[实用新型]测定电场中岩石润湿性的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种测定电场中岩石润湿性的装置，具体涉及一种能够在可变的电场中观测并记录液体在岩石表面接触角变化的装置。

背景技术

当液滴附着在固体表面时，由于润湿性不同而出现不同的液滴形状，液滴在固液接触边缘的切线与固体平面间的夹角称为接触角，固体的润湿性通常用接触角表示。润湿性是油气田开发中储层岩石的重要性质之一，石油工业公认其对采收率有重要影响。D.G.Kessel(1987年)认为，改变润湿性能够提高采收率，其经济效益相差1-2倍。秦积舜等在《油层物理学》(石油大学出版社,2004年6月)中也明确指出润湿性影响采收率的机理是不同的润湿性下工作剂（即用以驱替岩石中原油的水或者气体）驱洗原油的机理不同。因此，人们一直在尝试通过研究和改变润湿性来找到提高采收率的方法。

目前为止，已有大量学者研究改变润湿性的方法，主要是表面活性剂法。有少量学者（例如，Aggour,M.A.，1992）认为在储层岩石有直流电流通过时，其润湿性有一定改变，但并未给出机理解释。同时也有许多学者采用向岩心夹持器中含油含水的岩心通电的方式（包括直流电和交流电）获得了提高石油采收率的实验结果。但由于这些研究的物理尺度较大，难以观测到润湿性的变化，并且直接通电引起电渗、电泳和电解，无法直观地反映电场作用下润湿性变化对于采收率的贡献。

另外，有人(例如，张人雄，隋少强：直流电处理油层提高采收率实验研究，河南石油，1997,2:21-23)提出，在岩石（岩心）的两端直接加上电极，由直流或者交流电流经含油水的岩石，这种仪器样品中的油和水受到流经电流的较大干扰，对于研究电场而非电流影响的工作十分不利。因此，目前并没有任何一种装置能够单独测定外加电场对润湿性的影响。为了排除直接通电导致的干扰，准确研究和观测静电场对于岩石润湿性的影响，有必要提供一种新的测量装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种能够排除直接通电导致的干扰，在可变的电场中观测并记录液体在岩石表面接触角变化的装置。

为了实现所述目的，本实用新型提供了一种测定电场中样品岩石润湿性的装置，所述测定电场中样品岩石润湿性的装置包括：记录系统、支持系统、样品池、电场发生系统，所述记录系统与所述样品池处于同一水平面上并正对所述样品池，所述电场发生系统包括电源、波形发生器和电极板，所述电极板位于所述样品池的与正对记录系统的方向相垂直方向上的外侧，所述电源和波形发生器与所述电极板电连接，所述记录系统和样品池由所述支持系统承载。

在本实用新型的装置中，所述记录系统包括摄像机及柔光光源，所述摄像机和所述柔光光源分别位于所述样品池的两侧，并且与所述记录系统处于在同一水平直线上并正对所述样品池。

在本实用新型的装置中，所述支持系统包括工作底座和样品台，所述记录系统位于工作底座上，所述样品池位于从工作底座向上伸出的样品台上，所述电场发生系统位于工作底座上。

在本实用新型的装置中，所述样品池具有构成封闭容器的样品池体和样品池盖。

在本实用新型的装置中，样品岩石放置于所述样品池体的底部，测试液体附着于所述样品岩石的表面，环境液体充满整个所述样品池体，所述样品池盖与所述样品池构成所述封闭容器。

在本实用新型的装置中，所述电极板是分别位于样品池上面和下面的两块电极板，从而形成垂直于测试液体与样品岩石接触面的电场。

在本实用新型的装置中，所述电极板是分别位于样品池左侧面和右侧面的两块电极板，从而形成平行于测试液体与样品岩石接触面的电场。

在本实用新型的装置中，所述样品池为长方体或立方体。

在本实用新型的装置中，所述摄像机与样品池之间的距离、以及所述柔光光源与样品池之间的距离可以独立地调节。

在本实用新型的装置中，优选地，所述样品池体和样品池盖是透明的绝缘材料。

在本实用新型的装置中，优选地，所述电场发生系统通过电源和波形发生器控制电极板产生静电场。

在本实用新型的装置中，优选地，所述静电场的强度、波形和频率中的至少一项变化。

在本实用新型的装置中，优选地，所述环境液体与所述测试液体都不具有导电性，或者其中至少一种具有导电性。

通过本实用新型的装置，可以避免体系内由于电流引起的不均匀电压降低对内电场的影响，从而在被测液体和岩石样品中没有电流通过的情况下准确记录和观测电岩石样本湿润性的影响，从而为大规模开采时提高采收率提供依据。