座滴图像求解界面张力计算方法的研究

本文对曲线拟合座滴图象求解界面张力的数学方法进行了研究,提出了自座滴子午线座标求界面张力,润湿角及液滴体积的计算方法与相应的计算机程序。讨论了座滴法测量界面张力的误差。     

一种新型低分子热塑性树脂体系CBT500/DBTL的界面张力表征

为获得真实、可靠的新型低分子热塑性树脂体系CBT500(环对苯二甲酸丁二醇酯)/DBTL(二月桂酸二丁基锡)的界面张力,研究新型树脂体系的混合机理及指导混合设备研制,综合接触角法与调和平均法的各自优势,依据相似理论,提出引用调和平均法修正接触角法,首先研究20~120℃范围内CBT500/DBTL树脂体系的界面张力。其次采用最小二乘法分段线性拟合界面张力修正值并推广。研究结果表明:在20~120℃范围内,CBT500/DBTL树脂体系的界面张力随温度的升高而降低。与接触角法获得的界面张力计算值相比,采用调和平均法获得的界面张力修正值整体减小44.7%,更加接近真实值。得到20~200℃范围内,CBT500/DBTL树脂体系界面张力与温度之间的分段函数关系式。     

影响驱油剂洗油效率的参数分析

为了评价驱油剂的洗油效率,给出了粘附功因子、界面张力因子和润湿性因子的定义,通过室内实验测定了几种化学驱油剂的接触角、界面张力和粘附功,进而计算出其3个因子值。分析结果表明：驱油剂通过降低界面张力因子和润湿性因子,使粘附功因子大幅度减小;化学剂对润湿性和界面张力的影响不同,可以用界面张力因子和润湿性因子来判断驱油过程中界面张力和润湿性发挥作用的程度,对油湿转向水湿的过程,润湿性因子越小,润湿性改变越大;界面张力因子越小,化学剂对界面张力的影响越大;粘附功决定着驱油剂的洗油效率,粘附功越小,洗油效率越好。     

影响驱油剂洗油效率的参数分析

为了评价驱油剂的洗油效率,给出了粘附功因子、界面张力因子和润湿性因子的定义,通过室内实验测定了几种化学驱油剂的接触角、界面张力和粘附功,进而计算出其3个因子值.分析结果表明驱油剂通过降低界面张力因子和润湿性因子,使粘附功因子大幅度减小;化学剂对润湿性和界面张力的影响不同,可以用界面张力因子和润湿性因子来判断驱油过程中界面张力和润湿性发挥作用的程度,对油湿转向水湿的过程,润湿性因子越小,润湿性改变越大;界面张力因子越小,化学剂对界面张力的影响越大;粘附功决定着驱油剂的洗油效率,粘附功越小,洗油效率越好.     

PET／ECDP／PEG共混体系相容性的研究

根据B.Schneier公式计算了PET／PEG共混体系△Hm值,推算了体系的相容性;利用调和方程和接触角的测定得到PET／PEG及PEG同PET／ECDP界面张力。     

界面张力对低渗亲水储层自发渗吸的影响

为了研究压裂液的界面张力对低渗亲水储层自发渗吸的影响,基于改进的LW渗吸模型,考虑静水压力以及流动阻力的影响,结合分形理论,建立描述自发渗吸体积与渗吸时间之间关系的自发渗吸模型,利用建立的模型分析计算自发渗吸体积随界面张力的变化规律,并通过试验数据验证模型的可靠性与结论的正确性。试验结果和模型计算分析结果表明:界面张力对自发渗吸体积的影响呈非线性,随着界面张力的增加,渗吸动力和流动阻力同时增加,渗吸采收率呈现先上升后下降的趋势,针对不同种类的压裂液,都存在某一最佳界面张力值,使渗吸效果达到最好,得到最大自发渗吸体积。     

润湿性表征体系及液固界面张力计算的新方法（Ⅰ）

设计了一种在有限液固界面上润湿性的表征体系,建立了在该系统中固相表面张力γsg和液固界面张力γsl的表达式。结果表明,固相表面张力γsg和液固界面张力γsl可以通过液相表面张力γlg和接触角θ求解,γsg=γlg是液相在固相表面完全润湿的临界条件。在此基础上,推导出液相在无限固相表面上液固界面张力γsl的表达式,表明γsl仅仅是液相表面张力γlg和接触角θ的函数;其数值范围为：O≤γsl≤γlg。因此,固相表面张力γsg和液固界面张力γsl均可以通过液相表面张力vlg与接触角θ直接求解。推导出液相在固相表面上粘附功Wn的表达式,该结果与Dupre方程一致。     

高界面活性助排剂的配方设计和助排效果研究

利用氟表面活性剂FC-XF、Ⅱ型润湿性改变剂和两性表面活性剂APS复配制备了一种新型高界面活性助排剂,研究了体系组分含量对表/界面张力、接触角的影响及其内在机理,并与常规助排剂的助排效果进行了对比。结果表明,组成为0.1%APS、0.2%Ⅱ型润湿性改变剂和0.02%FCXF的混合体系具有21.7 m N/m和0.046 3 m N/m的低表/界面张力,并且与岩石达到接近中性润湿的接触角83°。这种新型高界面活性助排剂由于具有降低表/界面张力和改变岩石表面润湿性的双重作用,表现出优于在用常规助排剂的界面性能和助排效果。     

接触角测试技术及粗糙表面上接触角的滞后性Ⅰ:接触角测试技术

接触角是表面物理化学中的重要参数之一。接触角测试已成为表面探测的重要技术手段,通过接触角测试可得到固液、固气界面分子相互作用的许多重要信息,诸如表面湿润性、固液界面张力、表面粗糙度、化学多相性等。本详细回顾接触角测试技术的发展历程,分析其特点,以此探讨新的实验技术。     

陇东致密油藏低界面张力及高接触角助排剂的研发及应用

针对长庆油田陇东致密油藏储层特点和压裂施工工艺要求,选用16碳链长度的阳离子型表面活性剂与非离子型氟碳表面活性剂复配,研发了低表界面张力的助排剂CQZP-1。优化后的助排剂,采用K100表界面张力仪测试表面张力结果为22.130 m N/m;SVT20N旋转界面张力仪测试该助排剂的界面张力值低至0.024 m N/m;DSA100视频光学接触角测量仪测得其与天然岩心间的接触角高达83.6°;并且具有一定的耐盐能力和热稳定性。2015年,在陇东致密油藏开展了206口井239层现场试验与应用。与同区块使用常规助排剂CF-5D的油井相比,现场返排液接触角较大,表界面张力减小,一次放喷率提高10%。     

黑钨矿的润湿特性

黑钨矿的润湿性是各向异性的。在油酸钠或混合胺溶液中测定黑钨矿[001]面上的接触角总是大于[010]面上的接触角。这种差别可用晶格的单位面积内,各方向上断裂的氧—金属(铁或锰)键的数目不同来解释。黑钨矿表面润湿性与捕收剂溶液的液气界面张力有关。在油酸钠溶液中,黑钨矿表面的接触角大致在pH=7-8时下降。在pH=8左右油酸钠溶液的液气界面张力也相应下降,两者有一致关系。用液气界面张力和cosθ的乘积表示润湿性时,则曲线趋于平滑。     

Pickering乳液稳定性研究进展

 Pickering乳液由于具有独特的界面粒子膜、环境响应性等优势,在化工新型材料和催化材料领域获得广泛应用。本文对Pickering乳液稳定机理进行综述,指出影响Pickering乳液稳定性的3个关键因子分别为界面张力、三相接触角和粒子粒径,阐明了固体颗粒表面润湿性、固体颗粒浓度、水相电解质、水相pH值、油水相体积比等因素通过固体颗粒界面膜理论和三维黏弹粒子网络机理对Pickering乳液稳定性的影响。     

乳胶基质体系油-水界面张力实验

 采用接触角张力仪测定乳胶基质体系油-水两相的界面张力。实验研究了温度对碳质燃料、乳化剂的表面张力的影响,以及乳化剂对乳胶基质中油-水界面张力的影响,结果表明,随着温度升高,碳质燃料、乳化剂的表面张力降低;而随着乳化剂质量分数的增加,油-水界面张力首先显著下降,随后趋向恒定值;乳胶基质体系中加入不同的乳化剂,高分子乳化剂形成的体系界面张力值相对较高。     

基于格子玻尔兹曼的润湿性对降压效果的研究

改变油藏润湿性和降低油水界面张力是解决低渗/特低渗油田注水压力高问题的有效方法。而室内驱替实验时,表面活性剂浓度不仅影响油水界面张力,还会影响岩石表面润湿性能,无法准确评价表面活性剂的润湿性能对降压效果的影响。格子Boltzmann方法通过控制流体和固体间作用参数能够独立控制界面张力大小,并能够模拟任意接触角变化。因此,基于格子Boltzmann方法,应用二维平板模型,考虑粗糙表面,设置微观梯形结构,研究了毛管数、邦德数及黏度比等不同无量纲数条件下润湿性改变对降压率的影响。结果表明,毛管数越小,邦德数越大、黏度比越大、接触角越小,降压率越高、降压效果越明显;接触角存在一个最佳范围,超过此范围继续降低接触角,降压效果不明显;对于多孔介质,改变润湿性对降压率影响比单通道更加明显。     

适用特低渗透油藏降压增注复合表面活性剂体系及降压因素分析

针对吉林新木油田特低渗透油藏储层物性差、水井注水压力高、部分水井压力接近地层破裂压力、欠注问题严重,研制了一种复合表面活性剂驱降压增注体系并对体系的界面张力、润湿性、防膨性、防垢性和吸附性进行了评价。结果表明,该体系把亲油石英片接触角由90.39°降低至31.38°,防膨率达60.01%,防垢率达77.14%,动态吸附量为0.13 mg/g。选取注入时机、注入段塞及界面张力设计L9(43)正交实验,利用油藏数值模拟技术预测不同方案的降压率;并对实验指标进行极差分析和方差分析。结果表明,影响降压效果的主次因素顺序为界面张力、注入段塞、注入时机,其中界面张力和注入段塞体积对降压效果具有显著性影响。该体系为特低渗透油田水井降压提供了技术支持。     

弹性应力对碳钢在海水环境中腐蚀速率的影响

为了研究船舶与海洋工程结构在载荷和腐蚀环境联合作用下的腐蚀损伤规律,通过电化学测试技术研究了弹性应力对Q235B钢在质量分数为3.5%NaCl溶液中的腐蚀电位、动电位极化曲线、线性极化电阻和电化学阻抗谱的影响规律;同时,利用接触角测量技术研究了弹性应力对金属在腐蚀介质中界面张力的影响.研究结果表明:随着弹性应力的增大,Q235B钢在3.5%NaCl溶液中的腐蚀电位明显负移,腐蚀速率显著增大,根据电化学测试结果建立了腐蚀速率与应力关系模型;界面张力与接触角随着应力的增大而显著减小,因此可以利用金属材料在环境介质中的界面张力研究力学-化学效应问题.     

十六烷基三甲基溴化铵和3种十二烷基阴离子表面活性剂复配驱油体系的性能

研究3种不同亲水基结构的阴离子表面活性剂（十二烷基苯磺酸钠(sodium alkyl benzene sulfonate,ABS)、十二烷基硫酸钠(sodium dodecyl sulfate,SDS)、十二烷基羧酸钠(sodium dichloroisocyanurate,SDC)）与阳离子表面活性剂(十六烷基三甲基溴化铵(cetyltriethyl ammonium bromide,CTAB))的复配体系的性能,考察复配体系的相容性、泡沫量、泡沫稳定性、接触角、表面张力和界面张力.研究结果表明,阴阳离子复配体系在摩尔比接近1∶1时,整个体系的泡沫性能下降,表面张力和界面张力趋于最大值,接触角趋于最小;在SDC-CTAB体系中,当w(CTAB)=10%~30%时,复配体系和胜利油田的原油形成超低界面张力.     

考虑实际界面张力的凝析气井临界携液流量计算方法

 为提高凝析气井井筒积液状态判断的准确率,通过对凝析气藏气液界面张力和气井携液常规模型的分析,研究了考虑实际界面张力的气井临界携液流量计算方法。根据气井井筒的温度及压力计算出实际界面张力,通过引入实际界面张力对常规模型进行修正,得到考虑实际界面张力的气井临界携液流量计算模型;在实际计算时将产油气井和油水同产气井区分对待,产油气井以油气界面张力计算,油水同产气井以气水界面张力计算。应用修正的3 种常规模型分别对新疆某凝析气田20 口气井的临界携液流量进行计算比较,表明修正Turner 模型计算结果对井筒积液判断的准确率达到90%,可作为该区域气井积液的判断标准。     

芳烃／海水界面张力的研究：1.苯及甲苯与海水界面张力的研究

首次用滴体积法比较系统地测定苯、甲苯与海水在不同温度（２０～３５℃）、不同盐度（０～４０．５）范围内的界面张力。测定值相对误差小于０．５％。用统计方法得出这两个芳烃与海水界面张力分别与温度和盐度的经验公式。指出：公式计算值与实验测定值之间平均标准偏差＜０．１ｍＮ／ｍ。     

甲烷＋氮气／水体系高压界面张力的测定与计算

利用改装的JEFRI高压界面张力仪测定了5组不同配比的甲烷、氮气混合物与水之间的高压界面张力。并分析了温度、压力以及气体混合物组成对该体系界面张力的影响。在298～373K、1～30MPa的实验条件下。甲烷、氮气混合物与水之间的界面张力总是随压力、温度的升高以及甲烷含量的增加而降低。采用Zuo和Stenby提出的线性梯度理论对实验体系的界面张力进行了计算，计算值与实验值符合较好。