固体或液体地质样品的电性能的测量设备制造技术

本发明专利技术涉及优选源自气藏或油藏的液体或固体地质样品，比如岩石，和气藏或油藏的饱和流体的电性能的测量设备（１０），包括空心体（１１，１２），所述空心体（１１，１２）由第一上部半壳体（１１）和第二下部半壳体（１２）组成，上部和下部半壳体（１１、１２）同轴地一个在另一个内滑动，在所述空心体（１１，１２）中，具有基本为圆柱形的样品的容纳座（２３），两对电极（１３、１４）被设计成面对所述容纳座（２３）以用于把电流注入样品中和测量所述样品两端的电压，其特征在于所述各对电极（１３、１４）是共面电极对，各自位于所述容纳座（２３）的一端。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及优选地源自气藏或油藏的液体或固体地质样品，比如岩石，和气藏或 油藏的饱和流体的电性能的测量设备。
技术介绍
源自气藏或油藏的岩石样品的低频复阻抗(即低于100kHz)的测量通常是分别用 两个或四个电极，通过两种互补的测量技术实现的。目前用分别包含两个或四个电极的相关测量设备实现多种单一技术。这意味必须 按照要使用的技术改变构造，于是不可能快速连续地应用这些技术。在具有两个电极的测量设备中，在每个电极和样品表面部分之间建立电接触，注 入交流电流，并测量在相同电极之间形成的电势差。用于圆柱形样品的最常见构造是其平行的平板与所述样品的各个表面接触的电 容器的构造。当频率变化时，通过阻抗分析仪测量这样填充的电容器的复阻抗或其导纳，阻抗 分析仪计算在电极的电势差和注入的电流之间的比率。复阻抗和导纳分别由下面的等式定义Ζ(ω) = l/(jcoC0 ε )Y ( ω ) = j ω C0 ε其中ω是频率Ctl是空电容器的电容ε是置于电容器中的样品的介电常数。从测量的复阻抗Ζ(ω)获得样品的介电谱ε (ω)。尽管易于生产，不过这种已知的测量设备具有许多缺陷。在测量浸透盐水的岩石的情况下，当相对于样品内部的电阻，界面电阻或接触电 阻不可忽略时，或者当样品与电极之间的电接触不令人满意时，会产生系统误差。通过并不易于应用的处理，比如通过蒸发在岩石样品的表面的金属层，能够减轻 这些问题。然而，尽管采取这样的处理，由于岩石表面的粗糙和不连续，通常不能完全消除 上述问题。此外，在岩石表面可能存在具有绝缘或些微导电特性的矿物油薄层，或者一部分 的水会蒸发，从而完全或部分使样品的表面变干。这产生接触阻抗和穿过所述薄层的电势 降，从而导致样品基体的电阻(也称为体电阻)的过高估计。为了避免这些不便，提出了下述解决方案，不过这些方案只能在特定情况下应 用(i)对电极涂覆薄金属层，所述薄金属层具有充分的塑性和延展性，以适应岩石表(ii)在电极上电化学沉积多孔的钼层或氯化银层，(iii)使用插在样品和电极之间的浸泡在饱和盐水中的纸滤器或者多孔银滤器。最后一种对策能够使接触电阻和纸滤纸的电阻忽略不计，不过只是在盐水的内部 饱和度较高的情况下才是如此。于是，必须避免液体从多孔滤器蒸发。不过，接触阻抗的降低不能解决与双电极测量设备相关的所有问题。例如，电极极 化效应，尤其是在关于具有高饱和度和/或被含有高浓度的离子载体的盐水饱和的岩石的 低频介电测量中的电极极化效应会具有特别重大的影响。就四电极测量设备来说，仅仅知道一些特殊的实施例，这些实施例可被用于测量 岩石的电性能。这些实施例具有利用电流注入电极和电势的测量电极测量阻抗的特定特 性，电流注入电极和电势的测量电极都位于样品的横向侧面。最后，已知一种测量设备，所述测量设备能够用相同的电池，在从ΙΟΗζ-ΙΟΜΗζ的 频率范围中利用双电极和四电极技术。该设备包括与样品表面接触以注入电流的两个扁平电极，和作为电压的测量电极 的两个环，所述两个环被放置在样品的横向侧面、沿圆柱轴彼此适当地间隔开，并且关于圆 柱中心对称的位置。于是，这些设备存在上面关于具有双电极的已知设备指出的缺陷，还存在由于环 的接触面有限，使得环的电容很小，因此当通过四电极技术在高频下进行测量时，测量结果 不精确的缺陷。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是克服上述缺陷，具体地说，提供一种地质样品的电性能的测 量设备，所述测量设备使得能够足够精确、快速地连续应用双电极和四电极技术。本专利技术的另一个目的是提供一种地质样品的电性能的测量设备，当用于实现双电 极测量时，所述测量设备不存在基体电阻的系统误差或过高估计。本专利技术的另一个目的是提供一种地质样品的电性能的测量设备，当用于实现四电 极测量时，即使在高频下进行测量时，所述测量设备也可提供精确的测量结果。通过提供按照权利要求1所述的地质样品的电性能的测量设备，实现按照本专利技术 的这些和其它目的。所述设备的其它特征是附加权利要求的目标。 附图说明参考所附示意图，根据下面的非限制性举例说明，按照本专利技术的地质样品的电性 能的测量设备的特性和优点将变得更明显，其中图1是按照本专利技术的地质样品的电性能的测量设备的透视图；图2是在打开的配置下，图1的测量设备的上下半壳体的顶视图；图3是用在按照本专利技术的测量设备中的电极的放大图；图4是图1的测量设备的剖面图；图5是图4的测量设备的一组元件的分解剖面图；图fe是按照本专利技术的测量设备的环形元件的备选实施例的剖面图6a是当采用按照本专利技术的测量设备测量液体地质样品的电性能时使用的液体 样品支持器设备的组装配置下的透视图；图6b是图6的液体样品支持器设备的基座的透视图，其中外侧面朝上；图6c是图6的液体样品支持器设备的基座的透视图，其中内侧面朝上；图7是在图6a的组装配置下，液体样品支持器设备的剖面图。具体实施例方式参考附图，图中表示了地质样品的电性能的测量设备(整体标为10)的一个非限 制性的优选实施例。测量设备10包括由两个半壳体11、12组成的优选为圆柱形的空心体，一个半壳体 同轴地在另一个半壳体上滑动，所述两个半壳体11、12与厚度减小的部分IlaUh相一致 地部分重叠。有利的是，一对共面的触头13、14位于半壳体11、12的每个基座上。每对共面的触头包括用于注入电流的第一电极14，第一电极14具有基本扁平的 形状，并且设置有通孔17，对应于通孔17，布置用于测量电压的第二电极(13)。电流的第一注入电极14优选呈圆形，通孔17被置于所述圆形的中心。此外，在优 选实施例中，第一电极14用镀金的黄铜制成。在第一电流注入电极14的面对测量设备内部的表面Ha上，焊接用贵金属，优选 是纯金制成的未因冷加工而被加工硬化的薄片15。有利的是，薄片15的塑性极高，当对电极14施加足够高的压力时，薄片15通过附 着于被测量的地质样品的表面而变形。薄片15还保护第一电极14免受盐水腐蚀。在第一电流注入电极14的另一侧，存在优选均勻分布的多个圆形容纳件18，供第 一弹性装置30，比如压缩弹簧之用。在所示的实施例中，存在彼此成120°布置的三个容纳件。在该优选实施例中，弹簧30由直径1. 25毫米的谐波钢丝制成，弹簧30具有9. 25 毫米的直径，22. 0毫米的自由长度，和10. 5毫米的最小工作长度(有效线圈5. 5)。这些弹 簧30的常数优选为8. 92牛/毫米。在该非限制性的优选实施例中，为了压缩4毫米(通常等于测量设备10的几何形 状允许的最大压缩的一半)，必须对每个弹簧30施加35. 68牛的作用力，即，与10. 9千克的 总重量对应的107牛的总作用力。假定样品表面约为5平方厘米，为了施加上述压缩，必须应用2个标准大气压的压 力。支持第一圆形电流注入电极14的弹簧30被置于用绝缘材料一优选是Teflon 制成的支持元件20内。同样用绝缘材料一优选是Teflon 制成的环形元件21被紧固到支持元件20 上，环形元件21的功能是把第一电流注入电极14保持在适当位置，并在通过压缩，在所述 电极14和样品之间建立接触的阶段中驱动所述第一电流注入电极14。环形元件21在其下部具有供第一电流注入电极14之用的第一容纳件22，在其上 部具有用于安放被测量的圆柱形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种地质样品的电性能的测量设备（１０），包括空心体（１１，１２），所述空心体（１１，１２）包括第一上部半壳体（１１）和第二下部半壳体（１２），上部和下部半壳体（１１，１２）同轴地一个在另一个内滑动，在所述空心体（１１，１２）中，具有基本圆柱形样品的容纳座（２３），两对电极（１３，１４）被设计成面对所述容纳座（２３）以用于把电流注入样品中和测量所述样品两端的电压，所述测量设备（１０）的特征在于，所述两对电极（１３，１４）是共面电极对，每个位于所述容纳座（２３）的一端。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·卡帕科塞奥利，
申请(专利权)人：艾尼股份公司，
类型：发明
国别省市：IT