Метад вызначэння трываласці геля эфіру цэлюлозы

Мераць сілуэфірны гель цэлюлозы, у артыкуле паведамляецца, што хаця гель эфіру цэлюлозы і агенты для кантролю гелепадобных профіляў маюць розныя механізмы гелеўтварэння, яны могуць выкарыстоўваць падабенства знешняга выгляду, гэта значыць яны не могуць цячы пасля гелеўтварэння. У паўцвёрдым стане звычайна выкарыстоўваецца метад назірання, метад кручэння і метад вакуумнага прарыву для ацэнкі трываласці жэле выкарыстоўваюцца для ацэнкі трываласці эфірнага геля цэлюлозы, а таксама дададзены новы метад прарыву станоўчага ціску. Дастасавальнасць гэтых чатырох метадаў для вызначэння трываласці эфірнага геля цэлюлозы была прааналізавана з дапамогай эксперыментаў. Вынікі паказваюць, што метад назірання можа толькі якасна ацаніць трываласць эфіру цэлюлозы, метад кручэння не падыходзіць для ацэнкі трываласці эфіру цэлюлозы, вакуумны метад можа ацаніць толькі трываласць эфіру цэлюлозы з трываласцю ніжэй за 0,1 МПа, і Нядаўна дададзены станоўчае ціск Гэты метад можа колькасна ацаніць трываласць геля эфіру цэлюлозы.

Ключавыя словы: кісель; эфірны гель цэлюлозы; трываласць; метад

0.Прадмова

Рэагенты для кантролю профілю на аснове палімернага жэле найбольш шырока выкарыстоўваюцца ў закаркаванні вады нафтавых радовішчаў і кантролі профілю. Тым не менш, у апошнія гады адчувальная да тэмпературы і тэрмічнаму зварачальная сістэма закаркавання і кіравання эфірам цэлюлозы паступова ператварылася ў гарачую кропку даследаванняў для закаркавання вады і кантролю профілю ў калектарах цяжкай нафты. . Трываласць геля эфіру цэлюлозы з'яўляецца адным з найважнейшых паказчыкаў закаркоўвання пласта, але не існуе адзінага стандарту для метаду яго выпрабавання на трываласць. Звычайна выкарыстоўваюцца метады ацэнкі трываласці жэле, такія як метад назірання - прамы і эканамічны метад для праверкі трываласці жэле, выкарыстоўвайце кодавую табліцу трываласці жэле, каб ацаніць узровень трываласці геля, які трэба вымераць; метад кручэння - звычайна выкарыстоўваюцца прыборы - вісказіметр Брукфілда і рэометр, тэмпература выпрабавальнага ўзору вісказіметра Брукфілда абмежавана ў межах 90°C; прарыўны вакуумны метад - калі для прарыву геля выкарыстоўваецца паветра, максімальнае паказанне манометра паказвае трываласць геля. Механізм жэліравання жэле заключаецца ў даданні сшывальнага агента ў раствор палімера. Сшывальны агент і палімерны ланцуг злучаны хімічнымі сувязямі, утвараючы прасторавую сеткавую структуру, і вадкая фаза заварочваецца ў яе, так што ўся сістэма губляе цякучасць, а потым ператвараецца. Для жэле гэты працэс незваротны і гэта хімічнае змяненне. Гелевы механізм эфіру цэлюлозы заключаецца ў тым, што пры нізкай тэмпературы макрамалекулы эфіру цэлюлозы акружаюцца малымі малекуламі вады праз вадародныя сувязі з адукацыяй воднага раствора. Калі тэмпература раствора павышаецца, вадародныя сувязі разбураюцца, і вялікія малекулы эфіру цэлюлозы. Стан, у якім малекулы аб'ядноўваюцца праз узаемадзеянне гідрафобных груп з адукацыяй геля, з'яўляецца фізічным змяненнем. Нягледзячы на ​​​​тое, што механізм гелеўтварэння ў абодвух розны, знешні выгляд мае падобны стан, гэта значыць у трохмернай прасторы ўтвараецца нерухомы паўцвёрды стан. Ці падыходзіць метад ацэнкі трываласці жэле для ацэнкі трываласці эфірнага геля цэлюлозы, патрабуе вывучэння і эксперыментальнай праверкі. У гэтым артыкуле выкарыстоўваюцца тры традыцыйныя метады для ацэнкі трываласці эфірных геляў цэлюлозы: метад назірання, метад кручэння і метад прарыву вакууму, і на гэтай аснове фарміруецца метад прарыву станоўчага ціску.

1. Эксперыментальная частка

1.1 Асноўнае эксперыментальнае абсталяванне і прыборы

Электрычная вадзяная лазня з пастаяннай тэмпературай, DZKW-S-6, Beijing Yongguangming Medical Instrument Co., Ltd.; рэометр высокай тэмпературы і высокага ціску MARS-III, Германія кампанія HAAKE; шматмэтавы вакуумны помпа з цыркуляцыйнай вадой, SHB-III, Gongyi Red Instrument Equipment Co., Ltd.; датчык, DP1701-EL1D1G, Baoji Best Control Technology Co., Ltd.; сістэма вымярэння ціску, Shandong Zhongshi Dashiyi Technology Co., Ltd.; каларыметрычная трубка, 100 мл, Tianjin Tianke Glass Instrument Manufacturing Co., Ltd.; шкляная бутэлька, устойлівая да высокіх тэмператур, 120 мл, Schott Glass Works, Германія; азот высокай чысціні, Tianjin Gaochuang Baolan Gas Co., Ltd.

1.2 Эксперыментальныя ўзоры і падрыхтоўка

Гидроксипропилметилцеллюлозный эфір, 60RT400, Taian Ruitai Cellulose Co., Ltd.; растварыць 2 г, 3 г і 4 г эфіру гидроксипропилметилцеллюлозы ў 50 мл гарачай вады пры 80℃, добра размяшаць і дадаць 25℃У 50 мл халоднай вады ўзоры цалкам раствараліся з адукацыяй эфірных раствораў цэлюлозы з канцэнтрацыямі 0,02 г/мл, 0,03 г/мл і 0,04 г/мл адпаведна.

1.3 Эксперыментальны метад вызначэння трываласці эфірнага геля цэлюлозы

(1) Праверана метадам назірання. Ёмістасць шкляных бутэлек з шырокім горлам, устойлівых да высокіх тэмператур, якія выкарыстоўваюцца ў эксперыменце, складае 120 мл, а аб'ём раствора эфіру цэлюлозы - 50 мл. Змесціце прыгатаваныя растворы эфіру цэлюлозы з канцэнтрацыямі 0,02 г/мл, 0,03 г/мл і 0,04 г/мл у шкляную бутэльку, устойлівую да высокіх тэмператур, перавярніце яе пры розных тэмпературах і параўнайце тры вышэйзгаданыя розныя канцэнтрацыі ў адпаведнасці з кодам трываласці геля. Была праверана трываласць гелеутворення воднага раствора эфіру цэлюлозы.

(2) Праверана метадам ратацыі. Выпрабавальны прыбор, які выкарыстоўваецца ў гэтым эксперыменце, - рэометр для высокай тэмпературы і высокага ціску. Адбіраюць водны раствор эфіру цэлюлозы з канцэнтрацыяй 2% і змяшчаюць яго ў барабан для выпрабаванняў. Хуткасць нагрэву 5℃/10 мін, хуткасць зруху 50 с-1, час выпрабаванні 1 мін. , Дыяпазон нагрэву 40～110℃.

(3) Выпрабавана прарыўным вакуумным метадам. Злучыце каларыметрычныя трубкі, якія змяшчаюць гель, уключыце вакуумны помпа і прачытайце максімальнае паказанне манометра, калі паветра прабіваецца праз гель. Кожны ўзор аперуюць тры разы для атрымання сярэдняга значэння.

(4) Тэст метадам станоўчага ціску. У адпаведнасці з прынцыпам метаду ступені прарыву вакууму мы палепшылі гэты эксперыментальны метад і прынялі метад прарыву станоўчага ціску. Злучыце каларыметрычныя трубкі, якія змяшчаюць гель, і выкарыстоўвайце сістэму вымярэння ціску, каб праверыць трываласць эфірнага геля цэлюлозы. Колькасць геля, які выкарыстоўваецца ў эксперыменце, складае 50 мл, ёмістасць каларыметрычнай трубкі - 100 мл, унутраны дыяметр - 3 см, унутраны дыяметр круглай трубкі, устаўленай у гель, - 1 см, а глыбіня ўвядзення - 3 см. Павольна ўключыце выключальнік азотнага балона. Калі паказаныя дадзеныя аб ціску раптоўна і рэзка падаюць, прымайце найвышэйшую кропку за значэнне трываласці, неабходнае для прарыву геля. Кожны ўзор аперуюць тры разы, каб атрымаць сярэдняе значэнне.

2. Эксперыментальныя вынікі і іх абмеркаванне

2.1 Дастасавальнасць метаду назірання для праверкі трываласці геля эфіру цэлюлозы

У выніку ацэнкі трываласці геля эфіру цэлюлозы шляхам назірання, узяўшы ў якасці прыкладу раствор эфіру цэлюлозы з канцэнтрацыяй 0,02 г/мл, можна даведацца, што ўзровень трываласці складае А пры тэмпературы 65°C, і трываласць пачынае павялічвацца па меры павышэння тэмпературы, калі тэмпература дасягае 75℃, ён уяўляе сабой гелепадобны стан, клас трываласці змяняецца з B на D, і калі тэмпература падымаецца да 120℃, клас трываласці становіцца F. Відаць, што вынік ацэнкі гэтага метаду ацэнкі паказвае толькі ўзровень трываласці геля, але не можа выкарыстоўваць дадзеныя для выражэння ўдзельнай трываласці геля, гэта значыць, ён якасны, але не колькасныя. Перавага гэтага метаду ў тым, што аперацыя простая і інтуітыўна зразумелая, і гель з неабходнай трываласцю можа быць танна прасеяны гэтым метадам.

2.2 Дастасавальнасць метаду кручэння для праверкі трываласці геля эфіру цэлюлозы

Калі раствор нагрэецца да 80°С, глейкасць раствора 61 мПа·с, то глейкасць хутка ўзрастае і дасягае максімальнага значэння 46 790 мПа·с на 100°С, а затым трываласць зніжаецца. Гэта несумяшчальна з раней назіранай з'явай, калі глейкасць воднага раствора эфіру гідраксіпрапілметылцэлюлозы пачынае павялічвацца пры 65°C, а гелі з'яўляюцца пры тэмпературы каля 75°C і сіла працягвае расці. Прычына гэтай з'явы ў тым, што гель разбураецца з-за кручэння ротара пры праверцы трываласці геля эфіру цэлюлозы, што прыводзіць да няправільных дадзеных трываласці геля пры наступных тэмпературах. Такім чынам, гэты метад не падыходзіць для ацэнкі трываласці эфірных геляў цэлюлозы.

2.3 Дастасавальнасць прарыўнага вакуумнага метаду для праверкі трываласці геля эфіру цэлюлозы

Эксперыментальныя вынікі трываласці эфірнага геля цэлюлозы ацэнены метадам прарыўнога вакууму. Гэты метад не прадугледжвае кручэння ротара, таму можна пазбегнуць праблемы калоіднага зруху і разбурэння, выкліканага кручэннем ротара. З прыведзеных вышэй эксперыментальных вынікаў відаць, што гэты метад можа колькасна праверыць трываласць геля. Пры тэмпературы 100°C, трываласць эфірнага геля цэлюлозы з канцэнтрацыяй 4% перавышае 0,1 МПа (максімальная ступень вакууму), а трываласць не можа быць вымерана больш за 0,1 МПа. Трываласць геля, гэта значыць верхняя мяжа трываласці геля, выпрабаваная гэтым метадам, складае 0,1 Мпа. У гэтым эксперыменце трываласць геля эфіру цэлюлозы перавышае 0,1 МПа, таму гэты метад не падыходзіць для ацэнкі трываласці геля эфіру цэлюлозы.

2.4 Дастасавальнасць метаду станоўчага ціску для праверкі трываласці геля эфіру цэлюлозы

Для ацэнкі эксперыментальных вынікаў трываласці эфірнага геля цэлюлозы быў выкарыстаны метад станоўчага ціску. Відаць, што гэты метад можа колькасна праверыць гель з трываласцю вышэй за 0,1 МПа. Сістэма збору даных, якая выкарыстоўваецца ў эксперыменце, робіць вынікі эксперыменту больш дакладнымі, чым дадзеныя штучнага счытвання ў метадзе ступені вакууму.

3. Заключэнне

Трываласць геля эфіру цэлюлозы паказала агульную тэндэнцыю да павелічэння з павышэннем тэмпературы. Метад кручэння і метад прарыву вакууму не падыходзяць для вызначэння трываласці эфірнага геля цэлюлозы. Метад назірання можа толькі якасна вымераць трываласць геля эфіру цэлюлозы, а нядаўна дададзены метад станоўчага ціску можа колькасна праверыць трываласць геля эфіру цэлюлозы.