgangsmåten i eksempel 1, er det foretrukket å bruke en nær 100% av den støkiometrisk teoretiske mengden av aluminiumisopropoksyd for å få de beste gelegenskaper. Dette er vist på figur 5, hvor geler er fremstilt ved fremgangsmåten i eksempel 1, men hvor man brukte forsjellige prosentvise mengder av aluminiumisopropoksyd-aktivatoren.

Som nevnt tidligere i denne diskusjonen, kan hydrokarbon-gelens reologi endres ved valg av den fosfat-diester som brukes for å fremstille gelen. Forandringer i fosfat-diesteren kan utføres ved å variere forholdet mellom reaktanter som brukes under fremstillingen og/eller ved å variere de raksjonstemperaturer som brukes under fremstillingen. Flere forskjellige fosfat-diester-gelatineringsmidler ble fremstilt ved hjelp av den fremgangsmåte som er beskrevet i eksempel 1; hvor (trinn 1 i reaksjonssekvensen) det ble fremstilt forskjellige polyfosfatreaksjons-mellomprodukter ved å endre molforholdet mellom P205 og trietylfosfat, eller ved å endre reaksjonstemperaturen, og/eller hvor (trinn 2 i reaksjonssekvensen) forskjellige molare mengder av ALFOL 810 ble tilsatt til mellomproduktet og/eller hvor man brukte forskjellige temperaturbetingelser. Hydrokarbongeler fremstilt (som angitt i eksempel 1) hvor man brukte disse forskjellige fosfat-diestergelatineringsmidler, ble prøvet i et Fann 50C-viskometer for å bestemme deres stabilitet ved 121°C.

Figur 7 illustrerer reologien for hydrokarbongeler fremstilt ved å bruke gelatineringsmidler hvis kjemi var endret ved å forandre den molare konsentrasjonen av ALFOL 810, mens man holdt en konstant molarkonsentrasjon av trietylfosfat. Data fra figur 7 indikerer at geler med den beste viskositeten, dvs tidsegenskaper, ble oppnådd når de ble fremstilt med gelatineringsmidler som var fremstilt med minst 20% mol-overskudd, fortrinnsvis minst 30 mol% overskudd av ALFOL 810 i reaksj onssekvensen.

På lignende måte viser figur 8 reologien for geler fremstilt ved å bruke gelatineringsmidler hvis kjemi var endret ved å forandre den molare konsentrasjon av trietylfosfat samtidig som man holdt konstant molarkonsentrasjon av ALFOL 810. Figur 8 viser at geler med de beste viskositetsprofiler ble oppnådd når de ble fremstilt med gelatingeringsmidler som var fremstilt med fra 20-40 mol% overskudd av trietylfosfat i reaksjonssekvensen.

Ved å kombinere den informasjon som er angitt på figurene 7 og 8, fremgår det at man får et gelatineringsmiddel med gode viskositetsegenskaper når man bruker fra 20 til 40 mol% overskudd av trietylfosfat og 30 mol% overskudd av ALFOL 810. I hvert enkelt tilfelle både for geler fremstilt på figur 7 og figur 8, var reaksjonstemperaturen i trinn 1 70°C, mens den i trinn 2 var 9 0°C. Figurene 9, 10 og 11 viser viskositets/tidsprofilene for hydrokarbongeler fremstilt (som angitt i eksempel 1) ved å bruke gelatineringsmidler hvis kjemi var variert ved å forandre varighet og temperaturbetingelser i trinn 2 i reaksjonssekvensen (90, 110 og 130"C for henholdsvis figurer 9, 10 og 11), mens man holdt temperaturen i trinn 1 konstant på 70°C. Forholdet mellom reaktantene var som angitt i eksempel 1. Hver kurve på diagrammet angir en forandring i lengden på koketiden i trinn 2 for det fosfat-diestergelatineringsmiddel som ble brukt for å fremstille de angitte hydrokarbongeler. Den samlede bedømmelse a figurene 9, 10 og 11 viser tydelig at det forønskede fosfat-diestergelatineringsmiddel lett kan fremstilles ved å heve temperaturen i trinn 2 i reaksjonssekvensen til 130°C. Figur 12 viser viskositet i forhold til tid for en hydrokarbongel fremstilt (ifølge eksempel 1) ved å bruke gelatineringsmidler hvis kjemi var variert ved å forandre varighet og temperaturbetingelser (90 og 100°C) i trinn 1 i reaksjonssekvensen, mens man holdt temperaturen i trinn 2 konstant ved 130°C. Forholdet mellom reaktantene var som angitt i eksempel 1. Hver kurve på diagrammet angir en forandring i varighet på koketid og forandring i koketemperatur for trinn 1 i reaksjonssekvensen for det fosfat-diestergelatineringsmiddel som ble brukt for fremstillingen av den angitte gel. Resultatene på figur 12 indikerer at under fremstillingen av et fosfat-diestergelatineringsmiddel, vil en variasjon i temperatur på mellom 70 og 90°C og/eller varighet av koketid fra 1 til 2 timer i trinn 1 i reaksjonssekvensen, gi liten forskjell på viskositeten for en hydrokarbongel fremstilt ved hjelp av gelatineringsmiddelet.

Figurene 13, 14 og 15 viser viskositet i forhold til tid for hydrokarbongeler fremstilt (ved hjelp av fremgangsmåte-eksempel 1) ved å bruke gelatineringsmidler hvis kjemi var variert ved å forandre forholdet mellom reaktantene slik det er angitt på figurene, samtidig som man holdt optimale temperaturbetingelser som angitt fra figurene 8 til 11 (dvs. 90"C i 1 time i trinn 1 og 130°C i 2 timer i trinn 2). Hver kurve på diagrammet representerer en forandring i reaktantforholdet i det fosfat-diestergelatineringsmiddel som ble brukt for fremstilling av de angitte geler. Bedømmelse av resultatene fra figurene 13, 14 og 15 indikerer at det forønskede fosfat-diestergelatineringsmiddelet kan fremstilles ved å bruke fra 30 til 40 mol% overskudd av ALFOL 810 (30 og 40% er bare litt bedre enn 20%) og fra 20 til 40 mol% overskudd av trietylfosfat når man anvender de ovenfor angitte temperaturbetingelser.

Det fremgår således fra resultatene på figurene 9 til 15 at akseptable hydrokarbongeler kan fremstilles når man bruker et fosfat-diestergelatineringsmiddel fremstilt ved hjelp av de følgende foretrukne reaksjonsbetingelser: Trinn 1: 90°C i ca. 1 time med fra 20 til 40 molekvivalent

overskudd av TEP;

Trinn 2: 130°C i ca. 2 timer med et fra 30 til 40 molekvivalent overskudd av ALFOL 810.

Man bruker fortrinnsvis ca. 3 0 mol% overskudd av ALFOL 810 og ca. 30 mol% overskudd av trietylfosfat for fremstilling av fosfatet for fremstilling av fosfat-diesteren basert på en analyse av omkostninger og egenskaper.

Figur 16 viser Marsh-trakt-tider for geler som en funk-

sjon av den mengde aktivator som blir brukt under deres fremstilling. De data som ble vist på figur 16 ble bestemt ved å bruke 8 liter gelatineringsmiddel pr. 1000 liter diesel.

Mengden av auminiumalkoksyd og, i dette tilfellet, aluminium-isopropoksyd som var nødvendig for å få optimale gelegen-

skaper, ble bestemt ved den brukbare viskositeten på gelen. "Sluttpunktet" for reaksjonen mellom gelatineringsmiddelet og aluminiumaktivatoren ble angitt til 100% +/- 1% når Marsh-trakt-viskositeten på gelen faller mellom 100 og 250 sek. (den tid det tar å drenere de første 1000 ml fra en Marsh-trakt som var blitt fyllt med væske til sikten). I dette området er de forhøyede temperaturegenskaper for gelen gode for oppbrytende formål, og viskositeten er slik at væsken lett kan behandles og pumpes med vanlig oljefeltutstyr. Marsh-trakt-tiden ved "sluttpunktet" vil forandre seg ettersom konsentrasjonen på gelatineringsmiddelet og aktivatoren forandrer seg, og/eller når man bruker andre hydrokarboner enn diesel, men disse forskjeller kan, hvis det er ønskelig, lett kvantif i-lseres i laboratorieforsøk.

Claims (16)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av en gel, karakterisert ved at man blander en hydrokarbonvæske med en metallfosfatester, og hvor sistnevnte i alt vesentlig er en metallfosfat-di-ester, idet ett av radikalene på hver fosfatgruppe i f osf at-di-esteren er et C-^ til C2g alifatisk radikal, mens det andre radikalet er et C6 til C2g alifatisk radikal, og hvor alle reaktantene i alt vesentlig er frie for vann og pH-påvirkende forbindelser.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at metallet i metallfosfat-di-esteren er aluminium.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at de alifatiske radikalene på hver fosfatgruppe i fosfat-di-esteren er alkylradikaler.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at ett av alkylradikalene på hver fosfatgruppe i fosfat-di-esteren er et C^ til C3 alkylradikal mens det annet er et Cg til C18 alkylradikal.

5. Fremgangsmåte for fremstilling av en gel av en hydrokarbon-væske, karakterisert ved at man blander en gelatiniserbar hydrokarbonvæske med: a) et fosfat-di-ester-gelatineringsmiddel fremstilt ved at man i) reagerer en fosfat-triester med P2O5 slik at man får fremstilt et tilsvarende vannfritt polyfosfat; ii) reagerer polyfosfatet fra trinn (i) med en alkohol slik at man fremstiller den tilsvarende fosfat-di-esteren med et radikal fra triesteren og det andre fra alkoholen; b) en metallsalt-aktivator med en ikke pH-påvirkende rest; og hvor alle reaktantene i alt vesentlig er frie for vann og pH-påvirkende forbindelser.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert ved at fosfattriesteren er en trialkyl-ester og hvor alle alkylradikalene er fra C2 til C3 alkylradikaler, og hvor alkoholen er en alkylalkohol med et fra C8 til C18 alkylradikal.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert ved at metallsaltet er et aluminium-alkoksydsalt.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert ved at fosfattriesteren er trietylfosfat, og hvor man bruker fra 20 til 40 mol% overskudd av trialkylfosfatesteren i forhold til mengden av P2O5 under fremstilling av det vannfrie polyfosfatet.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert ved at man bruker minst 20 mol% overskudd av alkoholen ved fremstilling av fosfat-di-esteren.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at metallsaltet er et aluminium-alkoksydsalt, fosfattriesteren er trietylfosfat, og hvor man bruker fra 30 til 40 mol% overskudd av trialkyl-fosfatesteren i forhold til mengden av P2O5 for fremstillingen av det vannfrie polyfosfatet, og hvor man bruker minst 20 mol% overskudd av alkoholen for fremstilling av fosfat-di-esteren.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 10, karakterisert ved at man holder reaksjonstemperaturen i alt vesentlig på 130°C mens man reagerer polyfosfatet med alkoholen i et tidsrom på minst 1 time.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 10, karakterisert ved at man holder temperaturen på minst 130°C når man reagerer polyfosfatet med alkoholen i et tidsrom på minst 1 time.

13. Fremgangsmåte ifølge krav 10, karakterisert ved at alkoholen er en C8 til C10 alkanol.

14. Fremgangsmåte ifølge krav 10, karakterisert ved at alkoholsaltet er aluminiumisopropoksyd .

15. Anvendelse av gelen ifølge krav 1-14 for oppbrytning av en underjordisk bergformasjon hvorigjennom det er boret et brønnhull hvori gelen pumpes ned i brønnhullet som står i kontakt med den underjordiske formasjon ved tilstrekkelig trykk til at man skaper og/eller utvider sprekker i formasjonen.

16. Anvendelse av gelen ifølge krav 1-4 for oppbrytning av en underjordisk formasjon hvori man innfører et hardt, partikkelformet tettemiddel i gelen; og pumper gelen ned brønnhullet og i kontakt med den underjordiske formasjonen ved tilstrekkelig trykk til at man skaper og/eller utvider sprekker i formasjonen.