实验 6 油水界面张力的测定

实验油品界面张力的测定
一、目的与要求
学习吊片法测量液体表面张力的原理和方法。

二、原理
三、测定步骤
(a)将干净滤纸剪成边长约2.0 cm的长方形小条，测量底边长l后，固定在与天平相连的挂钩上，调整纸片，使下底边保持在水平状态（为什么）；
(b) 称出洁净烧杯重量m杯，然后加入约30 ml的油，用天平称出油和烧杯总量为
m油+杯, 则m油= m0-m杯, 取下烧杯后置天平为“0”
(c)调节升降台，待纸片为液体润湿后，将纸片脱离液面，将天平读数置“0”；
(d)接触法：调节升降台，使液面缓缓上升，直至吊片底边刚好和液面接触，记录下天平的读数m，则拉力ΔW=m· g；
(e)脱离法：升高液面，使部分吊片浸入液面以下，然后调节升降台，使液面缓缓下降，直到吊片即将脱离液面，记录下此时的读数m’，ΔW’=m’· g； (f)重复操作步骤（d）、（e），共测量6次；。

超低渗油藏表面活性剂降压增注及提高采收率我国目前的超低渗油藏数量以及规模都在不断增加，国内油田的一个油田区块属于典型的超低渗油藏，在针对该油藏进行注水开采的过程中，由于储层本身的物性相对比较差，具体开采过程中出现了注水驱替困难的现象。

其中一部分注水井在作业过程中注入压力出现了不断升高的现象，而且油井实际的产量比较低，注水开发效果相对比较差。

针对这种现象先后利用了4种表面活性剂实施了降压增注以及采收率提升实验。

OBS-03表面活性剂在实际使用过程中能够让注水井的注水压力实现明显下降，而且能够有效的提升油井产量。

标签：超低渗油藏;表面活性剂;降压增注;采收率引言某油田其中一个油田区块油藏的实际埋藏深度达到了500m，油藏储层整体的平均孔隙度达到了10.9%，平均渗透率为0.78×10-3μm2，地层的压力系数达到了0.6，地层的平均温度达到了35℃，是一种比较典型的低孔隙度超低渗低压型油藏。

该区块油藏实际的孔喉半径相对比较小，最小的Ⅰ类储层中实际的孔喉半径仅仅能够达到0.11μm，而且原油实际的躯替压力非常高。

在进行注水开发作用过程中注入压力实际能够达到10～12MPa，这个数值已经与地层的策略压力非常接近，由此也可以看出注水压力相对偏高。

为了能够实现对该油田区块注水开发压力的有效控制，在充分结合油藏实际的状况之后，针对注水井表面活性剂降压增注技术进行了深入探讨。

1 实验过程1.1仪器设备在本次研究过程中主要使用了全自动表面张力仪、显微镜、旋转黏度计以及动态接触角测量仪等一些设备[1]。

1.2实验材料主要利用了微生物发酵液中所含有的生物表面活性剂作为本次实验的表面活性剂，这种活性剂主要是糖脂类表面活性剂，与此同时为了能够实现表面活性剂组成的进一步优化，在实验过程中同时使用了少量的烷基酚聚氧乙烯醚类以及烷醇酰胺类等非离子性的表面活性剂。

在油田油藏经过脱气脱水处理的原油作为主要的原油试样，样品实验温度设置为35℃，黏度实际达到了15.98mPa·s。

界面张力测定方法说明
1、实验仪器
Texas500C型或Texas500型旋转滴界面张力仪。

2、界面张力测定条件
实验温度：油藏温度（65℃）；
转动周期：12毫秒/转。

3、需要测定的油水物性参数
油藏温度下的原油密度和表面活性剂水溶液密度；
油藏温度下表面活性剂水溶液的折光率。

4、界面张力随时间变化曲线测定
根据油滴形状随时间变化情况，选择适当的时间间隔测定油滴的宽度（直径）和长度。

当油滴的长度和宽度比>4时，仅测定油滴宽度即可。

（注意：当油滴的长度和宽度比<4时，则需同时测定油滴的宽度和长度，并通过使用相应的校正系数，计算油水界面张力。

）
当油滴形状变化较快时，可以较短的时间间隔（2~10 min.）测定油滴的宽度，尽可能记录下最小的油滴宽度，由此可计算得到瞬态最低界面张力值。

当油滴形状变化不大时，可以较长的时间间隔（20 min.）测定油滴的宽度，直至油滴宽度基本稳定，由此可计算得到平衡界面张力值。

一般测定时间为2小时。

大量研究表明：对于无碱表面活性剂驱油体系，表面活性剂在油水界面达到分配平衡所需时间一般较长，故对无碱表面活性剂降低油水界面张力性能评价更应注意保证充分的测定时间。

按公式计算油水界面张力，并绘制界面张力随时间变化情况。

5、表面活性剂溶液体系配制
按表面活性剂的有效含量配制2~5%的母液，在保证样品充分溶解均匀的条件下，使用表面活性剂母液稀释配制待测浓度的小样。

建议表面活性剂检测浓度为0.05%、0.1%和0.4%。

液体界面张力的测定方法——悬滴法
罗敏;司徒振明
【期刊名称】《材料工程》
【年(卷),期】1989(000)002
【摘要】无
【总页数】1页(P23)
【作者】罗敏;司徒振明
【作者单位】无
【正文语种】中文
【相关文献】
1.高精度悬滴法液体表面张力实验系统研制 [J], 胡炜;吕萍;赵贯甲
2.结合图像数字化技术用悬滴法测动态界面张力——动态界面张力与表面活性剂浓度的关系 [J], 李啸风;潘海华;刘迪霞;李浩然;韩世钧;陈志荣
3.悬滴法高分子熔体界面张力测量仪 [J], 吴爱民;孙载坚
4.轴对称悬滴法液体表面张力实验系统 [J], 张小龙;吕萍;赵贯甲
5.熔体表面张力测量的轮廓拟合悬滴法研究 [J], 刘杰; 佟邦维; 郭健翔; 郭玮
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液体表面张力系数的测定一实验目的1学习用界面张力仪测微小力的原理和方法。

2深入了解液体表面张力的概念，并测定液体的表面张力系数二实验原理1液体表面张力由于液体分子之间存在作用力，使每个位于表面层内的分子都受到一个指向液体内部的力，这就使每个分子都有从液体表面进入液体内部的倾向，所以液体表面积有收缩的趋势，在没有外力的情况下，液滴总是呈球形，致使其表面积缩到最小，这种使液体表面收缩的力叫做液体的表面张力。

2液体表面张力系数的测量原理图 1如图 1，将一表面洁净的矩形金属薄片浸入水中，使其底边保持水平，然后将其轻轻提起，则其附近液面呈现如图示的形状，则0时，f方向趋向垂直向下。

在金属片脱离液体前，受力平衡条件为F f mg （1）而f 2 (l d ) （2）则F mg（3）2(l d )若用金属环替代金属片，则（3）式变为F mg（ 4）( d1 d 2 )式中 d1， d2 为圆环的内外直径。

若用补偿法消除mg 的影响，即f F mg则（ 4）式可写为f（ 5）(d1d2 )即为液体表面张力系数。

三实验仪器液体界面张力仪、标准砝码、环形测件、玻璃杯、镊子、纯净水、小纸片四实验内容及步骤1仪器调整。

调整仪器水平，刻度盘归零。

2调零。

将小纸片放在金属环上，调整调零旋扭，通过放大镜观察，指针、指针的像及红线三线重合。

3绘制质量标准曲线分别在小纸片上放100mg、 300 mg 、 500 mg 、 700 mg、 1000 mg 的砝码，记下对应的刻度盘的示数。

以所加砝码的质量作为横坐标，刻度盘的示数作为纵坐标，绘制质量标准曲线。

4测量纯净水的表面张力系数调零。

用玻璃杯盛大约2/3 的水，放在样品座上，调节样品座的高度，使金属环刚好浸过水面。

左手调节样品座下面的螺丝，使样品座缓慢的下降，右手调节蜗轮旋扭。

两手调节的同时，眼睛观察三线始终重合，直到环把水膜拉破为止。

记下刻度盘示数M ’。

为了消除随机误差，共测五次。

sy∕t53702018表面及界面张力测定方法摘要：一、表面及界面张力基本概念二、测定方法的重要性三、常见测定方法概述四、sy/t 5370-2018标准解析五、实验操作步骤及注意事项六、结果分析与讨论正文：一、表面及界面张力基本概念表面张力是液体分子间相互作用力的表现，它影响液体的形状和稳定性。

界面张力是液体与另一种液体或固体之间的作用力，它影响着两种液体之间的相容性和混合程度。

了解表面及界面张力的基本概念有助于我们更好地掌握液体性质及应用。

二、测定方法的重要性表面及界面张力在化工、石油、食品等行业具有广泛的应用。

正确测定表面及界面张力对于产品研发、生产过程控制及产品质量检验具有重要意义。

因此，研究表面及界面张力的测定方法具有很高的实际意义。

三、常见测定方法概述目前，常见的表面及界面张力测定方法有：滴液法、毛细管上升法、旋转法、表面张力仪法等。

这些方法在实际应用中各有优缺点，适用于不同场合和需求。

四、sy/t 5370-2018标准解析sy/t 5370-2018《表面及界面张力测定方法》是我国石油行业标准，针对石油产品表面及界面张力的测定提出了具体要求。

本标准主要涵盖了测定方法、实验设备、试验条件、数据处理等方面的内容，为我国石油行业表面及界面张力测定提供了规范化指导。

五、实验操作步骤及注意事项1.选用合适的测定方法，如滴液法、毛细管上升法等。

2.按照标准要求准备实验设备及试剂。

3.确保实验环境温湿度适宜，避免对测定结果的影响。

4.按照实验方法进行操作，注意控制实验条件，如溶液浓度、测定速度等。

5.记录实验数据，进行数据处理和分析。

6.实验过程中应注意安全，佩戴实验室防护用品，避免液体飞溅对人体造成伤害。

六、结果分析与讨论根据实验数据，分析表面及界面张力的变化规律，探讨影响因素。

通过对比不同方法、不同条件下测定结果的差异，评估测定方法的准确性和可靠性。

同时，结合实际应用需求，对测定方法进行优化和改进，提高表面及界面张力测定的效率和准确性。

中国石油大学 油田化学 实验报告实验日期:成绩:班级: 学号:姓名: 教师:同组者:表面活性剂的性能测定与评价一、实验目的1.学会一种表面活性剂的表面张力的测定原理和方法，并掌握由表面张力计算临界胶束浓度（CMC ）的原理和方法，学习Gibbs 公式及其应用。

2.学会表面活性剂溶液与原油的油水界面张力的测定原理和方法，并掌握超低界面张力在三次采油中的作用原理。

二、实验原理表面活性剂分子是由具有亲水性的极性基团和具有憎水性的非极性基团所组成的有机化合物，当它们以低浓度存在于某一体系中时，可被吸附在该体系的表面上，采取极性基团向着水，非极性基团脱离水的表面定向，从而使表面自由能明显降低。

1.表面活性剂的表面张力及CMC 的测定单位表面具有的表面能叫表面张力。

在一定温度、压力下纯液体的表面张力是定值。

但在纯液体中加入溶质，表面张力就会发生变化。

若溶质使液体的表面张力升高，则溶质在表面相表面层的浓度小于在溶液相内部的浓度；若溶质使液体的表面张力降低，则溶质在溶液相表面层的浓度大于在溶液相内部的浓度。

溶质在溶液相表面的浓度和相内部的浓度不同的现象叫吸附。

在一定温度、压力下，溶质的表面吸附量与溶液的浓度、溶液的表面张力之间的关系，可用吉布斯（Gibbs ）吸附等温式表示：dcd RT c σ-=Γ（1）式中：Г——吸附量（mol/L ）c ——吸附质在溶液内部的浓度（mol/L ） σ——表面张力（N/m ）R ——通用气体常数（N ·m/K ·mol ） T ——绝对温度（K ）通过实验若能测出表面张力与溶质浓度的关系，则可作出σ-c 曲线，并在此曲线上任取若干个点作曲线的切线，这些曲线的斜率即为浓度对应的d σ/dc ，将此值代入公式（1）可求出在此浓度时的溶质吸附量。

表面活性剂的临界胶束浓度（CMC）是表面活性剂溶液非常重要的性质。

若使液体的表面扩大。

需对体系做功，增加单位面积时，对体系做的可逆功称为表面张力或表面自由能。

固液界面张力的测定方法固液界面张力，听起来像是个高大上的东西，但其实它跟我们的生活有着千丝万缕的联系。

想象一下，咱们在厨房里搞搞小实验，水和油这对“冤家”就能让你感受到这股神秘的力量。

水分子一边聚在一起，像一群小伙伴在开party，油分子呢，趁机在旁边悄悄溜走。

它们之间的张力就像一根无形的绳子，把它们拉得紧紧的。

这就是固液界面张力的基本概念，听起来简单，其实深奥得很。

咱们就聊聊这玩意儿怎么测吧。

咱们得准备一些材料。

别担心，不需要啥高科技的仪器。

一个简单的容器、一点水、一点油就足够了。

可以说这是“家常便饭”的实验了。

把水倒进容器里，油慢慢倒上去，你就能看到两者相互抵触的瞬间，简直就像在看一场精彩的“争吵”。

油浮在水面上，水和油之间的界面就是咱们想要测的张力。

感觉就像在两个人之间架了一根无形的绳子，想要分开它们却又无能为力。

真是让人想笑。

说到测量方法，有一种很简单又有趣的方式，叫做“滴定法”。

想象一下，咱们在给水面上滴油，像在给小朋友喂糖一样。

每滴油下去，水面就会因为那张力而微微变形，简直就像是水面在撒娇。

我们可以数一数，滴了多少滴油，才让水面上产生明显的变化。

这就能给咱们一个大致的张力值。

不过，这种方法可不是那么精准，毕竟是DIY的嘛，还是得心里有个数。

还有另一种更加科学的方法，叫做“拉伸法”。

这就需要一些小设备，比如一个夹具，来帮助我们测量。

把固体材料放在水面上，然后慢慢拉开，直到它和水面之间的界面断裂。

这个过程就像是在进行一场比赛，谁能坚持到最后。

这个方法的结果会更准确一些，就像是给你量身定做的测量方式。

咱们聊聊这界面张力对生活的影响。

比如说，你有没有注意到水珠在叶子上滚动的样子？那是因为界面张力的作用，让水珠变得圆滚滚的，像颗珍珠。

这种特性在很多地方都能见到，甚至连昆虫走在水面上都不怕掉下去，简直就是自然界的奇迹。

而在工业上，固液界面张力也很重要，影响着涂料的附着力、食品的口感，甚至还涉及到制药行业的生产。

液体表面张力系数测定实验报告1. 了解液体表面张力的概念和测量方法；2. 掌握液体表面张力系数的测量方法。

实验仪器：1. 六轴电子天平；2. 红外线电子温度计；3. 倍频光源。

实验原理：液体表面张力指在液体表面上任意一点单位长度上所作用的拉力，单位为N/m。

液体表面张力系数是液-气界面的表面张力，这个系数也可以称为液体的表面张力。

液体表面张力的测量方法：干法法和湿法法。

其中湿法法包括皮革法、浸水法和滴下法。

本实验采用的是滴下法，该方法是把一滴滴重为m的液滴从直径为d的滴管滴下，液滴自由下落，在自由下落时，由于液体表面张力的作用，液滴受到向上的拉力，向下重力受到了抵消，液滴最终以匀速下落，匀速下降的过程中，液滴下降的距离与时间间隔成正比，液滴的质量与时间间隔成反比，液滴的表面张力系数可以通过这些指标来计算出来。

实验过程：1. 在天平上量出60度左右的开口角的玻璃滴管的质量m1，D=1mm，L=50mm。

2. 用红外线电子温度计测量滴管内壁和外壁的温度。

3. 用甲醇、乙醇、正丁醇和去离子水分别进行实验，分别滴出10滴，记录时间和滴重。

4. 通过实验数据计算表面张力系数。

实验数据：样品温度(℃) 室温(℃) 滴管重量(m1)(g) 滴重(m2)(g) 滴下时间(t)(s)甲醇24.4 21.4 0.2723 0.0271 30.47乙醇24.7 21.4 0.2742 0.0276 39.37正丁醇24.8 21.4 0.2720 0.0272 80.86 去离子水24.7 21.4 0.2726 0.0272 29.50天平的量程：500g，分度值：0.001g计算：1. 测量液体表面张力的计算公式：γ=(4mg)/(πd^2t^2ρ)其中：γ：液体表面张力系数，单位：mN/m；m：液滴重量（g）；g：重力加速度（9.8 m/s^2）；d：液滴等效半径（直径）（m）；t：液滴落下的时间（s）；ρ：液体的密度（g/cm^3）。