岩石润湿性的测定
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中国石油大学（华东）渗流物理实验报告
实验日期： 成绩 ：
班级： 石工1205 学号： 姓名： 教师：
同组者：
岩石润湿性的测定
一、 实验目的
1．了解光学投影法测定岩石润湿角的原理及方法；
2．了解界面张力的测定原理及方法；
2．加深对岩石润湿性、界面张力的认识。
二、 实验原理
1．光学投影法测定岩石润湿角
液体对固体表面的润湿情况可以通过直接测定接触角来确定。将待测矿物磨成光面，浸
入油(或水)中，如图1所示，在矿物光面上滴一滴水(或油)，直径约1～2mm，然后通过光
学系统将一组光线投射到液滴上，将液滴放大、投影到屏幕上，直接测出润湿角，或测量液
滴的高度h和它与岩石接触处的长度D，按下式计算接触角θ：
Dhtg22
式中， θ—润湿角，°；
h—液滴高度，mm；
D—液滴和固体表面接触的弦长，mm。
图1 投影法润湿角示意图
2．悬滴法测定液滴界面张力
悬滴法适用于密度差较大的测定液-液或气-液之间的界面张力，测量范围为10-1～
10-2 mN/m。
液体自管口滴落时，当液滴接近最大直径时，用光学设备记录下液滴图像。测量液滴的
相关参数，利用下式计算界面张力：
， 21Δ ， esnnddS
式中，—界面张力，mN/m；
21、—待测两相流体的密度，g/cm3；
—两相待测试样的密度差，g/cm3；
e
d
—实际液滴的最大水平直径，cm；
2
e
gdH
sn
d
—从液滴底部算起，高度为edn10高度处液滴的直径，cm；
n
S
—液滴edn10高度处的直径与最大直径的比值；
H
—液滴形态的修正值，由nS查表得到。
（a）烧杯中气泡或液滴形状 （b） 气泡或液滴放大图
图2 悬滴法测界面张力示意图
三、 实验流程
图3、HARKE-SPCA接触角测定仪
四、 实验操作步骤
1．将直流电源的插头一端插入接线板内另一端插入仪器后面的电源插座内。
2．将通讯线连接主机与计算机COM2通讯口。
3．打开接线板的电源开关。
4．旋转仪器后面的光源旋钮，顺时针旋转，看到光源亮度逐渐增强。
5．打开接触角软件图标。
6．开启视频。
7．调整滴液针头。初次使用接触角测定仪对焦比较繁琐，首先向下移动滴液针头，停
在变倍显微镜水平线以上的位置，然后旋转固定在上下移动器上的水平移动旋钮，左右调整
针头，当软件图像显示窗口出现针头虚影时停止。
8．调整调焦手轮，直到图像清晰。
9．将显微镜放大倍数调整到1.5倍。
10．将吸液管吸满液体安装在固定夹上。旋转测微头，液体将缓缓流出，形成液滴。
11．用脱脂巾擦干针头上的液体，再在工作台上放置被测的固体试样。最好是长条的
20×60mm左右。
12．点击配置栏，在试验设置对话框，在相关栏添入相关数值。
13．上升移动工作台至界面上红色水平线的下方（1mm左右），见图4。
14．旋转测微头，当针头流出大约3-5ul左右的液体时停止。
15．旋转工作台升降手轮，使试样表面接触液滴，然后下降一点。液滴显示在视窗内，
见图5。
16．点击开始试验绿色三角形图标，试验将按照设置的时间间隔自动拍摄图像，直至完
毕。
17．关闭视频，点击软件界面下面的电影图片任意一张，图片将显示在大窗口中，见图
6。
图4 图5 图6
五、 实验数据处理
表一、光学投影下各种处理方法测量的润视角数据记录
图片处理方法 润视角/(°)
剪切法
44.370
高宽法
47.149
圆环法
45.374
基线圆环法
52.949
高宽法的计算方法：
149.475。,52.12arctan22arctan2
2
2
tan
D
h
D
h
图7、切线法投影结果
图8、高宽法投影结果
六、 小结
通过本次试验，学会了如何利用软件测量润视角，早在大二时就学习了润湿
角的概念，学好它对石油开采有着重大的作用，今天终于在实验课上又形象地学
习了这个知识点，开始时大家都不会用软件，后来在老师的悉心指导下顺利完成
了。
图10、基线圆环法投影结果
图9、圆环法投影结果
