Вещество для ЯМР исследований водородсодержащих образцов горных пород Советский патент 1992 года по МПК G01N24/08 

сл

С

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.%: М(МОз)2 1,4- 17,5, Со(МОз 2,5-15,5 и Н20-остальное. 1 табл.

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 перового флюида.

Однако гетерогенность свойств, сложность получения заданных характеристик ограничивают возможности и область применения указанных эталонов.

Известно применение эталонов веществ на базе резиновых, каучуковых, ла- тексных и других полимерных соединений.

Однако их применение ограничено вследствие дестабилизации исходных

свойств, невоспроизводимости и узким диапазоном стандартизуемой ЯМР характеристики.

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

о

о

металлов содержит азотнокислые соли никеля и кобальта при следующем соотношении компонентов, мас.%: нитрат никеля (М(МОз)2 1,4-17,5; нитрат кобальта (Со(МОз)22,5-15,5; 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 осно- вано 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 ре- лаксационные 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 Ti водного раствора нитрата никеля растет, а время TI 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 ЯМР находится в пределах+10-+40°С.

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 оптимальной для реализации поставленной цели - получения термостабильного вещества - смесью нитратов никеля и кобальта в водном растворе является их соотношение, мас.%: 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 Ti 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-фильтраци- онных (коллекторских) свойств горных пород, что в конечном счете способствует сокращению трудовых и временных затрат.

Формула изобретения Вещество для ЯМР исследований водородсодержащих образцов горных пород на основе водных растворов солей металлов,

отличающееся тем, что, с целью повышения термостабильности его характеристик, в качестве солей металлов оно содержит азотнокислые соли никеля (М(ЫОз)2 и кобальта (Со(ЫОз)а при следующем сротношении компонентов, мас.%:

Ni(NOs)21,4-17,5;

Со(МОз)22,5-15,5;

Водаостальное,

при этом соотношение ионов никеля и кобальта находится в пределах 0,5-1,2.