24+陳本軍+11021274+巖石潤濕性的測(cè)定

1、中國石油大學(xué)油層物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)日期： 2013/10/11 成績： 班級(jí)： 石工11-06 學(xué)號(hào)： 11021274 姓名： 陳本軍 教師： 張儼彬 同組者： 茍晨晨 巖石潤濕性測(cè)定實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解光學(xué)投影法測(cè)定巖石潤濕角的原理及方法；2了解界面張力的測(cè)定原理及方法；3加深對(duì)巖石潤濕性、界面張力的認(rèn)識(shí)。二實(shí)驗(yàn)原理1光學(xué)投影法測(cè)定巖石潤濕角液體對(duì)固體表面的潤濕情況可以通過直接測(cè)定接觸角來確定。將待測(cè)礦物磨成光面，浸入油(或水)中，如圖1所示，在礦物光面上滴一滴水(或油)，直徑約12mm，然后通過光學(xué)系統(tǒng)將一組光線投射到液滴上，將液滴放大、投影到屏幕上，直接測(cè)出潤濕角，或測(cè)量液滴的高度h和它

2、與巖石接觸處的長度D，按下式計(jì)算接觸角： 式中， 潤濕角，°； h液滴高度，mm； 液滴和固體表面接觸的弦長，mm。 圖1 投影法潤濕角示意圖2懸滴法測(cè)定液滴界面張力懸滴法適用于密度差較大的測(cè)定液-液或氣-液之間的界面張力，測(cè)量范圍為10-110-2 mN/m。液體自管口滴落時(shí)，當(dāng)液滴接近最大直徑時(shí)，用光學(xué)設(shè)備記錄下液滴圖像。測(cè)量液滴的相關(guān)參數(shù)，利用下式計(jì)算界面張力：， ， 式中，界面張力，mN/m； 待測(cè)兩相流體的密度，g/cm3；兩相待測(cè)試樣的密度差，g/cm3； 實(shí)際液滴的最大水平直徑，cm；從液滴底部算起，高度為高度處液滴的直徑，cm；液滴高度處的直徑與最大直徑的比值；液滴形

3、態(tài)的修正值，由查表得到。 （a）燒杯中氣泡或液滴形狀 （b） 氣泡或液滴放大圖 圖2 懸滴法測(cè)界面張力示意圖三實(shí)驗(yàn)儀器圖3 HARKE-SPCA接觸角測(cè)定儀四實(shí)驗(yàn)步驟1將直流電源的插頭一端插入接線板內(nèi)另一端插入儀器后面的電源插座內(nèi)。2將通訊線連接主機(jī)與計(jì)算機(jī)COM2通訊口。3打開接線板的電源開關(guān)。4旋轉(zhuǎn)儀器后面的光源旋鈕，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，看到光源亮度逐漸增強(qiáng)。5打開接觸角軟件圖標(biāo)。6開啟視頻。7調(diào)整滴液針頭。初次使用接觸角測(cè)定儀對(duì)焦比較繁瑣，首先向下移動(dòng)滴液針頭，停在變倍顯微鏡水平線以上的位置，然后旋轉(zhuǎn)固定在上下移動(dòng)器上的水平移動(dòng)旋鈕，左右調(diào)整針頭，當(dāng)軟件圖像顯示窗口出現(xiàn)針頭虛影時(shí)停止。8調(diào)整調(diào)焦

4、手輪，直到圖像清晰。9將顯微鏡放大倍數(shù)調(diào)整到1.5倍。10將吸液管吸滿液體安裝在固定夾上。旋轉(zhuǎn)測(cè)微頭，液體將緩緩流出，形成液滴。11用脫脂巾擦干針頭上的液體，再在工作臺(tái)上放置被測(cè)的固體試樣。最好是長條的20×60mm左右。12點(diǎn)擊配置欄，在試驗(yàn)設(shè)置對(duì)話框，在相關(guān)欄添入相關(guān)數(shù)值。13上升移動(dòng)工作臺(tái)至界面上紅色水平線的下方（1mm左右），見圖4。14旋轉(zhuǎn)測(cè)微頭，當(dāng)針頭流出大約3-5ul左右的液體時(shí)停止。15旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)升降手輪，使試樣表面接觸液滴，然后下降一點(diǎn)。液滴顯示在視窗內(nèi)，見圖5。16點(diǎn)擊開始試驗(yàn)綠色三角形圖標(biāo)，試驗(yàn)將按照設(shè)置的時(shí)間間隔自動(dòng)拍攝圖像，直至完畢。17關(guān)閉視頻，點(diǎn)擊軟件界

5、面下面的電影圖片任意一張，圖片將顯示在大窗口中，見圖6。 圖4 圖5 圖6五結(jié)果分析方法1接觸角分析方法（1）切線法將抓拍的圖像在測(cè)量屏內(nèi)進(jìn)行測(cè)量。選擇切線法，在液滴的一端左鍵點(diǎn)擊一下松開，拉向另一端點(diǎn)點(diǎn)擊一下，沿液體外輪廓做液體的切線，數(shù)值自動(dòng)顯示在圖像的左上角上。點(diǎn)擊右鍵將結(jié)果可以保存在圖片上。見圖7、圖8。 圖7 圖8（2）高寬法該法適應(yīng)于小液滴，忽略重力影響，也叫小液滴法。點(diǎn)擊圖標(biāo)，在液體一端點(diǎn)擊一下，然后拉向另一端點(diǎn)擊，液滴地平線中點(diǎn)有一個(gè)小豎線，鼠標(biāo)移動(dòng)到地平線中點(diǎn)點(diǎn)擊一下，豎向拉向液體的最高點(diǎn)，接觸角值自動(dòng)顯示出來。點(diǎn)擊右鍵將結(jié)果保存在圖片上。見圖9。 圖9（3）圓環(huán)法圓環(huán)法，該

6、方法較上述方法精度準(zhǔn)確。選取此方法圖標(biāo)，按提示在液滴一端點(diǎn)擊一下，再在圓環(huán)上選擇第二點(diǎn)，最后在液滴的另一端點(diǎn)點(diǎn)擊一下。拖動(dòng)鼠標(biāo)返回到第一端點(diǎn)點(diǎn)擊鼠標(biāo)，松開后拉向另一端點(diǎn)，接觸角自動(dòng)顯示。點(diǎn)擊右鍵將結(jié)果保存在圖片上。見圖10。 圖10（4）基線圓環(huán)法測(cè)定接觸角。打開保存的接觸角圖像照片，點(diǎn)擊方法圖標(biāo)，顯示一條水平線，將其移動(dòng)到液體的底面。在液體輪廓上點(diǎn)擊兩點(diǎn)，包括液體外線，點(diǎn)擊一下。接觸角值自動(dòng)顯示。點(diǎn)擊右鍵保存測(cè)量值即可。見圖11。 圖112表面張力分析方法（1）自動(dòng)懸滴法 將抓拍的液體懸滴顯示在測(cè)量屏內(nèi)。選擇橫標(biāo)定圖標(biāo)，在毛細(xì)管的一側(cè)點(diǎn)擊一下，不要松開，拉向另一側(cè)點(diǎn)擊，彈出下列對(duì)話框。填入0

7、.7，確定。見圖12。 圖12點(diǎn)擊處理欄中的計(jì)算顯示一個(gè)下拉菜單。見圖13、圖14。圖13 圖14填入外向密度和液體密度。點(diǎn)擊計(jì)算、退出。結(jié)果將自動(dòng)顯示。見圖15。 圖15（2）手動(dòng)懸滴法點(diǎn)擊圖標(biāo)，在圖像的最寬點(diǎn)點(diǎn)擊一下，拉向另一端點(diǎn)擊，看到一條豎線，移動(dòng)到圖像的最低端，點(diǎn)擊鼠標(biāo)。上邊形成一條橫線。在橫線與液體邊緣相交點(diǎn)，點(diǎn)擊一下鼠標(biāo)拉向?qū)γ娴南嘟稽c(diǎn)，點(diǎn)擊鼠標(biāo)。點(diǎn)擊處理欄中的計(jì)算顯示懸滴法測(cè)試界面張力，填入相關(guān)項(xiàng)，點(diǎn)擊計(jì)算、退出。結(jié)果自動(dòng)顯示。見圖16。圖16六數(shù)據(jù)處理與計(jì)算 實(shí)驗(yàn)儀器編號(hào)：5表1 潤濕角數(shù)據(jù)記錄圖片處理方法潤濕角/(°)切線法45.280高寬法47.50圓環(huán)法47.986基線圓環(huán)法46.931表2 高寬法測(cè)量潤濕角數(shù)據(jù)記錄表測(cè)試方法固體性質(zhì)液滴與固體接觸時(shí)間/s液滴高度h/mm弦長D/mm潤濕角/(°)計(jì)算值切線法值座滴法2210047.5045.280圖1 切線法投影結(jié)果圖2 高寬法投影結(jié)果（附在原始記錄表后）圖3 圓環(huán)法投影結(jié)