一种多极板样品池及乳状液特性仪的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及油田化学领域，特别是关于一种多极板样品池及乳状液特性仪。
【背景技术】
[0002] 乳状液是一类重要的分散体系，对于它的稳定性人们做过大量的研究，但是由于 乳状液中油、水相物质种类、组成、相数量的不同以及乳化剂的不同，乳状液的稳定性差别 很大，因此乳状液稳定性的测定至今没有统一方法。在采油过程中形成的原油乳状液有W/ 0型、0/W型和多重乳状液。由于原油乳状液为黑褐色，不易考察液滴的絮凝和聚并过程，甚 至不能分辨出原油、乳状液的分层，采用一般的乳状液稳定性评价方法误差较大。因此，为 了深入研究乳状液的稳定性、类型、液珠分布及转相规律，有必要研究和建立新的乳状液类 型、稳定性的评价方法，考察乳状液转相的条件。
[0003] 原油乳状液的介电性质对于判断乳状液的类型、稳定性，以及选择破乳方法都十 分重要。常温下纯原油的相对介电常数为2.0~2. 7,纯水的相对介电常数为80。当水珠 分散在原油中形成W/0型乳状液或油珠分散在水中形成0/W型乳状液时，随着分散相体积、 水珠大小和数量的变化，乳状液的相对介电常数将发生改变。Kubo和Nakamura从理论考 虑一个分散体系的介电性质，此种体系是由介电常数为^的小球分散于介电常数为ε。的 介质中所组成的，他们作了下列假设：1)分散相的质点皆是球形的；2)质点上没有净电荷； 3)和整个多相体系的大小比起来，小球的半径是极小的；4)和分子比起来，小球的半径是 很大的，因此分散相和分散介质皆可当作均匀物体，其性质只为它们的介电常数所决定。根 据这些假设，两人导出分散体系的介电常数ε与分散相的体积分数Ψ的关系，但是结果是 一个十分复杂的关系式，并未经过实验验证。乳状液介电常数有关的工作大多数还是基于 理论假设所推导出来的公式，缺乏系统、完整的实验结果来进行验证。
【发明内容】
[0004] 针对上述问题，本发明的其中一个目的是提供一种多极板样品池；本发明的另一 发明目的是提供一种具有灵敏性和稳定性的乳状液特性仪。
[0005] 为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种多极板样品池，其特征在于，该 多极板样品池包括一顶部开口的长方体绝缘池和两个以上的极板，所述长方体绝缘池的四 个侧壁和底部均采用绝缘板，所述长方体绝缘池的任一两个平行内壁上分别等间隔相应粘 贴有两个以上的所述极板，每一所述极板的外端部均设置一连接条，每一所述连接条均延 伸至所述长方体绝缘池外部。
[0006] 优选地，所述绝缘板采用玻璃片。
[0007] 优选地，每一所述极板和连接条均采用铜片。
[0008] -种乳状液特性仪，其特征在于，该乳状液特性仪包括一电源、一振荡电路、一放 大器、一检测器、一计算机和一多极板样品池，所述多极板样品池内设置有乳状液作为电介 质；所述长方体绝缘池两平行内壁上的两相应所述极板构成一电容器，所述振荡电路通过 导线连接所述电容器构成一振荡器，所述振荡器的输出端连接所述放大器的输入端，所述 放大器的输出端连接所述检测器，所述检测器将检测到的振荡频率信号发送到所述计算 机，所述电源用于为所述振荡器、放大器和检测器供电。
[0009] 优选地，所述乳状液为油包水乳状液、水包油乳状液或原油乳状液。
[0010] 本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明的配有多极板样品池 的乳状液特性仪，具有很好的灵敏性和稳定性，可以准确测定稳定的W/0乳状液体系内部 液珠分布、变化过程和乳状液的稳定性，测定液珠的沉降速度。2、本发明采用多极板样品池 可测定不稳定的W/0乳状液内部不同层油水的分布状态，考察乳状液内部水珠的聚并、沉 降过程和油水分层的过程。本发明可以广泛应用在乳状液的性质测定中。
【附图说明】
[0011] 图1为本发明极板的结构示意图；
[0012] 图2为本发明多极板样品池中极板排布示意图；
[0013] 图3为本发明乳状液特性仪原理示意图；
[0014] 图4为本发明去离子水F值随时间变化曲线示意图；
[0015] 图5为本发明模拟水F值随时间变化曲线示意图；
[0016] 图6为本发明含水率10%乳状液特性曲线示意图；
[0017] 图7为本发明含水率90%乳状液特性曲线不意图；
[0018]图8为本发明原油/地层模拟水乳状液F值随时间变化曲线示意图。
【具体实施方式】
[0019] 以下结合附图来对本发明进行详细的描绘。然而应当理解，附图的提供仅为了更 好地理解本发明，它们不应该理解成对本发明的限制。
[0020] 如图1、图2所示，本发明提供的多极板样品池，包括一顶部开口的长方体绝缘池 和两个以上的极板，长方体绝缘池的四个侧壁和底部均采用绝缘板，长方体绝缘池的任一 两个平行内壁上分别等间隔相应粘贴有两个以上的极板1，每一极板1的外端部均设置一 连接条2,每一连接条2均延伸至长方体绝缘池的外部使用时与导线连接。
[0021] 在一个优选的实施例中，绝缘板可以采用厚度为2mm的玻璃片。
[0022] 在一个优选的实施例中，长方体绝缘池的底部可以采用边长为28mm的正方形，长 方体绝缘池的高度可以为124_。
[0023] 在一个优选的实施例中，极板1和连接条2均可以采用厚度为0. 5mm的铜片。
[0024] 在一个优选的实施例中，长方体绝缘池的两个平行内壁分别等间距粘贴有6个极 板1，每一极板1均可以采用504胶粘贴在长方体绝缘池的内壁。
[0025] 下面通过具体实施例详细说明本发明的多极板样品池的制作过程，本实施例中制 作材料为：极板采用〇. 5mm厚铜片以及绝缘板采用2mm厚玻璃片，具体制作过程为：
[0026] 1)根据图1的形状用剪刀剪出长22mm、宽16mm的铜片12片，铜片留有长20mm的 连接条2作为测试点接头。
[0027] 2)用玻璃刀切割出长124臟、宽28mm玻璃片以及两片长124臟、宽22mm的玻璃片。
[0028] 3)将6片铜片以每片间隔2mm的距离均匀的用504胶粘在宽28mm的一片玻璃片 上，并在铜片的另一面涂上一层504胶；将另外6片铜片粘在另一片宽28mm的玻璃片上，并 将铜片的另一面涂上一层504胶，504胶的厚度可以为0. 5mm~2mm。
[0029] 4)将粘有铜片的两片玻璃片与另外两片宽22mm的玻璃片用504胶粘成一个长方 体绝缘池，并用另外一片玻璃片将长方体绝缘池的底部封闭作为长方体绝缘池底部。如图 2所示，从长方体绝缘池底部至下向上极板的编号依次为1-6号，此时得到的多极板样品池 总体积约40mL。
[0030] 如图3所示，基于本发明的多极板样品池，本发明还提供了一乳状液特性仪，包括 一电源3、一振荡电路4、一放大器5、一检测器6和一计算机7,乳状液放置在多极板样品池 内作为电介质，设置在长方体绝缘池两平行内壁的两相应极板1构成电容器，电源3用于为 所有用电器件供电，振荡电路4的两输入端分别连接经穿出长方体绝缘池两平行内壁的相 应导线两端（即振荡电路的两输入端分别连接由极板构成的电容器）构成振荡器，振荡器 的输出端连接放大器5的输入端对振荡频率信号进行放大，放大器5将放大信号发送到检 测器6,检测器6将检测到的振荡频率信号发送到计算机7进行数据处理得到乳状液特性参 数，其中，乳状液可以为油包水乳状液、水包油乳状液或原油乳状液。
[0031] 利用乳状液特性仪测定的是F值，其物理意义为"频率"，该乳状液特性仪的基本 原理是改变电容器的电容量可改变振荡频率，而多极板样品池中的乳状液油水比例、液珠 大小的变化等会改变电容量。一般情况下，通过调整电容器的电容可改变振荡器的频率，在 电容器的电容量发生微小变化的情况下，振荡器的频率将产生大幅度的变动，电路的特性 将产生灵敏的变化。振荡器的振荡频率可由频率计检测和记录，通过计算机处理检测的数 据输出特性参数。将装有乳状液的多极板样品池制造成为一个电容器，由乳状液作为电介 质，当乳状液中液珠大小及其分布发生变化时，或油水发生相分离时，乳状液的介电特性将 发生变化，并进一步导致电容和和电路特性的变化，根据电路特性的变化可以测定乳状液 的稳定性、类型、液珠分布以及考察乳状液的转相条件等。
[0032] 下面通过各实施例详细说明采用本发明的乳状液特性仪对乳状液特性性质进行 测定的方法，具体为：
[0033] 实施例1:含有多极板样品池的乳状液特性仪灵敏性测定
[0034] 1)实验条件
[0035]油相：15#白油；煤油；孤东原油；模型油（将孤东原油用煤油稀释5倍，为模型 油）；水相：去离子水；模拟水；温度：室温；模拟水组成见表1 :
[0036] 表1模拟水离子组成（mg/L)
[0037]
[0038] 2)乳状液特性仪的操作方法
[0039] 分别量取40mL的各种水相和油相，注入干净的多极板样品池，静置5分钟，接通含 有多极板样品池的乳状液特性仪，并开始计时。测定时间为60分钟，记下0、10分钟、20分 钟、30分钟、40分钟和60分钟时6个极板的F值，以时间为X轴，不同极板不同时刻的F值 为Y轴作图。
[0040] 从表2和表3中可以看出，从油到水，虽然介电常数只变化了几十个单位，各个极 板测得的F值却变化了3000多个单位，说明含有多极板的乳状液特性仪的灵敏度是相当高 的。
[0041] 表2去离子水、白油测定结果 [00421
[0043] 注：F值为60分钟时测定值。
[0044] 表3模拟水、模拟油和原油测定结果
[0045]
[0046]
[0047] 注：F值为60分钟时测定值。
[0048] 实施例2:含有多极板样品池的乳状液特性仪稳定性和重复性测定
[00