油层物理-岩石润湿性测定实验-中国石油大学

中国石油大学油层物理实验报告实验日期：2014.10.10成绩：班级：石工学号：姓名：教师：同组者：岩石润湿性测定实验一、实验目的1．了解光学投影法测定岩石润湿角的原理及方法；2．了解界面张力的测定原理及方法；3．加深对岩石润湿性、界面张力的认识。二、实验原理1．光学投影法测定岩石润湿角液体对固体表面的润湿情况可以通过直接测定接触角来确定。将待测矿物磨成光面，浸入油(或水)中，如图1所示，在矿物光面上滴一滴水(或油)，直径约1～2mm，然后通过光学系统将一组光线投射到液滴上，将液滴放大、投影到屏幕上，直接测出润湿角，或测量液滴的高度h和它与岩石接触处的长度D，按下式计算接触角θ：2tan=2hD式中θ—润湿角，()；h—液滴高度，mm；D—液滴和固体表面接触的弦长，mm。图1投影法测润湿角示意图2．悬滴法测定液滴界面张力悬滴法适用于密度差较大的测定液-液或气-液之间的界面张力，测量范围为10-1～10-2mN/m。液体自管口滴落时，当液滴接近最大直径时，用光学设备记录下液滴图像。测量液滴的相关参数，利用下式计算界面张力：2=egdH12=S=snnedd式中—界面张力，mN/m；1、2—待测两相流体的密度，g/cm3；—两相待测试样的密度差，g/cm3；ed—实际液滴的最大水平直径，cm；snd—从液滴底部算起，高度为10end高度处液滴的直径，cm；nS—液滴10end高度处的直径与最大直径的比值；H—液滴形态的修正值，由nS查表得到。（a）烧杯中气泡或液滴形状（b）气泡或液滴放大图图2悬滴法测界面张力示意图三、实验流程图3接触角测定仪四、实验操作步骤1.打开接线板的电源开关。2.顺时针旋转仪器后面的光源旋钮，光源亮度逐渐增强。3.打开接触角软件图标，开启视频。4.调整滴液针头：先向下移动滴液针头，停在变倍显微镜水平线以上的位置，然后旋转固定在上下移动器上的水平移动旋钮，左右调整针头，当软件图像显示窗口出现针头虚影时停止。5.调整调焦手轮，直到图像清晰。6.将显微镜放大倍数调整到1.5倍。7.将吸液管吸满液体安装在固定夹上。旋转测微头，液体将缓缓流出，形成液滴。8.用脱脂巾擦干针头上的液体，再在工作台上放置被测的固体试样。9.上升移动工作台至界面上红色水平线的下方（1mm左右），见图4。10.旋转测微头，当针头流出液体形成小液滴（大约3-5ul左右的液体）时停止。11.旋转工作台升降手轮，使试样表面接触液滴，然后下降一点。液滴显示在视窗内，见图5。12.点击开始试验绿色三角形图标，试验将按照设置的时间间隔自动拍摄图像，直至完毕。13.关闭视频，点击软件界面下面的电影图片任意一张，图片将显示在大窗口中，见图6。图4图5图614.接触角分析方法（1）切线法选择一张拍摄图像在测量屏内进行测量。选择切线法图标，在液滴的一端左键点击一下松开，拉向另一端点点击一下，沿液体外轮廓做液体的切线，数值自动显示在图像的左上角上。点击右键将结果可以保存在图片上。（2）高宽法选取此方法图标，在液体一端点击一下，然后拉向另一端点击，液滴地平线中点有一个小竖线，鼠标移动到地平线中点点击一下，竖向拉向液体的最高点，接触角值自动显示出来。点击右键将结果保存在图片上。（3）圆环法选取此方法图标，按提示在液滴一端点击一下，再在圆环上选择第二点，最后在液滴的另一端点点击一下。拖动鼠标返回到第一端点点击鼠标，松开后拉向另一端点，接触角自动显示。点击右键将结果保存在图片上。（4）基线圆环法选取此方法图标，显示一条水平线，将其移动到液体的底面。在液体轮廓上点击两点，包括液体外线，点击一下。接触角值自动显示。点击右键保存测量值即可。五、实验数据处理图片处理方法润湿角/()切线法43.452高宽法45.086圆环法43.498基线圆环法43.731表1光学投影下各处理方法测量的湿润角数据记录测量方法固体性质液滴与固体接触时间/s液滴高度h/mm弦长D/mm润湿角/()计算值切线法值座滴法亲水性—115345.08643.452表2光学投影下高宽法测量的湿润角数据记录图7切线法测量结果图8高宽法测量结果图9圆环法测量结果图10基线圆环法测量结果六、小结通过本次实验，我学习了光学投影法测定润湿角的原理，了解了界面张力的测定原理，学会了运用计算机软件通过不同的方法测量润湿角的方法，加深了对岩石润湿性和界面张力的认识。实验中应注意液滴不宜过大，否则重力会对实验结果产生一定的影响，导致实验结果存在误差。