油層物理-巖石潤濕性測定實驗-中國石油大學.doc

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1、中國石油大學油層物理實驗報告實驗日期：2014.10.10成績：班級：石工學號：姓名：教師：同組者：巖石潤濕性測定實驗一、實驗目的1．了解光學投影法測定巖石潤濕角的原理及方法；2．了解界面張力的測定原理及方法；3．加深對巖石潤濕性、界面張力的認識。二、實驗原理1．光學投影法測定巖石潤濕角液體對固體表面的潤濕情況可以通過直接測定接觸角來確定。將待測礦物磨成光面，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1～2mm，然后通過光學系統(tǒng)將一組光線投射到液滴上，將液滴放大、投影到屏幕上，直接測出潤濕角，或測量液滴的高度h和它與巖石接觸處的長度D，按下式計算接觸角θ：式中θ

2、—潤濕角，()；h—液滴高度，mm；D—液滴和固體表面接觸的弦長，mm。圖1投影法測潤濕角示意圖2．懸滴法測定液滴界面張力懸滴法適用于密度差較大的測定液-液或氣-液之間的界面張力，測量范圍為10-1～10-2mN/m。液體自管口滴落時，當液滴接近最大直徑時，用光學設備記錄下液滴圖像。測量液滴的相關參數(shù)，利用下式計算界面張力：式中—界面張力，mN/m；、—待測兩相流體的密度，g/cm3；—兩相待測試樣的密度差，g/cm3；—實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；—液滴形態(tài)的修正值，由查表得到。（a）燒杯中氣泡或

3、液滴形狀（b）氣泡或液滴放大圖圖2懸滴法測界面張力示意圖三、實驗流程圖3接觸角測定儀四、實驗操作步驟1.打開接線板的電源開關。2.順時針旋轉儀器后面的光源旋鈕，光源亮度逐漸增強。3.打開接觸角軟件圖標，開啟視頻。4.調(diào)整滴液針頭：先向下移動滴液針頭，停在變倍顯微鏡水平線以上的位置，然后旋轉固定在上下移動器上的水平移動旋鈕，左右調(diào)整針頭，當軟件圖像顯示窗口出現(xiàn)針頭虛影時停止。5.調(diào)整調(diào)焦手輪，直到圖像清晰。6.將顯微鏡放大倍數(shù)調(diào)整到1.5倍。7.將吸液管吸滿液體安裝在固定夾上。旋轉測微頭，液體將緩緩流出，形成液滴。8.用脫脂巾擦干針頭上的液體，再在工作臺上放置被測的固體試樣。9.上升移動

4、工作臺至界面上紅色水平線的下方（1mm左右），見圖4。10.旋轉測微頭，當針頭流出液體形成小液滴（大約3-5ul左右的液體）時停止。11.旋轉工作臺升降手輪，使試樣表面接觸液滴，然后下降一點。液滴顯示在視窗內(nèi)，見圖5。12.點擊開始試驗綠色三角形圖標，試驗將按照設置的時間間隔自動拍攝圖像，直至完畢。13.關閉視頻，點擊軟件界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614.接觸角分析方法（1）切線法選擇一張拍攝圖像在測量屏內(nèi)進行測量。選擇切線法圖標，在液滴的一端左鍵點擊一下松開，拉向另一端點點擊一下，沿液體外輪廓做液體的切線，數(shù)值自動顯示在圖像的左上角上。點擊右

5、鍵將結果可以保存在圖片上。（2）高寬法選取此方法圖標，在液體一端點擊一下，然后拉向另一端點擊，液滴地平線中點有一個小豎線，鼠標移動到地平線中點點擊一下，豎向拉向液體的最高點，接觸角值自動顯示出來。點擊右鍵將結果保存在圖片上。（3）圓環(huán)法選取此方法圖標，按提示在液滴一端點擊一下，再在圓環(huán)上選擇第二點，最后在液滴的另一端點點擊一下。拖動鼠標返回到第一端點點擊鼠標，松開后拉向另一端點，接觸角自動顯示。點擊右鍵將結果保存在圖片上。（4）基線圓環(huán)法選取此方法圖標，顯示一條水平線，將其移動到液體的底面。在液體輪廓上點擊兩點，包括液體外線，點擊一下。接觸角值自動顯示。點擊右鍵保存測量值即可。五、實驗

6、數(shù)據(jù)處理圖片處理方法潤濕角/()切線法43.452高寬法45.086圓環(huán)法43.498基線圓環(huán)法43.731表1光學投影下各處理方法測量的濕潤角數(shù)據(jù)記錄測量方法固體性質(zhì)液滴與固體接觸時間/s液滴高度h/mm弦長D/mm潤濕角/()計算值切線法值座滴法親水性—115345.08643.452表2光學投影下高寬法測量的濕潤角數(shù)據(jù)記錄圖7切線法測量結果圖8高寬法測量結果圖9圓環(huán)法測量結果圖10基線圓環(huán)法測量結果六、小結通過本次實驗，我學習了光學投影法測定潤濕角的原理，了解了界面張力的測定原理，學會了運用計算機軟件通過不同的方法測量潤濕角的方法，加深了對巖石潤濕性和界面張力的認識。實驗中應

7、注意液滴不宜過大，否則重力會對實驗結果產(chǎn)生一定的影響，導致實驗結果存在誤差。