CN111965432A - 溶液电阻率测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种溶液电阻率测量装置，包括：电阻仪、加热组件、压力组件以及检测容器，检测容器用于盛装待检测溶液，检测容器位于加热组件内且与加热组件相连，加热组件用于对检测容器内的待检测溶液加热，压力组件通过导电管线与检测容器的一端密封连通，检测容器的另一端设有导电推杆，导电推杆的一端与待检测溶液接触，压力组件用于在检测容器内的待检测溶液加热到预设温度时向检测容器内加压，电阻仪的第一电极与导电管线电连接，电阻仪的第二电极与导电推杆电连接。本发明提供的溶液电阻率测量装置，解决了采油期油层性质变化，导致导电性特征变化，岩电参数测量精度低的难题，提高了岩电参数评价解释油气层的精度。
Description
技术领域
本发明涉及提高油气采收率技术领域，尤其涉及一种溶液电阻率测量装置。
背景技术
注水开发的老油田一般处于高含水、高采出程度的“双特高”阶段，原有技术条件下，油田年产量递减幅度较大，实现持续稳产难度大，聚合物驱油便是提高采收率的重要手段之一。聚合物油驱后，油层的物理性质发生了改变，导致电性特征变化，过去水驱水淹层测井解释方法已经不再完全适合聚合物驱水淹层，这给地球物理测井解释与评价带来很大的难题，为了弄清储层内注入聚合物后的变化，根据生产的需要做了注聚三采期岩心的物性和电性实验，为指导油田的生产及进行油田的动态测井监测提供了理论基础，利用实验室测出的岩电参数并结合实际的测井资料，可以更好地为石油天然气测井评价和油气资源测井资料的解释服务，以提高测井方法评价解释油气层的精度，其中，岩电参数中的岩性系数、胶结指数是由实验室测量的100％饱和聚合物溶液岩石电阻率以及聚合物溶液电阻率数据根据公式拟合得到，在此过程中需要对聚合物溶液岩石电阻率进行精确的测量。
目前，对聚合物溶液岩石电阻率的测量是在标准大气压、室温条件下将聚合物溶液倒入烧杯中，使用专用于牛顿流体测试的电阻率测试仪进行测量。
但是，在注聚开发过程中，地层中混合液电阻率是动态变化的，当聚合物浓度变化较大时，胶结指数和饱和度指数也随着变化，影响含油饱和度的计算精度，现有技术中，对聚合物溶液岩石电阻率的测量没有考虑聚合物溶液实际所处环境以及聚合物溶液中枝接官能团在电场下的运动平衡，经材料学电阻率公式进行换算不准确，导致实验结果不准确。
发明内容
本发明提供一种溶液电阻率测量装置，模拟实际地层中的压力、温度，在聚合物溶液中枝接官能团在电场下运动达到平衡时，对聚合物溶液电阻率进行测量与推算，用以至少解决聚合物溶液电阻率实验结果不准确的技术问题。
为了实现上述目的，本发明提供一种溶液电阻率测量装置，包括：电阻仪、加热组件、压力组件以及检测容器，所述检测容器用于盛装待检测溶液。
所述检测容器位于所述加热组件内且与所述加热组件相连，所述加热组件用于对所述检测容器内的所述待检测溶液加热。
所述压力组件通过导电管线与所述检测容器的一端密封连通，所述检测容器的另一端设有导电推杆，所述导电推杆的一端与所述待检测溶液接触，所述压力组件用于在所述检测容器内的所述待检测溶液加热到预设温度时向所述检测容器内加压。
所述电阻仪的第一电极与所述导电管线电连接，所述电阻仪的第二电极与所述导电推杆电连接，所述电阻仪用于测量所述检测容器内的所述待检测溶液的电阻率。
在一种可能实施的方式中，所述加热组件包括:水浴锅。
所述检测容器位于所述水浴锅内且与所述水浴锅的两端相连，所述水浴锅内盛装导热流体。
所述水浴锅内设置有加热管，所述加热管用于对所述导热流体加热。
在一种可能实施的方式中，所述检测容器包括：两端开口的管体以及两个导电活塞。
所述水浴锅的侧壁上开设有安装孔，所述管体的两端分别安装在所述安装孔上以使所述管体位于所述水浴锅内。
两个所述导电活塞分别密封设置在所述管体的两端，所述导电推杆连接在其中一个所述导电活塞的靠近所述管体外部的一端，所述导电推杆通过导电活塞与所述待检测溶液电接触，所述导电管线的一端穿过另一个所述导电活塞与所述管体内部连通，所述导电管线的另一端与所述压力组件连接。
在一种可能实施的方式中，所述压力组件包括：给压筒和给压活塞。
所述给压筒的底端与所述导电管线的一端连通，所述给压活塞的活塞端位于所述给压筒内，所述给压活塞的操作端位于所述给压筒外，所述给压活塞用于给所述检测容器内的所述待检测溶液施压。
可选地，所述给压筒上标有刻度，所述给压活塞的所述活塞端与所述给压筒的内壁之间螺纹配合。
可选地，所述溶液电阻率测量装置还包括：压力表，所述导电管线包括：第一导电管线和第二导电管线；
所述压力表的一端与所述压力组件之间通过所述第一导电管线相连，所述压力表的另一端与所述检测容器的一端之间通过所述第二导电管线相连。
可选地，所述导电活塞与所述管体内壁之间设置有密封件。
可选地，所述管体的两端与所述水浴锅侧壁之间设置有密封件。
可选地，所述水浴锅内还设置有温度传感器。
在一种可能实施的方式中，所述电阻仪的所述第一电极通过第一电线夹与所述第二导电管线电连接，所述电阻仪的第二电极通过第二电线夹与所述导电推杆电连接。
本发明实施例提供的溶液电阻率测量装置，通过设置检测容器、加热组件和压力组件，其中，检测容器用于盛装待检测溶液，检测容器位于加热组件内，加热组件用于对检测容器进行加热，压力组件通过导电管线与检测容器的一端密封连通，检测容器的另一端设置有与待检测溶液接触的导电推杆，压力组件用于在待检测溶液加热到预设温度时向检测容器内加压，将电阻仪的第一电极和第二电极分别与导电管线和导电推杆连接以测量待检测溶液的视电阻，本发明实施例提供的溶液电阻率测量装置，可模拟待检测溶液所处的温度及压力环境，当检测容器中的待检测溶液在电场力的作用下形成稳定流场时，测量得到待检测溶液的视电阻，并运用经典的材料学电阻率公式进行换算，得到精确的待检测溶液电阻率数值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的溶液电阻率测量装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的溶液电阻率测量装置的部分结构示意图。
附图标记：
100-电阻仪；
110-第一电极；
111-第一电线夹；
120-第二电极；
121-第二电线夹；
200-加热组件；
210-水浴锅；
211-加热管；
212-安装孔；
300-压力组件；
310-给压筒；
320-给压活塞；
400-检测容器；
410-管体；
420-导电活塞；
430-安装座；
500-导电管线；
510-第一导电管线；
520-第二导电管线；
600-导电推杆；
700-温度传感器；
800-压力表。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
聚合物驱油岩电参数的计算公式如下：
式中：
Ro—100％饱和聚合物溶液岩石电阻率，Ω·m；
Rw—聚合物溶液电阻率，Ω·m；
φ—岩石有效孔隙度；
a—岩性有关的岩性系数，；
m—胶结指数；
F—地层因素；
Rt—岩石真电阻率，Ω·m；
b—与岩性有关的系数；
n—饱和度指数；
Sw—岩石含水饱和度；
I—电阻增大系数。
其中，岩电参数中的岩性系数a、胶结指数m是由实验室测量的100％饱和聚合物溶液岩石电阻率Ro以及聚合物溶液电阻率数据根据式(1)拟合得到，在此过程中需要对聚合物溶液岩石电阻率Ro进行精确的测量，但是在注聚开发过程中地层混合液电阻率是动态变化的，当聚合物浓度变化较大时，胶结指数m和饱和度指数n也随着变化，影响了由阿尔奇公式确定的含油饱和度的计算精度，而温度、压力对岩电实验结果有较大的影响，所以模拟实际地层温度和压力至关重要，现有技术中，测量该数据时皆在标准大气压、室温下进行测量，且测量的工具只有专用于牛顿流体测试的电阻率测试仪，测量时将聚合物溶液倒入烧杯中，没有考虑聚合物溶液中枝接官能团在电场下的运动平衡，经材料学电阻率公式进行换算不准确，从而导致试验结果不准确。
有鉴于此，本发明实施例提供的溶液电阻率测量装置，考虑了温度、压力以及聚合物溶液中枝接官能团在电场下的运动平衡等因素，检测容器内的聚合物溶液在电场力的作用下形成稳定流场，能够将测量的视电阻运用经典的材料学电阻率公式进行换算，得到精确的聚合物溶液电阻率数值，解决了三次采油期油层性质变化，导致导电性特征变化，岩电参数测量精度低的难题，提高了岩电参数评价解释油气层的精度。
下面参考附图描述本发明实施例提供的溶液电阻率测量装置。
图1为本发明实施例提供的溶液电阻率测量装置的结构示意图，图2为本发明实施例提供的溶液电阻率测量装置的部分结构示意图。
参考图1和图2所示，本发明实施例提供的溶液电阻率测量装置包括：电阻仪100、加热组件200、压力组件300以及检测容器400。
其中，检测容器400用于盛装待检测溶液，检测容器400位于加热组件200内且与加热组件200相连，加热组件200用于对检测容器400内的待检测溶液加热。
压力组件300通过导电管线500与检测容器400的一端密封连通，检测容器400的另一端设有导电推杆600，导电推杆600的一端与待检测溶液接触，压力组件300用于在检测容器400内的待检测溶液加热到预设温度时向检测容器400内加压。
电阻仪100的第一电极110与导电管线500电连接，电阻仪100的第二电极120与导电推杆600电连接，电阻仪100用于测量检测容器400内的待检测溶液的电阻率。
具体的操作流程如下：
将位于加热组件200中的检测容器400盛装待检测溶液，加热组件200对检测容器400中的待检测溶液进行加热，压力组件300通过导电管线500与检测容器400的一端密封连接，检测容器400的另一端连接有导电推杆600，导电推杆600需与待检测溶液接触，当待检测溶液达到预设温度时，压力组件300对检测容器400进行加压，当温度和压力达到实验模拟的地层温度和压力，将电阻仪100的第一电极110与导电管线500电连接，第二电极120与导电推杆600电连接，每间隔时间段(比如：每10秒、每20秒、每一分钟等)读取一次电阻仪100的读数，待电阻仪100的示数稳定后，读取最后几次(比如：2次、3次、4次等)测量示数，取平均值，根据电阻率计算公式计算出电阻率。
根据对本发明实施例提供的溶液电阻率测量装置的描述以及具体操作流程，容易看出，本发明实施例提供的溶液电阻率测量装置可模拟待检测溶液所处的温度及压力环境，同时考虑到溶液中枝接官能团在电场下的运动平衡等因素，待检测容器中的待检测溶液在电场力的作用下形成稳定流场，将测量的视电阻运用经典的材料学电阻率公式进行换算，得到精确的溶液电阻率数值，可以解决采油期油层性质变化，导致导电性特征变化，岩电参数测量精度低的难题，提高岩电参数评价解释油气层的精度。
在本发明的一些实施例中，加热组件200可以包括:水浴锅210，检测容器400位于水浴锅210内且与水浴锅210的两端相连，水浴锅210内盛装导热流体，水浴锅210内设置有加热管211，加热管211用于对导热流体进行加热。
具体的，检测容器400位于水浴锅210的内部，且与水浴锅210的两端相连，水浴锅210内盛装的导热流体浸没检测容器400，水浴锅210内设置加热管211对导热流体进行加热以使检测容器400中的待检测溶液升温。
需要说明的是，导热流体根据待检测溶液需加热的温度，可以为煤油或者蒸馏水或者其他，加热容器则根据导热流体进行选择，可以为油浴锅或者水浴锅或者其他，在此，对加热容器和导热流体的选择，在此不做任何限制。
其中，检测容器400可以包括：两端开口的管体410以及两个导电活塞420，其中，管体410可以为有机玻璃管、无机玻璃管等，需根据具体实验要求进行选择，在此，不做限制。
具体的，将水浴锅210的侧壁上开设两个安装孔212，将管体410的两端使用安装座430分别安装在安装孔212上以使管体410位于水浴锅210内部，将管体410的两端与水浴锅210侧壁之间使用密封件密封，避免水浴锅210中的导热流体通过管体410两端与水浴锅210侧壁之间的缝隙流出。
两个导电活塞420分别密封设置在管体410的两端，导电推杆600连接在其中一个导电活塞420的靠近管体410外部的一端，导电推杆600通过导电活塞420与待检测溶液电接触，导电管线500的一端穿过另一个导电活塞420与管体410内部连通，导电管线500的另一端与压力组件300连接。
在管体410连接压力组件300一端的导电活塞420上开设有通孔，导电管线500穿过通孔与管体410内部连通，以使压力组件300可通过导电管线500对管体410内部进行加压。
两个导电活塞420均可沿管体410内壁进行滑动，在实验结束后，可将与导电管线500连接的导电活塞420拔出，通过导电推杆600推动与导电推杆600连接的导电活塞420，将管体410中的溶液挤压出管体410之外。
可选地，在导电活塞420与管体410内壁之间可设置密封件，以阻止管体410中的待检测溶液通过导电活塞420与管体410内壁之间的缝隙泄漏。
导电活塞420可以为红铜构件，并且，在与待检测溶液接触的一面镀银，以防止导电活塞420受待检测溶液腐蚀。
在本发明的一些实施例中，压力组件300可以包括：给压筒310和给压活塞320。
给压筒310的底端与导电管线500的一端连通，给压活塞320的活塞端位于给压筒310内，给压活塞320的操作端位于给压筒310外，给压活塞320用于给检测容器400内的待检测溶液施压。
容易理解的是，给压筒310通过导电管线500与检测容器400内部连通，通过给压活塞320的操作端对给压活塞320进行挤压，可使检测容器400内部的待检测溶液压力升高。
当然，本发明不止于此，在本发明的一些实施例中，给压筒310上标有刻度，给压活塞320的活塞端与给压筒310的内壁之间螺纹配合。
容易理解的是，给压筒310上标有刻度，可使对管体410内的待检测溶液施加压力更加有迹可循，给压活塞320的活塞端与给压筒310的内壁之间螺纹配合，可保证给压活塞320的稳固性，避免给压筒310中的溶液对给压活塞320产生的反作用力使给压活塞320失稳，并且，当给压活塞320移动到指定位置时，也不需其他外力将其稳固。
为了使检测容器400中的待检测溶液达到实验所需的精确温度和压力，在水浴锅210内还可以设置有温度传感器700，温度传感器700用于监测水浴锅210中导热流体的温度。
在压力组件300和检测容器400之间设置有压力表800，此时，导电管线500包括第一导电管线510和第二导电管线520。
压力表800的一端与压力组件300之间通过第一导电管线510相连，压力表800的另一端与检测容器400的一端之间通过第二导电管线520相连，压力表800用于监测对检测容器400中待检测溶液施加的精确压力数值。
可选地，电阻仪100的第一电极110可通过第一电线夹111与第二导电管线520电连接，电阻仪100的第二电极120可通过第二电线夹121与导电推杆600电连接。
下面参考附图描述本发明实施例提供的溶液电阻率测量装置的具体使用方法。
打开管体410与压力组件300连接一端的导电活塞420和给压活塞320，使待检测溶液充满检测容器400、导电管线500以及给压活塞320与给压筒310之间的密闭空间，关闭导电活塞420和给压活塞320，将检测容器400置于水浴锅210内。打开电阻仪100并且进行调零后，将与电阻仪100连接的第一电线夹111和第二电线夹121分别夹于第二导电管线520和导电推杆600上，打开水浴锅210，调节至指定温度，待水浴锅210内的导热流体将检测容器400中的待检测溶液加热至指定温度，将给压活塞320旋入给压筒310，向检测容器400内部空间加压，待压力表800压力示数升高至指定温度，停止加压，每间隔时间(比如：每10秒、每20秒、每一分钟等)读取一次电阻仪100的读数，待电阻仪100的示数稳定后，读取最后几次(比如：2次、3次、4次等)测量示数，取平均值，根据电阻率计算公式：
式中：
ρ—电阻率，Ω·m；
R—矩形容器两侧的电阻，Ω；
S—矩形容器的截面积，m2；
l—测试电极的距离，m。
计算所得电阻率，即为待检测溶液的电阻率，根据以上方法，分别配置几组不同溶度的待检测溶液并求出电阻率，与采用高温高压测量的100％饱和溶液岩石电阻率Ro进行多组平行样数据拟合得到的岩电参数a、m数值。
本发明实施例提供的溶液电阻率测量装置，通过设置检测容器、加热组件和压力组件，其中，检测容器用于盛装待检测溶液，检测容器位于加热组件内，加热组件用于对检测容器进行加热，压力组件通过导电管线与检测容器的一端密封连通，检测容器的另一端设置有与待检测溶液接触的导电推杆，压力组件用于在待检测溶液加热到预设温度时向检测容器内加压，将电阻仪的第一电极和第二电极分别与导电管线和导电推杆连接以测量待检测溶液的视电阻，本发明实施例提供的溶液电阻率测量装置，可模拟待检测溶液所处的温度及压力环境，当检测容器中的待检测溶液在电场力的作用下形成稳定流场时，测量得到待检测溶液的视电阻，并运用经典的材料学电阻率公式进行换算，得到精确的待检测溶液电阻率数值。
在本发明的描述中，需要理解的是，所使用的术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“顶端”、“底端”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”“轴向”、“周向”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的位置或原件必须具有特定的方位、以特定的构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成为一体；可以是机械连接，也可以是电连接或者可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以使两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种溶液电阻率测量装置，包括电阻仪，其特征在于，还包括：加热组件、压力组件以及检测容器，所述检测容器用于盛装待检测溶液；
所述检测容器位于所述加热组件内且与所述加热组件相连，所述加热组件用于对所述检测容器内的所述待检测溶液加热；
所述压力组件通过导电管线与所述检测容器的一端密封连通，所述检测容器的另一端设有导电推杆，所述导电推杆的一端与所述待检测溶液接触，所述压力组件用于在所述检测容器内的所述待检测溶液加热到预设温度时向所述检测容器内加压；
所述电阻仪的第一电极与所述导电管线电连接，所述电阻仪的第二电极与所述导电推杆电连接，所述电阻仪用于测量所述检测容器内的所述待检测溶液的电阻率。
2.根据权利要求1所述的溶液电阻率测量装置，其特征在于，所述加热组件包括:水浴锅；
所述检测容器位于所述水浴锅内且与所述水浴锅的两端相连，所述水浴锅内盛装导热流体；
所述水浴锅内设置有加热管，所述加热管用于对所述导热流体加热。
3.根据权利要求2所述的溶液电阻率测量装置，其特征在于，所述检测容器包括：两端开口的管体以及两个导电活塞；
所述水浴锅的侧壁上开设有安装孔，所述管体的两端分别安装在所述安装孔上以使所述管体位于所述水浴锅内；
两个所述导电活塞分别密封设置在所述管体的两端，所述导电推杆连接在其中一个所述导电活塞的靠近所述管体外部的一端，所述导电推杆通过导电活塞与所述待检测溶液电接触，所述导电管线的一端穿过另一个所述导电活塞与所述管体内部连通，所述导电管线的另一端与所述压力组件连接。
4.根据权利要求1-3任一所述的溶液电阻率测量装置，其特征在于，所述压力组件包括：给压筒和给压活塞；
所述给压筒的底端与所述导电管线的一端连通，所述给压活塞的活塞端位于所述给压筒内，所述给压活塞的操作端位于所述给压筒外，所述给压活塞用于给所述检测容器内的所述待检测溶液施压。
5.根据权利要求4所述的溶液电阻率测量装置，其特征在于，所述给压筒上标有刻度，所述给压活塞的所述活塞端与所述给压筒的内壁之间螺纹配合。
6.根据权利要求1-3任一项所述的溶液电阻率测量装置，其特征在于，还包括：压力表，所述导电管线包括：第一导电管线和第二导电管线；
所述压力表的一端与所述压力组件之间通过所述第一导电管线相连，所述压力表的另一端与所述检测容器的一端之间通过所述第二导电管线相连。
7.根据权利要求3所述的溶液电阻率测量装置，其特征在于，所述导电活塞与所述管体内壁之间设置有密封件。
8.根据权利要求3所述的溶液电阻率测量装置，其特征在于，所述管体的两端与所述水浴锅侧壁之间设置有密封件。
9.根据权利要求2或3所述的溶液电阻率测量装置，其特征在于，所述水浴锅内还设置有温度传感器。
10.根据权利要求6所述的溶液电阻率测量装置，其特征在于，所述电阻仪的所述第一电极通过第一电线夹与所述第二导电管线电连接，所述电阻仪的第二电极通过第二电线夹与所述导电推杆电连接。
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