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1、(10)申请公布号 CN 103336040 A (43)申请公布日 2013.10.02 CN 103336040 A *CN103336040A* (21)申请号 201310295674.4 (22)申请日 2013.07.15 G01N 27/26(2006.01) (71)申请人 东北石油大学 地址 163318 黑龙江省大庆市高新区发展路 199 号 (72)发明人 陈海峰 何苗 李卓 王伟明 曾科 于英华 (74)专利代理机构 大庆知文知识产权代理有限 公司 23115 代理人 李建华 (54) 发明名称 高精度自然电位测量装置 (57) 摘要 一种高精度自然电位测量装置。主要目。
2、的在 于提供一种可应用于石油石化行业中完成对自然 电位数值进行精确测量的装置。其特征在于 ： 由 底座、 立板、 夹持器、 主液体室、 紧固螺栓、 上液体 室、 下液体室、 循环瓶、 循环泵、 平衡管、 Ag-AgCl 电极以及自然电位测量仪构成 ； 主液体室、 上液 体室、 下液体室、 循环瓶、 循环泵以及平衡管均为 两个， 对称分布于夹持器的两边 ； 在主液体室的 外侧端面上的连接孔为盲孔， 用于连接紧固螺栓， 内侧端面上的连接孔为通孔， 用于连接夹持器上 的导液管 , 导液管中空， 一端连接至主液体室的 内侧端面上， 另一端与带有液流喷射孔的岩心夹 盘相连接。本种测量装置制作简单、 操作。
3、方便， 采 用 Ag-AgCl 电极测量， 测量结果准确、 误差小。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103336040 A CN 103336040 A *CN103336040A* 1/1 页 2 1. 一种高精度自然电位测量装置， 由底座 （1） 、 立板 （2） 、 夹持器 （3） 、 主液体室 （4） 、 紧固螺栓 （6） 、 上液体室 （10） 、 下液体室 （15） 、 循环瓶 （12） 、 循环泵 （16） 、 平。
4、衡管 （13） 、 Ag-AgCl 电极 （17） 以及自然电位测量仪 （18） 构成 ； 其中， 立板 （2） 和底座 （1） 均为长方体结构， 立板 （2） 固定在底座 （1） 的两侧以实现对 紧固螺栓 （6） 的支撑 ； 紧固螺栓 （6） 穿过立板 （2） 上的螺纹孔， 两者之间为螺纹连接 ； 所述主液体室 （4） 为采用有机玻璃制成的空心圆筒， 在所述主液体室上端有出液口 （7） ， 下端有进液口 （14） ， 所述主液体室的两侧端面上均开有带内螺纹的连接孔， 其中， 位于 外侧端面上的连接孔为盲孔 （22） ， 用于连接紧固螺栓 （6） ， 位于内侧端面上的连接孔为通 孔， 用于连接。
5、夹持器 （3） 上的导液管 （19） , 但是此内侧端面上的连接孔的孔道上仅有二分 之一部分带有内螺纹， 以实现对导液管 （19） 的限位 ； 夹持器 （3） 为空心圆柱形的不锈钢筒， 上端有压力表接口 （8） ， 下端有进压口 （9） ， 穿 过两个端面通过螺纹连接有突出的导液管 （19） ， 所述导液管 （19） 中空， 其外壁上开有外螺 纹 ； 导液管 （19） 的一端连接至所述主液体室的内侧端面上， 导液管 （19） 的另一端位于夹持 器 （3） 内， 与带有液流喷射孔 （21） 的岩心夹盘 （20） 相连接， 以使得液流可以流经夹持器 （3） 内的岩心 （5） ； 所述主液体室 （4。
6、） 、 上液体室 （10） 、 下液体室 （15） 、 循环瓶 （12） 、 循环泵 （16） 以及平衡 管 （13） 均为两个， 分为两组， 对称分布于夹持器 （3） 的两边 ； 其中， 上液体室 （10） 位于主液 体室 （4） 的上方， 循环瓶 （12） 固定在上液体室 （10） 的入口和主液体室 （4） 的进液口 （14） 之 间， 形成液流通道， 在此通道上连接 U 型平衡管 （13） ； 下液体室 （15） 位于主液体室 （4） 的出 液口 （7） 的下方， 以承接由出液口 （7） 溢出的液体 ； 循环泵 （16） 通过乳胶管 （11） 把下液体 室 （15） 的溶液泵入上液体室 。
7、（10） 内 ； 两个 Ag-AgCl 电极 （17） 分别位于两个主液体室 （4） 中， 所述电极的测量端连接至自然 电位测量仪 （18） 上的电极测量信号输入端。 2. 根据权利要求 1 所述的高精度自然电位测量装置， 其特征在于 ： 所述装置还包括一 对堵块， 该堵块与位于主液体室内侧端面上的连接孔相配合， 所述堵块置入后， 液流不再流 经夹持器 （3） 内的岩心 （5） 。 权 利 要 求 书 CN 103336040 A 2 1/3 页 3 高精度自然电位测量装置 技术领域 0001 本发明涉及一种应用于石油石化行业电化学研究以及储层参数测量研究领域中 的自然电位测量装置。 背景技术。
8、 0002 对自然电位进行测量是进行油气田勘探和开发中应用到的一种非常重要的手 段， 它是测量井眼附近电化学现象产生的自然电位， 测量值的大小和地下岩石岩性等关系 非常密切。但是目前通过测井仪器测量的自然电位是地下真实自然电位的间接反映， 它的 准确程度必须通过实验室进行标定， 因此， 难以实现对自然电位的高精度准确测量。 此外有 些时候， 需要研究井下自然电位的大小以及阳离子交换量等， 因此需要在实验室内能够准 确测量自然电位， 但是现有的实验室内自然电位测量装置却难以满足这一要求， 其原因之 一在于现有测量电极多用纯铜棒、 纯铂棒、 纯银等， 这些电极的特点是不能和地层溶液发生 离子交换，。
9、 由于不能发生离子交换， 测量的自然电位值就很小， 和真实值相差很大， 不能反 映自然电位大小。 此外， 现有的实验室内自然电位测量装置结构复杂， 实验人员操作时经常 会出现误差， 这也成为导致自然电位难以获得准确测量结果的原因之一。 发明内容 0003 为了解决背景技术中所提到的技术问题， 本发明提供一种高精度自然电位测量装 置， 该种高精度自然电位测量装置采用 Ag-AgCl 电极测量， 测量结果准确、 误差小， 并且制 作简单、 性能稳定， 便于实验人员操作。 0004 本发明的技术方案是 ： 该种高精度自然电位测量装置， 由底座、 立板、 夹持器、 主液 体室、 紧固螺栓、 上液体室、。
10、 下液体室、 循环瓶、 循环泵、 平衡管、 Ag-AgCl 电极以及自然电位 测量仪构成。其中， 立板和底座均为长方体结构， 立板固定在底座的两侧以实现对紧固螺 栓的支撑 ； 紧固螺栓穿过立板上的螺纹孔， 两者之间为螺纹连接 ； 所述主液体室为采用有 机玻璃制成的空心圆筒， 在所述主液体室上端有出液口， 下端有进液口， 所述主液体室的两 侧端面上均开有带内螺纹的连接孔， 其中， 位于外侧端面上的连接孔为盲孔， 用于连接紧固 螺栓， 位于内侧端面上的连接孔为通孔， 用于连接夹持器上的导液管 , 但是此内侧端面上 的连接孔的孔道上仅有二分之一部分带有内螺纹， 以实现对导液管的限位。夹持器为空心 圆。
11、柱形的不锈钢筒， 上端有压力表接口， 下端有进压口， 穿过两个端面通过螺纹连接有突出 的导液管， 所述导液管中空， 其外壁上开有外螺纹 ； 导液管的一端连接至所述主液体室的内 侧端面上， 导液管的另一端位于夹持器内， 与带有液流喷射孔的岩心夹盘相连接， 以使得液 流可以流经夹持器内的岩心 ； 所述主液体室、 上液体室、 下液体室、 循环瓶、 循环泵以及平衡 管均为两个， 分为两组， 对称分布于夹持器的两边。其中， 上液体室位于主液体室的上方， 循环瓶固定在上液体室的入口和主液体室的进液口之间， 形成液流通道， 在此通道上连接 U 型平衡管 ； 下液体室位于主液体室的出液口的下方， 以承接由出液。
12、口溢出的液体 ； 循环泵 通过乳胶管把下液体室的溶液泵入上液体室内。两个Ag-AgCl 电极分别位于两个主液体室 说 明 书 CN 103336040 A 3 2/3 页 4 中， 所述电极的测量端连接至自然电位测量仪上的电极测量信号输入端。 0005 本发明具有如下有益效果 ： 本种装置采用离子交换效果好的 Ag-AgCl 电极作为测 量电极， 可以确保发生离子交换， 测量的自然电位值范围很大， 和真实值相差较小， 能反映 自然电位的真实大小， 因此具有较高的精度。此外， 本装置结构简单， 制作较容易， 操作方 便， 体积和外形可根据测量需要改变， 因此， 实验人员不易误操作。 另外， 本种。
13、装置可在模拟 地层围压情况下测量， 因此使得测量结果更接近于真实值。 0006 附图说明 ： 图 1 是本发明的组成示意图。 0007 图 2 是本发明所述主液体室和夹持器的构成和连接关系示意图。 0008 图中 1- 底座， 2- 立板， 3- 夹持器， 4- 主液体室， 5- 岩心， 6- 紧固螺栓， 7- 出液口， 8- 压力表接口， 9- 进压口， 10- 上液体室， 11- 乳胶管， 12- 循环瓶， 13- 平衡管， 14- 进液口， 15- 下液体室， 16- 循环泵， 17-Ag-AgCl 电极， 18- 自然电位测量仪， 19- 导液管， 20- 岩心夹 盘， 21- 液流喷。
14、射孔， 22- 盲孔。 0009 具体实施方式 ： 下面结合附图对本发明作进一步说明 ： 由图 1 所示， 该种高精度自然电位测量装置， 由底座 1、 立板 2、 夹持器 3、 主液体室 4、 紧 固螺栓 6、 上液体室 10、 下液体室 15、 循环瓶 12、 循环泵 16、 平衡管 13、 Ag-AgCl 电极 17 以 及自然电位测量仪 18 构成。 0010 其中， 立板 2 和底座 1 均为长方体结构， 立板 2 固定在底座 1 的两侧以实现对紧固 螺栓 6 的支撑 ； 紧固螺栓 6 穿过立板 2 上的螺纹孔， 两者之间为螺纹连接。 0011 所述主液体室4为采用有机玻璃制成的空心圆。
15、筒， 其详细结构如图2所示， 在所述 主液体室上端有出液口 7， 下端有进液口 14， 所述主液体室的两侧端面上均开有带内螺纹 的连接孔， 其中， 位于外侧端面上的连接孔为盲孔 22， 用于连接紧固螺栓 6， 位于内侧端面 上的连接孔为通孔， 用于连接夹持器 3 上的导液管 19, 但是此内侧端面上的连接孔的孔道 上仅有二分之一部分带有内螺纹， 以实现对导液管 19 的限位。 0012 夹持器3为空心圆柱形的不锈钢筒， 上端有压力表接口8， 下端有进压口9， 穿过两 个端面通过螺纹连接有突出的导液管 19， 所述导液管 19 中空， 其外壁上开有外螺纹 ； 导液 管 19 的一端连接至所述主液。
16、体室的内侧端面上， 导液管 19 的另一端位于夹持器 3 内， 与带 有液流喷射孔 21 的岩心夹盘 20 相连接， 以使得液流可以流经夹持器 3 内的岩心 5。 0013 所述主液体室 4、 上液体室 10、 下液体室 15、 循环瓶 12、 循环泵 16 以及平衡管 13 均为两个， 分为两组， 对称分布于夹持器 3 的两边 ； 其中， 上液体室 10 位于主液体室 4 的上 方， 循环瓶 12 固定在上液体室 10 的入口和主液体室 4 的进液口 14 之间， 形成液流通道， 在 此通道上连接 U 型平衡管 13 ； 下液体室 15 位于主液体室 4 的出液口 7 的下方， 以承接由出 。
17、液口7溢出的液体 ； 循环泵16通过乳胶管11把下液体室15的溶液泵入上液体室10内 ； 两 个 Ag-AgCl 电极 17 分别位于两个主液体室 4 中， 所述电极的测量端连接至自然电位测量仪 18 上的电极测量信号输入端。 0014 另外， 所述装置还包括一对堵块， 该堵块与位于主液体室内侧端面上的连接孔相 配合， 所述堵块置入后， 液流不再流经夹持器 3 内的岩心 5。 0015 测量时把岩心装入夹持器中， 主液体室的体积一般要大于 200ml， 用来盛装不同浓 说 明 书 CN 103336040 A 4 3/3 页 5 度的液体， 通过旋转紧固螺栓来回移动两个主液体室， 最终实现对夹。
18、持器内岩心的夹紧。 通 过进压口给岩心施加 0.8MPa 气体围压 ； 底座尺寸 800X600X50mm， 立板尺寸 600X400X40mm ； 夹持器为圆柱形不锈钢筒， 长度 100mm， 端面直径为 25.5mm， 上液体室也有两个， 用来盛装 不同浓度溶液， 通过乳胶管流到循环瓶中， 之后流到平衡管中， 再通过乳胶管流入主液体 室， 平衡管为普通玻璃 U 型管， 在测量时能保持页面平衡， 不存在液位差。如果主液体室溶 液过多则通过出液口流入下液体室， 下液体室溶液再通过循环泵泵入上液体室， 保证上液 体室有足够的液体容量。连在自然电位测量仪上的两只 Ag-AgCl 电极分别通过两个主。
19、液体 室的出液口放入主液体室， 这样在自然电位测量仪上就可以读出自然电位的大小。自然电 位测量仪选择精度为万分之五的仪器。 0016 Ag-AgCl 电极的制作好坏， 直接关系到自然电位测量的准确， 该电极可按照如下过 程制作 ： 选取 20cm 长圆柱型纯银棒， 放置在 0.5mol/L 的 NaCl 溶液中电解 60 分钟， 此时纯 银棒的外表面会覆盖一层 AgCl， 为了使 Ag-AgCl 电极性质稳定， 应在 1000烘炉中进行烘 干 30 分钟。 说 明 书 CN 103336040 A 5 1/2 页 6 图 1 说 明 书 附 图 CN 103336040 A 6 2/2 页 7 图 2 说 明 书 附 图 CN 103336040 A 7 。