Metodă de determinare a rezistenței gelului eterului de celuloză

Pentru a măsura putereagel eter de celuloză, articolul introduce că, deși gelul eter de celuloză și agenții de control al profilului de tip jeleu au mecanisme de gelificare diferite, ei pot folosi similitudinea în aspect, adică nu pot curge după gelificare În stare semisolidă, metoda de observare folosită în mod obișnuit, Metoda de rotație și metoda de trecere în vid pentru evaluarea rezistenței jeleului sunt utilizate pentru a evalua rezistența gelului eter de celuloză și se adaugă o nouă metodă de descoperire a presiunii pozitive. Aplicabilitatea acestor patru metode la determinarea rezistenței gelului de celuloză eter a fost analizată prin experimente. Rezultatele arată că metoda de observare poate evalua numai calitativ rezistența eterului de celuloză, metoda de rotație nu este potrivită pentru evaluarea rezistenței eterului de celuloză, metoda vacuum poate evalua doar rezistența eterului de celuloză cu o rezistență sub 0,1 MPa și presiunea pozitivă nou adăugată Această metodă poate evalua cantitativ rezistența gelului eter de celuloză.

Cuvinte cheie: jeleu; gel de celuloză eter; rezistenţă; metodă

0.Prefaţă

Agenții de control al profilului pe bază de jeleu polimeric sunt cei mai folosiți în astuparea apei pe câmpuri petroliere și controlul profilului. Cu toate acestea, în ultimii ani, sistemul de blocare și control al eterului de celuloză cu gel sensibil la temperatură și reversibil termic a devenit treptat un punct fierbinte de cercetare pentru blocarea apei și controlul profilului în rezervoarele de petrol greu. . Rezistența gelului eterului de celuloză este unul dintre cei mai importanți indicatori pentru blocarea formării, dar nu există un standard uniform pentru metoda sa de testare a rezistenței. Metodele utilizate în mod obișnuit pentru a evalua rezistența jeleului, cum ar fi metoda de observare - o metodă directă și economică pentru testarea rezistenței jeleului, utilizează tabelul de coduri de rezistență a jeleului pentru a judeca nivelul de rezistență a gelului care trebuie măsurat; metoda de rotație – instrumentele utilizate în mod obișnuit sunt viscozimetrul Brookfield și reometrul, temperatura probei de testare a viscozimetrului Brookfield este limitată la 90°C; Metoda de vacuum inovator – atunci când aerul este folosit pentru a sparge gelul, citirea maximă a manometrului reprezintă rezistența gelului. Mecanismul de gelifiere al jeleului este de a adăuga un agent de reticulare la soluția de polimer. Agentul de reticulare și lanțul polimeric sunt conectate prin legături chimice pentru a forma o structură de rețea spațială, iar faza lichidă este învelită în ea, astfel încât întregul sistem își pierde fluiditatea și apoi se transformă Pentru jeleu, acest proces nu este reversibil și este o schimbare chimică. Mecanismul de gel al eterului de celuloză este că, la temperatură scăzută, macromoleculele de eter de celuloză sunt înconjurate de molecule mici de apă prin legături de hidrogen pentru a forma o soluție apoasă. Pe măsură ce temperatura soluției crește, legăturile de hidrogen sunt distruse, iar moleculele mari de eter de celuloză Starea în care moleculele se unesc prin interacțiunea grupărilor hidrofobe pentru a forma un gel este o schimbare fizică. Deși mecanismul de gelificare al celor două este diferit, aspectul are o stare similară, adică se formează o stare semisolidă imobilă în spațiul tridimensional. Dacă metoda de evaluare a rezistenței jeleului este potrivită pentru evaluarea rezistenței gelului eter de celuloză, necesită explorare și verificare experimentală. În această lucrare, sunt utilizate trei metode tradiționale pentru a evalua rezistența gelurilor de eter de celuloză: metoda de observare, metoda de rotație și metoda de vid, iar pe această bază se formează o metodă de străpungere a presiunii pozitive.

1. Partea experimentală

1.1 Principalele echipamente și instrumente experimentale

Baie de apă electrică cu temperatură constantă, DZKW-S-6, Beijing Yongguangming Medical Instrument Co., Ltd.; reometru de înaltă temperatură și presiune înaltă, MARS-III, Germania Compania HAAKE; pompa de vid multifunctionala cu circulatie a apei, SHB-III, Gongyi Red Instrument Equipment Co., Ltd.; senzor, DP1701-EL1D1G, Baoji Best Control Technology Co., Ltd.; sistem de achiziţie de presiune, Shandong Zhongshi Dashiyi Technology Co, Ltd.; tub colorimetric, 100 ml, Tianjin Tianke Glass Instrument Manufacturing Co., Ltd.; sticla de sticla rezistenta la temperaturi ridicate, 120 ml, Schott Glass Works, Germania; azot de înaltă puritate, Tianjin Gaochuang Baolan Gas Co., Ltd.

1.2 Probele experimentale și preparare

Eter de hidroxipropil metilceluloză, 60RT400, Taian Ruitai Cellulose Co., Ltd.; se dizolvă 2 g, 3 g și 4 g de eter de hidroxipropilmetilceluloză în 50 ml apă fierbinte la 80°C℃, se amestecă bine și se adaugă 25℃de 50 mL apă rece, probele au fost complet dizolvate pentru a forma soluții de eter de celuloză cu concentrații de 0,02 g/mL, 0,03 g/mL și, respectiv, 0,04 g/mL.

1.3 Metoda experimentală de testare a rezistenței gelului de eter de celuloză

(1) Testat prin metoda observației. Capacitatea sticlelor de sticlă rezistente la temperaturi înalte cu gură largă utilizate în experiment este de 120 ml, iar volumul soluției de eter de celuloză este de 50 ml. Puneți soluțiile de eter de celuloză preparate cu concentrații de 0,02 g/mL, 0,03 g/mL și 0,04 g/mL într-o sticlă de sticlă rezistentă la temperaturi înalte, răsturnați-o la diferite temperaturi și comparați cele trei concentrații diferite de mai sus conform codului de rezistență a gelului. A fost testată puterea de gelificare a soluţiei apoase de eter de celuloză.

(2) Testat prin metoda rotației. Instrumentul de testare utilizat în acest experiment este un reometru de temperatură înaltă și de înaltă presiune. Soluția apoasă de eter de celuloză cu o concentrație de 2% este selectată și plasată într-un tambur pentru testare. Rata de incalzire este 5℃/10 min, viteza de forfecare este de 50 s-1, iar timpul de testare este de 1 min. , Intervalul de încălzire este 40～110℃.

(3) Testat prin metoda de vacuum inovatoare. Conectați tuburile colorimetrice care conțin gelul, porniți pompa de vid și citiți citirea maximă a manometrului atunci când aerul sparge prin gel. Fiecare probă este operată de trei ori pentru a obține valoarea medie.

(4) Testare prin metoda presiunii pozitive. În conformitate cu principiul metodei gradului de vid de străpungere, am îmbunătățit această metodă experimentală și am adoptat metoda de străpungere a presiunii pozitive. Conectați tuburile colorimetrice care conțin gelul și utilizați un sistem de achiziție a presiunii pentru a testa rezistența gelului de eter de celuloză. Cantitatea de gel folosită în experiment este de 50 ml, capacitatea tubului colorimetric este de 100 ml, diametrul interior este de 3 cm, diametrul interior al tubului circular introdus în gel este de 1 cm și adâncimea de inserție este de 3 cm. Porniți încet întrerupătorul cilindrului de azot. Când datele de presiune afișate scad brusc și brusc, luați punctul cel mai înalt ca valoare de rezistență necesară pentru a sparge gelul. Fiecare probă este operată de trei ori pentru a obține valoarea medie.

2. Rezultate experimentale și discuții

2.1 Aplicabilitatea metodei de observare pentru a testa rezistența gelului eterului de celuloză

Ca urmare a evaluării rezistenței gelului eterului de celuloză prin observare, luând ca exemplu soluția de eter de celuloză cu o concentrație de 0,02 g/mL, se poate ști că nivelul de rezistență este A când temperatura este de 65°C.°C, iar puterea începe să crească pe măsură ce temperatura crește, când temperatura atinge 75℃, prezintă o stare de gel, gradul de rezistență se schimbă de la B la D, iar când temperatura crește la 120℃, gradul de rezistență devine F. Se poate observa că rezultatul evaluării acestei metode de evaluare arată doar nivelul de rezistență al gelului, dar nu poate folosi datele pentru a exprima rezistența specifică a gelului, adică este calitativ, dar nu cantitativ. Avantajul acestei metode este că operarea este simplă și intuitivă, iar gelul cu rezistența necesară poate fi ecranat ieftin prin această metodă.

2.2 Aplicabilitatea metodei de rotație pentru a testa rezistența gelului eterului de celuloză

Când soluția este încălzită la 80°C, vâscozitatea soluției este de 61 mPa·s, atunci vâscozitatea crește rapid și atinge o valoare maximă de 46 790 mPa·s la 100°C, iar apoi puterea scade. Acest lucru este în contradicție cu fenomenul observat anterior conform căruia vâscozitatea soluției apoase de hidroxipropil metilceluloză eter începe să crească la 65°C.°C, iar gelurile apar la aproximativ 75°C și puterea continuă să crească. Motivul pentru acest fenomen este că gelul este spart din cauza rotației rotorului la testarea rezistenței gelului eterului de celuloză, rezultând date incorecte ale rezistenței gelului la temperaturile ulterioare. Prin urmare, această metodă nu este potrivită pentru evaluarea rezistenței gelurilor de celuloză eterică.

2.3 Aplicabilitatea metodei de vacuum inovatoare pentru a testa rezistența gelului eterului de celuloză

Rezultatele experimentale ale rezistenței gelului de celuloză eter au fost evaluate prin metoda vacuumului inovator. Această metodă nu implică rotația rotorului, astfel încât se poate evita problema forfecării coloidale și ruperii cauzate de rotația rotorului. Din rezultatele experimentale de mai sus, se poate observa că această metodă poate testa cantitativ rezistența gelului. Când temperatura este de 100°C, rezistența gelului de eter de celuloză cu o concentrație de 4% este mai mare de 0,1 MPa (gradul maxim de vid), iar rezistența nu poate fi măsurată mai mare de 0,1 MPa. Rezistența gelului, adică limita superioară a rezistenței gelului testată prin această metodă este de 0,1 MPa. În acest experiment, rezistența gelului de eter de celuloză este mai mare de 0,1 MPa, astfel încât această metodă nu este potrivită pentru evaluarea rezistenței gelului de eter de celuloză.

2.4 Aplicabilitatea metodei cu presiune pozitivă pentru a testa rezistența gelului eterului de celuloză

Metoda presiunii pozitive a fost utilizată pentru a evalua rezultatele experimentale ale rezistenței gelului de eter de celuloză. Se poate observa că această metodă poate testa cantitativ gelul cu o rezistență de peste 0,1 MPa. Sistemul de achiziție de date utilizat în experiment face ca rezultatele experimentale să fie mai precise decât datele de citire artificială în metoda gradului de vid.

3. Concluzie

Rezistența gelului eterului de celuloză a arătat o tendință generală de creștere odată cu creșterea temperaturii. Metoda de rotație și metoda de vacuum inovator nu sunt potrivite pentru determinarea rezistenței gelului eter de celuloză. Metoda de observare poate măsura doar calitativ rezistența gelului de celuloză eterică, iar metoda de presiune pozitivă nou adăugată poate testa cantitativ rezistența gelului de eter de celuloză.