Оптический датчик рн

011565 Изобретение относится к оптическому датчику рН для использования в стволе скважины и соответствующим методам анализа флюидов, произведенных в подземных формациях. Более определенно, изобретение относится к оптическому датчику рН, прикрепленному к буровой трубе, проводной линии связи и/или каротажным приборам для анализа in situ потоков, произведенных в подземных формациях. Уровень техники Анализ образцов представителей скважинных флюидов - важный аспект определения качества и промышленной стоимости углеводородной формации. По мере того, как развивалась технология добычи нефти и газа и природоохранные законодательства становились более строгими, новые требования налагались на промышленность, чтобы определить более рентабельные методы проверки продуктивного пласта. Ведущий пример такой проверки - прогнозирование, мониторинг, предотвращение и удаление коркообразования. Ключевым требованием, которое прямо относится к первым трем операциям, является in situ измерение рН, вместе с концентрацией критических ионов, в водных скважинных флюидах. В частности, оперативное измерение рН предложит ценное прогнозирование инициирования зародышеобразования, которое, в конечном счете, приводит к макроскопическому коркообразованию. Кроме того, в постоянном режиме in situ обнаружения сероводорода H2S часто предварительным требованием является, чтобы рН среды был известен, чтобы полная неорганическая сера могла быть выведена на основе термодинамического равновесия. В текущей эксплуатации анализ скважинных флюидов получают кабельным зондированием с помощью опробывателя пласта, такого как прибор MDT (Schlumberger Oilfield Services). Однако в последнее время предложено анализировать скважинные флюиды либо датчиками постоянно или почти постоянно, установленными на(в) стволе скважины, либо одним или больше датчиками, смонтированными в бурильной колонне. Последний метод, будучи успешно осуществлен, имеет преимущество получения данных во время бурения, в то время как первый метод может обеспечить дополнительную ценность как часть системы контроля скважин и углеводородов, добытых из них. Чтобы получить оценку состава скважинных флюидов, MDT приборы используют оптический зонд,чтобы оценить количество углеводородов в образцах, забранных из формации. Другие датчики используют измерения удельного сопротивления, чтобы различить различные компоненты флюидов формаций. Общие скважинные измерительные приборы для применения на нефтяных месторождениях известны. Примеры таких приборов найдены в патентах США 6023340, 5517024 и 5351532 или в заявке на международный патент 99/00575. Быстрое и достоверное измерение рН в скважинных условиях, то есть при повышенных температуре и давлении и в присутствии многофазных флюидов, представляет огромную проблему для существующих методик типа потенциометрического измерения электродвижущей силы, основанной на стеклянных электродах, вследствие их недостаточной устойчивости и трудности граничного восстановления. Хотя их отклик на изменение ионного состава намного более быстрый, чем в потенциометрических методах, обычные колориметрические методы, использующие гомогенные реакции с индикаторными красителями, часто страдают от отсутствия точности. Измерение рН - это технология с большим стажем. Главные методы - это колориметрия и потенциометрия, в то время как большинство методов, существенных для настоящей работы, включают улавливание молекул красителя в толстые полимерные пленки. В обзорной статье Cammann выделил современный объем и направления будущего развития оптических химических датчиков, в частности для применения рН датчиков, в K. Cammann, "Optrode quo vadis", Sensors and Acutators B, 51, 1 (1998), в то время как Spichiger-Keller представил фундаментальные принципы оптических химических датчиков в(259-320), Wiley-VCH, Weinheim, 1998. Кроме захвата в пленки, применяются разные другие методы, основанные на физической и химической адсорбции, чтобы иммобилизовать активные (изменяющие цвет) частицы. Известные методы включают золь-гель процессы или бифункциональные реагенты, чтобы связать активные частицы с твердым субстратом. Если оптические датчики применяют, чтобы измерить отклик датчика на освещение, могут использоваться измерения поглощения или пропускания света. Во многих случаях контролируют сигналы флюоресценции. Как известно, альтернативно используют измерение исчезающего света или полное внутреннее отражение (ПВО), чтобы обнаружить изменение в оптических свойствах активных частиц. Другой возможный механизм детектирования основан на поверхностном плазмонном резонансе (ППР). Многие из вышеупомянутых методов используются вместе с волоконной оптикой, чтобы соединить со светом в систему и связать источник света, датчик и оптический детектор. В модифицировании кремнистой или металлоксидной поверхности одним использованным способом является дериватизация бифункциональными силанами, то есть силанами, имеющими первую функциональную группу, дающую возможность ковалентного связывания с поверхностью (часто Si-галоген или Si-алкоксигруппы, как в -SiCl3 или -Si(OCH3)3, соответственно), и вторую функциональную группу,которая может придать желательные химические и/или физические изменения поверхности. Этот способ,в общем, упоминается как введение силильной группы (силилирование).-1 011565 Силилирование использовалось для оптического детектирования рН и, например, описано F. Baldini и С. Bracci, "Optical-fibre sensors by silylation technique", Sensors and Acutators B, 11, 353 (1993), с применением бромфенолового синего в качестве хромофора, иммобилизованного на стеклах с регулированным размером пор (СРП). Калибровка рН датчика - стимулирующая проблема. В одном известном подходе независимую от рН длину волны контролируют, зондируя длины волн, где захваченный краситель-индикатор показал максимальную прозрачность. В дополнение к длине волны, где зондируют изменение концентрации определяемого вещества, была зондирована другая длина волны, которая не затрагивается измерением, но зависит от других внутренних изменений в остальной части системы, такой как колебание источника света и/или изменения в режиме оптоволоконной передачи. Последние изменения являются общими при обеих длинах волн и могут, следовательно, быть игнорированы. Датчик рН, разработанный, по существу,с использованием физически адсорбированного метиленового голубого на конце световода, привел к довольно широкому интервалу рН 3-10 с разрешающей способностью 0,015 единиц. Дополнительное преимущество этого подхода "без калибровки" - ослабленная температурная зависимость результирующего устройства, обусловленная сходным коэффициентом индивидуальных молярных адсорбционных способностей. Хотя методики являются зрелыми и эффективными в их собственном праве, ни одна из этих вышеупомянутых методик не способна прямо применяться при повышенной температуре, высоком давлении и сложных химических составах. Устройство, которое в состоянии функционировать в условиях, наиболее близко напоминающих те, которые встречаются в нефтедобывающей промышленности, было in situ датчик рН для гидротермальных жидкостей, как сообщают K. Ding и W.E. Seyfried, Jr., "Direct рН measurement ofNaCl-bearing fluid with an in situ sensor at 400C and 40 MPa", Science, 272, 1634 (1996). Используя цирконийоксидную мембрану, стабилизированную оксидом иттрия, как рабочий электрод, они измерили изменение потенциалов в результате изменения рН в сверхкритических условиях. Но этот подход страдает от медленного времени срабатывания (20 мин) и отсутствия стабильности, когда электрод сравненияAg/AgCl находится в прямом контакте с флюидами. Кроме того, Gervais и другие сконструировали датчик рН, используя флуоресцеиновый индикатор, который в состоянии функционировать при давлении 250 МПа, как описано в М. Hayert, J.-M. Perrie-Cornet и Р. Gervais, "A simple method for measuring the рНof acid solutions under high pressure", J. Phys. Chem. A., 103, 1785 (1999). Измерение рН в условиях ствола скважины делается еще более сложным из-за вызванной давлением диссоциации слабых кислот. Например, нейтральная вода испытывает сдвиг приблизительно -0,73 рН/100 МПа. Совсем недавно метод измерения рН в скважинных условиях был описан в опубликованной международный заявке WO 2004/048969 А 1. Краситель добавляют к образцу, взятому скважинной системой контроля, подвешенной в стволе скважины на кабеле. Изменение цвета красителя контролируют соответствующим спектральным анализатором, и оно может показывать, например, рН флюида образца. В то время, как имеются многочисленные примеры оптических датчиков рН в других технических областях, таких как физиологическое применение, в нефтедобывающей промышленности отсутствует простой и крепкий датчик измерения рН в скважинных условиях. Следовательно, задача настоящего изобретения состояла в обеспечении измерения рН при высоком давлении и/или высоких температурах. Другая задача настоящего изобретения состояла в обеспечении скважинных датчиков и методов детектирования рН. Сущность изобретения Изобретение описывает систему детектирования рН, основанную на химической иммобилизации мономолекулярного слоя хромофорных индикаторов с однородной ориентацией на прозрачном субстрате через двухстадийную схему взаимодействия. Химия связывания основана на бисилановых реагентах,особенно бифункциональных кремнийорганических реагентах, где одна концевая функциональная группа самостоятельно присоединяется к субстрату и образует сшитую сетку, которая стабилизирует эти молекулы, в то время как другая силановая группа доступна для связывания целевых индикаторов-красителей. Изменения в УФ или видимых спектрах индикаторов, таких как УФ или видимые спектры, в результате изменения рН, зондируют, предпочтительно на спектрометре, чтобы контролировать усиленный сигнал полного внутреннего отражения оптической плотности. В предпочтительном варианте применяют мембраны молекулярного уровня, чтобы легко влиять на смачиваемость поверхности водой или углеводородной фазой, предоставляя дополнительную защиту от загрязнения реакционноспособным центрам. Схема детектирования устроена так, чтобы иметь малую температурную зависимость и зависимость от концентрации индикатора или длины оптического пути элемента внутреннего отражения (ЭВО). Такая система может быть смонтирована в соответствующий прибор для непрерывного измерения рН и полученных из него других частиц или соединений, таких как PCO2, в скважинных флюидах в любом кабельном и/или каротажном процессах. Предпочтительно смонтированный как прочный прибор без движущихся частей, такой датчик может быть легко интегрирован в бурильную колонну, прибор для контроля действующих скважин и при-2 011565 бор опробователя пласта в скважине без обсадных труб, такой как MDT прибор Шлюмберже. Эти и другие особенности изобретения, предпочтительные варианты и их варианты, возможные приложения и преимущества станут оцененными и понятыми специалистам в технике из следующего подробного описания, приложенных фигур и формулы изобретения. Краткое описание чертежей Фиг. 1A-1D поясняют приготовление прозрачного носителя с пленкой покрытия хромофоров в соответствии с примером изобретения; фиг. 2 показывает элементы датчика в соответствии с примером изобретения; фиг. 3 показывает спектры поглощения при различных уровнях рН; фиг. 4 - график калибровочной кривой, использующий соотношение двух пиков поглощения света в спектрах (А 575/А 440) фиг. 3; фиг. 5 - вид в перспективе и частичный разрез датчика в соответствии с примером настоящего изобретения в скважинном приборе; фиг. 6 поясняет пример датчика в соответствии с изобретением как часть кабельного контрольного прибора в стволе скважины; фиг. 7 показывает ствол скважины и низшую часть бурильной колонны, включая оборудование низа бурильной колонны с датчиком в соответствии с изобретением; и фиг. 8 показывает датчик, расположенный ниже по потоку расходомера типа Вентури в соответствии с изобретением. Подробное описание изобретения Концентрация протонов в водной среде возникает из химического равновесия молекул воды, представленного в уравнении 1, а определение рН дается в уравнении 2: Изменение цвета красителей при реакции с кислотами и/или щелочами - одно из самых старых наблюдений в химии. Изменение цвета следует из перегруппировки молекул индикатора, когда ионы водорода (частично) освобождаются или присоединяются. Типичные молекулы индикатора или хромофоры имеют две таутомерные формы, причем каждая имеет разный спектр поглощения. По мере того, как рН раствора изменяется, относительный размер пика оптического поглощения каждого таутомера изменяется пропорционально изменению относительной концентрации двух индивидуальных форм. Настоящее изобретение использует уникальный подход для модификации границы раздела, то есть использует бифункциональный кремнийорганический реагент. В примере применяют алкильную цепь,оканчивающуюся на каждом конце группой формулы -SiX3, где X может быть алкоксигруппа (например,-ОМе или -OEt) или галоген (например, -Cl или -Br). Как показано в фиг. 1 А, одна концевая функциональная группа связывается с поверхностью прозрачного субстрата или носителя 10, например стекла, обработанного смесью серной кислоты и пероксида водорода, чтобы увеличить число реакционноспособных центров (-ОН). Поверхность 10 затем подвергают действию бифункционального силана 11 с концевой алкоксигруппой MeO)3). На фиг. 1 В показан силан, связанный с поверхностью. Химия механизма связывания,как полагают, следует реакции где X обозначает одну из концевых групп. Другая функциональная группа (-) затем связывается с хромофором 12 по реакции конденсации с его гидролизуемой группой. Такие силановые реагенты, вовлеченные в образование ковалентных связей,осуществляют мост между неорганическими поверхностями и органическими частицами и устойчивы в тепловых и во временных условиях. Обыкновенные связи силана, как известно, сохраняются при темпратуре до 500 С в водяном паре в течение 1000 ч. Эффективное покрытие силановыми реагентами на поверхности раздела обеспечивает заметное улучшение свойств структуры и, следовательно, существенно увеличивает срок службы слоя модификации, приводя, в конечном счете, к весьма улучшенной долговременной стабильности в жестких условиях. Эти свойства описаны, например, G.B. Harper, "Reusableglass-bound рН indicators", Anal. Chem., 47, 348 (1975). В примере фиг. 1 С активной частицей или хромофором 12 фиг. 1 В является фенолсульфонфталин,также называемый феноловым красным. Молекулы фенолового красного химически иммобилизованы с однородной ориентацией как монослой на поверхности раздела. Следует понимать, что много подобных хромофоров известны в технике, и использование хромофоров, кроме фенолового красного, в целях этого изобретения рассматривается просто как вопрос адаптации. Адаптация поверхности 10 для определенной цели может быть далее увеличена. В примере фиг. 1D добавляют молекулярные (масштаб) мембраны, чтобы обеспечить эффективную защиту хромофоров 12. Граничная смачиваемость изменяется в отношении определенной фазы. Например, длинноцепочечные молекулы 13, заканчивающиеся полиэтиленгликолем, и соадсорбированные рядом с индикатором, и обычно (вытянутые) на расстоянии 9-16 нм, приводят к сильно гидрофильной поверхности. Аналогично,-3 011565 гидрофобность может быть получена при использовании чисто углеводородных цепей, заканчивающихся метильными группами. В дополнение, чтобы улучшить методику отбора в целевой фазе, эти мембраны 13 также предоставляют эффективную защиту реакционноспособных центров от загрязнения. Как показывают эксперименты, граничные хромофоры остаются функциональными после воздействия расширенной флегмы с температурой до 160 С в смеси сырой нефти, высокоминерализованной воды, поверхностно-активного вещества и твердых частиц. Мономолекулярно наслоенные граничные структуры, созданные в соответствии с изобретением,исследованы с применением оптической системы, такой как спектрофотометр, показанный на фиг. 2. Прибор зондирует изменение в оптическом поглощении в режиме внутреннего отражения. Таким образом,свет 24 от соответствующего источника света (например, светоизлучающего диода, не показан) генерирует внутренне отраженные оптические волны 241, распространяющиеся через носитель 20 и его модифицированную поверхность раздела. Амплитуда исчезающей волны света затухает экспоненциально с расстоянием от поверхности раздела, и, следовательно, чувствительность ограничивается в пределах тонкого поверхностного слоя. Глубина проникновения, определяемая как расстояние, где интенсивность исчезающих колебаний падает до е-1 от его величины на поверхности раздела, дается как приведено ниже: где 1 (=0/n1) - длина волны падающего света, входящего в оптическое окно (среда 1, оптически более плотная) под углом , и 0 - его длина волны в вакууме, в то время как n - это отношение показателей преломления n2/n1. Число контактных отражений в пределах элемента внутреннего отражения задается формулой где L - длина оптического окна или носителя 20 и t - его толщина. Химия модификации поверхности и оптическая юстировка устроены таким образом, что химические изменения в ходе измерения хорошо преодолеваются распространяющейся исчезающей волной и захватываются оптическим детектором 25. Эти приборы быстро отвечают на химические реакции на поверхности раздела вследствие отсутствия помехи, вызванной обычной защитной мембраной. В примере фиг. 3 измеряют отношение поглощения двух полос, которые представляют протонированную и депротонированную формы красителя, соответственно. Спектры фиг. 3 сняты при рН 3,3, 4,8, 6,6, 8,5 и 9,7, соответственно. С ростом рН поглощение при 440 нм уменьшается, в то время как поглощение при 575 нм увеличивается. Используя безразмерное отношение А(575)/А(440), измерение рН сделали нечувствительным к абсолютным значениям концентрации хромофора или длины оптического пути. Этот подход приводит к измерениям, независимым от полной концентрации красителя и длины оптического пути прибора; измерения также показывают пониженную температурную зависимость. Как показано в графике фиг. 4, оказывается, что измерение отношения двух разных полос приводит к почти линейному динамическому интервалу pKa 3,5 единицы для производного фенолфталеина. Измерение рН может быть легко использовано, чтобы измерить концентрацию другой частицы, такой как CO2, другой важной частицы в скважинных флюидах, согласно следующей формуле: где K1 - кажущаяся константа кислотности, [CO2] - полная концентрация всех карбонатных частиц и свободного диоксида углерода, коэффициент 0,049 (моль/л) - обратный мольный объем при нормальных условиях,- коэффициент поглощения Бунзена и PCO2 - парциальное давление в барах. Альтернативная температурно-зависимая формула: где [HCO3-] измеряют в мг/л, PCO2 - в psi и Т - в F. Сборка датчика 50, использующая конфигурацию электродов, как показано на фиг. 2, может быть соединена с каналом 53 способом, показанным на фиг. 5. Корпус 51 датчика установлен в концевой части отверстия 52. Корпус несет оптическую поверхность раздела 511 с хромофорами и контактами 512, которые обеспечивают точки соединения для подачи питания и прохождения сигнала из датчика и в датчик через малый канал 521 в нижней части отверстия 52. Уплотнительное кольцо 513 защищает контактные точки и электронику от скважинного флюида, который проходит в условиях эксплуатации через канал 53 образца. Активная поверхность может быть прямо подвергнута действию потока флюида жидкости, или альтернативно и как показано, проницаемая мембрана 514 может защитить оптическую поверхность раздела 511 от прямого контакта с флюидом, проходящим через канал 53. Датчики по настоящему изобретению, такие как описаны в примере фиг. 5 или его альтернативах,могут использоваться в разных измерениях, некоторые из которых описаны ниже более подробно. Следующие разные возможные скважинные применения нового датчика описаны с отсылкой к фиг. 6-8. На фиг. 6 показан прибор опробования пласта 610, удерживаемый на кабеле 612 в стволе скважины 614. Прибор 610 - это хорошо известный модульный динамический тестер (МДТ) (MDT, торговая маркаShlumberger), как описано в находящихся в собственности патентах США 3859851 от Urbanosky, 3780575-4 011565 от Urbanosky и 4994671 от Safinya и др., причем этот известный тестер модифицируют введением датчика 616, как описано подробно выше (фиг. 5). Модульный динамический тестер включает корпус 620 приблизительно 30 м длины, и содержащий главный канал шины или трубопровод 622. Аналитический прибор 616 сообщается с трубопроводом 622 через отверстие 617. В дополнение к новой системе датчика 616, прибор контроля включает оптический анализатор 630 флюида в более низкой части трубопровода 622. Поток через трубопровод 622 управляется посредством насоса 632, расположенного ближе к верхнему концу трубопровода 622. Гидравлические плечи 634 и противоплечи 635 присоединены внешне к корпусу 620 и несут наконечник зонда 636 отбора для отбора флюида. Основание наконечника зонда 636 изолировано от ствола скважины 614 уплотнительным О-образным кольцом 640 или другими уплотняющими устройствами, например пакерами. Перед завершением скважины модульный динамический тестер опускают в скважину на кабеле 612. После достижения целевой глубины, то есть слоя 642 формации, который должен быть отобран,гидравлические плечи 634 выдвигаются, чтобы соединить наконечник зонда 636 отбора с формацией. Уплотнительное кольцо 640 в основании зонда 636 отбора образует затвор между стороной 644 ствола скважины и формацией 642, в которую введен зонд 636, и предотвращает набор зондом 636 флюида прямо из буровой скважины 614. Как только зонд 636 отбора введен в формацию 642, электрический сигнал передается по кабелю 612 с поверхности на запуск насоса 632 и систем 616 и 630 датчика, чтобы начать отбор образцов флюида из формации 642. Датчик 616 приспособлен измерять концентрацию протонов в потоке формации. Сосуд (не показан) в приборе МДТ может быть заполнен первоначально калибровочным раствором,чтобы гарантировать in situ (скважинную) калибровку датчиков. Модуль МДТ может также содержать резервуар большего объема для калибровочного и (или) чистящего раствора, который может периодически прокачиваться через объем датчика с целью повторной калибровки и очистки. Дальнейшее возможное применение нового датчика преобразователя и разделительной системы находится в области скважинных измерений в процессе бурения (СИПБ) (measurement-while-drilling,MWD). Принцип СИПБ известен и раскрыт в обширном количестве литературы, включая, например,патент США 5445228, озаглавленный "Method and apparatus for formation sampling during the drilling of ahydrocarbon well". На фиг. 7 показаны ствол скважины 711 и низшая часть бурильной колонны 712, включая оборудование 710 низа бурильной колонны (ОНБК) (забойная компоновка бурильной колонны, ЗКБК) (bottomhole-assembly, BHA). Забойная компоновка бурильной колонны несет на вершине буровую коронку 713. Она также включает воротник, который используют, чтобы монтировать дополнительное оборудование,такое как переводник 714 телеметрии и переводник 715 датчика. Переводник телеметрии обеспечивает телеметрическую связь с поверхностью, например, через гидроимпульсную скважинную телеметрию. Переводник датчика включает новый датчик рН 716, как описано выше. Элементы датчика 716 собирают флюиды из ствола скважины и, следовательно, из нефтеносных слоев, таких как слой 742, через малую канавку 717, защищенную от обломков породы и других частиц металлической сеткой. Во время бурения флюид ствола скважины входит в канавку 717 и затем анализируется с использованием элемента датчика 716. Результаты передаются от элемента сбора информации в элемент 714 телеметрии, преобразуются в сигналы телеметрии и передаются на поверхность. Третье применение иллюстрируется на фиг. 8. Оно показывает расходомер 810 типа Вентури, также известный в промышленности и описанный, например, в патенте США 5736650. Установленный на лифтовой или эксплуатационной колонне 812, расходомер установлен в скважине 811 с проводным соединением 813 с поверхностью согласно известным способам, раскрытым, например, в патенте США 5829520. Расходомер, по существу, состоит из сужения или горловины 814 и двух отверстий для индикатора давления 818 и 819, расположенных обычно на входе и в положении максимального сужения, соответственно. Обычно расходомер Вентури комбинирован с денсиметром 815, размещенным выше или ниже по потоку. Новый датчик 816 рН предпочтительно расположен ниже по потоку от Вентури, чтобы использовать эффект смешения, который Вентури имеет на потоке. Канавка 817, защищенная металлической сеткой, обеспечивает вход в элемент. В течение добычи скважинный флюид входит в канавку 817 и затем анализируется датчиком 816. Результаты передаются от элемента сбора информации до поверхности по проводу 813. Датчик по настоящему изобретению также применим как зонд оценки параметров продуктивного пласта. Это может иметь прямое воздействие на оценку распределения, размера и свойств различных продуктивных зон в данном бассейне. Он может также использоваться в технологии каротажа в диагностике, например, сероводорода. Описаны разные варианты и применения изобретения. Описания предназначены, чтобы иллюстрировать настоящее изобретение. Специалистам в технике будет очевидно, что изменения по изобретению могут быть сделаны, как описано, без отступления от объема формулы изобретения, изложенного ниже.-5 011565 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Датчик рН, включающий субстрат и хромофоры, чувствительные к изменениям величины рН вблизи указанных хромофоров, в котором хромофоры химически иммобилизованы на субстрате посредством сшитой сетки молекул связывающего агента, отличающийся тем, что связывающим агентом является кремнийорганическое соединение с двумя функциональными группами, содержащими атомы кремния, так что связывающий агент соединяется с субстратом через один атом кремния, а с хромофором через другой атом кремния. 2. Датчик рН по п.1, в котором связывающий агент представляет собой алкильную цепь, оканчивающуюся с каждого конца функциональной группой, содержащей кремний. 3. Датчик рН по п.1, имеющий молекулярный слой, препятствующий смачиваемости датчика. 4. Датчик рН по п.1, имеющий молекулярный слой, обеспечивающий гидрофильность датчика. 5. Датчик рН по п.1, включающий оптическую систему, чтобы контролировать хромофоры. 6. Датчик рН по п.5, в котором оптическая система приспособлена контролировать изменения оптического поглощения в режиме внутреннего отражения. 7. Датчик рН по п.5, в котором оптическая система приспособлена определять поглощение хромофоров на по меньшей мере двух разных длинах волн. 8. Датчик рН по п.7, дополнительно включающий процессор, принимающий сигналы, представляющие поглощение хромофоров при по меньшей мере двух разных длинах волн в качестве входящих сигналов, и генерирующий сигнал рН образца. 9. Датчик рН по п.8, в котором процессор включает преобразователь для преобразования измерения рН в сигналы, представляющие концентрацию другого соединения. 10. Скважинный прибор для измерения характеристических параметров потоков ствола скважины,включающий датчик по п.1.