Método para a determinación da forza do xel do éter de celulosa

Para medir a forza dexel de éter de celulosa, o artigo introduce que aínda que o xel de éter de celulosa e os axentes de control de perfil tipo marmelada teñen mecanismos de xelación diferentes, poden usar a semellanza na aparencia, é dicir, non poden fluír despois da xelación. No estado semisólido, o método de observación comúnmente usado, O método de rotación e o método de avance ao baleiro para avaliar a forza da marmelada úsanse para avaliar a forza do xel de éter de celulosa e engádese un novo método de avance de presión positiva.A aplicabilidade destes catro métodos para a determinación da forza do xel de éter de celulosa analizouse mediante experimentos.Os resultados mostran que o método de observación só pode avaliar cualitativamente a forza do éter de celulosa, o método de rotación non é adecuado para avaliar a forza do éter de celulosa, o método ao baleiro só pode avaliar a forza do éter de celulosa cunha forza inferior a 0,1 MPa e a presión positiva recentemente engadida Este método pode avaliar cuantitativamente a forza do xel de éter de celulosa.

Palabras clave: marmelada;xel de éter de celulosa;forza;método

0.Prefacio

Os axentes de control de perfís a base de marmelada de polímero utilízanse máis amplamente no tapón de auga de campos petrolíferos e no control de perfís.Non obstante, nos últimos anos, o sistema de enchufe e control de éter de celulosa de xel sensible á temperatura e térmicamente reversible converteuse gradualmente nun punto quente de investigación para o taponamento de auga e o control do perfil en depósitos de petróleo pesado..A forza do xel do éter de celulosa é un dos indicadores máis importantes para a obturación da formación, pero non existe un estándar uniforme para o seu método de proba de resistencia.Métodos de uso común para avaliar a forza da marmelada, como o método de observación: un método directo e económico para probar a forza da marmelada, usa a táboa de códigos de forza da marmelada para xulgar o nivel de forza do xel que se vai medir;método de rotación: os instrumentos de uso común son o viscosímetro e o reómetro Brookfield, a temperatura da mostra de proba do viscosímetro Brookfield está limitada a 90°C;método de baleiro innovador: cando se usa o aire para atravesar o xel, a lectura máxima do manómetro representa a forza do xel.O mecanismo de xelificación da marmelada consiste en engadir un axente de reticulación á solución de polímero.O axente de reticulación e a cadea de polímero están conectados por enlaces químicos para formar unha estrutura de rede espacial, e a fase líquida envólvese nela, polo que todo o sistema perde fluidez e despois transfórmase Para a marmelada, este proceso non é reversible e é un cambio químico.O mecanismo do xel do éter de celulosa é que a baixa temperatura, as macromoléculas do éter de celulosa están rodeadas de pequenas moléculas de auga a través de enlaces de hidróxeno para formar unha solución acuosa.A medida que aumenta a temperatura da disolución, destrúense os enlaces de hidróxeno e as grandes moléculas de éter de celulosa O estado no que as moléculas se unen mediante a interacción de grupos hidrófobos para formar un xel é un cambio físico.Aínda que o mecanismo de xelación dos dous é diferente, a aparencia ten un estado similar, é dicir, fórmase un estado semisólido inmóbil no espazo tridimensional.Se o método de avaliación da forza da marmelada é axeitado para avaliar a forza do xel de éter de celulosa necesita exploración e verificación experimental.Neste artigo, utilízanse tres métodos tradicionais para avaliar a forza dos xeles de éter de celulosa: método de observación, método de rotación e método de baleiro de avance, e sobre esta base fórmase un método de avance de presión positiva.

1. Parte experimental

1.1 Principais equipamentos e instrumentos experimentais

Baño de auga eléctrico a temperatura constante, DZKW-S-6, Beijing Yongguangming Medical Instrument Co, Ltd.;alta temperatura e alta presión reómetro, MARS-III, Alemaña empresa HAAKE;bomba de baleiro multiusos de auga circulante, SHB-III, Gongyi Red Instrument Equipment Co., Ltd.;sensor, DP1701-EL1D1G, Baoji Best Control Technology Co., Ltd.;sistema de adquisición de presión, Shandong Zhongshi Dashiyi Technology Co, Ltd;tubo colorimétrico, 100 ml, Tianjin Tianke Glass Instrument Manufacturing Co., Ltd.;botella de vidro resistente a altas temperaturas, 120 ml, Schott Glass Works, Alemaña;nitróxeno de alta pureza, Tianjin Gaochuang Baolan Gas Co., Ltd.

1.2 Mostras experimentais e preparación

Éter de hidroxipropil metilcelulosa, 60RT400, Taian Ruitai Cellulose Co., Ltd.;disolver 2 g, 3 g e 4 g de éter de hidroxipropilmetilcelulosa en 50 ml de auga quente a 80ºC.℃, remover ben e engadir 25℃de 50 mL de auga fría, as mostras foron completamente disoltas para formar solucións de éter de celulosa con concentracións de 0,02 g/mL, 0,03 g/mL e 0,04 g/mL respectivamente.

1.3 Método experimental de proba de resistencia do xel de éter de celulosa

(1) Probado polo método de observación.A capacidade das botellas de vidro de boca ancha resistente ás altas temperaturas utilizadas no experimento é de 120 ml e o volume da solución de éter de celulosa é de 50 ml.Coloque as solucións de éter de celulosa preparadas con concentracións de 0,02 g/mL, 0,03 g/mL e 0,04 g/mL nunha botella de vidro resistente a altas temperaturas, invírtea a diferentes temperaturas e compare as tres concentracións anteriores segundo o código de forza do xel. Probouse a forza de xelificación da solución acuosa de éter de celulosa.

(2) Probado polo método de rotación.O instrumento de proba utilizado neste experimento é un reómetro de alta temperatura e alta presión.Selecciónase a solución acuosa de éter de celulosa cunha concentración do 2% e colócase nun bidón para a proba.A taxa de calefacción é 5℃/10 min, a velocidade de cizallamento é de 50 s-1 e o tempo de proba é de 1 min., O rango de calefacción é 40～110℃.

(3) Probado polo método de baleiro innovador.Conectar os tubos colorimétricos que conteñen o xel, conectar a bomba de baleiro e ler a lectura máxima do manómetro cando o aire atravesa o xel.Cada mostra é operada tres veces para obter o valor medio.

(4) Proba polo método de presión positiva.Segundo o principio do método do grao de baleiro de avance, melloramos este método experimental e adoptamos o método de avance de presión positiva.Conecte os tubos colorimétricos que conteñen o xel e use un sistema de adquisición de presión para probar a resistencia do xel de éter de celulosa.A cantidade de xel utilizada no experimento é de 50 ml, a capacidade do tubo colorimétrico é de 100 ml, o diámetro interior é de 3 cm, o diámetro interior do tubo circular inserido no xel é de 1 cm e a profundidade de inserción é de 3 cm.Acende lentamente o interruptor do cilindro de nitróxeno.Cando os datos de presión mostrados caen de súpeto e bruscamente, tome o punto máis alto como o valor de forza necesario para atravesar o xel.Cada mostra é operada tres veces para obter o valor medio.

2. Resultados experimentais e discusión

2.1 A aplicabilidade do método de observación para probar a resistencia do xel do éter de celulosa

Como resultado da avaliación da forza do xel do éter de celulosa mediante a observación, tomando como exemplo a solución de éter de celulosa cunha concentración de 0,02 g/mL, pódese saber que o nivel de forza é A cando a temperatura é de 65ºC.°C, e a forza comeza a aumentar a medida que aumenta a temperatura, cando a temperatura chega a 75℃, presenta un estado de xel, o grao de resistencia cambia de B a D, e cando a temperatura sobe a 120℃, o grao de forza pasa a ser F. Pódese ver que o resultado da avaliación deste método de avaliación só mostra o nivel de forza do xel, pero non pode usar os datos para expresar a forza específica do xel, é dicir, é cualitativo pero non cuantitativo.A vantaxe deste método é que o funcionamento é sinxelo e intuitivo, e o xel coa forza necesaria pode ser examinado de xeito económico por este método.

2.2 Aplicabilidade do método de rotación para probar a resistencia do xel do éter de celulosa

Cando a solución se quenta a 80°C, a viscosidade da solución é de 61 mPa·s, entón a viscosidade aumenta rapidamente e alcanza un valor máximo de 46 790 mPa·s en 100°C, e entón a forza diminúe.Isto é inconsistente co fenómeno observado anteriormente de que a viscosidade da solución acuosa de éter de hidroxipropil metilcelulosa comeza a aumentar a 65ºC.°C, e os xeles aparecen ao redor de 75°C e a forza segue aumentando.A razón deste fenómeno é que o xel se rompe debido á rotación do rotor ao probar a resistencia do xel de éter de celulosa, o que resulta en datos incorrectos da forza do xel a temperaturas posteriores.Polo tanto, este método non é adecuado para avaliar a forza dos xeles de éter de celulosa.

2.3 Aplicabilidade do método de baleiro innovador para probar a forza do xel do éter de celulosa

Os resultados experimentais da forza do xel de éter de celulosa avaliáronse polo método de baleiro innovador.Este método non implica a rotación do rotor, polo que se pode evitar o problema de cizallamento e rotura coloidal causado pola rotación do rotor.A partir dos resultados experimentais anteriores, pódese ver que este método pode probar cuantitativamente a forza do xel.Cando a temperatura é de 100°C, a forza do xel de éter de celulosa cunha concentración do 4% é superior a 0,1 MPa (o grao de baleiro máximo) e a forza non se pode medir superior a 0,1 MPa.A forza do xel, é dicir, o límite superior da forza do xel probada por este método é de 0,1 MPa.Neste experimento, a forza do xel de éter de celulosa é superior a 0,1 MPa, polo que este método non é axeitado para avaliar a forza do xel de éter de celulosa.

2.4 A aplicabilidade do método de presión positiva para probar a resistencia do xel do éter de celulosa

Utilizouse o método de presión positiva para avaliar os resultados experimentais da forza do xel de éter de celulosa.Pódese ver que este método pode probar cuantitativamente o xel cunha forza superior a 0,1 MPa.O sistema de adquisición de datos utilizado no experimento fai que os resultados experimentais sexan máis precisos que os datos de lectura artificial no método do grao de baleiro.

3. Conclusión

A forza do xel do éter de celulosa mostrou unha tendencia xeral ao aumento co aumento da temperatura.O método de rotación e o método de baleiro innovador non son axeitados para determinar a forza do xel de éter de celulosa.O método de observación só pode medir cualitativamente a forza do xel de éter de celulosa, e o método de presión positiva recentemente engadido pode probar cuantitativamente a forza do xel de éter de celulosa.