Metoda za določanje trdnosti gela celuloznega etra

Za merjenje jakosticelulozni etrski gel, članek uvaja, da čeprav imajo celulozni etrski gel in želeju podobna sredstva za nadzor profila različne mehanizme geliranja, lahko uporabijo podobnost v videzu, kar pomeni, da po geliranju ne morejo teči. V poltrdnem stanju je običajno uporabljena metoda opazovanja, za oceno trdnosti celuloznega eter gela uporabljamo rotacijsko metodo in vakuumsko prebojno metodo za ocenjevanje trdnosti želeja, dodamo pa tudi novo prebojno metodo pozitivnega tlaka. Uporabnost teh štirih metod za določanje trdnosti celuloznega etrnega gela smo analizirali s poskusi. Rezultati kažejo, da je z opazovalno metodo mogoče kvalitativno oceniti trdnost celuloznega etra, rotacijska metoda ni primerna za oceno trdnosti celuloznega etra, z vakuumsko metodo lahko ocenimo le trdnost celuloznega etra s trdnostjo pod 0,1 MPa in na novo dodan pozitivni tlak S to metodo lahko kvantitativno ovrednotimo trdnost celuloznega etrnega gela.

Ključne besede: žele; celulozni etrski gel; moč; metoda

0.Predgovor

Sredstva za nadzor profila na osnovi polimernega želeja se najpogosteje uporabljajo pri mašenju vode in nadzoru profila na naftnih poljih. Vendar pa je v zadnjih letih temperaturno občutljiv in termično reverzibilen sistem zamašitve in nadzora celuloznega etra postopoma postal raziskovalna vroča točka za zamašitev vode in nadzor profila v rezervoarjih težke nafte. . Trdnost gela celuloznega etra je eden najpomembnejših indikatorjev zamašitve formacije, vendar ni enotnega standarda za njegovo metodo testiranja trdnosti. Običajno uporabljene metode za ocenjevanje trdnosti želeja, kot je metoda opazovanja – neposredna in ekonomična metoda za preizkušanje trdnosti želeja, uporabite kodno tabelo jakosti želeja za presojo ravni trdnosti gela, ki jo je treba izmeriti; rotacijska metoda – običajno uporabljena instrumenta sta Brookfieldov viskozimeter in reometer, temperatura preskusnega vzorca Brookfieldovega viskozimetra je omejena na 90°C; prebojna vakuumska metoda – ko se za preboj gela uporablja zrak, največji odčitek manometra predstavlja trdnost gela. Mehanizem želiranja želeja je dodajanje zamreževalnega sredstva raztopini polimera. Sredstvo za navzkrižno povezovanje in polimerna veriga sta povezana s kemičnimi vezmi, da tvorita prostorsko mrežno strukturo, tekoča faza pa je ovita vanjo, tako da celoten sistem izgubi fluidnost in se nato preoblikuje. Za žele ta proces ni reverzibilen in je kemična sprememba. Gelatni mehanizem celuloznega etra je, da so pri nizki temperaturi makromolekule celuloznega etra obdane z majhnimi molekulami vode prek vodikovih vezi, da tvorijo vodno raztopino. Ko se temperatura raztopine dvigne, se vodikove vezi uničijo in velike molekule celuloznega etra. Stanje, v katerem se molekule združijo prek interakcije hidrofobnih skupin in tvorijo gel, je fizična sprememba. Čeprav je mehanizem geliranja obeh različen, ima videz podobno stanje, to je, da se v tridimenzionalnem prostoru oblikuje nepremično poltrdno stanje. Ali je metoda ocenjevanja jakosti želeja primerna za ocenjevanje trdnosti celuloznega etrnega gela, je treba raziskati in eksperimentalno preveriti. V tem prispevku so uporabljene tri tradicionalne metode za ocenjevanje trdnosti celuloznih etrnih gelov: metoda opazovanja, metoda rotacije in metoda prebojnega vakuuma, na tej osnovi pa je oblikovana metoda preboja pozitivnega tlaka.

1. Eksperimentalni del

1.1 Glavna eksperimentalna oprema in instrumenti

Električna vodna kopel s konstantno temperaturo, DZKW-S-6, Beijing Yongguangming Medical Instrument Co., Ltd.; visokotemperaturni in visokotlačni reometer, MARS-III, Nemčija Podjetje HAAKE; večnamenska vakuumska črpalka s krožno vodo, SHB-III, Gongyi Red Instrument Equipment Co., Ltd.; senzor, DP1701-EL1D1G, Baoji Best Control Technology Co., Ltd.; sistem za pridobivanje tlaka, Shandong Zhongshi Dashiyi Technology Co., Ltd.; kolorimetrična cev, 100 ml, Tianjin Tianke Glass Instrument Manufacturing Co., Ltd.; steklenica, odporna na visoke temperature, 120 mL, Schott Glass Works, Nemčija; dušik visoke čistosti, Tianjin Gaochuang Baolan Gas Co., Ltd.

1.2 Eksperimentalni vzorci in priprava

Hidroksipropil metilcelulozni eter, 60RT400, Taian Ruitai Cellulose Co., Ltd.; raztopite 2 g, 3 g in 4 g hidroksipropilmetilceluloznega etra v 50 ml vroče vode pri 80℃, dobro premešamo in dodamo 25℃50 ml hladne vode so bili vzorci popolnoma raztopljeni, da so nastale raztopine celuloznega etra s koncentracijami 0,02 g/mL, 0,03 g/mL oziroma 0,04 g/mL.

1.3 Eksperimentalna metoda za testiranje trdnosti celuloznega etrnega gela

(1) Preizkušeno z metodo opazovanja. Prostornina visokotemperaturno odpornih steklenic s širokim grlom, uporabljenih v poskusu, je 120 ml, prostornina raztopine celuloznega etra pa 50 ml. Pripravljene raztopine celuloznega etra s koncentracijami 0,02 g/mL, 0,03 g/mL in 0,04 g/mL dajte v visokotemperaturno odporno steklenico, jo obrnite pri različnih temperaturah in primerjajte zgornje tri različne koncentracije glede na kodo jakosti gela Testirana je bila želirna trdnost vodne raztopine celuloznega etra.

(2) Preizkušeno z metodo vrtenja. Preskusni instrument, uporabljen v tem poskusu, je visokotemperaturni in visokotlačni reometer. Izbere se vodna raztopina celuloznega etra s koncentracijo 2 % in se postavi v boben za testiranje. Stopnja ogrevanja je 5℃/10 min, strižna hitrost je 50 s-1, testni čas pa 1 min. , Območje ogrevanja je 40～110℃.

(3) Preizkušeno z metodo prebojnega vakuuma. Povežite kolorimetrične epruvete z gelom, vklopite vakuumsko črpalko in odčitajte največji odčitek manometra, ko zrak prebije gel. Z vsakim vzorcem se trikrat operira, da se dobi povprečna vrednost.

(4) Preskus z metodo pozitivnega tlaka. Po principu metode prebojne stopnje vakuuma smo to eksperimentalno metodo izboljšali in prevzeli metodo preboja pozitivnega tlaka. Povežite kolorimetrične cevi, ki vsebujejo gel, in uporabite sistem za pridobivanje tlaka, da preizkusite trdnost gela celuloznega etra. Količina uporabljenega gela v poskusu je 50 ml, prostornina kolorimetrične cevi je 100 ml, notranji premer je 3 cm, notranji premer okrogle cevi, vstavljene v gel, je 1 cm, globina vstavitve pa je 3 cm. Počasi vklopite stikalo dušikove jeklenke. Ko prikazani podatki o tlaku nenadoma in močno padejo, vzemite najvišjo točko kot vrednost trdnosti, ki je potrebna za preboj gela. Z vsakim vzorcem se trikrat upravlja, da se dobi povprečna vrednost.

2. Eksperimentalni rezultati in razprava

2.1 Uporabnost metode opazovanja za testiranje trdnosti gela celuloznega etra

Kot rezultat ovrednotenja trdnosti gela celuloznega etra z opazovanjem, pri čemer za primer vzamemo raztopino celuloznega etra s koncentracijo 0,02 g/mL, lahko vemo, da je stopnja trdnosti A, ko je temperatura 65 °C.°C, moč pa se začne povečevati z naraščanjem temperature, ko temperatura doseže 75℃, predstavlja stanje gela, se stopnja trdnosti spremeni iz B v D in ko temperatura naraste na 120℃, stopnja trdnosti postane F. Vidimo lahko, da rezultat vrednotenja te metode vrednotenja prikazuje le stopnjo trdnosti gela, vendar podatkov ne more uporabiti za izražanje specifične trdnosti gela, kar pomeni, da je kakovosten, vendar ne kvantitativno. Prednost te metode je, da je delovanje preprosto in intuitivno, gel z zahtevano trdnostjo pa lahko s to metodo presejemo poceni.

2.2 Uporabnost rotacijske metode za testiranje trdnosti gela celuloznega etra

Ko se raztopina segreje na 80°C, je viskoznost raztopine 61 mPa·s, potem viskoznost hitro narašča in doseže največjo vrednost 46 790 mPa·s pri 100°C, nato pa se moč zmanjša. To ni v skladu s prej opaženim pojavom, da se viskoznost vodne raztopine hidroksipropil metilceluloznega etra začne povečevati pri 65°C, geli pa se pojavijo pri okoli 75°C in moč še naprej narašča. Razlog za ta pojav je, da se gel zlomi zaradi vrtenja rotorja pri testiranju trdnosti gela celuloznega etra, kar ima za posledico nepravilne podatke o trdnosti gela pri naslednjih temperaturah. Zato ta metoda ni primerna za ocenjevanje trdnosti gelov celuloznega etra.

2.3 Uporabnost prebojne vakuumske metode za testiranje trdnosti gela celuloznega etra

Eksperimentalne rezultate trdnosti celuloznega etrnega gela smo ovrednotili z metodo prebojnega vakuuma. Ta metoda ne vključuje vrtenja rotorja, zato se je mogoče izogniti problemu koloidnega striga in lomljenja, ki ga povzroča vrtenje rotorja. Iz zgornjih eksperimentalnih rezultatov je razvidno, da je s to metodo mogoče kvantitativno preizkusiti trdnost gela. Ko je temperatura 100°C je trdnost celuloznega etrskega gela s koncentracijo 4 % večja od 0,1 MPa (največja stopnja vakuuma), trdnost pa ni mogoče izmeriti več kot 0,1 MPa. Trdnost gela, to je zgornja meja s to metodo testirane trdnosti gela je 0,1 MPa. V tem poskusu je trdnost gela celuloznega etra večja od 0,1 MPa, zato ta metoda ni primerna za ocenjevanje trdnosti gela celuloznega etra.

2.4 Uporabnost metode pozitivnega tlaka za testiranje trdnosti gela celuloznega etra

Metoda pozitivnega tlaka je bila uporabljena za ovrednotenje eksperimentalnih rezultatov trdnosti celuloznega etrnega gela. Vidimo lahko, da lahko s to metodo kvantitativno testiramo gel s trdnostjo nad 0,1 MPa. Sistem za pridobivanje podatkov, uporabljen v poskusu, naredi eksperimentalne rezultate natančnejše od podatkov umetnega branja pri metodi vakuumskih stopinj.

3. Zaključek

Trdnost gela celuloznega etra je pokazala splošni trend naraščanja s povišanjem temperature. Rotacijska metoda in metoda prebojnega vakuuma nista primerni za določanje trdnosti celuloznega etrnega gela. Metoda opazovanja lahko le kvalitativno izmeri trdnost celuloznega etrnega gela, na novo dodana metoda pozitivnega tlaka pa lahko kvantitativno preizkusi trdnost celuloznega etrnega gela.