Methode voor het bepalen van de gelsterkte van cellulose -ether

Om de sterkte van te metencellulose ethergel, het artikel introduceert dat hoewel cellulose-ethergel- en jelly-achtige profielbesturingsmiddelen verschillende geleringsmechanismen hebben, ze de gelijkenis in uiterlijk kunnen gebruiken, dat wil zeggen dat ze niet kunnen stromen na gelatie in de semi-vaste toestand, de algemeen gebruikte observatiemethode, Rotatiemethode en vacuümbraakmethode voor het evalueren van de sterkte van jelly worden gebruikt om de sterkte van cellulose -ethergel te evalueren, en een nieuwe positieve drukbraakmethode wordt toegevoegd. De toepasbaarheid van deze vier methoden op de bepaling van cellulose -ethergelsterkte werd geanalyseerd door experimenten. De resultaten tonen aan dat de observatiemethode alleen de sterkte van cellulose -ether kwalitatief kan evalueren, de rotatiemethode is niet geschikt voor het evalueren van de sterkte van cellulose -ether, de vacuümmethode kan alleen de sterkte van cellulose ether evalueren met een sterkte onder 0,1 MPa, en De nieuw toegevoegde positieve druk Deze methode kan kwantitatief de sterkte van cellulose -ethergel evalueren.

Sleutelwoorden: gelei; cellulose ethergel; kracht; methode

0.Voorrede

Polymer Jelly-gebaseerde profielbesturingsmiddelen worden het meest gebruikt in het aansluiten van olieveldwater en profielregeling. In de afgelopen jaren is het temperatuurgevoelige en thermisch omkeerbare gelcellulose-ether-plugging- en besturingssysteem geleidelijk een onderzoekshotspot geworden voor het aansluiten van water en profielregeling in zware oliereservoirs. . De gelsterkte van cellulose -ether is een van de belangrijkste indicatoren voor het stichten van de vorming, maar er is geen uniforme standaard voor de sterkte -testmethode. Veelgebruikte methoden om de Jelly -sterkte te evalueren, zoals observatiemethode - een directe en economische methode voor het testen van de gelei -sterkte, gebruik de Jelly Strength Code -tabel om het niveau van te gemeten gelsterkte te beoordelen; Rotatiemethode - Veelgebruikte instrumenten zijn Brookfield Viscometer en Rheometer, de temperatuur van het Brookfield Viscometer -testmonster is beperkt binnen 90°C; Doorbraakvacuümmethode - Wanneer de lucht wordt gebruikt om door de gel te breken, vertegenwoordigt de maximale lezing van de drukmeter de sterkte van de gel. Het geleermechanisme van gelei is om een ​​verknopingsmiddel toe te voegen aan de polymeeroplossing. Het verknopingsmiddel en de polymeerketen zijn verbonden door chemische bindingen om een ​​ruimtelijke netwerkstructuur te vormen, en de vloeibare fase is erin gewikkeld, zodat het hele systeem vloeibaarheid verliest en vervolgens transformeert voor gelei, dit proces is niet omkeerbaar en is een chemische verandering. Het gelmechanisme van cellulose -ether is dat bij lage temperatuur de macromoleculen van celluloseether omgeven door kleine watermoleculen door waterstofbruggen om een ​​waterige oplossing te vormen. Naarmate de temperatuur van de oplossing stijgt, worden de waterstofbindingen vernietigd en de grote moleculen van cellulose -ether de toestand waarin moleculen samenkomen door de interactie van hydrofobe groepen om een ​​gel te vormen, is een fysieke verandering. Hoewel het geleringsmechanisme van de twee anders is, heeft het uiterlijk een vergelijkbare toestand, dat wil zeggen, een immobiele semi-vaste toestand wordt gevormd in driedimensionale ruimte. Of de evaluatiemethode van Jelly -sterkte geschikt is voor het evalueren van de sterkte van cellulose -ethergel, moet exploratie en experimentele verificatie nodig hebben. In dit artikel worden drie traditionele methoden gebruikt om de sterkte van cellulose -ethergels te evalueren: observatiemethode, rotatiemethode en doorbraakvacuümmethode en een positieve drukbraakmethode wordt op deze basis gevormd.

1. Experimenteel deel

1.1 Belangrijkste experimentele apparatuur en instrumenten

Elektrische constante temperatuurwaterbad, DZKW-S-6, Beijing Yongguangming Medical Instrument Co., Ltd.; Hoge temperatuur en hogedrukreometer, Mars-III, Duitsland Haake Company; Circulerend water multifunctionele vacuümpomp, SHB-III, Gongyi Red Instrument Equipment Co., Ltd.; Sensor, DP1701-EL1D1G, Baoji Best Control Technology Co., Ltd.; Drukverwervingssysteem, Shandong Zhongshi Dashiyi Technology Co., Ltd.; Colorimetric Tube, 100 ml, Tianjin Tanke Glass Instrument Manufacturing Co., Ltd.; Hoge temperatuurbestendige glazen fles, 120 ml, Schott Glass Works, Duitsland; Hoge zuiverheidsstikstof, Tianjin Gaochuang Baolan Gas Co., Ltd.

1.2 Experimentele monsters en voorbereiding

Hydroxypropyl methylcellulose ether, 60RT400, Taian Ruitai Cellulose Co., Ltd.; Los 2G, 3G en 4G hydroxypropylmethylcellulose ether op in 50 ml heet water bij 80℃, roer goed en voeg 25 toe℃Van 50 ml koud water werden de monsters volledig opgelost om cellulose -etheroplossingen te vormen met concentraties van 0,02 g/ml, 0,03 g/ml en 0,04 g/ml respectievelijk.

1.3 Experimentele methode van cellulose ether gelsterkte test

(1) getest door observatiemethode. De capaciteit van de hoge-temperatuurbestendige glazen flessen met een hoge temperatuur die in het experiment wordt gebruikt, is 120 ml en het volume van de cellulose-etheroplossing is 50 ml. Plaats de voorbereide cellulose -etheroplossingen met concentraties van 0,02 g/ml, 0,03 g/ml en 0,04 g/ml in een hoge temperatuurbestendige glazen fles, omkeer het bij verschillende temperaturen en vergelijk de bovengenoemde drie verschillende concentraties volgens de gelsterktecode volgens de gelsterktecode De geleringsterkte van de waterige oplossing van de cellulose -ether werd getest.

(2) getest met de rotatiemethode. Het testinstrument dat in dit experiment wordt gebruikt, is een reeter op hoge temperatuur en hogedruk. De waterige oplossing van de cellulose -ether met een concentratie van 2% wordt geselecteerd en in een trommel geplaatst om te testen. De verwarmingssnelheid is 5℃/10 minuten, de afschuifsnelheid is 50 S-1 en de testtijd is 1 min. , Het verwarmingsbereik is 40～110℃.

(3) getest door doorbraakvacuümmethode. Sluit de colorimetrische buizen aan die de gel bevatten, zet de vacuümpomp aan en lees de maximale lezing van de manometer wanneer de lucht door de gel breekt. Elk monster wordt drie keer bediend om de gemiddelde waarde te verkrijgen.

(4) Test volgens de positieve drukmethode. Volgens het principe van de door de doorbraak vacuüm graadmethode hebben we deze experimentele methode verbeterd en de methode van positieve drukbraak overgenomen. Sluit de colorimetrische buizen aan die de gel bevatten en gebruik een drukverwervingssysteem om de sterkte van de cellulose -ethergel te testen. De hoeveelheid gel die in het experiment wordt gebruikt, is 50 ml, de capaciteit van de colorimetrische buis is 100 ml, de binnendiameter is 3 cm, de binnendiameter van de cirkelvormige buis die in de gel is ingebracht, is 1 cm en de insertiediepte is 3 cm. Schakel de schakelaar van de stikstofcilinder langzaam aan. Wanneer de weergegeven drukgegevens plotseling en scherp daalt, neemt u het hoogste punt als de sterktewaarde die nodig is om door de gel te breken. Elk monster wordt drie keer bediend om de gemiddelde waarde te krijgen.

2. Experimentele resultaten en discussie

2.1 De toepasbaarheid van de observatiemethode om de gelsterkte van cellulose -ether te testen

Als gevolg van het evalueren van de gelsterkte van cellulose -ether door observatie, het nemen van de cellulose -etheroplossing met een concentratie van 0,02 g/ml als een voorbeeld, kan bekend zijn dat het sterktegehalte A is wanneer de temperatuur 65 is°C, en de sterkte begint te stijgen naarmate de temperatuur toeneemt, wanneer de temperatuur 75 bereikt℃, het presenteert een gelstatus, de sterkte -kwaliteit verandert van B naar D en wanneer de temperatuur stijgt tot 120℃, de sterktekwaliteit wordt F. Het is te zien dat het evaluatieresultaat van deze evaluatiemethode alleen het sterkte van de gel toont, maar de gegevens niet kan gebruiken om de specifieke sterkte van de gel uit te drukken, dat wil zeggen, het is kwalitatief maar niet kwantitatief. Het voordeel van deze methode is dat de bewerking eenvoudig en intuïtief is en dat de gel met de vereiste sterkte goedkoop kan worden gescreend volgens deze methode.

2.2 Toepasbaarheid van de rotatiemethode om de gelsterkte van cellulose -ether te testen

Wanneer de oplossing wordt verwarmd tot 80°C, de viscositeit van de oplossing is 61 MPa·S, dan neemt de viscositeit snel toe en bereikt een maximale waarde van 46 790 MPa·S op 100°C, en dan neemt de sterkte af. Dit is niet consistent met het eerder waargenomen fenomeen dat de viscositeit van hydroxypropylmethylcellulose ether waterige oplossing begint toe te nemen bij 65°C en gels verschijnen op ongeveer 75°C en de kracht blijft toenemen. De reden voor dit fenomeen is dat de gel is verbroken door de rotatie van de rotor bij het testen van de gelsterkte van cellulose -ether, wat resulteert in onjuiste gegevens van gelsterkte bij daaropvolgende temperaturen. Daarom is deze methode niet geschikt voor het evalueren van de sterkte van cellulose -ethergels.

2.3 Toepasbaarheid van doorbraakvacuümmethode om de gelsterkte van cellulose -ether te testen

De experimentele resultaten van cellulose -ethergelsterkte werden geëvalueerd door de doorbraakvacuümmethode. Deze methode omvat niet de rotatie van de rotor, dus het probleem van colloïdaal afschuifbaar en breken veroorzaakt door de rotatie van de rotor kan worden vermeden. Uit de bovenstaande experimentele resultaten is te zien dat deze methode de sterkte van de gel kwantitatief kan testen. Wanneer de temperatuur 100 is°C, de sterkte van de cellulose -ether -gel met een concentratie van 4% is groter dan 0,1 MPa (de maximale vacuümgraad) en de sterkte kan niet groter worden gemeten dan 0,1 MPa. De sterkte van de gel, dat wil zeggen, de bovengrens van de gelsterkte die door deze methode is getest, is 0,1 MPa. In dit experiment is de sterkte van cellulose -ethergel groter dan 0,1 MPa, dus deze methode is niet geschikt voor het evalueren van de sterkte van cellulose -ethergel.

2.4 De toepasbaarheid van de positieve drukmethode om de gelsterkte van cellulose -ether te testen

De positieve drukmethode werd gebruikt om de experimentele resultaten van de cellulose -ethergelsterkte te evalueren. Het is te zien dat deze methode de gel kwantitatief kan testen met een sterkte boven 0,1 MPa. Het data -acquisitiesysteem dat in het experiment wordt gebruikt, maakt de experimentele resultaten nauwkeuriger dan de kunstmatige leesgegevens in de methode vacuüm graad.

3. Conclusie

De gelsterkte van cellulose -ether vertoonde een algemene toenemende trend met de toename van de temperatuur. De rotatiemethode en de doorbraakvacuümmethode zijn niet geschikt voor het bepalen van de sterkte van cellulose -ethergel. De observatiemethode kan alleen kwalitatief de sterkte van cellulose -ethergel meten, en de nieuw toegevoegde positieve drukmethode kan de sterkte van cellulose -ethergel kwantitatief testen.