一種多極板樣品池及乳狀液特性儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及油田化學(xué)領(lǐng)域，特別是關(guān)于一種多極板樣品池及乳狀液特性儀。
【背景技術(shù)】
[0002] 乳狀液是一類重要的分散體系，對(duì)于它的穩(wěn)定性人們做過(guò)大量的研究，但是由于 乳狀液中油、水相物質(zhì)種類、組成、相數(shù)量的不同以及乳化劑的不同，乳狀液的穩(wěn)定性差別 很大，因此乳狀液穩(wěn)定性的測(cè)定至今沒(méi)有統(tǒng)一方法。在采油過(guò)程中形成的原油乳狀液有W/ 0型、0/W型和多重乳狀液。由于原油乳狀液為黑褐色，不易考察液滴的絮凝和聚并過(guò)程，甚 至不能分辨出原油、乳狀液的分層，采用一般的乳狀液穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法誤差較大。因此，為 了深入研究乳狀液的穩(wěn)定性、類型、液珠分布及轉(zhuǎn)相規(guī)律，有必要研究和建立新的乳狀液類 型、穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)方法，考察乳狀液轉(zhuǎn)相的條件。
[0003] 原油乳狀液的介電性質(zhì)對(duì)于判斷乳狀液的類型、穩(wěn)定性，以及選擇破乳方法都十 分重要。常溫下純?cè)偷南鄬?duì)介電常數(shù)為2.0~2. 7,純水的相對(duì)介電常數(shù)為80。當(dāng)水珠 分散在原油中形成W/0型乳狀液或油珠分散在水中形成0/W型乳狀液時(shí)，隨著分散相體積、 水珠大小和數(shù)量的變化，乳狀液的相對(duì)介電常數(shù)將發(fā)生改變。Kubo和Nakamura從理論考 慮一個(gè)分散體系的介電性質(zhì)，此種體系是由介電常數(shù)為^的小球分散于介電常數(shù)為ε。的 介質(zhì)中所組成的，他們作了下列假設(shè)：1)分散相的質(zhì)點(diǎn)皆是球形的；2)質(zhì)點(diǎn)上沒(méi)有凈電荷； 3)和整個(gè)多相體系的大小比起來(lái)，小球的半徑是極小的；4)和分子比起來(lái)，小球的半徑是 很大的，因此分散相和分散介質(zhì)皆可當(dāng)作均勻物體，其性質(zhì)只為它們的介電常數(shù)所決定。根 據(jù)這些假設(shè)，兩人導(dǎo)出分散體系的介電常數(shù)ε與分散相的體積分?jǐn)?shù)Ψ的關(guān)系，但是結(jié)果是 一個(gè)十分復(fù)雜的關(guān)系式，并未經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。乳狀液介電常數(shù)有關(guān)的工作大多數(shù)還是基于 理論假設(shè)所推導(dǎo)出來(lái)的公式，缺乏系統(tǒng)、完整的實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的其中一個(gè)目的是提供一種多極板樣品池；本發(fā)明的另一 發(fā)明目的是提供一種具有靈敏性和穩(wěn)定性的乳狀液特性儀。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：一種多極板樣品池，其特征在于，該 多極板樣品池包括一頂部開(kāi)口的長(zhǎng)方體絕緣池和兩個(gè)以上的極板，所述長(zhǎng)方體絕緣池的四 個(gè)側(cè)壁和底部均采用絕緣板，所述長(zhǎng)方體絕緣池的任一兩個(gè)平行內(nèi)壁上分別等間隔相應(yīng)粘 貼有兩個(gè)以上的所述極板，每一所述極板的外端部均設(shè)置一連接條，每一所述連接條均延 伸至所述長(zhǎng)方體絕緣池外部。
[0006] 優(yōu)選地，所述絕緣板采用玻璃片。
[0007] 優(yōu)選地，每一所述極板和連接條均采用銅片。
[0008] -種乳狀液特性儀，其特征在于，該乳狀液特性儀包括一電源、一振蕩電路、一放 大器、一檢測(cè)器、一計(jì)算機(jī)和一多極板樣品池，所述多極板樣品池內(nèi)設(shè)置有乳狀液作為電介 質(zhì)；所述長(zhǎng)方體絕緣池兩平行內(nèi)壁上的兩相應(yīng)所述極板構(gòu)成一電容器，所述振蕩電路通過(guò) 導(dǎo)線連接所述電容器構(gòu)成一振蕩器，所述振蕩器的輸出端連接所述放大器的輸入端，所述 放大器的輸出端連接所述檢測(cè)器，所述檢測(cè)器將檢測(cè)到的振蕩頻率信號(hào)發(fā)送到所述計(jì)算 機(jī)，所述電源用于為所述振蕩器、放大器和檢測(cè)器供電。
[0009] 優(yōu)選地，所述乳狀液為油包水乳狀液、水包油乳狀液或原油乳狀液。
[0010] 本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、本發(fā)明的配有多極板樣品池 的乳狀液特性儀，具有很好的靈敏性和穩(wěn)定性，可以準(zhǔn)確測(cè)定穩(wěn)定的W/0乳狀液體系內(nèi)部 液珠分布、變化過(guò)程和乳狀液的穩(wěn)定性，測(cè)定液珠的沉降速度。2、本發(fā)明采用多極板樣品池 可測(cè)定不穩(wěn)定的W/0乳狀液內(nèi)部不同層油水的分布狀態(tài)，考察乳狀液內(nèi)部水珠的聚并、沉 降過(guò)程和油水分層的過(guò)程。本發(fā)明可以廣泛應(yīng)用在乳狀液的性質(zhì)測(cè)定中。
【附圖說(shuō)明】
[0011] 圖1為本發(fā)明極板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012] 圖2為本發(fā)明多極板樣品池中極板排布示意圖；
[0013] 圖3為本發(fā)明乳狀液特性儀原理示意圖；
[0014] 圖4為本發(fā)明去離子水F值隨時(shí)間變化曲線示意圖；
[0015] 圖5為本發(fā)明模擬水F值隨時(shí)間變化曲線示意圖；
[0016] 圖6為本發(fā)明含水率10%乳狀液特性曲線示意圖；
[0017] 圖7為本發(fā)明含水率90%乳狀液特性曲線不意圖；
[0018]圖8為本發(fā)明原油/地層模擬水乳狀液F值隨時(shí)間變化曲線示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 以下結(jié)合附圖來(lái)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描繪。然而應(yīng)當(dāng)理解，附圖的提供僅為了更 好地理解本發(fā)明，它們不應(yīng)該理解成對(duì)本發(fā)明的限制。
[0020] 如圖1、圖2所示，本發(fā)明提供的多極板樣品池，包括一頂部開(kāi)口的長(zhǎng)方體絕緣池 和兩個(gè)以上的極板，長(zhǎng)方體絕緣池的四個(gè)側(cè)壁和底部均采用絕緣板，長(zhǎng)方體絕緣池的任一 兩個(gè)平行內(nèi)壁上分別等間隔相應(yīng)粘貼有兩個(gè)以上的極板1，每一極板1的外端部均設(shè)置一 連接條2,每一連接條2均延伸至長(zhǎng)方體絕緣池的外部使用時(shí)與導(dǎo)線連接。
[0021] 在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，絕緣板可以采用厚度為2mm的玻璃片。
[0022] 在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，長(zhǎng)方體絕緣池的底部可以采用邊長(zhǎng)為28mm的正方形，長(zhǎng) 方體絕緣池的高度可以為124_。
[0023] 在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，極板1和連接條2均可以采用厚度為0. 5mm的銅片。
[0024] 在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，長(zhǎng)方體絕緣池的兩個(gè)平行內(nèi)壁分別等間距粘貼有6個(gè)極 板1，每一極板1均可以采用504膠粘貼在長(zhǎng)方體絕緣池的內(nèi)壁。
[0025] 下面通過(guò)具體實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的多極板樣品池的制作過(guò)程，本實(shí)施例中制 作材料為：極板采用〇. 5mm厚銅片以及絕緣板采用2mm厚玻璃片，具體制作過(guò)程為：
[0026] 1)根據(jù)圖1的形狀用剪刀剪出長(zhǎng)22mm、寬16mm的銅片12片，銅片留有長(zhǎng)20mm的 連接條2作為測(cè)試點(diǎn)接頭。
[0027] 2)用玻璃刀切割出長(zhǎng)124臟、寬28mm玻璃片以及兩片長(zhǎng)124臟、寬22mm的玻璃片。
[0028] 3)將6片銅片以每片間隔2mm的距離均勻的用504膠粘在寬28mm的一片玻璃片 上，并在銅片的另一面涂上一層504膠；將另外6片銅片粘在另一片寬28mm的玻璃片上，并 將銅片的另一面涂上一層504膠，504膠的厚度可以為0. 5mm~2mm。
[0029] 4)將粘有銅片的兩片玻璃片與另外兩片寬22mm的玻璃片用504膠粘成一個(gè)長(zhǎng)方 體絕緣池，并用另外一片玻璃片將長(zhǎng)方體絕緣池的底部封閉作為長(zhǎng)方體絕緣池底部。如圖 2所示，從長(zhǎng)方體絕緣池底部至下向上極板的編號(hào)依次為1-6號(hào)，此時(shí)得到的多極板樣品池 總體積約40mL。
[0030] 如圖3所示，基于本發(fā)明的多極板樣品池，本發(fā)明還提供了一乳狀液特性儀，包括 一電源3、一振蕩電路4、一放大器5、一檢測(cè)器6和一計(jì)算機(jī)7,乳狀液放置在多極板樣品池 內(nèi)作為電介質(zhì)，設(shè)置在長(zhǎng)方體絕緣池兩平行內(nèi)壁的兩相應(yīng)極板1構(gòu)成電容器，電源3用于為 所有用電器件供電，振蕩電路4的兩輸入端分別連接經(jīng)穿出長(zhǎng)方體絕緣池兩平行內(nèi)壁的相 應(yīng)導(dǎo)線兩端（即振蕩電路的兩輸入端分別連接由極板構(gòu)成的電容器）構(gòu)成振蕩器，振蕩器 的輸出端連接放大器5的輸入端對(duì)振蕩頻率信號(hào)進(jìn)行放大，放大器5將放大信號(hào)發(fā)送到檢 測(cè)器6,檢測(cè)器6將檢測(cè)到的振蕩頻率信號(hào)發(fā)送到計(jì)算機(jī)7進(jìn)行數(shù)據(jù)處理得到乳狀液特性參 數(shù)，其中，乳狀液可以為油包水乳狀液、水包油乳狀液或原油乳狀液。
[0031] 利用乳狀液特性儀測(cè)定的是F值，其物理意義為"頻率"，該乳狀液特性儀的基本 原理是改變電容器的電容量可改變振蕩頻率，而多極板樣品池中的乳狀液油水比例、液珠 大小的變化等會(huì)改變電容量。一般情況下，通過(guò)調(diào)整電容器的電容可改變振蕩器的頻率，在 電容器的電容量發(fā)生微小變化的情況下，振蕩器的頻率將產(chǎn)生大幅度的變動(dòng)，電路的特性 將產(chǎn)生靈敏的變化。振蕩器的振蕩頻率可由頻率計(jì)檢測(cè)和記錄，通過(guò)計(jì)算機(jī)處理檢測(cè)的數(shù) 據(jù)輸出特性參數(shù)。將裝有乳狀液的多極板樣品池制造成為一個(gè)電容器，由乳狀液作為電介 質(zhì)，當(dāng)乳狀液中液珠大小及其分布發(fā)生變化時(shí)，或油水發(fā)生相分離時(shí)，乳狀液的介電特性將 發(fā)生變化，并進(jìn)一步導(dǎo)致電容和和電路特性的變化，根據(jù)電路特性的變化可以測(cè)定乳狀液 的穩(wěn)定性、類型、液珠分布以及考察乳狀液的轉(zhuǎn)相條件等。
[0032] 下面通過(guò)各實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明采用本發(fā)明的乳狀液特性儀對(duì)乳狀液特性性質(zhì)進(jìn)行 測(cè)定的方法，具體為：
[0033] 實(shí)施例1:含有多極板樣品池的乳狀液特性儀靈敏性測(cè)定
[0034] 1)實(shí)驗(yàn)條件
[0035]油相：15#白油；煤油；孤東原油；模型油（將孤東原油用煤油稀釋5倍，為模型 油）；水相：去離子水；模擬水；溫度：室溫；模擬水組成見(jiàn)表1 :
[0036] 表1模擬水離子組成（mg/L)
[0037]
[0038] 2)乳狀液特性儀的操作方法
[0039] 分別量取40mL的各種水相和油相，注入干凈的多極板樣品池，靜置5分鐘，接通含 有多極板樣品池的乳狀液特性儀，并開(kāi)始計(jì)時(shí)。測(cè)定時(shí)間為60分鐘，記下0、10分鐘、20分 鐘、30分鐘、40分鐘和60分鐘時(shí)6個(gè)極板的F值，以時(shí)間為X軸，不同極板不同時(shí)刻的F值 為Y軸作圖。
[0040] 從表2和表3中可以看出，從油到水，雖然介電常數(shù)只變化了幾十個(gè)單位，各個(gè)極 板測(cè)得的F值卻變化了3000多個(gè)單位，說(shuō)明含有多極板的乳狀液特性儀的靈敏度是相當(dāng)高 的。
[0041] 表2去離子水、白油測(cè)定結(jié)果 [00421
[0043] 注：F值為60分鐘時(shí)測(cè)定值。
[0044] 表3模擬水、模擬油和原油測(cè)定結(jié)果
[0045]
[0046]
[0047] 注：F值為60分鐘時(shí)測(cè)定值。
[0048] 實(shí)施例2:含有多極板樣品池的乳狀液特性儀穩(wěn)定性和重復(fù)性測(cè)定
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