Paraan para sa Pagtukoy ng Lakas ng Gel ng Cellulose Ether

Upang sukatin ang lakas ngselulusa eter gel, ipinakilala ng artikulo na kahit na ang cellulose ether gel at jelly-like profile control agent ay may iba't ibang mekanismo ng gelation, maaari nilang gamitin ang pagkakatulad sa hitsura, iyon ay, hindi sila maaaring dumaloy pagkatapos ng gelation Sa semi-solid na estado, ang karaniwang ginagamit na paraan ng pagmamasid, rotation method at vacuum breakthrough method para sa pagsusuri ng lakas ng jelly ay ginagamit para suriin ang lakas ng cellulose ether gel, at nagdagdag ng bagong positive pressure breakthrough method. Ang kakayahang magamit ng apat na pamamaraan na ito sa pagpapasiya ng lakas ng selulusa eter gel ay nasuri sa pamamagitan ng mga eksperimento. Ang mga resulta ay nagpapakita na ang pamamaraan ng pagmamasid ay maaari lamang masuri ng husay ang lakas ng cellulose eter, ang paraan ng pag-ikot ay hindi angkop para sa pagsusuri ng lakas ng cellulose eter, ang vacuum na pamamaraan ay maaari lamang suriin ang lakas ng cellulose eter na may lakas sa ibaba 0.1 MPa, at ang bagong idinagdag na positibong presyon Ang pamamaraang ito ay maaaring masuri nang dami ang lakas ng cellulose ether gel.

Susing salita: halaya; selulusa eter gel; lakas; paraan

0.Paunang Salita

Ang polymer jelly-based na profile control agent ay pinakamalawak na ginagamit sa oilfield water plugging at profile control. Gayunpaman, sa mga nakalipas na taon, ang sensitibo sa temperatura at thermally reversible na gel cellulose ether plugging at control system ay unti-unting naging isang research hotspot para sa water plugging at profile control sa mabibigat na reservoir ng langis. . Ang gel strength ng cellulose ether ay isa sa pinakamahalagang indicator para sa formation plugging, ngunit walang pare-parehong pamantayan para sa strength test method nito. Karaniwang ginagamit na mga paraan upang suriin ang lakas ng halaya, tulad ng paraan ng pagmamasid – isang direkta at matipid na paraan para sa pagsubok ng lakas ng halaya, gamitin ang talahanayan ng code ng lakas ng halaya upang hatulan ang antas ng lakas ng gel na susukatin; paraan ng pag-ikot – karaniwang ginagamit na mga instrumento ay Brookfield viscometer at rheometer, ang temperatura ng Brookfield viscometer test sample ay limitado sa loob ng 90°C; pambihirang paraan ng vacuum - kapag ang hangin ay ginagamit upang masira ang gel, ang maximum na pagbabasa ng pressure gauge ay kumakatawan sa lakas ng gel. Ang mekanismo ng gelling ng halaya ay upang magdagdag ng isang cross-linking agent sa polymer solution. Ang ahente ng cross-linking at ang polymer chain ay konektado sa pamamagitan ng mga kemikal na bono upang bumuo ng isang spatial na istraktura ng network, at ang likidong bahagi ay nakabalot dito, upang ang buong sistema ay nawawalan ng pagkalikido, at pagkatapos ay nagbabago Para sa halaya, ang prosesong ito ay hindi nababaligtad at ay isang kemikal na pagbabago. Ang mekanismo ng gel ng cellulose ether ay na sa mababang temperatura, ang mga macromolecule ng cellulose eter ay napapalibutan ng maliliit na molekula ng tubig sa pamamagitan ng mga hydrogen bond upang bumuo ng isang may tubig na solusyon. Habang tumataas ang temperatura ng solusyon, nasisira ang mga bono ng hydrogen, at ang malalaking molekula ng cellulose ether Ang estado kung saan ang mga molekula ay nagsasama-sama sa pamamagitan ng pakikipag-ugnayan ng mga hydrophobic group upang bumuo ng isang gel ay isang pisikal na pagbabago. Bagaman magkaiba ang mekanismo ng gelation ng dalawa, ang hitsura ay may katulad na estado, iyon ay, isang hindi kumikibo na semi-solid na estado ay nabuo sa tatlong-dimensional na espasyo. Kung ang paraan ng pagsusuri ng lakas ng halaya ay angkop para sa pagsusuri ng lakas ng cellulose ether gel ay nangangailangan ng paggalugad at pang-eksperimentong pag-verify. Sa papel na ito, tatlong tradisyonal na pamamaraan ang ginagamit upang suriin ang lakas ng cellulose eter gels: pamamaraan ng pagmamasid, paraan ng pag-ikot at paraan ng vacuum na pambihirang tagumpay, at nabuo ang isang positibong paraan ng pagbagsak ng presyon sa batayan na ito.

1. Eksperimental na bahagi

1.1 Pangunahing pang-eksperimentong kagamitan at instrumento

Electric constant temperature water bath, DZKW-S-6, Beijing Yongguangming Medical Instrument Co., Ltd.; mataas na temperatura at mataas na presyon ng rheometer, MARS-III, Germany HAAKE kumpanya; circulating water multi-purpose vacuum pump, SHB-III, Gongyi Red Instrument Equipment Co., Ltd.; sensor, DP1701-EL1D1G, Baoji Best Control Technology Co., Ltd.; pressure acquisition system, Shandong Zhongshi Dashiyi Technology Co., Ltd.; colorimetric tube, 100 mL, Tianjin Tianke Glass Instrument Manufacturing Co., Ltd.; bote ng salamin na lumalaban sa mataas na temperatura , 120 mL, Schott Glass Works, Germany; high-purity nitrogen, Tianjin Gaochuang Baolan Gas Co., Ltd.

1.2 Mga eksperimentong sample at paghahanda

Hydroxypropyl methylcellulose eter, 60RT400, Taian Ruitai Cellulose Co., Ltd.; i-dissolve ang 2g, 3g at 4g ng hydroxypropylmethylcellulose eter sa 50 ML ng mainit na tubig sa 80℃, haluing mabuti at magdagdag ng 25℃ng 50 mL malamig na tubig, ang mga sample ay ganap na natunaw upang bumuo ng mga solusyon sa cellulose eter na may mga konsentrasyon na 0.02g/mL, 0.03g/mL at 0.04g/mL ayon sa pagkakabanggit.

1.3 Eksperimental na paraan ng pagsubok ng lakas ng cellulose eter gel

(1) Sinubok sa pamamagitan ng paraan ng pagmamasid. Ang kapasidad ng malawak na bibig na mga bote ng salamin na lumalaban sa mataas na temperatura na ginamit sa eksperimento ay 120mL, at ang volume ng cellulose ether solution ay 50mL. Ilagay ang inihandang mga solusyon sa cellulose eter na may konsentrasyon na 0.02g/mL, 0.03g/mL at 0.04g/mL sa isang bote ng salamin na lumalaban sa mataas na temperatura, baligtarin ito sa iba't ibang temperatura, at ihambing ang tatlong magkakaibang konsentrasyon sa itaas ayon sa code ng lakas ng gel. Ang lakas ng gelling ng cellulose eter aqueous solution ay nasubok.

(2) Nasubok sa pamamagitan ng paraan ng pag-ikot. Ang instrumentong pansubok na ginamit sa eksperimentong ito ay isang high-temperature at high-pressure rheometer. Ang cellulose eter aqueous solution na may konsentrasyon na 2% ay pinili at inilagay sa isang drum para sa pagsubok. Ang rate ng pag-init ay 5℃/10 min, ang shear rate ay 50 s-1, at ang oras ng pagsubok ay 1 min. , Ang saklaw ng pag-init ay 40～110℃.

(3) Nasubok sa pamamagitan ng breakthrough na paraan ng vacuum. Ikonekta ang mga colorimetric tubes na naglalaman ng gel, i-on ang vacuum pump, at basahin ang maximum na pagbabasa ng pressure gauge kapag nabasag ng hangin ang gel. Ang bawat sample ay pinapatakbo ng tatlong beses upang makuha ang average na halaga.

(4) Pagsubok sa pamamagitan ng paraan ng positibong presyon. Ayon sa prinsipyo ng pambihirang paraan ng vacuum degree, napabuti namin ang pang-eksperimentong paraan na ito at pinagtibay ang paraan ng positibong tagumpay sa presyon. Ikonekta ang mga colorimetric tubes na naglalaman ng gel, at gumamit ng pressure acquisition system upang subukan ang lakas ng cellulose ether gel. Ang dami ng gel na ginamit sa eksperimento ay 50mL, ang kapasidad ng colorimetric tube ay 100mL, ang inner diameter ay 3cm, ang panloob na diameter ng circular tube na ipinasok sa gel ay 1cm, at ang insertion depth ay 3cm. Dahan-dahang i-on ang switch ng nitrogen cylinder. Kapag ang ipinapakitang data ng presyon ay biglang at mabilis na bumaba, kunin ang pinakamataas na punto bilang ang halaga ng lakas na kinakailangan upang masira ang gel. Ang bawat sample ay pinapatakbo ng tatlong beses upang makuha ang average na halaga.

2. Mga resulta ng eksperimento at talakayan

2.1 Ang applicability ng observation method para masubukan ang gel strength ng cellulose ether

Bilang resulta ng pagsusuri sa lakas ng gel ng cellulose ether sa pamamagitan ng pagmamasid, ang pagkuha ng cellulose ether solution na may konsentrasyon na 0.02 g/mL bilang isang halimbawa, malalaman na ang antas ng lakas ay A kapag ang temperatura ay 65°C, at ang lakas ay nagsisimulang tumaas habang tumataas ang temperatura, kapag ang temperatura ay umabot sa 75℃, nagpapakita ito ng gel state, nagbabago ang grade ng lakas mula B hanggang D, at kapag tumaas ang temperatura sa 120℃, ang grado ng lakas ay nagiging F. Makikita na ang resulta ng pagsusuri ng pamamaraang ito ng pagsusuri ay nagpapakita lamang ng antas ng lakas ng gel, ngunit hindi magagamit ang data upang ipahayag ang tiyak na lakas ng gel, iyon ay, ito ay husay ngunit hindi dami. Ang bentahe ng pamamaraang ito ay ang operasyon ay simple at madaling maunawaan, at ang gel na may kinakailangang lakas ay maaaring ma-screen nang mura sa pamamagitan ng pamamaraang ito.

2.2 Applicability ng rotation method para masubukan ang gel strength ng cellulose ether

Kapag ang solusyon ay pinainit sa 80°C, ang lagkit ng solusyon ay 61 mPa·s, pagkatapos ay mabilis na tumataas ang lagkit, at umabot sa maximum na halaga na 46 790 mPa·s sa 100°C, at pagkatapos ay bumababa ang lakas. Ito ay hindi naaayon sa naunang naobserbahang phenomenon na ang lagkit ng hydroxypropyl methylcellulose ether aqueous solution ay nagsisimulang tumaas sa 65°C, at lumilitaw ang mga gel sa paligid ng 75°C at ang lakas ay patuloy na tumataas. Ang dahilan para sa hindi pangkaraniwang bagay na ito ay ang gel ay nasira dahil sa pag-ikot ng rotor kapag sinusubukan ang gel strength ng cellulose ether, na nagreresulta sa hindi tamang data ng gel strength sa kasunod na mga temperatura. Samakatuwid, ang pamamaraang ito ay hindi angkop para sa pagsusuri ng lakas ng cellulose ether gels.

2.3 Applicability ng breakthrough vacuum method para masubukan ang gel strength ng cellulose ether

Ang mga pang-eksperimentong resulta ng lakas ng cellulose eter gel ay nasuri sa pamamagitan ng pambihirang paraan ng vacuum. Ang pamamaraang ito ay hindi nagsasangkot ng pag-ikot ng rotor, kaya ang problema ng colloidal shearing at breaking na dulot ng pag-ikot ng rotor ay maiiwasan. Mula sa mga resulta ng eksperimentong nasa itaas, makikita na ang pamamaraang ito ay maaaring masuri ng dami ang lakas ng gel. Kapag ang temperatura ay 100°C, ang lakas ng cellulose eter gel na may konsentrasyon na 4% ay mas malaki kaysa sa 0.1 MPa (ang pinakamataas na antas ng vacuum), at ang lakas ay hindi masusukat nang higit sa 0.1 MPa. Ang lakas ng gel, iyon ay, ang itaas na limitasyon ng lakas ng gel na nasubok sa pamamaraang ito ay 0.1 MPa. Sa eksperimentong ito, ang lakas ng cellulose ether gel ay mas malaki kaysa sa 0.1 MPa, kaya ang pamamaraang ito ay hindi angkop para sa pagsusuri ng lakas ng cellulose eter gel.

2.4 Ang applicability ng positive pressure method para masubukan ang gel strength ng cellulose ether

Ang paraan ng positibong presyon ay ginamit upang suriin ang mga eksperimentong resulta ng lakas ng cellulose ether gel. Ito ay makikita na ang pamamaraang ito ay maaaring quantitatively subukan ang gel na may lakas sa itaas 0.1 MPa. Ang sistema ng pagkuha ng data na ginamit sa eksperimento ay ginagawang mas tumpak ang mga pang-eksperimentong resulta kaysa sa data ng artipisyal na pagbabasa sa paraan ng vacuum degree.

3. Konklusyon

Ang lakas ng gel ng cellulose ether ay nagpakita ng pangkalahatang pagtaas ng trend sa pagtaas ng temperatura. Ang paraan ng pag-ikot at ang breakthrough na paraan ng vacuum ay hindi angkop para sa pagtukoy ng lakas ng cellulose ether gel. Ang pamamaraan ng pagmamasid ay maaari lamang masusukat ng husay ang lakas ng cellulose eter gel, at ang bagong idinagdag na paraan ng positibong presyon ay maaaring masuri sa dami ang lakas ng cellulose eter gel.