Метод определения прочности геля эфира целлюлозы

Чтобы измерить силугель эфира целлюлозыВ статье сообщается, что, хотя гель эфира целлюлозы и желеобразные агенты контроля профиля имеют разные механизмы гелеобразования, они могут использовать сходство по внешнему виду, то есть они не могут течь после гелеобразования. В полутвердом состоянии - широко используемый метод наблюдения, Для оценки прочности геля эфира целлюлозы используются метод вращения и метод вакуумного прорыва для оценки прочности желе, а также добавлен новый метод прорыва положительного давления. Применимость этих четырех методов для определения прочности геля эфира целлюлозы была проанализирована посредством экспериментов. Результаты показывают, что метод наблюдения может только качественно оценить прочность эфира целлюлозы, метод вращения не подходит для оценки прочности эфира целлюлозы, вакуумный метод может оценить только прочность эфира целлюлозы с прочностью ниже 0,1 МПа, и недавно добавленное положительное давление. Этот метод позволяет количественно оценить прочность геля эфира целлюлозы.

Ключевые слова: желе; гель эфира целлюлозы; сила; метод

0.Предисловие

Реагенты для контроля профиля на основе полимерного желе наиболее широко используются при обводнении месторождений и контроле профиля. Однако в последние годы термочувствительная и термически обратимая система закупоривания и контроля гелевого эфира целлюлозы постепенно стала горячей точкой исследований в области водяного закупоривания и контроля профиля в пластах тяжелой нефти. . Прочность геля эфира целлюлозы является одним из наиболее важных показателей закупоривания пласта, однако единого стандарта для метода испытания его прочности не существует. Обычно используемые методы оценки прочности желе, такие как метод наблюдения – прямой и экономичный метод проверки прочности желе, используют кодовую таблицу прочности желе, чтобы оценить уровень измеряемой прочности геля; метод вращения – обычно используются вискозиметр Брукфилда и реометр, температура испытуемого образца вискозиметра Брукфилда ограничена в пределах 90°С.°С; прорывной вакуумный метод – когда для прорыва геля используется воздух, максимальное показание манометра показывает прочность геля. Механизм гелеобразования желе заключается в добавлении сшивающего агента в раствор полимера. Сшивающий агент и полимерная цепь соединяются химическими связями, образуя пространственную сетчатую структуру, а жидкая фаза окутывается ею, так что вся система теряет текучесть, а затем трансформируется. Для желе этот процесс необратим и это химическое изменение. Гелевой механизм эфира целлюлозы заключается в том, что при низкой температуре макромолекулы эфира целлюлозы окружены небольшими молекулами воды посредством водородных связей с образованием водного раствора. По мере повышения температуры раствора водородные связи разрушаются, и большие молекулы эфира целлюлозы. Состояние, в котором молекулы объединяются посредством взаимодействия гидрофобных групп с образованием геля, представляет собой физическое изменение. Хотя механизм гелеобразования у них разный, внешний вид имеет схожее состояние, то есть в трехмерном пространстве образуется неподвижное полутвердое состояние. Вопрос о том, подходит ли метод оценки прочности геля для оценки прочности геля эфира целлюлозы, требует изучения и экспериментальной проверки. В данной работе для оценки прочности гелей эфира целлюлозы используются три традиционных метода: метод наблюдения, метод вращения и метод прорывного вакуума, на этой основе сформирован метод прорыва положительного давления.

1. Экспериментальная часть

1.1 Основное экспериментальное оборудование и приборы.

Электрическая водяная баня с постоянной температурой, DZKW-S-6, компания Beijing Yongguangming Medical Instrument Co., Ltd.; реометр высокой температуры и высокого давления MARS-III, Германия, фирма HAAKE; многоцелевой вакуумный насос с циркуляционной водой SHB-III, Gongyi Red Instrument Equipment Co., Ltd.; датчик DP1701-EL1D1G, Baoji Best Control Technology Co., Ltd.; система измерения давления, Шаньдунская компания Zhongshi Dashiyi Technology Co., Ltd.; колориметрическая пробирка, 100 мл, Tianjin Tianke Glass Instrument Manufacturing Co., Ltd.; термостойкая стеклянная бутылка объемом 120 мл, Schott Glass Works, Германия; азот высокой чистоты, Тяньцзиньская компания Gaochuang Baolan Gas Co., Ltd.

1.2 Экспериментальные образцы и подготовка

Эфир гидроксипропилметилцеллюлозы, 60RT400, Taian Ruitai Cellulose Co., Ltd.; растворите 2 г, 3 г и 4 г эфира гидроксипропилметилцеллюлозы в 50 мл горячей воды при температуре 80°С.℃, хорошо перемешать и добавить 25℃в 50 мл холодной воды образцы полностью растворялись с образованием растворов эфира целлюлозы с концентрацией 0,02 г/мл, 0,03 г/мл и 0,04 г/мл соответственно.

1.3 Экспериментальный метод испытания прочности геля эфира целлюлозы

(1) Проверено методом наблюдения. Вместимость использованных в эксперименте широкогорлых термостойких стеклянных бутылей - 120 мл, объем раствора эфира целлюлозы - 50 мл. Поместите приготовленные растворы эфира целлюлозы с концентрацией 0,02 г/мл, 0,03 г/мл и 0,04 г/мл в термостойкую стеклянную бутылку, переверните ее при разных температурах и сравните три вышеуказанные концентрации в соответствии с кодом прочности геля. Была проверена сила гелеобразования водного раствора эфира целлюлозы.

(2) Проверено методом вращения. Испытательным прибором, использованным в этом эксперименте, является реометр высокой температуры и высокого давления. Водный раствор эфира целлюлозы концентрацией 2% отбирают и помещают в барабан для испытаний. Скорость нагрева 5.℃/10 мин, скорость сдвига 50 с-1, время испытания 1 мин. , Диапазон нагрева 40～110℃.

(3) Протестировано революционным вакуумным методом. Подсоедините колориметрические пробирки, содержащие гель, включите вакуумный насос и считайте максимальное показание манометра при прорыве воздуха через гель. Каждый образец обрабатывается трижды для получения среднего значения.

(4) Испытание методом положительного давления. В соответствии с принципом метода прорыва степени вакуума мы усовершенствовали этот экспериментальный метод и внедрили метод прорыва положительного давления. Подключите колориметрические пробирки, содержащие гель, и используйте систему сбора данных для проверки прочности геля эфира целлюлозы. Количество использованного в эксперименте геля — 50 мл, вместимость колориметрической трубки — 100 мл, внутренний диаметр — 3 см, внутренний диаметр круглой трубки, вставленной в гель, — 1 см, глубина введения — 3 см. Медленно включите выключатель баллона с азотом. Когда отображаемые данные давления внезапно и резко падают, примите самую высокую точку за значение прочности, необходимое для прорыва геля. Каждый образец обрабатывается три раза для получения среднего значения.

2. Результаты экспериментов и их обсуждение.

2.1 Применимость метода наблюдения для проверки прочности геля эфира целлюлозы

В результате оценки прочности геля эфира целлюлозы путем наблюдения на примере раствора эфира целлюлозы с концентрацией 0,02 г/мл можно узнать, что уровень прочности равен А при температуре 65°С.°С, а прочность начинает возрастать с повышением температуры, когда температура достигает 75℃, он представляет собой гелеобразное состояние, класс прочности меняется от В до D, а при повышении температуры до 120℃, класс прочности становится F. Видно, что результат оценки этого метода оценки показывает только уровень прочности геля, но не может использовать данные для выражения удельной прочности геля, то есть он является качественным, но не количественный. Преимущество этого метода заключается в том, что операция проста и интуитивно понятна, и с помощью этого метода можно дешево получить гель необходимой прочности.

2.2. Применимость метода вращения для проверки прочности геля эфира целлюлозы.

При нагревании раствора до 80°С, вязкость раствора 61 мПа.·с, затем вязкость быстро возрастает и достигает максимального значения 46 790 мПа.·с на 100°С, а затем прочность снижается. Это противоречит ранее наблюдавшемуся явлению, заключающемуся в том, что вязкость водного раствора эфира гидроксипропилметилцеллюлозы начинает увеличиваться при 65°С.°С, а гели появляются при температуре около 75°C и прочность продолжает увеличиваться. Причина этого явления в том, что гель разрушается из-за вращения ротора при испытании прочности геля эфира целлюлозы, что приводит к неверным данным прочности геля при последующих температурах. Поэтому этот метод не подходит для оценки прочности гелей эфира целлюлозы.

2.3. Применимость нового вакуумного метода для проверки прочности геля эфира целлюлозы.

Результаты экспериментов по определению прочности геля эфира целлюлозы были оценены прорывным вакуумным методом. Этот метод не предполагает вращения ротора, поэтому можно избежать проблемы коллоидного сдвига и разрушения, вызванной вращением ротора. Из приведенных выше экспериментальных результатов видно, что этот метод позволяет количественно проверить прочность геля. Когда температура 100°С прочность геля эфира целлюлозы с концентрацией 4% превышает 0,1 МПа (максимальная степень вакуума), а прочность не может быть измерена выше 0,1 МПа. Прочность геля, то есть верхний предел прочности геля, испытываемого данным методом, составляет 0,1 МПа. В этом эксперименте прочность геля эфира целлюлозы превышает 0,1 МПа, поэтому этот метод не подходит для оценки прочности геля эфира целлюлозы.

2.4 Применимость метода положительного давления для проверки прочности геля эфира целлюлозы

Метод положительного давления был использован для оценки экспериментальных результатов прочности геля эфира целлюлозы. Видно, что данным методом можно количественно протестировать гель с прочностью выше 0,1 МПа. Используемая в эксперименте система сбора данных делает результаты эксперимента более точными, чем данные искусственного считывания в методе степени вакуума.

3. Заключение

Прочность геля эфира целлюлозы демонстрировала общую тенденцию к увеличению с повышением температуры. Метод вращения и метод прорывного вакуума не подходят для определения прочности геля эфира целлюлозы. Метод наблюдения может только качественно измерить прочность геля эфира целлюлозы, а недавно добавленный метод положительного давления может количественно проверить прочность геля эфира целлюлозы.