【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于地球物理电磁法勘探，涉及固体不极化电极，具体地说是一种压裂监测高稳定性固体不极化电极。
技术介绍
1、随着油田勘探工作的不断深入，新增探明储量中低渗透油气藏所占比例大幅上升，一半以上勘探增储为低渗透油藏。压裂技术是这类储量有效开发的关键。准确把握水力压裂裂缝的几何形态和延伸状况，对评价压裂效果，检验和提高压裂设计的准确性，进而提高单井产能具有重要意义。大地电位法裂缝监测可较好反映水力裂缝延伸方位，电磁方法在应用于压裂监测与油田开发监测中，需要探测地下深部压裂液或油气目标的细微变化，但是作为电磁勘探中数据采集的最前端，电场传感器的性能是最重要的。目前使用的主要是由金属和金属盐溶液反应构成的不极化电极，然而由于金属系电极在使用过程中不可避免的会出现极化现象，因此难以进行长期的稳定观测。电极的稳定性和一致性对于监测效果影响特别大，电极极差偏移常常可以达到毫伏级，比监测目标变化产生的异常还要大，因此，低自噪音、高稳定性电极是电磁监测亟待解决的问题。
2、目前，市场上的不极化电极主要有cu-cuso4电极、pb-pbcl2电极和ag-agcl电极等。其中最常用是pb-pbcl2不极化电极，适用于大部分的大地电场信号的观测。传统的pb-pbcl2不极化电极为了保证电子离子的交换，测量一般需要在潮湿的土壤中进行，而在气候干燥，土壤含水率低的区域则会造成测量的巨大偏差和测量噪声，无法保证电极的稳定使用。一般的解决方法是将半固态的高岭土加入到干燥的土壤中以模拟湿润的环境。然而，难以降解的高岭土的使用会破坏当地土壤，造成环
3、此外，在传统的不极化电极中一般使用桐木片作为底部。然而桐木片作为自然生长的植物纤维，成分很难稳定可控，这也是造成不极化电极对两侧电极电位差不稳定的原因之一。同时，桐木片的强度较差，在使用过程中时常会发生断裂和吸水膨胀等问题，对电极的使用寿命也有一定的影响。所以作为结构的重要部分，对装置底部的改性问题也是重要的研究课题之一。玻璃纤维薄膜和聚丙烯薄膜由于是化工制品，成分上比较稳定，更容易通过人为控制的方法让两侧电极底部达到完全相同，减小电极的极化并提升电极测量的精准度。其中，聚丙烯薄膜具有高强度、高韧性和高耐磨性，而且具有稳定的孔隙，常作为普通多孔膜的增强材料。但聚丙烯膜的刚性较差，在使用时容易变形，造成测量的巨大噪声。另一方面，由于玻璃纤维薄膜具有较高的孔隙率和亲水性，适合作为电极底部用于与土壤的离子交换。然而，玻璃纤维的强度较低并容易遇水膨胀，所以不适合单独使用。
技术实现思路
1、本专利技术的目的，在于针对传统不极化电极所存在的问题，提供一种裂监测高稳定性固体不极化电极的制备方法，提升电极组的环境友好性，并可适用于环境干燥地区的土壤，降低电极组的极化和电位差，提升电极的使用寿命。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
3、一种压裂监测高稳定性固体不极化电极，包括电极筒和养护筒，所述电极筒包括主体外壳，所述主体外壳内设有气相二氧化硅电解质容纳腔，所述主体外壳顶部安装有固定帽，所述固定帽上沿垂直方向贯穿设置有铜导线，所述铜导线下端连接有铅丝，所述主体外壳底部设置有夹片板；
4、所述电极筒可拆卸地安装于底部的养护筒，所述养护筒包括养护筒外壳，所述养护筒外壳内设有高岭土电解质容纳腔，所述养护筒外壳底部设置有玻璃纤维板。
5、作为一种限定，所述电解质容纳腔内壁上沿水平方向设置有相对的隔板1和隔板2，所述隔板1和隔板2之间形成小通道。
6、作为另一种限定，所述铜导线下端与所述铅丝上端通过长接线孔连接。
7、作为第三种限定，所述夹片板的制备方法为：将大小相同的聚丙烯多孔薄膜、玻璃纤维多孔薄膜和玻璃纤维多孔薄膜沿厚度方向依次叠布于一体后，用液压压片机将薄膜压为复合膜，即为所述夹片板。
8、作为进一步限定，所述所述聚丙烯多孔薄膜和玻璃纤维多孔薄膜，厚度均为0.1～5μm，大小与不极化电极外壳底部匹配。
9、作为第四种限定，所述气相二氧化硅电解质板的制备方法包括依次进行的以下步骤：
10、s1.在搅拌状态下，向去离子水中加入气相二氧化硅，加入完毕后持续搅拌，再加入聚丙烯酰胺，持续搅拌，配制气相二氧化硅母液；
11、s2.将氯化铅、氯化氢、氯化钠和水混合，进行电磁搅拌，得溶液a；
12、s3.将气相二氧化硅母液和溶液a混合，在转速为100r/min的条件下进行电磁搅拌24h，即得所述气相二氧化硅电解质浆料。
13、作为进一步限定，所述步骤s1中，去离子水、气相二氧化硅和聚丙烯酰胺的重量比为20:4:1；
14、所述搅拌，转速为3000r/min；
15、所述持续搅拌，时间为30min；
16、步骤s2中，所述氯化铅、氯化氢、氯化钠和水的重量比为250：1：2000：2200；
17、所述电磁搅拌，转速为600r/min，时间为0.5～2h。
18、作为进一步限定，所述高岭土电解质的制备方法为：向水中加入氯化铅、氯化氢和氯化钠混合均匀后，加入高岭土，搅拌，获得均匀的胶状体，即为所述高岭土电解质胶体。
19、作为更进一步限定，所述氯化铅、氯化氢、氯化钠和水的重量比为250：1：2000：2200；
20、所述高岭土与氯化钠的重量比为3:4；
21、所述搅拌，转速为200r/min，时间为24h。
22、由于采用了上述技术方案，本专利技术与现有技术相比，所取得的技术进步在于：
23、①本专利技术提供的压裂监测高稳定性固体不极化电极，增加了养护筒，以玻璃纤维膜作为内衬，并且在电解质胶体内部加入了湿润的高岭土，可以提升电极在干燥环境下的适用性；
24、②本专利技术提供的压裂监测高稳定性固体不极化电极中，养护筒可拆卸，可以多次回收利用并不直接接触土壤，表现出较高的环境友好性；
25、③本专利技术提供的压裂监测高稳定性固体不极化电极中，利用聚丙烯隔膜和玻璃纤维膜的复合底座替换了之前的桐木片作为电极底部，提升不极化电极稳定性的同时又增长了使用寿命。
26、本专利技术适用于制备压裂监测高稳定性固体不极化电极，进一步应用于对各种湿度条件下土壤的电磁勘探过程中，降低电极组的极化和电位差，提升电极的使用寿命。
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1.一种压裂监测高稳定性固体不极化电极，包括电极筒和养护筒，其特征在于，所述电极筒包括主体外壳，所述主体外壳内设有气相二氧化硅电解质容纳腔，所述主体外壳顶部安装有固定帽，所述固定帽上沿垂直方向贯穿设置有铜导线，所述铜导线下端连接有铅丝，所述主体外壳底部设置有夹片板；
2.根据权利要求1所述的压裂监测高稳定性固体不极化电极，其特征在于，所述电解质容纳腔内壁上沿水平方向设置有相对的隔板1和隔板2，所述隔板1和隔板2之间形成小通道。
3.根据权利要求1所述的压裂监测高稳定性固体不极化电极，其特征在于，所述铜导线下端与所述铅丝上端通过长接线孔连接。
4.根据权利要求1所述的压裂监测高稳定性固体不极化电极，其特征在于，所述夹片板的制备方法为：将大小相同的聚丙烯多孔薄膜、玻璃纤维多孔薄膜和玻璃纤维多孔薄膜沿厚度方向依次叠布于一体后，用液压压片机将薄膜压为复合膜，即为所述夹片板。
5.根据权利要求4中所述的压裂监测高稳定性固体不极化电极，其特征在于，所述所述聚丙烯多孔薄膜和玻璃纤维多孔薄膜，厚度均为0.1～5μm，大小与不极化电极外壳底部大小相同
6.根据权利要求1～5中任意一项所述的压裂监测高稳定性固体不极化电极，其特征在于，所述气相二氧化硅电解质板的制备方法包括依次进行的以下步骤：
7.根据权利要求6所述的压裂监测高稳定性固体不极化电极，其特征在于，所述步骤S1中，去离子水、气相二氧化硅和聚丙烯酰胺的重量比为20:4:1；
8.根据权利要求1所述的压裂监测高稳定性固体不极化电极，其特征在于，所述高岭土电解质的制备方法为：向水中加入氯化铅、氯化氢和氯化钠混合均匀后，加入高岭土，搅拌，获得均匀的胶状体，即为所述高岭土电解质胶体。
9.根据权利要求8所述的压裂监测高稳定性固体不极化电极，其特征在于，所述氯化铅、氯化氢、氯化钠和水的重量比为250：1：2000：2200；
...【技术特征摘要】
1.一种压裂监测高稳定性固体不极化电极，包括电极筒和养护筒，其特征在于，所述电极筒包括主体外壳，所述主体外壳内设有气相二氧化硅电解质容纳腔，所述主体外壳顶部安装有固定帽，所述固定帽上沿垂直方向贯穿设置有铜导线，所述铜导线下端连接有铅丝，所述主体外壳底部设置有夹片板；
2.根据权利要求1所述的压裂监测高稳定性固体不极化电极，其特征在于，所述电解质容纳腔内壁上沿水平方向设置有相对的隔板1和隔板2，所述隔板1和隔板2之间形成小通道。
3.根据权利要求1所述的压裂监测高稳定性固体不极化电极，其特征在于，所述铜导线下端与所述铅丝上端通过长接线孔连接。
4.根据权利要求1所述的压裂监测高稳定性固体不极化电极，其特征在于，所述夹片板的制备方法为：将大小相同的聚丙烯多孔薄膜、玻璃纤维多孔薄膜和玻璃纤维多孔薄膜沿厚度方向依次叠布于一体后，用液压压片机将薄膜压为复合膜，即为所述夹片板。
5.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：陶德强，陈继伟，胡文涛，刘作达，张林，邓国军，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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