【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及胶体与界面化学，具体涉及一种连续水相环境内油滴界面弹性的表征方法。
技术介绍
1、界面弹性是影响连续水相中分散油滴稳定性的关键因素之一，研究油滴界面弹性对于油气开发、微流控技术以及药物分散等领域都有重要的作用。界面弹性是指油滴发生形变后其阻滞干扰并恢复形变的能力。目前，对于油滴界面弹性的测量主要依靠搭载了界面测量平台的流变仪。目前常见的界面测量平台主要有两种，一种是搭载双壁环转子(double wall ring)的测量平台，一种是搭载双锥转子(bi-cone)的测量平台。以连续水相中油滴的界面弹性为例，受密度影响水相和油相在测试槽内形成天然的分层界面，通过将转子放置油水界面处从而可以通过控制转子转速测量油水界面弹性。相比于双锥系统，双壁环转子的测量更为精准，然而仍然面临着如下问题：1)测试槽多为teflon材质，且测试界面为受密度影响天然形成的水层和油层间分界层，与连续水相中单一油滴界面存在偏差，难以对油滴界面弹性直接观测，因此，无法模拟油藏环境中岩石表面单一油膜的界面弹性测量；2)难以保证转子恰好位于油水界面且转子在油相和水相中的浸没高度恰好相等；3)测试界面膜的比表面积为水层-油层接触面积与测试槽中油层体积的比值，同连续水相中单个油滴的比表面积存在偏差。此时，若体系内存在界面活性分子，其在测试槽内油水界面的吸附速率与在连续水相内单个油滴界面上的吸附速率存在偏差较大，影响了油滴界面弹性的准确测量。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的无法精准
2、为了实现上述目的，本专利技术提供了一种连续水相环境内油滴界面弹性的表征方法，其包括以下步骤：
3、(1)在上方开口的透明的测试槽的侧面安装两台高速摄像机，且两台高速摄像机的观测方向的夹角为90°；将载玻片倒扣至所述测试槽的上方，在所述测试槽中加入连续相水溶液，使所述连续相水溶液至少没过所述载玻片的下表面；
4、(2)用第一针头在所述载玻片的下表面注射测试油滴；
5、(3)将第二针头与针管相连，使第二针头浸泡在所述测试槽的连续相水溶液中，并位于所述载玻片的下方；然后使所述第二针头打出气泡，且使气泡停留在所述第二针头的尖端；
6、(4)利用所述两台高速摄像机的实时观测结果，调整所述载玻片的位置，使气泡和测试油滴的中心轴对齐；
7、(5)调整气泡与测试油滴的间距至设定值，开启所述两台高速摄像机进行拍摄，然后使所述第二针头的尖端的气泡上移接近测试油滴，直至正好接触到测试油滴时气泡停止上移；测试油滴在气泡表面发生润湿，直至体系达到稳态，结束所述两台高速摄像机的拍摄；
8、(6)处理所述两台高速摄像机拍摄的照片，得到各时刻测试油滴与所述载玻片之间的润湿角，进而得到润湿角随时间的变化图；对所述润湿角随时间的变化图进行振荡衰减曲线拟合，进而得到阻尼系数，从而实现连续水相环境内油滴界面弹性的定量表征。
9、在上述方法中，优选地，在步骤(1)中，所述测试槽是放置在前后和左右的位置可调节的水平移动平台上，且与所述两台高速摄像机的位置保持水平。
10、在上述方法中，优选地，在步骤(1)中，所述连续相水溶液与所述测试油滴不互溶，且所述连续相水溶液是透明的。
11、在上述方法中，优选地，在步骤(2)和(3)中，所述第一针头和所述第二针头均为鱼钩型针头。更优选地，所述鱼钩型针头为平头针头，且针头直径为1.5-2.5mm。
12、在上述方法中，优选地，在步骤(2)中，在所述载玻片的下表面注射测试油滴是通过注射泵以恒速注射而实现的，注射泵的注射速度为0.1-0.5μl/s。
13、在上述方法中，优选地，在步骤(2)中，所述载玻片的下表面的测试油滴的体积为7-10μl。
14、在上述方法中，优选地，在步骤(3)中，所述第二针头连接于升降装置。
15、在上述方法中，优选地，在步骤(3)中，所述第二针头打出气泡的出气速度为恒速，出气速度为0.1-0.5μl/s，气泡的气体体积为7-10μl。
16、在上述方法中，优选地，在步骤(5)中，所述气泡与所述测试油滴的间距的设定值为5-7μm，所述气泡的上移速度为恒速，上移速度为0.2-0.5μm/s。
17、在上述方法中，优选地，在步骤(5)中，调整气泡与测试油滴的间距至设定值是采用所述升降装置实现的。
18、在上述方法中，优选地，在步骤(5)中，使所述第二针头的尖端的气泡上移接近测试油滴是采用所述升降装置实现的。
19、在上述方法中，优选地，在步骤(5)中，所述气泡正好接触到测试油滴时停止上移的控制方式包括：设置激光发射装置、激光接收装置和传感器，所述传感器信号连接于所述激光接收装置和所述升降装置；使所述激光发射装置发射的激光对齐测试油滴的下顶端且能被所述激光接收装置捕捉，当所述气泡正好接触到测试油滴时，所述激光接收装置的信号受到扰动，并通过所述传感器控制所述升降装置，以停止所述气泡的上移。
20、在上述方法中，优选地，在步骤(5)中，所述两台高速摄像机的拍摄速度均为5000张/秒以上。
21、在上述方法中，优选地，在步骤(5)中，所述测试油滴与所述气泡的表面张力小于所述连续相水溶液与所述气泡的表面张力。
22、在上述方法中，优选地，在步骤(5)中，所述体系达到稳态是通过以下方式进行判断的：当所述测试油滴的长度不发生变化时，则体系达到稳态。
23、在上述方法中，优选地，在步骤(6)中，各时刻测试油滴与所述载玻片之间的润湿角是通过以下方式得到的：分析所述两台高速摄像机拍摄的照片中各像素点rgb值的变化规律，从而实现各时刻测试油滴的轮廓的刻画，进而得到各时刻测试油滴与所述载玻片之间的润湿角。
24、在上述方法中，优选地，在步骤(6)中，对所述润湿角随时间的变化图进行振荡衰减曲线拟合所用的拟合公式为：
25、y＝y0+a×exp(-bx)×sin(cx+d)
26、其中，y为润湿角，单位为°；y0为偏移量，单位为°；a为初始振幅，无单位；b为阻尼系数，无单位；c为振荡频率，单位为hz；d为相移，无单位。
27、本专利技术的技术方案至少具有以下优点和有益效果：
28、本专利技术克服了现有技术存在的无法精准表征连续水相环境内单一油滴界面弹性的问题，以及对于实际油藏中附着在岩石表面的油滴的界面弹性测量无法通过传统的流变仪测量实现的问题。本专利技术的方法基于高速摄像和图像处理，通过对油滴在气泡表面润湿过程中润湿角的动态追踪记录，进行振荡衰减曲线拟合，获得阻尼系数，从而能够准确直观地表征连续水相环境内单一油滴的界面弹性。
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1.一种连续水相环境内油滴界面弹性的表征方法，其包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(1)中，所述测试槽是放置在前后和左右的位置可调节的水平移动平台上，且与所述两台高速摄像机的位置保持水平；
3.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(2)和(3)中，所述第一针头和所述第二针头均为鱼钩型针头；
4.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(2)中，在所述载玻片的下表面注射测试油滴是通过注射泵以恒速注射而实现的，注射泵的注射速度为0.1-0.5μL/s；
5.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(3)中，所述第二针头连接于升降装置。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(3)中，所述第二针头打出气泡的出气速度为恒速，出气速度为0.1-0.5μL/s，气泡的气体体积为7-10μL；
7.根据权利要求5所述的方法，其中，在步骤(5)中，调整气泡与测试油滴的间距至设定值是采用所述升降装置实现的；
8.根据权利要求5所述的方法，其中，在步骤(5)中，所述气泡正好接触到测试油滴时停
9.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(5)中，所述测试油滴与所述气泡的表面张力小于所述连续相水溶液与所述气泡的表面张力；
10.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(6)中，各时刻测试油滴与所述载玻片之间的润湿角是通过以下方式得到的：分析所述两台高速摄像机拍摄的照片中各像素点RGB值的变化规律，从而实现各时刻测试油滴的轮廓的刻画，进而得到各时刻测试油滴与所述载玻片之间的润湿角；
...【技术特征摘要】
1.一种连续水相环境内油滴界面弹性的表征方法，其包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(1)中，所述测试槽是放置在前后和左右的位置可调节的水平移动平台上，且与所述两台高速摄像机的位置保持水平；
3.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(2)和(3)中，所述第一针头和所述第二针头均为鱼钩型针头；
4.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(2)中，在所述载玻片的下表面注射测试油滴是通过注射泵以恒速注射而实现的，注射泵的注射速度为0.1-0.5μl/s；
5.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(3)中，所述第二针头连接于升降装置。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(3)中，所述第二针头打出气泡的出气速度为恒速，出气速度为0.1-0.5μl/s，气泡的气体体积为7-10μl；
7.根据权利要求5所述的方法，其中，在步骤(5)中，调整气泡与测试油滴的...
【专利技术属性】
技术研发人员：姜佳彤，宋兆杰，李培宇，张翊航，宋宜磊，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：
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