সেলুলোজ ইথারের জেল শক্তি নির্ধারণের পদ্ধতি

এর শক্তি পরিমাপ করতেসেলুলোজ ইথার জেল, নিবন্ধটি পরিচয় করিয়ে দেয় যে যদিও সেলুলোজ ইথার জেল এবং জেলির মতো প্রোফাইল কন্ট্রোল এজেন্টের জেলেশন প্রক্রিয়া ভিন্ন, তারা চেহারায় মিল ব্যবহার করতে পারে, অর্থাৎ, তারা জেলেশনের পরে প্রবাহিত হতে পারে না আধা-কঠিন অবস্থায়, সাধারণত ব্যবহৃত পর্যবেক্ষণ পদ্ধতি, জেলির শক্তি মূল্যায়নের জন্য ঘূর্ণন পদ্ধতি এবং ভ্যাকুয়াম ব্রেকথ্রু পদ্ধতি সেলুলোজ ইথার জেলের শক্তি মূল্যায়ন করতে ব্যবহৃত হয় এবং একটি নতুন ইতিবাচক চাপ যুগান্তকারী পদ্ধতি যোগ করা হয়। সেলুলোজ ইথার জেল শক্তি নির্ধারণের জন্য এই চারটি পদ্ধতির প্রযোজ্যতা পরীক্ষার মাধ্যমে বিশ্লেষণ করা হয়েছিল। ফলাফলগুলি দেখায় যে পর্যবেক্ষণ পদ্ধতি শুধুমাত্র গুণগতভাবে সেলুলোজ ইথারের শক্তি মূল্যায়ন করতে পারে, ঘূর্ণন পদ্ধতি সেলুলোজ ইথারের শক্তি মূল্যায়নের জন্য উপযুক্ত নয়, ভ্যাকুয়াম পদ্ধতি শুধুমাত্র 0.1 MPa এর নিচে শক্তি সহ সেলুলোজ ইথারের শক্তি মূল্যায়ন করতে পারে, এবং নতুন যোগ করা ইতিবাচক চাপ এই পদ্ধতিটি সেলুলোজ ইথার জেলের শক্তি পরিমাণগতভাবে মূল্যায়ন করতে পারে।

মূল শব্দ: জেলি; সেলুলোজ ইথার জেল; শক্তি পদ্ধতি

0.ভূমিকা

পলিমার জেলি-ভিত্তিক প্রোফাইল কন্ট্রোল এজেন্টগুলি তেলক্ষেত্রের জল প্লাগিং এবং প্রোফাইল নিয়ন্ত্রণে সর্বাধিক ব্যবহৃত হয়। যাইহোক, সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, তাপমাত্রা-সংবেদনশীল এবং তাপগতভাবে বিপরীত জেল সেলুলোজ ইথার প্লাগিং এবং নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা ধীরে ধীরে ভারী তেল জলাধারে জল প্লাগিং এবং প্রোফাইল নিয়ন্ত্রণের জন্য একটি গবেষণার হটস্পট হয়ে উঠেছে। . সেলুলোজ ইথারের জেল শক্তি গঠন প্লাগিংয়ের জন্য সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ সূচকগুলির মধ্যে একটি, তবে এর শক্তি পরীক্ষার পদ্ধতির জন্য কোনও অভিন্ন মান নেই। জেলির শক্তি মূল্যায়নের জন্য সাধারণভাবে ব্যবহৃত পদ্ধতি, যেমন পর্যবেক্ষণ পদ্ধতি - জেলির শক্তি পরীক্ষা করার জন্য একটি প্রত্যক্ষ এবং লাভজনক পদ্ধতি, জেলির শক্তির মাত্রা পরিমাপ করার জন্য জেলির শক্তি কোড টেবিল ব্যবহার করুন; ঘূর্ণন পদ্ধতি - সাধারণত ব্যবহৃত যন্ত্রগুলি হল ব্রুকফিল্ড ভিসকোমিটার এবং রিওমিটার, ব্রুকফিল্ড ভিসকোমিটার পরীক্ষার নমুনার তাপমাত্রা 90 এর মধ্যে সীমাবদ্ধ°গ; যুগান্তকারী ভ্যাকুয়াম পদ্ধতি - যখন জেলটি ভেঙ্গে বায়ু ব্যবহার করা হয়, তখন চাপ পরিমাপক সর্বাধিক রিডিং জেলের শক্তির প্রতিনিধিত্ব করে। জেলির জেলিং মেকানিজম হল পলিমার দ্রবণে একটি ক্রস-লিঙ্কিং এজেন্ট যোগ করা। ক্রস-লিঙ্কিং এজেন্ট এবং পলিমার চেইন রাসায়নিক বন্ধন দ্বারা সংযুক্ত থাকে একটি স্থানিক নেটওয়ার্ক কাঠামো তৈরি করতে, এবং তরল পর্যায়টি এতে আবৃত থাকে, যাতে পুরো সিস্টেমটি তারল্য হারায় এবং তারপরে রূপান্তরিত হয় জেলির জন্য, এই প্রক্রিয়াটি বিপরীত হয় না এবং একটি রাসায়নিক পরিবর্তন। সেলুলোজ ইথারের জেল মেকানিজম হল কম তাপমাত্রায়, সেলুলোজ ইথারের ম্যাক্রোমলিকিউলগুলি জলীয় দ্রবণ তৈরি করতে হাইড্রোজেন বন্ধনের মাধ্যমে জলের ছোট অণু দ্বারা বেষ্টিত থাকে। দ্রবণের তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে সাথে হাইড্রোজেন বন্ধনগুলি ধ্বংস হয়ে যায় এবং সেলুলোজ ইথারের বৃহৎ অণুগুলি যে অবস্থায় অণুগুলি হাইড্রোফোবিক গোষ্ঠীগুলির মিথস্ক্রিয়ার মাধ্যমে একত্রিত হয়ে জেল তৈরি করে তা হল একটি শারীরিক পরিবর্তন। যদিও উভয়ের জেলেশন মেকানিজম আলাদা, চেহারার একই অবস্থা রয়েছে, অর্থাৎ ত্রিমাত্রিক স্থানে একটি অচল আধা-কঠিন অবস্থা তৈরি হয়। জেলির শক্তির মূল্যায়ন পদ্ধতি সেলুলোজ ইথার জেলের শক্তি মূল্যায়নের জন্য উপযুক্ত কিনা তা অনুসন্ধান এবং পরীক্ষামূলক যাচাইকরণের প্রয়োজন। এই কাগজে, সেলুলোজ ইথার জেলের শক্তি মূল্যায়নের জন্য তিনটি ঐতিহ্যবাহী পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়েছে: পর্যবেক্ষণ পদ্ধতি, ঘূর্ণন পদ্ধতি এবং ব্রেকথ্রু ভ্যাকুয়াম পদ্ধতি এবং এই ভিত্তিতে একটি ইতিবাচক চাপ যুগান্তকারী পদ্ধতি গঠিত হয়।

1. পরীক্ষামূলক অংশ

1.1 প্রধান পরীক্ষামূলক সরঞ্জাম এবং যন্ত্র

বৈদ্যুতিক ধ্রুবক তাপমাত্রা জল স্নান, DZKW-S-6, বেইজিং Yongguangming মেডিকেল ইন্সট্রুমেন্ট কোং, লিমিটেড; উচ্চ তাপমাত্রা এবং উচ্চ চাপ রিওমিটার, MARS-III, জার্মানি HAAKE কোম্পানি; জল সঞ্চালন মাল্টি-পারপাস ভ্যাকুয়াম পাম্প, SHB-III, Gongyi Red Instrument Equipment Co., Ltd.; সেন্সর, DP1701-EL1D1G, Baoji Best Control Technology Co., Ltd.; চাপ অধিগ্রহণ সিস্টেম, Shandong Zhongshi Dashiyi প্রযুক্তি কোং, লিমিটেড; কালারমিট্রিক টিউব, 100 মিলি, তিয়ানজিন তিয়ানকে গ্লাস ইন্সট্রুমেন্ট ম্যানুফ্যাকচারিং কোং লিমিটেড; উচ্চ তাপমাত্রা প্রতিরোধী কাচের বোতল, 120 এমএল, স্কট গ্লাস ওয়ার্কস, জার্মানি; উচ্চ-বিশুদ্ধতা নাইট্রোজেন, তিয়ানজিন গাওচুয়াং বাওলান গ্যাস কোং, লিমিটেড।

1.2 পরীক্ষামূলক নমুনা এবং প্রস্তুতি

Hydroxypropyl methylcellulose ether, 60RT400, Taian Ruitai Cellulose Co., Ltd.; 80 এ 50 মিলি গরম পানিতে 2g, 3g এবং 4g হাইড্রোক্সিপ্রোপাইলমিথাইল সেলুলোজ ইথার দ্রবীভূত করুন℃, ভালভাবে নাড়ুন এবং 25 যোগ করুন℃50 মিলি ঠান্ডা জলে, নমুনাগুলি যথাক্রমে 0.02g/mL, 0.03g/mL এবং 0.04g/mL ঘনত্বের সাথে সেলুলোজ ইথার দ্রবণ তৈরি করতে সম্পূর্ণরূপে দ্রবীভূত হয়েছিল।

1.3 সেলুলোজ ইথার জেল শক্তি পরীক্ষার পরীক্ষামূলক পদ্ধতি

(1) পর্যবেক্ষণ পদ্ধতি দ্বারা পরীক্ষিত. পরীক্ষায় ব্যবহৃত চওড়া-মুখের উচ্চ-তাপমাত্রা-প্রতিরোধী কাচের বোতলগুলির ক্ষমতা হল 120mL, এবং সেলুলোজ ইথার দ্রবণের আয়তন হল 50mL৷ একটি উচ্চ তাপমাত্রা প্রতিরোধী কাঁচের বোতলে 0.02g/mL, 0.03g/mL এবং 0.04g/mL ঘনত্ব সহ প্রস্তুত সেলুলোজ ইথার দ্রবণগুলি রাখুন, এটিকে বিভিন্ন তাপমাত্রায় উল্টে দিন এবং জেল শক্তি কোড অনুসারে উপরের তিনটি ভিন্ন ঘনত্বের তুলনা করুন। সেলুলোজ ইথার জলীয় দ্রবণের জেলিং শক্তি পরীক্ষা করা হয়েছিল।

(2) ঘূর্ণন পদ্ধতি দ্বারা পরীক্ষিত. এই পরীক্ষায় ব্যবহৃত পরীক্ষার যন্ত্রটি একটি উচ্চ-তাপমাত্রা এবং উচ্চ-চাপ রিওমিটার। 2% ঘনত্ব সহ সেলুলোজ ইথার জলীয় দ্রবণ নির্বাচন করা হয় এবং পরীক্ষার জন্য একটি ড্রামে স্থাপন করা হয়। গরম করার হার 5℃/10 মিনিট, শিয়ার রেট হল 50 s-1, এবং পরীক্ষার সময় হল 1 মিনিট৷ , গরম করার পরিসীমা 40～110℃.

(3) যুগান্তকারী ভ্যাকুয়াম পদ্ধতি দ্বারা পরীক্ষিত। জেল ধারণকারী কালোরিমেট্রিক টিউবগুলিকে সংযুক্ত করুন, ভ্যাকুয়াম পাম্প চালু করুন এবং জেলের মধ্য দিয়ে বাতাস ভেঙ্গে গেলে প্রেসার গেজের সর্বোচ্চ রিডিং পড়ুন। প্রতিটি নমুনা গড় মান পেতে তিনবার পরিচালিত হয়।

(4) ইতিবাচক চাপ পদ্ধতি দ্বারা পরীক্ষা. ব্রেকথ্রু ভ্যাকুয়াম ডিগ্রি পদ্ধতির নীতি অনুসারে, আমরা এই পরীক্ষামূলক পদ্ধতিটি উন্নত করেছি এবং ইতিবাচক চাপ যুগান্তকারী পদ্ধতি গ্রহণ করেছি। জেল ধারণকারী কলোরিমেট্রিক টিউবগুলিকে সংযুক্ত করুন এবং সেলুলোজ ইথার জেলের শক্তি পরীক্ষা করার জন্য একটি চাপ অধিগ্রহণ সিস্টেম ব্যবহার করুন। পরীক্ষায় ব্যবহৃত জেলের পরিমাণ হল 50mL, কালোরিমেট্রিক টিউবের ক্ষমতা 100mL, ভেতরের ব্যাস 3 সেমি, জেলে ঢোকানো বৃত্তাকার টিউবের ভেতরের ব্যাস 1 সেমি, এবং সন্নিবেশের গভীরতা 3 সেমি। ধীরে ধীরে নাইট্রোজেন সিলিন্ডারের সুইচ চালু করুন। যখন প্রদর্শিত চাপের ডেটা হঠাৎ এবং তীক্ষ্ণভাবে কমে যায়, তখন জেল ভেঙ্গে যাওয়ার জন্য প্রয়োজনীয় শক্তির মান হিসাবে সর্বোচ্চ পয়েন্ট নিন। গড় মান পেতে প্রতিটি নমুনা তিনবার পরিচালিত হয়।

2. পরীক্ষামূলক ফলাফল এবং আলোচনা

2.1 সেলুলোজ ইথারের জেল শক্তি পরীক্ষা করার জন্য পর্যবেক্ষণ পদ্ধতির প্রয়োগযোগ্যতা

পর্যবেক্ষণের মাধ্যমে সেলুলোজ ইথারের জেল শক্তি মূল্যায়নের ফলস্বরূপ, উদাহরণ হিসাবে 0.02 গ্রাম/মিলি ঘনত্বের সাথে সেলুলোজ ইথার দ্রবণ গ্রহণ করে, এটি জানা যায় যে তাপমাত্রা 65 হলে শক্তির মাত্রা A হয়।°সি, এবং তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে সাথে শক্তি বাড়তে শুরু করে, যখন তাপমাত্রা 75 এ পৌঁছায়℃, এটি একটি জেল অবস্থা উপস্থাপন করে, শক্তির গ্রেড B থেকে D তে পরিবর্তিত হয় এবং যখন তাপমাত্রা 120-এ বেড়ে যায়℃, শক্তি গ্রেড F হয়ে যায়। এটা দেখা যায় যে এই মূল্যায়ন পদ্ধতির মূল্যায়নের ফলাফল শুধুমাত্র জেলের শক্তির স্তর দেখায়, কিন্তু জেলের নির্দিষ্ট শক্তি প্রকাশ করতে ডেটা ব্যবহার করতে পারে না, অর্থাৎ এটি গুণগত কিন্তু নয়। পরিমাণগত এই পদ্ধতির সুবিধা হ'ল অপারেশনটি সহজ এবং স্বজ্ঞাত এবং প্রয়োজনীয় শক্তি সহ জেলটি এই পদ্ধতিতে সস্তায় স্ক্রিন করা যেতে পারে।

2.2 সেলুলোজ ইথারের জেল শক্তি পরীক্ষা করার জন্য ঘূর্ণন পদ্ধতির প্রয়োগযোগ্যতা

যখন দ্রবণটি 80 তে উত্তপ্ত হয়°C, দ্রবণের সান্দ্রতা 61 mPa·s, তাহলে সান্দ্রতা দ্রুত বৃদ্ধি পায় এবং সর্বোচ্চ 46 790 mPa-তে পৌঁছায়·100 এ°সি, এবং তারপর শক্তি হ্রাস পায়। হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইলসেলুলোজ ইথার জলীয় দ্রবণের সান্দ্রতা 65 এ বাড়তে শুরু করে এমন পূর্বে পর্যবেক্ষণ করা ঘটনার সাথে এটি অসঙ্গতিপূর্ণ।°সি, এবং জেলগুলি প্রায় 75 এ উপস্থিত হয়°সি এবং শক্তি বাড়তে থাকে। এই ঘটনার কারণ হল সেলুলোজ ইথারের জেল শক্তি পরীক্ষা করার সময় রটারের ঘূর্ণনের কারণে জেলটি ভেঙে যায়, যার ফলে পরবর্তী তাপমাত্রায় জেল শক্তির ভুল তথ্য পাওয়া যায়। অতএব, এই পদ্ধতিটি সেলুলোজ ইথার জেলের শক্তি মূল্যায়নের জন্য উপযুক্ত নয়।

2.3 সেলুলোজ ইথারের জেল শক্তি পরীক্ষা করার জন্য যুগান্তকারী ভ্যাকুয়াম পদ্ধতির প্রয়োগযোগ্যতা

সেলুলোজ ইথার জেল শক্তির পরীক্ষামূলক ফলাফলগুলি যুগান্তকারী ভ্যাকুয়াম পদ্ধতি দ্বারা মূল্যায়ন করা হয়েছিল। এই পদ্ধতিতে রটারের ঘূর্ণন জড়িত নয়, তাই রটারের ঘূর্ণনের কারণে কলয়েডাল শিয়ারিং এবং ভাঙার সমস্যা এড়ানো যায়। উপরের পরীক্ষামূলক ফলাফল থেকে, এটি দেখা যায় যে এই পদ্ধতিটি পরিমাণগতভাবে জেলের শক্তি পরীক্ষা করতে পারে। তাপমাত্রা যখন 100°সি, 4% ঘনত্ব সহ সেলুলোজ ইথার জেলের শক্তি 0.1 MPa (সর্বোচ্চ ভ্যাকুয়াম ডিগ্রী) এর চেয়ে বেশি এবং শক্তি 0.1 MPa এর বেশি পরিমাপ করা যায় না। জেলের শক্তি, অর্থাৎ, এই পদ্ধতি দ্বারা পরীক্ষিত জেল শক্তির উপরের সীমা হল 0.1 MPa। এই পরীক্ষায়, সেলুলোজ ইথার জেলের শক্তি 0.1 MPa এর চেয়ে বেশি, তাই এই পদ্ধতিটি সেলুলোজ ইথার জেলের শক্তি মূল্যায়নের জন্য উপযুক্ত নয়।

2.4 সেলুলোজ ইথারের জেল শক্তি পরীক্ষা করার জন্য ইতিবাচক চাপ পদ্ধতির প্রয়োগযোগ্যতা

সেলুলোজ ইথার জেল শক্তির পরীক্ষামূলক ফলাফল মূল্যায়ন করতে ইতিবাচক চাপ পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়েছিল। এটি দেখা যায় যে এই পদ্ধতিটি পরিমাণগতভাবে 0.1 MPa এর উপরে শক্তি সহ জেলটি পরীক্ষা করতে পারে। পরীক্ষায় ব্যবহৃত ডেটা অধিগ্রহণ পদ্ধতি ভ্যাকুয়াম ডিগ্রি পদ্ধতিতে কৃত্রিম রিডিং ডেটার চেয়ে পরীক্ষামূলক ফলাফলকে আরও নির্ভুল করে তোলে।

3. উপসংহার

সেলুলোজ ইথারের জেল শক্তি তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে সামগ্রিক বৃদ্ধির প্রবণতা দেখিয়েছে। ঘূর্ণন পদ্ধতি এবং যুগান্তকারী ভ্যাকুয়াম পদ্ধতি সেলুলোজ ইথার জেলের শক্তি নির্ধারণের জন্য উপযুক্ত নয়। পর্যবেক্ষণ পদ্ধতি শুধুমাত্র গুণগতভাবে সেলুলোজ ইথার জেলের শক্তি পরিমাপ করতে পারে, এবং নতুন যোগ করা ইতিবাচক চাপ পদ্ধতি পরিমাণগতভাবে সেলুলোজ ইথার জেলের শক্তি পরীক্ষা করতে পারে।