几种常见矿物的油-水-矿物接触角测量及其讨论

doi:10.19657/j.geoscience.1000-8527.2018.04.20

现代地质 ›› 2018, Vol. 32 ›› Issue (04): 842-849.DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2018.04.20

几种常见矿物的油-水-矿物接触角测量及其讨论

吴春正¹(), 薛海涛²(), 卢双舫², 田善思¹

1.中国石油大学(华东) 地球科学与技术学院,山东青岛 266580
2.中国石油大学(华东) 非常规油气与新能源研究院,山东青岛 266580

收稿日期:2017-07-12 修回日期:2018-01-11 出版日期:2018-08-10 发布日期:2018-09-19
通讯作者: 薛海涛
作者简介:薛海涛,男,教授,1975年出生,地质工程专业,主要从事非常规油气地质研究工作。Email: sea1999101@sina.com。
吴春正,男,硕士研究生,1991年出生,地质工程专业,主要从事非常规油气地质研究工作。Email: 1043367400@qq.com。
基金资助:
国家科学技术重大专项(2016ZX05004-001);国家科学技术重大专项(2016ZX05007-003);国家重点基础研究发展计划“973”项目(2014CB239005);国家自然科学基金项目(41572122);国家自然科学基金项目(41330313)

Measurement and Analysis of Oil-water Contact Angle on Several Common Minerals

WU Chunzheng¹(), XUE Haitao²(), LU Shuangfang², TIAN Shansi¹

1. School of Geoscience, China University of Petroleum(East China), Qingdao, Shandong 266580,China
2. Research Institute of Unconventional Petroleum and Renewable Energy, China University of Petroleum (East China), Qingdao, Shandong 266580, China

Received:2017-07-12 Revised:2018-01-11 Online:2018-08-10 Published:2018-09-19
Contact: XUE Haitao

摘要/Abstract

摘要：

采用测量水中油滴在矿物表面接触角的方法,利用接触角测量仪测量了不同矿化度水中,不同单组分油和混合组分油在不同矿物表面的接触角,提出了一套合理的测量方法,保证了测量结果的准确性。经过测量润湿角的大小,对比发现水中矿物的亲油性由强到弱依次为:云母>黄铁矿>方解石>白云石>石英。矿物类型、油组分类型和水的矿化度都对接触角有较大影响:不同的矿物表面油水的润湿性不同;随着油滴中正十八烷含量的增多,油滴在云母表面的接触角变小,润湿性变好,在其它矿物表面的润湿性略有不同;随着水矿化度的提高,油滴在云母表面的接触角呈现出明显变大的趋势,润湿性逐渐变差,在其它矿物表面的润湿性略有不同。

关键词: 油-水-矿物, 油组分, 接触角, 润湿性

Abstract:

In this paper, the contact angles of oil droplets on mineral surface were determined using contact-angle measuring instrument. The contact angles of different oil types in different mineralizing water and different component oil and mixed-component oil were measured. We proposed a reasonable measurement method to maximize the measurement result accuracy. After measuring the size of the wetting angle, it is found that the lipophilicity of the minerals in the water vary from strong to weak: mica>pyrite>calcite>dolomite>quartz.The type of mineral, oil composition type, water mineralization degree all impose significant influence on the contact angle, and the wetting of oil and water on different mineral surfaces is different. With increasing octadecane content of the oil droplets, the contact angle of the oil droplets on mica surface decreases and the wettability increases. The surface wettability is slightly different on the surface of other minerals. With increasing water mineralization, the contact angle of oil droplets on mica surface increases and the wettability decreases gradually, and the wettability on other mineral surface is also slightly different.

Key words: oil-water-mineral, oil component, contact angle, wettability

中图分类号:

TE311

吴春正, 薛海涛, 卢双舫, 田善思. 几种常见矿物的油-水-矿物接触角测量及其讨论[J]. 现代地质, 2018, 32(04): 842-849.

WU Chunzheng, XUE Haitao, LU Shuangfang, TIAN Shansi. Measurement and Analysis of Oil-water Contact Angle on Several Common Minerals[J]. Geoscience, 2018, 32(04): 842-849.

图/表 9

图1 “悬滴法”示意图

Fig.1 Schematic diagram of the “hanging drop” method

图2 不同直径的液滴形态

Fig.2 Morphology of droplets with different diameters

图3 不同尺寸的油滴外形和接触角

Fig.3 Oil droplets of different sizes and contact angles

图4 接触角随时间变化图

Fig.4 Time variation chart of contact angle

表1 蒸馏水中油滴在矿物表面的接触角θm/(°)

Table 1 Contact angle of oil droplets on mineral surface in distilled water

矿物	N,N- 二甲基十二胺	1,3- 二甲基环己烷	正戊烷 C₅	正己烷 C₆	正辛烷 C₈	正壬烷 C₁₉	正十三烷 C₁₃
云母	18.82	116.27	117.43	131.21	135.44	121.80	131.53
黄铁矿	95.97	110.75	130.80	134.11	122.54	136.05	142.03
方解石	128.06	127.26	133.79	129.79	141.96	133.68	149.46
白云石	126.68	134.90	141.08	136.63	134.89	148.23	150.90
石英	41.15	149.48	146.41	147.05	106.12	154.18	154.19

图5 蒸馏水中不同矿物的润湿性(C5.正戊烷;C6.正己烷;C8.正辛烷;C9.正壬烷;C13.正十三烷;C16.正十六烷)

Fig.5 Wettability of different minerals in distilled water

图6 蒸馏水中烷烃在矿物表面的接触角(C5.正戊烷;C6.正己烷;C8.正辛烷;C9.正壬烷;C13.正十三烷;C16.正十六烷)

Fig.6 Contact angles of alkanes on mineral surface in distilled water

图7 混合油滴在矿物表面的润湿角(C8.正辛烷;C18.正十八烷)

Fig.7 Wetting angle of mixed oil droplets on mineral surface

图8 氯化钙溶液中油滴的接触角(C5.正戊烷;C6.正己烷;C9.正壬烷)

Fig.8 Contact angle of oil droplets in calcium chloride solution

参考文献 15

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Measurement and Analysis of Oil-water Contact Angle on Several Common Minerals

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