视频光学接触角测量仪测试高温高压条件下岩芯与原油的接触角值

视频光学接触角测量仪测试高温高压条件下岩芯与原油的接触角值。本次测试图片来源于文献《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）。我们采用了该文献第2366页一张图，并用photoshop作了背景杂点擦除。处理后接触角液滴图片如下所示：

我们采用了视频光学接触角测量仪分析软件中的基于真实液滴法（RealDrop）的Young-Laplace方程拟合法，计算其接触角值，并用椭圆拟合法作为对比进行分析。，将真实液滴法的测试数据与Select plane法的Young-Laplace方程拟合法进行的测值结果对比。

1、视频光学接触角测量仪分析软件中的基于真实液滴法（RealDrop）的Young-Laplace方程拟合法测值结果。

通过视频光学接触角测量仪的分析软件，该图片的接触角值计算结果平均值为112.698度。文献公布值为118.7度。

从分析结果来看，明显的该样品的接触角值左、右两边是不一样的。且从拟合效果来看，拟合度非常高。

2、视频光学接触角测量仪分析软件中的基于椭圆拟合的测值结果。

通过如上分析可以看出，在椭圆拟合与真实液滴法Young-Laplace方程拟合均拟合度高的时候，其测值结果比较接近。

3、基于Select Plance的Young-Laplace方程拟合法的视频光学接触角测量仪的测值结果。基于该方法的接触角测量仪软件拟合得到的接触角值为118度。与文献值接近。

从该视频光学接触角测量仪软件的拟合来看，左侧的拟合度较高，但右侧拟合度较低。从放大图片可以明显看到，该视频光学接触角测量仪拟合液滴右侧时，液滴的真实轮廓与拟合曲线之间明显存在偏差。这也正是其测值偏大的原因。

同样的软件，如果采用椭圆拟合，拟合结果与科诺的值非常接近，拟合的接触角值为110度。

4、其他视频光学接触角测量仪公司采用基于Select plane算法时拟合接触角值时的效果与上述的软件基本一样。

放大的接触角测量图（拟合效果图。从图片中可以明显看到，左侧的拟合效果非常差，右侧的拟合效果较好。且从拟合的接触点来看，其找顶点的位置显然存在误差。因而，终的接触角测量值变大是必然的。

因而，对于测试原油与岩芯接触角值，特别是在高温、高压条件下，液滴量无法控制时，目前为止合理的接触角测试方法为Young-Laplace方程拟合法。因为，基于Young-Laplace方程拟合法的视频光学接触角测量仪分析软件可以修正重力系数，测值结果更接近于热平衡接触角值。而岩芯表面粗糙度比较高，且原油与岩芯的接触面周转存在化学多样性，因而，很容易理解在不特定视角条件下，原油液滴与岩芯的接触角值出现左、右不对称是非常正常的现象。而事实上，几乎所有的测试样品均难以左、右侧接触角值的一致性。有时，因视频成像系统的放大率不够等原因，拟合时看上去左、右接触角值是一致的（采用圆拟合）。但事实上，如果成像放大率足够时，角度值左、右不致是肯定的。所以，采用真实液滴法的Young-Laplace方程拟合法，可以测量接触角左、右侧接触角的不一致（与宽高法等方法不一样，宽度法无法测试椭球形条件下的接触角值）。目前，该方法我们已经在中国地区申请了。类似方法的发明，我们公司已经取得。