طريقة تحديد قوة هلام الأثير السليلوز

لقياس قوةهلام السليلوز الأثير، تقدم المقالة أنه على الرغم من أن جل إيثر السليلوز وعوامل التحكم في التشكيل الجانبي الشبيهة بالهلام لها آليات مختلفة للجيل، إلا أنها يمكن أن تستخدم التشابه في المظهر، أي أنها لا يمكن أن تتدفق بعد الجيل في الحالة شبه الصلبة، وهي طريقة المراقبة شائعة الاستخدام، يتم استخدام طريقة التدوير وطريقة اختراق الفراغ لتقييم قوة الهلام لتقييم قوة هلام إيثر السليلوز، ويتم إضافة طريقة جديدة لاختراق الضغط الإيجابي. تم تحليل قابلية تطبيق هذه الطرق الأربع لتحديد قوة هلام إيثر السليلوز من خلال التجارب. أظهرت النتائج أن طريقة المراقبة يمكنها فقط تقييم قوة أثير السليلوز نوعيًا، وطريقة التدوير غير مناسبة لتقييم قوة أثير السليلوز، وطريقة الفراغ يمكنها فقط تقييم قوة أثير السليلوز بقوة أقل من 0.1 ميجا باسكال، و الضغط الإيجابي المضاف حديثًا يمكن لهذه الطريقة تقييم قوة هلام إيثر السليلوز كميًا.

الكلمات الرئيسية: هلام؛ هلام الأثير السليلوز. قوة؛ طريقة

0.مقدمة

تُستخدم عوامل التحكم في التشكيل الجانبي القائمة على هلام البوليمر على نطاق واسع في توصيل المياه في حقول النفط والتحكم في التشكيل الجانبي. ومع ذلك، في السنوات الأخيرة، أصبح نظام التوصيل والتحكم بإيثر السليلوز الهلامي الحساس لدرجة الحرارة والقابل للعكس حراريًا تدريجيًا نقطة بحث ساخنة لتوصيل المياه والتحكم في المظهر الجانبي في خزانات النفط الثقيل. . تعد قوة هلام إيثر السليلوز أحد أهم المؤشرات لانسداد التكوين، لكن لا يوجد معيار موحد لطريقة اختبار قوته. الطرق الشائعة الاستخدام لتقييم قوة الهلام، مثل طريقة المراقبة - طريقة مباشرة واقتصادية لاختبار قوة الهلام، استخدم جدول رمز قوة الهلام للحكم على مستوى قوة الهلام المراد قياسه؛ طريقة التدوير - الأدوات المستخدمة بشكل شائع هي مقياس اللزوجة ومقياس اللزوجة Brookfield، وتكون درجة حرارة عينة اختبار مقياس اللزوجة Brookfield محدودة في حدود 90 درجة°ج؛ طريقة التفريغ الاختراقي - عندما يتم استخدام الهواء لاختراق الجل، فإن القراءة القصوى لمقياس الضغط تمثل قوة الجل. تتمثل آلية التبلور في الهلام في إضافة عامل ربط متقاطع إلى محلول البوليمر. يتم ربط عامل الارتباط المتقاطع وسلسلة البوليمر بواسطة روابط كيميائية لتكوين بنية شبكية مكانية، ويتم تغليف الطور السائل به، بحيث يفقد النظام بأكمله السيولة، ثم يتحول إلى هلام، وهذه العملية غير قابلة للعكس و هو تغير كيميائي. آلية هلام إيثر السليلوز هي أنه عند درجة حرارة منخفضة، تكون الجزيئات الكبيرة من إيثر السليلوز محاطة بجزيئات صغيرة من الماء من خلال روابط هيدروجينية لتكوين محلول مائي. مع ارتفاع درجة حرارة المحلول، يتم تدمير الروابط الهيدروجينية، والجزيئات الكبيرة من إيثر السليلوز. الحالة التي تتجمع فيها الجزيئات معًا من خلال تفاعل المجموعات الكارهة للماء لتكوين مادة هلامية هي تغير فيزيائي. على الرغم من اختلاف آلية التبلور بين الاثنين، إلا أن المظهر له حالة مماثلة، أي أن حالة شبه صلبة تتشكل في الفضاء ثلاثي الأبعاد. ما إذا كانت طريقة تقييم قوة الهلام مناسبة لتقييم قوة هلام إيثر السليلوز تحتاج إلى الاستكشاف والتحقق التجريبي. في هذا البحث، تم استخدام ثلاث طرق تقليدية لتقييم قوة المواد الهلامية السليلوزية الأثيرية: طريقة المراقبة، طريقة الدوران وطريقة الفراغ الاختراقي، ويتم تشكيل طريقة اختراق الضغط الإيجابي على هذا الأساس.

1. الجزء التجريبي

1.1 المعدات والأدوات التجريبية الرئيسية

حمام مائي كهربائي بدرجة حرارة ثابتة، DZKW-S-6، شركة Beijing Yongguangming Medical Instrument Co., Ltd.؛ مقياس درجة الحرارة والضغط العالي، MARS-III، شركة HAAKE الألمانية؛ مضخة تفريغ متعددة الأغراض للمياه المتداولة، SHB-III، شركة Gongyi Red Instrument Equipment Co., Ltd.؛ المستشعر، DP1701-EL1D1G، شركة Baoji Best Control Technology Co., Ltd.؛ نظام اكتساب الضغط، Shandong Zhongshi Dashiyi Technology Co., Ltd.؛ أنبوب قياس الألوان، 100 مل، شركة Tianjin Tianke Glass Instrument Manufacturing Co., Ltd.؛ قنينة زجاجية مقاومة لدرجات الحرارة العالية، سعة 120 مل، شركة Schott Glass Works، ألمانيا؛ نيتروجين عالي النقاء، شركة Tianjin Gaochuang Baolan Gas Co., Ltd.

1.2 العينات التجريبية والتحضير

إيثر هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز، 60RT400، شركة تايان رويتاي السليلوز المحدودة؛ قم بإذابة 2 جرام و3 جرام و4 جرام من إيثر هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز في 50 مل من الماء الساخن عند درجة حرارة 80.درجه مئويةيقلب جيدا ويضاف 25درجه مئويةفي 50 مل من الماء البارد، تم إذابة العينات تمامًا لتكوين محاليل إيثر السليلوز بتركيزات 0.02 جم/مل، 0.03 جم/مل و0.04 جم/مل على التوالي.

1.3 الطريقة التجريبية لاختبار قوة هلام إيثر السليلوز

(1) تم اختباره بطريقة الملاحظة. تبلغ سعة الزجاجات الزجاجية ذات الفم الواسع المقاومة للحرارة العالية المستخدمة في التجربة 120 مل، وحجم محلول إيثر السليلوز 50 مل. ضع محاليل إيثر السليلوز المحضرة بتركيزات 0.02 جم/مل، 0.03 جم/مل و0.04 جم/مل في قنينة زجاجية مقاومة لدرجات الحرارة العالية، واقلبها عند درجات حرارة مختلفة، وقارن بين التركيزات الثلاثة المختلفة المذكورة أعلاه وفقًا لرمز قوة الجل. تم اختبار قوة التبلور للمحلول المائي للأثير السليلوز.

(2) تم اختباره بطريقة التدوير. أداة الاختبار المستخدمة في هذه التجربة هي مقياس حرارة وضغط عالي. يتم اختيار المحلول المائي لإيثر السليلوز بتركيز 2% ووضعه في أسطوانة للاختبار. معدل التسخين هو 5درجه مئوية/10 دقيقة، ومعدل القص هو 50 ثانية-1، ووقت الاختبار هو 1 دقيقة. - نطاق التسخين 40～110درجه مئوية.

(3) تم اختباره بطريقة الفراغ الاختراقي. قم بتوصيل الأنابيب اللونية التي تحتوي على الجل، وقم بتشغيل مضخة التفريغ، واقرأ القراءة القصوى لقياس الضغط عندما يخترق الهواء الجل. يتم تشغيل كل عينة ثلاث مرات للحصول على القيمة المتوسطة.

(4) الاختبار بطريقة الضغط الإيجابي. وفقًا لمبدأ طريقة درجة الفراغ الاختراقية، قمنا بتحسين هذه الطريقة التجريبية واعتمدنا طريقة اختراق الضغط الإيجابي. قم بتوصيل الأنابيب اللونية التي تحتوي على الجل، واستخدم نظام اكتساب الضغط لاختبار قوة هلام الأثير السليلوز. كمية الجل المستخدمة في التجربة 50 مل، سعة الأنبوب اللوني 100 مل، القطر الداخلي 3 سم، القطر الداخلي للأنبوب الدائري الذي تم إدخاله في الجل 1 سم، وعمق الإدخال 3 سم. قم بتشغيل مفتاح أسطوانة النيتروجين ببطء. عندما تنخفض بيانات الضغط المعروضة فجأة وبشكل حاد، خذ أعلى نقطة كقيمة القوة المطلوبة لاختراق الجل. يتم تشغيل كل عينة ثلاث مرات للحصول على القيمة المتوسطة.

2. النتائج التجريبية ومناقشتها

2.1 إمكانية تطبيق طريقة الملاحظة لاختبار قوة هلام الأثير السليلوز

ونتيجة لتقييم قوة هلام إيثر السليلوز بالملاحظة، بأخذ محلول أثير السليلوز بتركيز 0.02 جم/مل كمثال، يمكن معرفة أن مستوى القوة هو A عندما تكون درجة الحرارة 65°ج، وتبدأ القوة في الزيادة مع ارتفاع درجة الحرارة، عندما تصل درجة الحرارة إلى 75درجه مئوية، فهو يقدم حالة هلامية، وتتغير درجة القوة من B إلى D، وعندما ترتفع درجة الحرارة إلى 120درجه مئوية، تصبح درجة القوة F. ويمكن ملاحظة أن نتيجة التقييم لطريقة التقييم هذه تظهر فقط مستوى قوة الجل، ولكن لا يمكن استخدام البيانات للتعبير عن القوة المحددة للجيل، أي أنها نوعية ولكنها ليست كذلك كمية. وميزة هذه الطريقة هي أن العملية بسيطة وبديهية، ويمكن فحص الجل بالقوة المطلوبة بسعر رخيص بهذه الطريقة.

2.2 إمكانية تطبيق طريقة التدوير لاختبار قوة هلام إيثر السليلوز

عندما يتم تسخين المحلول إلى 80°جـ، لزوجة المحلول 61 مللي باسكال·s، تزداد اللزوجة بسرعة، وتصل إلى قيمة قصوى تبلغ 46790 مللي باسكال·س عند 100°ج، ثم تقل قوتها. وهذا يتعارض مع الظاهرة المرصودة سابقًا وهي أن لزوجة المحلول المائي هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز إيثر تبدأ في الزيادة عند 65 درجة.°C، وتظهر المواد الهلامية عند حوالي 75°C وتستمر القوة في الزيادة. سبب هذه الظاهرة هو أن الهلام ينكسر بسبب دوران الدوار عند اختبار قوة الهلام لإثير السليلوز، مما يؤدي إلى بيانات غير صحيحة عن قوة الهلام في درجات الحرارة اللاحقة. ولذلك، هذه الطريقة ليست مناسبة لتقييم قوة المواد الهلامية السليلوز الأثير.

2.3 إمكانية تطبيق طريقة الفراغ الاختراقي لاختبار قوة هلام إيثر السليلوز

تم تقييم النتائج التجريبية لقوة هلام إيثر السليلوز بطريقة الفراغ الاختراقي. لا تتضمن هذه الطريقة دوران الدوار، لذلك يمكن تجنب مشكلة القص والكسر الغروي الناتج عن دوران الدوار. من النتائج التجريبية المذكورة أعلاه، يمكن ملاحظة أن هذه الطريقة يمكنها اختبار قوة الجل كميًا. عندما تكون درجة الحرارة 100°ج، قوة هلام الأثير السليلوز بتركيز 4% أكبر من 0.1 ميجا باسكال (أقصى درجة فراغ)، ولا يمكن قياس القوة أكبر من 0.1 ميجا باسكال. قوة الجل، أي أن الحد الأعلى لقوة الجل التي تم اختبارها بهذه الطريقة هو 0.1 ميجا باسكال. في هذه التجربة، تكون قوة هلام إيثر السليلوز أكبر من 0.1 ميجا باسكال، لذا فإن هذه الطريقة غير مناسبة لتقييم قوة هلام إيثر السليلوز.

4.2 إمكانية تطبيق طريقة الضغط الإيجابي لاختبار قوة هلام الأثير السليلوز

تم استخدام طريقة الضغط الإيجابي لتقييم النتائج التجريبية لقوة هلام إيثر السليلوز. يمكن ملاحظة أن هذه الطريقة يمكنها اختبار الجل كميًا بقوة تزيد عن 0.1 ميجا باسكال. إن نظام الحصول على البيانات المستخدم في التجربة يجعل النتائج التجريبية أكثر دقة من بيانات القراءة الاصطناعية بطريقة درجة الفراغ.

3. الاستنتاج

أظهرت قوة هلام إيثر السليلوز اتجاهًا متزايدًا بشكل عام مع زيادة درجة الحرارة. طريقة التدوير وطريقة الفراغ الاختراقي غير مناسبة لتحديد قوة هلام إيثر السليلوز. يمكن لطريقة المراقبة قياس قوة هلام إيثر السليلوز نوعيًا فقط، ويمكن لطريقة الضغط الإيجابي المضافة حديثًا اختبار قوة هلام إيثر السليلوز كميًا.