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視頻光學接觸角測量儀測試高溫高壓條件下巖芯與原油的接觸角值

點擊次數:3051    發布時間:2022-09-26 00:00:00

視頻光學接觸角測量儀測試高溫高壓條件下巖芯與原油的接觸角值。本次測試圖片來源于文獻《Wettability Determination of the Crude Oil-Reservoir Brine-Reservoir Rock System with Dissolution of CO2 at High Pressures and Elevated Temperatures》(Energy & Fuels 2008, 22, 2362–2371)。我們采用了該文獻第2366頁一張圖,并用photoshop作了背景雜點擦除。處理后接觸角液滴圖片如下所示:

巖芯與原油接觸角圖片 視頻光學接觸角測量儀

我們采用了視頻光學接觸角測量儀分析軟件中的基于真實液滴法(RealDrop)的Young-Laplace方程擬合法,計算其接觸角值,并用橢圓擬合法作為對比進行分析。,將真實液滴法的測試數據與Select plane法的Young-Laplace方程擬合法進行的測值結果對比。

1、視頻光學接觸角測量儀分析軟件中的基于真實液滴法(RealDrop)的Young-Laplace方程擬合法測值結果。

通過視頻光學接觸角測量儀的分析軟件,該圖片的接觸角值計算結果平均值為112.698度。文獻公布值為118.7度。

視頻光學接觸角測量儀 測試巖芯與原油的接觸角值

從分析結果來看,明顯的該樣品的接觸角值左、右兩邊是不一樣的。且從擬合效果來看,擬合度非常高。

2、視頻光學接觸角測量儀分析軟件中的基于橢圓擬合的測值結果。

視頻光學接觸角測量儀 橢圓擬合結果

通過如上分析可以看出,在橢圓擬合與真實液滴法Young-Laplace方程擬合均擬合度高的時候,其測值結果比較接近。

3、基于Select Plance的Young-Laplace方程擬合法的視頻光學接觸角測量儀的測值結果?;谠摲椒ǖ慕佑|角測量儀軟件擬合得到的接觸角值為118度。與文獻值接近。

從該視頻光學接觸角測量儀軟件的擬合來看,左側的擬合度較高,但右側擬合度較低。從放大圖片可以明顯看到,該視頻光學接觸角測量儀擬合液滴右側時,液滴的真實輪廓與擬合曲線之間明顯存在偏差。這也正是其測值偏大的原因。

視頻光學接觸角測量儀

同樣的軟件,如果采用橢圓擬合,擬合結果與科諾的值非常接近,擬合的接觸角值為110度。

視頻光學接觸角測量儀 測試巖芯與原油的接觸角值

4、其他視頻光學接觸角測量儀公司采用基于Select plane算法時擬合接觸角值時的效果與上述的軟件基本一樣。

視頻光學接觸角測量儀 測試接觸角值

放大的接觸角測量圖(擬合效果圖。從圖片中可以明顯看到,左側的擬合效果非常差,右側的擬合效果較好。且從擬合的接觸點來看,其找頂點的位置顯然存在誤差。因而,終的接觸角測量值變大是必然的。

視頻光學接觸角測量儀 Young-Laplace方程擬合效果圖

 

因而,對于測試原油與巖芯接觸角值,特別是在高溫、高壓條件下,液滴量無法控制時,目前為止合理的接觸角測試方法為Young-Laplace方程擬合法。因為,基于Young-Laplace方程擬合法的視頻光學接觸角測量儀分析軟件可以修正重力系數,測值結果更接近于熱平衡接觸角值。而巖芯表面粗糙度比較高,且原油與巖芯的接觸面周轉存在化學多樣性,因而,很容易理解在不特定視角條件下,原油液滴與巖芯的接觸角值出現左、右不對稱是非常正常的現象。而事實上,幾乎所有的測試樣品均難以左、右側接觸角值的一致性。有時,因視頻成像系統的放大率不夠等原因,擬合時看上去左、右接觸角值是一致的(采用圓擬合)。但事實上,如果成像放大率足夠時,角度值左、右不致是肯定的。所以,采用真實液滴法的Young-Laplace方程擬合法,可以測量接觸角左、右側接觸角的不一致(與寬高法等方法不一樣,寬度法無法測試橢球形條件下的接觸角值)。目前,該方法我們已經在中國地區申請了。類似方法的發明,我們公司已經取得。

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