सेलूलोज़ ईथर की जेल शक्ति के निर्धारण की विधि

की ताकत मापने के लिएसेल्युलोज ईथर जेललेख में बताया गया है कि हालांकि सेल्यूलोज ईथर जेल और जेली जैसे प्रोफ़ाइल नियंत्रण एजेंटों में अलग-अलग जेलेशन तंत्र होते हैं, वे दिखने में समानता का उपयोग कर सकते हैं, यानी, वे जेलेशन के बाद अर्ध-ठोस अवस्था में प्रवाहित नहीं हो सकते हैं, आमतौर पर इस्तेमाल की जाने वाली अवलोकन विधि, जेली की ताकत का मूल्यांकन करने के लिए रोटेशन विधि और वैक्यूम ब्रेकथ्रू विधि का उपयोग सेलूलोज़ ईथर जेल की ताकत का मूल्यांकन करने के लिए किया जाता है, और एक नई सकारात्मक दबाव ब्रेकथ्रू विधि जोड़ी जाती है। सेलूलोज़ ईथर जेल की ताकत के निर्धारण के लिए इन चार तरीकों की प्रयोज्यता का प्रयोगों के माध्यम से विश्लेषण किया गया था। नतीजे बताते हैं कि अवलोकन विधि केवल सेलूलोज़ ईथर की ताकत का गुणात्मक मूल्यांकन कर सकती है, रोटेशन विधि सेलूलोज़ ईथर की ताकत का मूल्यांकन करने के लिए उपयुक्त नहीं है, वैक्यूम विधि केवल 0.1 एमपीए से नीचे की ताकत के साथ सेलूलोज़ ईथर की ताकत का मूल्यांकन कर सकती है, और नया जोड़ा गया सकारात्मक दबाव यह विधि सेल्युलोज ईथर जेल की ताकत का मात्रात्मक मूल्यांकन कर सकती है।

मुख्य शब्द: जेली; सेलूलोज़ ईथर जेल; ताकत; तरीका

0.प्रस्तावना

पॉलिमर जेली-आधारित प्रोफ़ाइल नियंत्रण एजेंटों का उपयोग तेल क्षेत्र जल प्लगिंग और प्रोफ़ाइल नियंत्रण में सबसे अधिक व्यापक रूप से किया जाता है। हालाँकि, हाल के वर्षों में, तापमान-संवेदनशील और थर्मली रिवर्सिबल जेल सेलूलोज़ ईथर प्लगिंग और नियंत्रण प्रणाली धीरे-धीरे भारी तेल भंडारों में पानी प्लगिंग और प्रोफ़ाइल नियंत्रण के लिए एक अनुसंधान हॉटस्पॉट बन गई है। . सेलूलोज़ ईथर की जेल ताकत फॉर्मेशन प्लगिंग के लिए सबसे महत्वपूर्ण संकेतकों में से एक है, लेकिन इसकी ताकत परीक्षण विधि के लिए कोई समान मानक नहीं है। जेली की ताकत का मूल्यांकन करने के लिए आम तौर पर इस्तेमाल की जाने वाली विधियां, जैसे अवलोकन विधि - जेली की ताकत का परीक्षण करने के लिए एक प्रत्यक्ष और किफायती तरीका, जेली की ताकत के स्तर को मापने के लिए जेली ताकत कोड तालिका का उपयोग करें; रोटेशन विधि - आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले उपकरण ब्रुकफील्ड विस्कोमीटर और रियोमीटर हैं, ब्रुकफील्ड विस्कोमीटर परीक्षण नमूने का तापमान 90 के भीतर सीमित है°सी; ब्रेकथ्रू वैक्यूम विधि - जब जेल को तोड़ने के लिए हवा का उपयोग किया जाता है, तो दबाव गेज की अधिकतम रीडिंग जेल की ताकत का प्रतिनिधित्व करती है। जेली का जेलिंग तंत्र पॉलिमर समाधान में एक क्रॉस-लिंकिंग एजेंट जोड़ना है। क्रॉस-लिंकिंग एजेंट और पॉलिमर श्रृंखला एक स्थानिक नेटवर्क संरचना बनाने के लिए रासायनिक बंधनों से जुड़े होते हैं, और तरल चरण को इसमें लपेटा जाता है, ताकि पूरा सिस्टम तरलता खो दे, और फिर जेली के लिए रूपांतरित हो जाए, यह प्रक्रिया प्रतिवर्ती नहीं है और एक रासायनिक परिवर्तन है. सेलूलोज़ ईथर का जेल तंत्र यह है कि कम तापमान पर, सेलूलोज़ ईथर के मैक्रोमोलेक्यूल्स एक जलीय घोल बनाने के लिए हाइड्रोजन बांड के माध्यम से पानी के छोटे अणुओं से घिरे होते हैं। जैसे-जैसे घोल का तापमान बढ़ता है, हाइड्रोजन बांड नष्ट हो जाते हैं, और सेल्युलोज ईथर के बड़े अणु। वह स्थिति जिसमें अणु एक जेल बनाने के लिए हाइड्रोफोबिक समूहों की बातचीत के माध्यम से एक साथ आते हैं, एक भौतिक परिवर्तन है। यद्यपि दोनों का जमाव तंत्र अलग है, उपस्थिति में एक समान स्थिति होती है, अर्थात त्रि-आयामी अंतरिक्ष में एक स्थिर अर्ध-ठोस अवस्था बनती है। क्या जेली की ताकत का मूल्यांकन तरीका सेलूलोज़ ईथर जेल की ताकत का मूल्यांकन करने के लिए उपयुक्त है या नहीं, इसके लिए अन्वेषण और प्रयोगात्मक सत्यापन की आवश्यकता है। इस पेपर में, सेलूलोज़ ईथर जैल की ताकत का मूल्यांकन करने के लिए तीन पारंपरिक तरीकों का उपयोग किया जाता है: अवलोकन विधि, रोटेशन विधि और ब्रेकथ्रू वैक्यूम विधि, और इस आधार पर एक सकारात्मक दबाव ब्रेकथ्रू विधि बनाई जाती है।

1. प्रायोगिक भाग

1.1 मुख्य प्रायोगिक उपकरण और उपकरण

विद्युत स्थिर तापमान जल स्नान, DZKW-S-6, बीजिंग योंगगुआंगमिंग मेडिकल इंस्ट्रूमेंट कंपनी, लिमिटेड; उच्च तापमान और उच्च दबाव रियोमीटर, MARS-III, जर्मनी HAAKE कंपनी; परिसंचारी जल बहुउद्देश्यीय वैक्यूम पंप, एसएचबी-III, गोंगयी रेड इंस्ट्रूमेंट इक्विपमेंट कं, लिमिटेड; सेंसर, DP1701-EL1D1G, बाओजी बेस्ट कंट्रोल टेक्नोलॉजी कं, लिमिटेड; दबाव अधिग्रहण प्रणाली, शेडोंग झोंगशी दशीयी प्रौद्योगिकी कं, लिमिटेड; कलरिमेट्रिक ट्यूब, 100 एमएल, तियानजिन तियानके ग्लास इंस्ट्रूमेंट मैन्युफैक्चरिंग कंपनी लिमिटेड; उच्च तापमान प्रतिरोधी कांच की बोतल, 120 एमएल, शॉट ग्लास वर्क्स, जर्मनी; उच्च शुद्धता नाइट्रोजन, टियांजिन गाओचुआंग बाओलन गैस कंपनी लिमिटेड।

1.2 प्रायोगिक नमूने और तैयारी

हाइड्रोक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज ईथर, 60RT400, ताइयन रुइताई सेल्युलोज कंपनी लिमिटेड; 80 पर 50 एमएल गर्म पानी में 2 ग्राम, 3 ग्राम और 4 ग्राम हाइड्रोक्सीप्रोपाइलमिथाइलसेलुलोज ईथर घोलें।℃, अच्छी तरह हिलाएं और 25 डालें℃50 एमएल ठंडे पानी में, नमूनों को क्रमशः 0.02 ग्राम/एमएल, 0.03 ग्राम/एमएल और 0.04 ग्राम/एमएल की सांद्रता के साथ सेलूलोज़ ईथर समाधान बनाने के लिए पूरी तरह से भंग कर दिया गया था।

1.3 सेलूलोज़ ईथर जेल शक्ति परीक्षण की प्रायोगिक विधि

(1) अवलोकन विधि द्वारा परीक्षण किया गया। प्रयोग में उपयोग की गई चौड़े मुंह वाली उच्च तापमान प्रतिरोधी कांच की बोतलों की क्षमता 120 एमएल है, और सेलूलोज़ ईथर समाधान की मात्रा 50 एमएल है। 0.02 ग्राम/एमएल, 0.03 ग्राम/एमएल और 0.04 ग्राम/एमएल की सांद्रता वाले तैयार सेल्युलोज ईथर घोल को एक उच्च तापमान प्रतिरोधी कांच की बोतल में रखें, इसे अलग-अलग तापमान पर पलटें, और जेल शक्ति कोड के अनुसार उपरोक्त तीन अलग-अलग सांद्रता की तुलना करें। सेलूलोज़ ईथर जलीय घोल की जेलिंग ताकत का परीक्षण किया गया।

(2) रोटेशन विधि द्वारा परीक्षण किया गया। इस प्रयोग में प्रयुक्त परीक्षण उपकरण एक उच्च तापमान और उच्च दबाव रियोमीटर है। 2% की सांद्रता वाले सेलूलोज़ ईथर जलीय घोल का चयन किया जाता है और परीक्षण के लिए एक ड्रम में रखा जाता है। ताप दर 5 है℃/10 मिनट, कतरनी दर 50 एस-1 है, और परीक्षण का समय 1 मिनट है। , हीटिंग रेंज 40 है～110℃.

(3) ब्रेकथ्रू वैक्यूम विधि द्वारा परीक्षण किया गया। जेल युक्त वर्णमिति ट्यूबों को कनेक्ट करें, वैक्यूम पंप चालू करें, और जब हवा जेल से होकर गुजरती है तो दबाव नापने का यंत्र की अधिकतम रीडिंग पढ़ें। औसत मूल्य प्राप्त करने के लिए प्रत्येक नमूने को तीन बार संचालित किया जाता है।

(4) सकारात्मक दबाव विधि द्वारा परीक्षण। ब्रेकथ्रू वैक्यूम डिग्री विधि के सिद्धांत के अनुसार, हमने इस प्रायोगिक विधि में सुधार किया है और सकारात्मक दबाव ब्रेकथ्रू की विधि को अपनाया है। जेल युक्त वर्णमिति ट्यूबों को कनेक्ट करें, और सेलूलोज़ ईथर जेल की ताकत का परीक्षण करने के लिए एक दबाव अधिग्रहण प्रणाली का उपयोग करें। प्रयोग में प्रयुक्त जेल की मात्रा 50 एमएल है, कलरिमेट्रिक ट्यूब की क्षमता 100 एमएल है, आंतरिक व्यास 3 सेमी है, जेल में डाली गई गोलाकार ट्यूब का आंतरिक व्यास 1 सेमी है, और सम्मिलन की गहराई 3 सेमी है। धीरे-धीरे नाइट्रोजन सिलेंडर का स्विच चालू करें। जब प्रदर्शित दबाव डेटा अचानक और तेजी से गिरता है, तो जेल के माध्यम से तोड़ने के लिए आवश्यक शक्ति मान के रूप में उच्चतम बिंदु लें। औसत मूल्य प्राप्त करने के लिए प्रत्येक नमूने को तीन बार संचालित किया जाता है।

2. प्रायोगिक परिणाम और चर्चा

2.1 सेलूलोज़ ईथर की जेल शक्ति का परीक्षण करने के लिए अवलोकन विधि की प्रयोज्यता

अवलोकन द्वारा सेल्युलोज ईथर की जेल शक्ति का मूल्यांकन करने के परिणामस्वरूप, उदाहरण के तौर पर 0.02 ग्राम/एमएल की सांद्रता वाले सेल्युलोज ईथर समाधान को लेते हुए, यह जाना जा सकता है कि तापमान 65 होने पर ताकत का स्तर ए होता है।°सी, और तापमान बढ़ने पर ताकत बढ़ने लगती है, जब तापमान 75 तक पहुंच जाता है℃, यह एक जेल अवस्था प्रस्तुत करता है, शक्ति ग्रेड बी से डी में बदल जाता है, और जब तापमान 120 तक बढ़ जाता है℃, ताकत ग्रेड एफ हो जाता है। यह देखा जा सकता है कि इस मूल्यांकन पद्धति का मूल्यांकन परिणाम केवल जेल की ताकत के स्तर को दर्शाता है, लेकिन जेल की विशिष्ट ताकत को व्यक्त करने के लिए डेटा का उपयोग नहीं कर सकता है, अर्थात यह गुणात्मक है लेकिन नहीं मात्रात्मक. इस विधि का लाभ यह है कि ऑपरेशन सरल और सहज है, और आवश्यक ताकत वाले जेल को इस विधि द्वारा सस्ते में स्क्रीन किया जा सकता है।

2.2 सेलूलोज़ ईथर की जेल शक्ति का परीक्षण करने के लिए रोटेशन विधि की प्रयोज्यता

जब घोल को 80 तक गर्म किया जाता है°सी, समाधान की चिपचिपाहट 61 एमपीए है·s, फिर चिपचिपाहट तेजी से बढ़ती है, और 46 790 mPa के अधिकतम मूल्य तक पहुंच जाती है·100 पर है°सी, और फिर ताकत कम हो जाती है। यह पहले देखी गई घटना से असंगत है कि हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज ईथर जलीय घोल की चिपचिपाहट 65 पर बढ़ने लगती है°सी, और जैल लगभग 75 पर दिखाई देते हैं°सी और ताकत बढ़ती जा रही है. इस घटना का कारण यह है कि सेल्युलोज ईथर की जेल ताकत का परीक्षण करते समय रोटर के घूमने के कारण जेल टूट जाता है, जिसके परिणामस्वरूप बाद के तापमान पर जेल ताकत का गलत डेटा प्राप्त होता है। इसलिए, यह विधि सेलूलोज़ ईथर जैल की ताकत का मूल्यांकन करने के लिए उपयुक्त नहीं है।

2.3 सेल्युलोज ईथर की जेल शक्ति का परीक्षण करने के लिए ब्रेकथ्रू वैक्यूम विधि की प्रयोज्यता

सेलूलोज़ ईथर जेल शक्ति के प्रयोगात्मक परिणामों का मूल्यांकन ब्रेकथ्रू वैक्यूम विधि द्वारा किया गया था। इस विधि में रोटर का घूमना शामिल नहीं है, इसलिए रोटर के घूमने के कारण होने वाली कोलाइडल कतरनी और टूटने की समस्या से बचा जा सकता है। उपरोक्त प्रायोगिक परिणामों से यह देखा जा सकता है कि यह विधि मात्रात्मक रूप से जेल की ताकत का परीक्षण कर सकती है। जब तापमान 100 हो°सी, 4% की एकाग्रता के साथ सेलूलोज़ ईथर जेल की ताकत 0.1 एमपीए (अधिकतम वैक्यूम डिग्री) से अधिक है, और ताकत 0.1 एमपीए से अधिक नहीं मापी जा सकती है। जेल की ताकत, यानी, इस विधि द्वारा परीक्षण की गई जेल की ताकत की ऊपरी सीमा 0.1 एमपीए है। इस प्रयोग में, सेलूलोज़ ईथर जेल की ताकत 0.1 एमपीए से अधिक है, इसलिए यह विधि सेलूलोज़ ईथर जेल की ताकत का मूल्यांकन करने के लिए उपयुक्त नहीं है।

2.4 सेलूलोज़ ईथर की जेल शक्ति का परीक्षण करने के लिए सकारात्मक दबाव विधि की प्रयोज्यता

सेलूलोज़ ईथर जेल शक्ति के प्रयोगात्मक परिणामों का मूल्यांकन करने के लिए सकारात्मक दबाव विधि का उपयोग किया गया था। यह देखा जा सकता है कि यह विधि 0.1 एमपीए से ऊपर की ताकत वाले जेल का मात्रात्मक परीक्षण कर सकती है। प्रयोग में प्रयुक्त डेटा अधिग्रहण प्रणाली वैक्यूम डिग्री विधि में कृत्रिम रीडिंग डेटा की तुलना में प्रयोगात्मक परिणामों को अधिक सटीक बनाती है।

3. निष्कर्ष

तापमान में वृद्धि के साथ सेल्युलोज ईथर की जेल ताकत में समग्र रूप से वृद्धि की प्रवृत्ति देखी गई। सेलूलोज़ ईथर जेल की ताकत निर्धारित करने के लिए रोटेशन विधि और ब्रेकथ्रू वैक्यूम विधि उपयुक्त नहीं हैं। अवलोकन विधि केवल सेलूलोज़ ईथर जेल की ताकत को गुणात्मक रूप से माप सकती है, और नई जोड़ी गई सकारात्मक दबाव विधि मात्रात्मक रूप से सेलूलोज़ ईथर जेल की ताकत का परीक्षण कर सकती है।