[发明专利]一种泡沫液膜薄化的可视化与定量测定方法

说明书

本发明公开了一种泡沫液膜薄化的可视化与定量测定方法，其主要包括两个步骤：步骤1、采用显微镜观察液膜薄化过程，利用显微镜自带的数码摄像机拍摄不同液膜薄化阶段的液膜干涉图；步骤2、光学测量动态液膜厚度，步骤为：(1)计算不同液膜厚度d对应的X、Y、Z三刺激值；(2)对X、Y、Z三刺激值进行变换得到不同液膜厚度d对应的R、G、B值，形成RGB‑d数据体；(3)利用ImageJ软件将某时刻的液膜干涉图劈分为红、绿、蓝三颜色通道图，并从中获得各像素点对应的R、G、B值；(4)对考察区内所有像素点的R、G、B值求取平均值(R_i,G_i,B_i)，从RGB‑d数据体中找出与(R_i,G_i,B_i)最接近的一组R、G、B值，其对应的液膜厚度d即为测得的考察区液膜厚度。

技术领域

本发明涉及油气田开发技术领域，尤其是用于石油天然气开采的泡沫中泡沫液膜薄化的可视化与定量测定方法。

背景技术

泡沫是以气体为分散相，液体为连续相的分散体系，已广泛应用于油气田开发的各个领域，比如压裂、排水采气、防气窜、驱油等等。大量的室内研究与现场试验表明，泡沫若要在各应用中发挥良好效果，必须具有一定的稳定性。因此，近年来，关于泡沫稳定性的研究备受重视。

受重力排液等因素影响，泡沫形成后，其气泡形状会逐渐由球形转变为多面体，气泡之间的液膜随之逐渐变薄。液膜薄化会加剧泡沫的粗化与聚并，对泡沫稳定性至关重要。但是，液膜薄化过程的精确定量描述一直是泡沫稳定性研究的难点。赖南君在《高温高盐油藏泡沫凝胶复合封窜体系的制备与评价》中报道了使用ESEM环境扫描电子显微镜测试泡沫液膜微观形貌及液膜厚度，测量精度为微米级。贾虎在《双交联型泡沫凝胶的制备及其暂堵压井防漏机理》中采用光学显微镜对凝胶泡沫的气泡尺寸与液膜尺寸进行测定，测量精度也为微米级。

现有液膜薄化的测试方法主要依靠显微成像，再根据成像图片使用仪器自带的测量系统对液膜厚度进行测量。液膜厚度测量过程中，人为因素很大，测试结果非常粗略。而且，利用环境扫描电子显微镜测试前，需对泡沫进行冷冻干燥，只能获得某不确定时刻的液膜厚度。利用光学显微镜虽然能够监测液膜厚度随时间的变化，但测试过程中，为便于观察，泡沫上方通常加盖载玻片，这会在一定程度上改变液膜尺寸。因此，寻找能够无损液膜结构，并实时定量表征液膜薄化过程的测试方法，对于进一步认识泡沫稳定机理，改善泡沫稳定性具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是针对现有上述液膜薄化测量方法存在的误差大的问题，提供一种实时定量表征液膜薄化过程的测试方法，即泡沫液膜薄化的可视化与定量测定方法。

本发明提供的泡沫液膜薄化的可视化与定量测定方法，步骤如下：

S1、采用显微镜观察液膜薄化过程，利用显微镜自带的数码摄像机拍摄不同液膜薄化阶段的液膜干涉图。

所述步骤S1包括以下子步骤：

S11、将载玻片置于显微镜载物台上，载玻片上开设有容纳泡沫体系的圆孔。所述载玻片长度为20-50mm，宽度为10mm，厚度为1mm。载玻片中部开设孔径为0.2mm的进样口，进样口的末端开设与之连通的用于容纳待测泡沫体系的直径d_c为1-2mm的圆柱形样品孔。

S12、用注射器将待测泡沫体系由进样口注入到载玻片的样品孔内，将显微镜调至反射光模式，令白光垂直照射到液膜上；

S13、调整显微镜放大倍数，利用显微镜自带的数码摄像机拍摄不同液膜薄化阶段的液膜干涉图。

S2、光学测量动态液膜厚度，具体包括以下子步骤：

S21、计算不同液膜厚度d对应的X、Y、Z三刺激值