КИНЕТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ В ТЕРМОТРОПНОЙ ПОЛИМЕРНОЙ СИСТЕМЕ
Аннотация
В настоящей работе исследованы реологические свойства 3% раствора метилцеллюлозы (MC-2000S) – полимера с нижней критической температурой растворения, используемого в качестве базового компонента термотропных составов, разработанных в Лаборатории коллоидной химии нефти ИХН СО РАН и применяемых для увеличения нефтеотдачи пластов. Измерения проводили на реометре Viscotester iQ, оснащенном измерительной системой коаксиальных цилиндров СС25 при нагревании и охлаждении образца с различной скоростью изменения температуры в ротационном и осцилляционном режимах. Контроль температуры осуществлялся встроенным в реометр элементом Пельтье. В ротационном режиме регистрировали зависимости вязкости от скорости сдвига, зависимости вязкости от температуры при постоянном значении скорости сдвига, а в осцилляционном режиме – зависимости компонент упругого модуля от температуры при заданных значениях деформации (0,01) и частоты (1 Гц). Показано, что на вязкостно-температурных зависимостях после достижения максимума, соответствующего структурированию, наблюдается резкий спад, связанный с механическим разрушением образца, а модуль упругости после достижения максимума выходит на плато – формирующаяся структура сохраняется. Установлено, что зависимости вязкости и модуля упругости от температуры, регистрируемые при нагревании и охлаждении образца с фиксированной скоростью, существенно отличаются – наблюдается гистерезис реологических свойств. Картина гистерезиса для зависимостей вязкости от температуры, полученных в ротационном режиме, существенно меняется при изменении скорости нагрева/охлаждения, в то время как для кривых, полученных в осцилляционном режиме при заданной деформации, такой зависимости не наблюдается.
Для цитирования:
Кожевников И.С., Богословский А.В. Кинетические особенности структурообразования в термотропной полимерной системе. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2025. Т. 68. Вып. 8. С. 26-31. DOI: 10.6060/ivkkt.20256808.9t.
Литература
Romero-Zeron L. Chemical Enhanced Oil Recovery (cEOR) – a Practical Overview. London: InTechOpen Ltd. 2016. 200 p. DOI: 10.5772/61394.
Мuslimov R.Kh. Oil recovery: Past, Present, Future. Kazan’: «FEN». 2012. 664 p. (in Russian).
Altunina L.K., Kuvshinov V.A. Physico-chemical methods for enhanced oil recovery of oil fields (review). Russ. Chem. Rev. 2007. V. 76. N 10. P. 971-987. DOI: 10.1070/ RC2007v076n10ABEH003723.
Altunina L.K., Kuvshinov V.A., Stasyeva L.A., Kuvshinov I.V. Trends and prospects of physicochemical meth-ods for enhanced oil recovery of heavy oil fields. Chem. Sustain. Dev. 2018. V. 26. N 3. P. 240-255. DOI: 10.15372/KhUR20180303.
Muslimov R.Kh. Enhanced oil recovery is a priority direction for the development of the oil industry in modern Russia. Neft. Gaz. Novatsii. 2013. V. 4. N 171. P. 63-73 (in Russian).
Ruzin L.M., Morozyuk O.A., Durkin S.M. Features and innovative ways of highly viscous oil field development. Neft. Khoz. 2013. N 8. P. 51-53 (in Russian).
Altunina L.K., Kuvshinov V.A., Stasyeva L.A., Kuvshi-nov I.V. Enhanced oil recovery from high-viscosity oil deposits by acid systems based on surfactants, coordining solvents and complex compounds. Georesursy. 2019. V. 21. N 4. P. 103-113 (in Russian). DOI: 10.18599/grs.2019.4.103-113.
Kuvshinov I.V., Kuvshinov V.A., Altunina L.K. Field experience of thermotropic compositions application for enhanced oil recovery. Neft. Khoz. 2017. N 1. P. 44-47 (in Russian).
Alvarado V., Manrique E. Enhanced oil recovery: An update review. Energies. 2010. V. 3. N 9. P. 1529-1575. DOI: 10.3390/en3091529.
Sheng J.J. A comprehensive review of alkaline-surfactant-polymer (ASP) flooding. Asia-Pacific J. Chem. Eng. 2014. V. 9. N 4. P. 471-489. DOI: 10.1002/apj.1824.
Sholidodov M.R., Kozlov V.V., Altunina L.K., Kuvshinov V.A., Stas'eva L.A. Laboratory testing of acidic EOR oil-displacing compositions based on surfactants, inorganic acid adduct and polyols. J. Sib. Fed. Univ. Chem. 2022. V. 15. N 2. P. 186-196. DOI: 10.17516/1998-2836-0283.
Malkin A.Ya. Fundamentals of rheology. SPb.: TsOP "Professiya". 2018. 336 p. (in Russian).
Shramm G. Fundamentals of Practical Rheology and Rheometry. M.: Koloss. 2003. 311 p. (in Russian).
Koleshko V.M., Sunka V.Ya, Polynkova E.V., Krupskaya E.V. Designing intelligent sensor systems for viscosity measurement. Minsk: BNTU. 2010. 81 p. (in Russian).
Solov’ev A.N., Kaplun A.B. Vibration method for measuring the viscosity of liquids. Novosibirsk: Nauka. 1970. 142 p. (in Russian).
Krutin V.N. Oscillating rheometers. М.: Mashinostroenie. 1985. 160 p. (in Russian).
Vibroviscometer of the SV series. Manual. Electronic resource: https://www.mirvesov.ru/docs/guide/10138.pdf.
Bogoslovskii A.V., Kozhevnikov I.S. Architecture of tuning-fork viscosity sensors. Bashkir. Khim. Zhurn. 2023. V. 30. N 1. P. 129-133 (in Russian). DOI: 10.17122/bcj-2023-1-129-133.
Bogoslovskii A.V., Kozhevnikov I.S., Altunina L.K. Viscometer of thixotropic liquids. Zhurn. Sib. Feder. Univ. Tekh. Tekhnol. 2023. V. 16. N 3. P. 287-295 (in Russian).
Bogoslovskii A.V., Kozhevnikov I.S., Stasyeva L.A., Altunina L.K. Determination the point of gelation of pol-ymer-containing compositions of the vibrational method. Vestn. TvGU. Ser.: Khim. 2017. N 4. P. 91-98 (in Rus-sian).
Viscometric complex ‘Reoskank’. Catalog of the equipment of the Central Collective Use Center of the I. M. Gubkin Russian State University of Oil and Gas. V 1. Moskva. 2010. P. 88. Electronic resource: www.gubkin.ru/general/structure/scientific_activity/files/Center_RGU.pdf.
Bogoslovskii A.V., Galkin V.M., Kozhevnikov I.S. Determination of the gelation point using measuring vessels of various sizes. Gaz. Prom. 2013. N 11. P. 98-100 (in Russian).
Kozhevnikov I.S., Bogoslovsky A.V. Rheological properties of low-temperature gelling compounds. Chem-ChemTech. [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2024. V. 67. N 8. P. 22-28 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20246708.1t.
Fufaeva M.S., Altunina L.K. Cryogels to increase the service life of winter roads. ChemChemTech. [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2024. V. 67. N 8. P. 29-35 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20246708.13t.
