Вещество для ямр исследований водородсодержащих образцов горных пород
Изобретение относится к области использования ЯМР в физической химии, биофизике , петрофизике, в частности к области гидрои нефтегазовой геологии и геофизики . Цель изобретения - повышение термостабильности характеристик веществ. Вещество на базе водного раствора азотнокислых солей парамагнитных металлов предназначается для применения при ЯМР исследованиях свойств горных пород и пластовых флюидов. Для приготовления и использования по назначению такого вещества применяются компоненты в следующем соотношении, мас.%: М(МОз)2 1,4- 17,5, Со(МОз 2,5-15,5 и Н20-остальное. 1 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК.
1716410А1 (я)5 G 01 N 24/08
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ вЂ” --1 4 !
О,, фь.
C) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4747062/25 (22) 07.09.89 (46) 29.02.92. Бюл. N- 8 (71) Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт геологических, геофизических и геохимических информационных систем (72) В,И.Чижик, Я.Л.Белорай, В.И.Михайлов, В.Д,Нере тин и Ю.С.Чернышев (53) 538.113 (088.8) (56) Руководящий документ МНП СССР РД
39 †4 †1070, М., 1984.
Методические указания по применению
МУ 41 — 06-62-84, М.: ВНИИЯГГ, 1984. (54) ВЕЩЕСТВО ДЛЯ ЯМР ИССЛЕДОВАНИЙ ВОДОРОДСОДЕРЖАЩИХ ОБРАЗЦОВ ГОРНЫХ ПОРОД
Изобретение относится к использованию ядерного магнитного резонанса (ЯМР) в физхимии,. биофизике, петрофизике, в частности к гидро- и нефтегазовой геологии и геофизике.
Известно использование в качестве компарационных ЯМР эталонов естественных или искусственно приготовленных образцов горных пород различного состава, структуры и насыщения с разными релаксационными характеристиками порового флюида.
Однако гетерогенность свойств, сложность получения заданных характеристик ограничивают возможности и область применения указанных эталонов.
Известно применение эталонов веществ на базе резиновых, каучуковых, латексных и других полимерных соединений, Однако их применение ограничено вследствие дестабилизации исходных (57) Изобретение относится к области использования ЯМР в физической химии, биофизике, петрофизике, в частности к области гидро- и нефтегазовой геологии и геофизики. Цель изобретения — повышение термостабильности характеристик веществ.
Вещество на базе водного раствора азотнокислых солей парамагнитных металлов предназначается для применения при ЯМР исследованиях свойств горных пород и пластовых флюидов. Для приготовления и использования по назначению такого вещества применяются компоненты в следующем соотношении, мас.,Д: й!(КОЗ)2 1,4—
17,5, Со(КОЗ) 2,5-15,5 и Н20 — остальное. 1 табл. свойств, невоспроизводимости и узким диапазоном стандартизуемой ЯМР характеристикии.
Наиболее близким к предлагаемому, является вещество для проведения ЯМР исследований водородсодержащих образцов горных пород и флюидов на основе водных растворов солей металлов (соли сернокислой меди).
Однако временная и температурная нестабильность такого рода эталонов. ограничивают их использование для проведения
ЯМР исследований горных пород и флюидов, Цель изобретения — повышение термостабильности характеристик вещества, указанная цель достигается тем, что известно вещество для проведения ЯМР исследований водородсодержащих образцов горных пород и флюидов на основе водных растворов солей металлов в качестве солей
1716410
50 металлов содержит азотнокислые соли никеля и кобальта при следующем соотношении компонентов, мас.%: нитрат никеля (М(ЙОз)г 1,4 — 17,5; нитрат ко бал ьта (Со(ИОз)г 2,5 — 15,5; вода — остальное, причем соотношение ионов никеля к ионам кобальта находится в пределах от 0,5 до 1,2.
Использование предлагаемого вещества для достижения поставленной цели основано на установленной зависимости релаксационной характеристики водного раствора от состава и концентрации ионов металлов в растворе; комплексной форме составляющих компонентов композиции (смеси) исходного раствора солей металлов; противоположном характере температурной зависимости одномолярных водных растворов азотнокислых солей никеля и кобальта; установленной экспериментальной аддитивности влияния обеих солей в водном растворе на протонную релаксацию в диапазоне их концентрации 0,02 — 1 моль на
1 л Воды.
Результаты исследований представлены в таблице.
Согласно результатам проведенных экспериментальных исследований, представленным в таблице, установлено, что релаксационные зависимости разных концентраций нитратов никеля и кобальта в водном растворе существенно различаются (почти в 5 раз) температурные зависимости релаксационныххарактеристик водных растворов нитратов никеля и кобальта противоположны: с ростом температуры время спин-решеточной релаксации Т водного раствора нитрата никеля растет, а время Т раствора нитрата кобальта той же композиции уменьшается; термостабильность релаксационной характеристики водного раствора азотнокислых солей никеля и кобальта в рабочем диапазоне температур отмечается. при содержании составных компонентов вещества, мас. : нитрат никеля 1,4 — 17,5, нитрат кобальта 2,5-15,5, вода — остальное, при соотношение ионов никеля к ионам кобальта 0,5-1,2; рабочий диапазон изменения температуры образца горной породы в датчике релаксометра SIMP находится в п редел ах +10-+ 40 С, 5
Набор оптимальных соотношений ингредиентов данного вещества основан на результатах экспериментальных исследований релаксационных,концентрационных, температурных и других характеристик водных растворов нитратов никеля и кобальта в отдельности и в смеси.
Анализ приведенных экспериментальных результатов показал (см. табл.), что оптимал ьной для реализации поставленной цели — получения термостабильного вещества — смесью нитратов никеля и кобальта в водном растворе является их соотношение, мас.ф>. нитрата никеля 1,4 — 17,5; нитрата кобальта 2,5-15,5; вода — остальное, при ионном соотношении никеля к кобальту 0,5—
1,2 при концентрации 0,02 — 1 моль на 1 л воды, обеспечивающее температурную стабильность значений времени Т> спин-решеточной релаксации стандартного образца в диапазоне +10-+ 42 С, Применение предлагаемого вещества в качестве стандартного образца для ЯМР исследований водородсодержащих образцов горных пород и водородсодержащих флюидов обусловлено низкой стоимостью его компонентов, эксплуатационной надежностью, температурно-временной стабильностью, а следовательно, точностью измерений ЯМР характеристик и, соответственно, определения емкостно-фильтрационных (коллекторских) свойств горных пород, что в конечном счете способствует сокращению трудовых и временных затрат.
Формула изобретения
Вещество для SIMP исследований водородсодержащих образцов горных пород на основе водных растворов солей металлов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения термостабильности его характеристик, в качестве солей металлов оно содержит азотнокислые соли никеля (Nl(NOa)z и кобальта (Со(ИОз) при следующем соотношении компонентов, мас.%;
NI(NOS)2 1,4 — 17,5;
Со(ИОз) 2,5 — 15,5;
Вода остальное, при этом соотношение ионов никеля и кобал ьта находится в и редел ах 0,5 — 1,2.
1716410
Соотношение компонентов, мас.
Время релаксации Т, мс, при темпеат е С
Соотношение Ni/Со
Ni ФОз
Со NO
НгО
18
10
Составитель В.Воронов
Техред М.Моргентал Корректор М.Максимишинец
Редактор С.Лисина
Заказ 608 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
1,1
1,2
1,3
1,4
1,5
1,6
68,1
68,3
68,5
68,7
68,8
68,8
68,9
68,9
69.0
69,0
69,1
69,2
69,4
69,6
69,8
70,1
68,3
68,5
68,6
68,7
68,8
68,8
69,9
68,9
68,9
69,0
69,0
69,0
69,1
69,1
69,2
69,2
74,1
72,9
71,4
70,4
69,8
69,4
69,1
68,9
68,8
68,7
68,5
68,2
67,7
67,2
66,6
66,0
0,01
0,10
0,30
0,70
1,4
2,2
3,6
5,1
7,5
10,5
13,5
17,5
22,0
27,5
33,5
40,5
0,09
0,36
0,85
1,55
2,5
3,6
4,9
6,5
8,5
10,5
12,5
15,5
18,0
21,0
24,0
27,0
99,9
99,5
98,8
97,7
96,1
94,2
91,5
88,4
84,0
79,0
74,0
67,0
60,0
51,5
42,5
32,5
