Método para a determinación da forza do xel do éter de celulosa

Para medir a forza dexel de éter de celulosa, o artigo introduce que aínda que o xel de éter de celulosa e os axentes de control de perfil tipo marmelada teñen mecanismos de xelación diferentes, poden usar a semellanza na aparencia, é dicir, non poden fluír despois da xelación. No estado semisólido, o método de observación comúnmente usado, O método de rotación e o método de avance ao baleiro para avaliar a forza da marmelada úsanse para avaliar a forza do xel de éter de celulosa e engádese un novo método de avance de presión positiva. A aplicabilidade destes catro métodos para a determinación da forza do xel de éter de celulosa analizouse mediante experimentos. Os resultados mostran que o método de observación só pode avaliar cualitativamente a forza do éter de celulosa, o método de rotación non é adecuado para avaliar a forza do éter de celulosa, o método ao baleiro só pode avaliar a forza do éter de celulosa cunha forza inferior a 0,1 MPa e a presión positiva recentemente engadida Este método pode avaliar cuantitativamente a forza do xel de éter de celulosa.

Palabras clave: marmelada; xel de éter de celulosa; forza; método

0.Prefacio

Os axentes de control de perfís a base de marmelada de polímero utilízanse máis amplamente no tapón de auga de campos petrolíferos e no control de perfís. Non obstante, nos últimos anos, o sistema de enchufe e control de éter de celulosa de xel sensible á temperatura e térmicamente reversible converteuse gradualmente nun punto quente de investigación para o taponamento de auga e o control do perfil en depósitos de petróleo pesado. . A forza do xel do éter de celulosa é un dos indicadores máis importantes para a obturación da formación, pero non existe un estándar uniforme para o seu método de proba de resistencia. Métodos de uso común para avaliar a forza da marmelada, como o método de observación: un método directo e económico para probar a forza da marmelada, usa a táboa de códigos de forza da marmelada para xulgar o nivel de forza do xel que se vai medir; método de rotación: os instrumentos de uso común son o viscosímetro e o reómetro Brookfield, a temperatura da mostra de proba do viscosímetro Brookfield está limitada a 90°C; método de baleiro innovador: cando se usa o aire para atravesar o xel, a lectura máxima do manómetro representa a forza do xel. O mecanismo de xelificación da marmelada consiste en engadir un axente de reticulación á solución de polímero. O axente de reticulación e a cadea de polímero están conectados por enlaces químicos para formar unha estrutura de rede espacial, e a fase líquida envólvese nela, polo que todo o sistema perde fluidez e despois transfórmase. Para a marmelada, este proceso non é reversible e é un cambio químico. O mecanismo do xel do éter de celulosa é que a baixa temperatura, as macromoléculas do éter de celulosa están rodeadas por pequenas moléculas de auga a través de enlaces de hidróxeno para formar unha solución acuosa. A medida que aumenta a temperatura da disolución, destrúense os enlaces de hidróxeno e as grandes moléculas de éter de celulosa O estado no que as moléculas se unen mediante a interacción de grupos hidrófobos para formar un xel é un cambio físico. Aínda que o mecanismo de xelación dos dous é diferente, a aparencia ten un estado similar, é dicir, fórmase un estado semisólido inmóbil no espazo tridimensional. Se o método de avaliación da forza da marmelada é axeitado para avaliar a forza do xel de éter de celulosa necesita exploración e verificación experimental. Neste artigo, utilízanse tres métodos tradicionais para avaliar a forza dos xeles de éter de celulosa: método de observación, método de rotación e método de baleiro de avance, e sobre esta base fórmase un método de avance de presión positiva.

1. Parte experimental

1.1 Principais equipamentos e instrumentos experimentais

Baño de auga eléctrico a temperatura constante, DZKW-S-6, Beijing Yongguangming Medical Instrument Co, Ltd.; alta temperatura e alta presión reómetro, MARS-III, Alemaña empresa HAAKE; bomba de baleiro multiusos de auga circulante, SHB-III, Gongyi Red Instrument Equipment Co., Ltd.; sensor, DP1701-EL1D1G, Baoji Best Control Technology Co., Ltd.; sistema de adquisición de presión, Shandong Zhongshi Dashiyi Technology Co, Ltd; tubo colorimétrico, 100 ml, Tianjin Tianke Glass Instrument Manufacturing Co., Ltd.; botella de vidro resistente a altas temperaturas, 120 ml, Schott Glass Works, Alemaña; nitróxeno de alta pureza, Tianjin Gaochuang Baolan Gas Co., Ltd.

1.2 Mostras experimentais e preparación

Éter de hidroxipropil metilcelulosa, 60RT400, Taian Ruitai Cellulose Co., Ltd.; disolver 2 g, 3 g e 4 g de éter de hidroxipropilmetilcelulosa en 50 ml de auga quente a 80ºC.℃, remover ben e engadir 25℃de 50 mL de auga fría, as mostras foron completamente disoltas para formar solucións de éter de celulosa con concentracións de 0,02 g/mL, 0,03 g/mL e 0,04 g/mL respectivamente.

1.3 Método experimental de proba de resistencia do xel de éter de celulosa

(1) Probado polo método de observación. A capacidade das botellas de vidro de boca ancha resistente ás altas temperaturas utilizadas no experimento é de 120 ml e o volume da solución de éter de celulosa é de 50 ml. Coloque as solucións de éter de celulosa preparadas con concentracións de 0,02 g/mL, 0,03 g/mL e 0,04 g/mL nunha botella de vidro resistente a altas temperaturas, invírtea a diferentes temperaturas e compare as tres concentracións anteriores segundo o código de forza do xel. Probouse a forza de xelificación da solución acuosa de éter de celulosa.

(2) Probado polo método de rotación. O instrumento de proba utilizado neste experimento é un reómetro de alta temperatura e alta presión. Selecciónase a solución acuosa de éter de celulosa cunha concentración do 2% e colócase nun bidón para a proba. A taxa de calefacción é 5℃/10 min, a velocidade de cizallamento é de 50 s-1 e o tempo de proba é de 1 min. , O rango de calefacción é 40～110℃.

(3) Probado polo método de baleiro innovador. Conectar os tubos colorimétricos que conteñen o xel, conectar a bomba de baleiro e ler a lectura máxima do manómetro cando o aire atravesa o xel. Cada mostra é operada tres veces para obter o valor medio.

(4) Proba polo método de presión positiva. Segundo o principio do método do grao de baleiro de avance, melloramos este método experimental e adoptamos o método de avance de presión positiva. Conecte os tubos colorimétricos que conteñen o xel e use un sistema de adquisición de presión para probar a resistencia do xel de éter de celulosa. A cantidade de xel utilizada no experimento é de 50 ml, a capacidade do tubo colorimétrico é de 100 ml, o diámetro interior é de 3 cm, o diámetro interior do tubo circular inserido no xel é de 1 cm e a profundidade de inserción é de 3 cm. Acende lentamente o interruptor do cilindro de nitróxeno. Cando os datos de presión mostrados caen de súpeto e bruscamente, tome o punto máis alto como o valor de forza necesario para atravesar o xel. Cada mostra é operada tres veces para obter o valor medio.

2. Resultados experimentais e discusión

2.1 A aplicabilidade do método de observación para probar a resistencia do xel do éter de celulosa

Como resultado da avaliación da forza do xel do éter de celulosa mediante a observación, tomando como exemplo a solución de éter de celulosa cunha concentración de 0,02 g/mL, pódese saber que o nivel de forza é A cando a temperatura é de 65ºC.°C, e a forza comeza a aumentar a medida que aumenta a temperatura, cando a temperatura chega a 75℃, presenta un estado de xel, o grao de resistencia cambia de B a D, e cando a temperatura sobe a 120℃, o grao de forza pasa a ser F. Pódese ver que o resultado da avaliación deste método de avaliación só mostra o nivel de forza do xel, pero non pode usar os datos para expresar a forza específica do xel, é dicir, é cualitativo pero non cuantitativo. A vantaxe deste método é que o funcionamento é sinxelo e intuitivo, e o xel coa forza necesaria pode ser examinado de xeito económico por este método.

2.2 Aplicabilidade do método de rotación para probar a resistencia do xel do éter de celulosa

Cando a solución se quenta a 80°C, a viscosidade da solución é de 61 mPa·s, entón a viscosidade aumenta rapidamente e alcanza un valor máximo de 46 790 mPa·s en 100°C, e entón a forza diminúe. Isto é inconsistente co fenómeno observado anteriormente de que a viscosidade da solución acuosa de éter de hidroxipropil metilcelulosa comeza a aumentar a 65ºC.°C, e os xeles aparecen ao redor de 75°C e a forza segue aumentando. A razón deste fenómeno é que o xel se rompe debido á rotación do rotor ao probar a resistencia do xel de éter de celulosa, o que resulta en datos incorrectos da forza do xel a temperaturas posteriores. Polo tanto, este método non é adecuado para avaliar a forza dos xeles de éter de celulosa.

2.3 Aplicabilidade do método de baleiro innovador para probar a forza do xel do éter de celulosa

Os resultados experimentais da forza do xel de éter de celulosa avaliáronse polo método de baleiro innovador. Este método non implica a rotación do rotor, polo que se pode evitar o problema de cizallamento e rotura coloidal causado pola rotación do rotor. A partir dos resultados experimentais anteriores, pódese ver que este método pode probar cuantitativamente a forza do xel. Cando a temperatura é de 100°C, a forza do xel de éter de celulosa cunha concentración do 4% é superior a 0,1 MPa (o grao de baleiro máximo) e a forza non se pode medir superior a 0,1 MPa. A forza do xel, é dicir, o límite superior da forza do xel probada por este método é de 0,1 MPa. Neste experimento, a forza do xel de éter de celulosa é superior a 0,1 MPa, polo que este método non é axeitado para avaliar a forza do xel de éter de celulosa.

2.4 A aplicabilidade do método de presión positiva para probar a resistencia do xel do éter de celulosa

Utilizouse o método de presión positiva para avaliar os resultados experimentais da forza do xel de éter de celulosa. Pódese ver que este método pode probar cuantitativamente o xel cunha forza superior a 0,1 MPa. O sistema de adquisición de datos utilizado no experimento fai que os resultados experimentais sexan máis precisos que os datos de lectura artificial no método do grao de baleiro.

3. Conclusión

A forza do xel do éter de celulosa mostrou unha tendencia xeral ao aumento co aumento da temperatura. O método de rotación e o método de baleiro innovador non son axeitados para determinar a forza do xel de éter de celulosa. O método de observación só pode medir cualitativamente a forza do xel de éter de celulosa, e o método de presión positiva recentemente engadido pode probar cuantitativamente a forza do xel de éter de celulosa.