Метода за одређивање чврстоће гела целулозног етра

За мерење снагецелулозни етар гел, чланак уводи да иако целулозни етар гел и агенси за контролу профила налик на желе имају различите механизме гелирања, они могу да користе сличност у изгледу, односно да не могу да теку након гелирања У получврстом стању, најчешће коришћена метода посматрања, метода ротације и метода вакуумског пробоја за процену чврстоће желеа користе се за процену јачине етра целулозе и додаје се нова метода пробоја позитивног притиска.Експериментално је анализирана применљивост ове четири методе за одређивање чврстоће етра целулозе.Резултати показују да се методом посматрања може само квалитативно проценити јачина целулозног етра, метода ротације није погодна за процену јачине целулозног етра, вакуумском методом може се проценити само јачина целулозног етра јачине испод 0,1 МПа, а новододати позитивни притисак. Овом методом се квантитативно може проценити јачина целулозног етар гела.

Кључне речи: желе;гел целулозе;снага;методом

0.Предговор

Средства за контролу профила на бази полимерног желеа најчешће се користе у зачепљивању нафтних поља и контроли профила.Међутим, последњих година, температурно осетљив и термички реверзибилан систем за зачепљење и контролу гел целулозног етра постепено је постао истраживачко жариште за зачепљење воде и контролу профила у резервоарима тешке нафте..Јачина гела целулозног етра је један од најважнијих индикатора за зачепљење формације, али не постоји јединствени стандард за његову методу испитивања чврстоће.Уобичајене методе за процену чврстоће желеа, као што је метода посматрања – директна и економична метода за испитивање чврстоће желеа, користе табелу кодова јачине желеа да би се проценио ниво јачине гела који треба да се мери;метода ротације – најчешће коришћени инструменти су Брукфилд вискозиметар и реометар, температура узорка Брукфилд вискозиметра је ограничена на 90°Ц;пробојна вакуумска метода – када се ваздух користи за пробијање гела, максимално очитавање мерача притиска представља снагу гела.Механизам за желирање желеа је додавање средства за умрежавање у раствор полимера.Средство за умрежавање и полимерни ланац су повезани хемијским везама да формирају просторну мрежну структуру, а течна фаза је умотана у њу, тако да цео систем губи течност, а затим се трансформише. За желе, овај процес није реверзибилан и је хемијска промена.Механизам гела целулозног етра је да су на ниској температури макромолекули целулозног етра окружени малим молекулима воде кроз водоничне везе да би се формирао водени раствор.Како температура раствора расте, водоничне везе се разарају, а велики молекули целулозног етра. Стање у коме се молекули спајају интеракцијом хидрофобних група у гел је физичка промена.Иако је механизам гелирања ова два различита, изглед има слично стање, односно формира се непокретно получврсто стање у тродимензионалном простору.Да ли је метода процене чврстоће желеа погодна за процену јачине целулозног етар гела, потребно је истраживање и експериментална провера.У овом раду коришћене су три традиционалне методе за процену чврстоће гела целулозног етра: метода посматрања, метода ротације и метода пробојног вакуума, а на основу тога се формира метода пробоја позитивног притиска.

1. Експериментални део

1.1 Главна експериментална опрема и инструменти

Електрично водено купатило са константном температуром, ДЗКВ-С-6, Пекинг Ионггуангминг Медицал Инструмент Цо., Лтд.;реометар високе температуре и високог притиска, МАРС-ИИИ, Немачка компанија ХААКЕ;вишенаменска вакуумска пумпа за циркулишућу воду, СХБ-ИИИ, Гонгии Ред Инструмент Екуипмент Цо., Лтд.;сензор, ДП1701-ЕЛ1Д1Г, Баоји Бест Цонтрол Тецхнологи Цо., Лтд.;систем за аквизицију притиска, Схандонг Зхонгсхи Дасхиии Тецхнологи Цо., Лтд.;колориметријска епрувета, 100 мЛ, Тиањин Тианке Гласс Инструмент Мануфацтуринг Цо., Лтд.;стаклена боца отпорна на високе температуре, 120 мЛ, Сцхотт Гласс Воркс, Немачка;азот високе чистоће, Тиањин Гаоцхуанг Баолан Гас Цо., Лтд.

1.2 Експериментални узорци и припрема

Хидроксипропил метилцелулозни етар, 60РТ400, Таиан Руитаи Целлулосе Цо., Лтд.;растворити 2 г, 3 г и 4 г етра хидроксипропилметилцелулозе у 50 мЛ вреле воде на 80℃, добро промешати и додати 25℃од 50 мЛ хладне воде, узорци су потпуно растворени да би се формирали раствори етра целулозе са концентрацијама од 0,02г/мЛ, 0,03г/мЛ и 0,04г/мЛ респективно.

1.3 Експериментална метода испитивања чврстоће гела целулозног етра

(1) Испитано методом посматрања.Капацитет стаклених боца са широким отвором отпорних на високе температуре коришћених у експерименту је 120 мЛ, а запремина раствора целулозног етра је 50 мЛ.Ставите припремљене растворе етра целулозе са концентрацијама од 0,02г/мЛ, 0,03г/мЛ и 0,04г/мЛ у стаклену боцу отпорну на високе температуре, окрените је на различитим температурама и упоредите горње три различите концентрације према коду јачине гела Испитана је снага желирања воденог раствора целулозног етра.

(2) Испитано методом ротације.Инструмент за тестирање који се користи у овом експерименту је реометар високе температуре и високог притиска.Водени раствор целулозног етра са концентрацијом од 2% се бира и ставља у бубањ за испитивање.Стопа грејања је 5℃/10 мин, брзина смицања је 50 с-1, а време испитивања је 1 мин., Опсег грејања је 40～110℃.

(3) Тестирано методом продорног вакуума.Повежите колориметријске цеви које садрже гел, укључите вакуум пумпу и очитајте максимално очитавање манометра када ваздух пробије гел.Сваки узорак се оперише три пута да би се добила просечна вредност.

(4) Испитивање методом позитивног притиска.Према принципу методе пробојног вакуумског степена, побољшали смо ову експерименталну методу и усвојили методу пробоја позитивног притиска.Повежите колориметријске епрувете које садрже гел и користите систем за прикупљање притиска да бисте тестирали снагу гела целулозног етра.Количина гела коришћена у експерименту је 50мЛ, капацитет колориметријске епрувете је 100мЛ, унутрашњи пречник је 3цм, унутрашњи пречник кружне цеви уметнуте у гел је 1цм, а дубина уметања је 3цм.Полако укључите прекидач цилиндра азота.Када приказани подаци о притиску падну нагло и нагло, узмите највишу тачку као вредност јачине која је потребна за пробијање гела.Сваки узорак се оперише три пута да би се добила просечна вредност.

2. Експериментални резултати и дискусија

2.1 Применљивост методе посматрања за испитивање чврстоће гела целулозног етра

Као резултат процене јачине гела целулозног етра посматрањем, узимајући за пример раствор целулозног етра са концентрацијом од 0,02 г/мЛ, може се знати да је ниво јачине А када је температура 65°Ц, а снага почиње да расте како температура расте, када температура достигне 75℃, представља стање гела, степен чврстоће се мења од Б до Д, а када температура порасте на 120℃, степен чврстоће постаје Ф. Може се видети да резултат процене ове методе оцењивања показује само ниво чврстоће гела, али не може да користи податке за изражавање специфичне чврстоће гела, односно да је квалитативан али не и квантитативан.Предност ове методе је у томе што је операција једноставна и интуитивна, а гел потребне чврстоће се може јефтино прегледати овом методом.

2.2 Применљивост методе ротације за испитивање чврстоће гела целулозног етра

Када се раствор загреје на 80°Ц, вискозитет раствора је 61 мПа·с, тада се вискозитет брзо повећава и достиже максималну вредност од 46 790 мПа·с у 100°Ц, а затим се снага смањује.Ово није у складу са претходно уоченим феноменом да вискозитет воденог раствора хидроксипропил метилцелулозе етра почиње да расте на 65°Ц, а гелови се појављују на око 75°Ц и снага наставља да расте.Разлог за ову појаву је тај што се гел ломи услед ротације ротора при испитивању чврстоће гела целулозног етра, што резултира нетачним подацима о јачини гела на следећим температурама.Стога, ова метода није погодна за процену јачине гелова целулозе.

2.3 Применљивост методе пробојног вакуума за испитивање чврстоће гела целулозног етра

Експериментални резултати јачине целулозног етра гела процењени су методом пробојног вакуума.Ова метода не укључује ротацију ротора, тако да се може избећи проблем колоидног смицања и ломљења изазваног ротацијом ротора.Из горе наведених експерименталних резултата може се видети да се овом методом може квантитативно испитати чврстоћа гела.Када је температура 100°Ц, јачина целулозног етар гела са концентрацијом од 4% је већа од 0,1 МПа (максимални степен вакуума), а јачина се не може мерити већом од 0,1 МПа.Чврстоћа гела, односно горња граница чврстоће гела која се испитује овом методом је 0,1 МПа.У овом експерименту, јачина целулозног етра гела је већа од 0,1 МПа, тако да ова метода није погодна за процену јачине етра целулозе гела.

2.4 Применљивост методе позитивног притиска за испитивање чврстоће гела целулозног етра

Метода позитивног притиска је коришћена за процену експерименталних резултата јачине гела целулозног етра.Може се видети да се овом методом може квантитативно тестирати гел јачине изнад 0,1 МПа.Систем за прикупљање података који се користи у експерименту чини експерименталне резултате тачнијим од података вештачког очитавања у методи степена вакуума.

3. Закључак

Јачина гела целулозног етра показала је општи тренд повећања са повећањем температуре.Метода ротације и метода пробојног вакуума нису погодни за одређивање јачине етра целулозе.Метода посматрања може само квалитативно да измери снагу гела целулозног етра, а новододата метода позитивног притиска може квантитативно да тестира снагу гела целулозног етра.