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

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：

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(shù)據(jù)與Select plane法的Young-Laplace方程擬合法進行的測值結(jié)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(jié)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(jié)果平均值為112.698度。文獻公布值為118.7度。

從分析結(jié)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(jié)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(jié)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(jié)果。基于該方法的接觸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(cè)的擬合度較高，但右側(cè)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(cè)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。

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

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。

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(cè)的擬合效果非常差，右側(cè)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。

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(shù)，測值結(jié)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(zhuǎn)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(xiàn)左、右不對稱是非常正常的現(xiàn)象。而事實上，幾乎所有的測試樣品均難以左、右側(cè)接觸角值的一致性。有時，因視頻成像系統(tǒng)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(cè)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(jīng)在中國地區(qū)申請了。類似方法的發(fā)明，我們公司已經(jīng)取得。