乳化原油乳狀液雷射共聚焦分析方法
2024-01-25 22:21:15 2
專利名稱：乳化原油乳狀液雷射共聚焦分析方法
技術領域：
本發明涉及油田採油開發領域中一種乳化原油分析方法，尤其是 一種乳化原油雷射共聚焦分析方法。
背景技術：
隨著三元複合驅技術在油田的普及推廣，對影響原油採收率的原 油乳化現象研究越來越深入。乳化原油的分析方法也比較繁多，其中 普通光學顯微鏡分析是常用的，普通光學顯微鏡使用的是場光源，由 於光散射的作用，標本上每一點的圖像都會受到鄰近點的衍射光或散 射光的幹擾，使所觀測到的是一幅相干擾的圖像，從而降低了信噪比， 影響了圖像的清晰度和解析度。
發明內容
為了克服背景技術的不足，本發明提供一種乳化原油雷射共聚焦 分析方法，該方法採用雷射作為光源，可以對乳化原油進行無損傷檢 測分析，分析結果準確、精度高。
本發明的技術方案是該乳化原油乳狀液雷射共聚焦分析方法包 括下列步驟-
(1) 、現場樣品製備 取數滴乳狀液滴加到載玻片的凹槽內，然後蓋上蓋玻片再用502
膠水進行密封，放置於恆溫箱，恆溫至液滴形狀規則後，即可用顯微 鏡進行觀察；
(2) 、樣品觀察 利用雷射掃描共聚焦顯微鏡對步驟(l)的樣品進行雷射三維掃
描，選擇514nm波長的雷射作為激發光源，觀察油的形態，選擇550 750nm波長作為接收波長，用紅色或藍色表示，進行觀察，觀察水的 形態，選擇400 480nm波長作為接收波長，用綠色表示，進行觀察；
利用計算機軟體對螢光信號進行圖像重建；
(3) 、乳化油類型判別
通過重建圖像形態，判別乳化油類型，包括油包水型、水包油
3型、油包水包油型；
(4)、乳化油粒徑分析選擇有代表性的視域，但不重複， 一般一個視域內內相乳狀液液珠30個 50個為宜；
單個乳狀液液珠等效面積圓直徑按式(1)計算
Dr =27^77............................................. W
式中
Dr——等效面積圓直徑，u m;A——液珠面積，um2。平均乳狀液液珠等效面積圓直徑按式(2)計算
5r =
5>
/n
.............................................(2)
式中
Di——第i個液珠的等效面積圓直徑；n——液珠個數。本發明利用固定波長的雷射激發原油，不同的原油組份發射特定波長範圍的螢光信號，而水不發射螢光信號的原理，通過雷射掃描共聚焦顯微鏡對乳化原油樣品進行雷射三維掃描，產生的螢光信號按照不同波長範圍分別進行採集，利用計算機對螢光信號進行圖像重建。通過觀察重建的螢光圖像對乳化原油的乳化類型進行判別，對乳狀液粒徑的分布特徵進行測量統計，以此結果表徵乳化原油的乳化類型和穩定性的特徵，實現對乳化原油樣品的無損檢測分析。
在共聚焦系統中樣品被一個點光源照射成像。為了得到完整的樣
品結構信息，入射光點在垂直於顯微鏡光軸的焦平面(xy軸)上，
沿樣品逐點或逐線掃描，將每點掃描的圖像信息經計算機採集、存儲、處理和轉換後合成一定大小的二維圖像，這是掃描的基本原理。所得到的二維圖像實際上是樣品在微小厚度內的平面"切片"圖像。如果再沿顯微鏡光軸(Z軸)方向以一定的間距掃描出不同Z軸位置的多
幅xy平面圖像，就可以用計算機處理"堆積"得到此掃描區域內樣
品的三維立體結構圖象，即為三維重建。
4本發明具有如下有益效果本發明與普通光學顯微鏡相比雷射共聚焦掃描顯微鏡恰好能夠避免衍射光或散射光的幹擾。首先雷射光束通過一個針孔光闌入射到樣品的一個細微點上，避免了非照射區域產生光散射，而在發射光檢測光路上放置了一個針？L，使發射光信號通過此針孔到達監測器。入射光源針對針孔和檢測針孔的位置相對於物鏡焦平面是共軛的，這樣，來自焦平面的光可以通過檢測針孔被檢測到，而來自焦平面上、下的光被阻擋在針孔兩邊，這就是雷射共聚焦的基本原理。由上可知，雷射具有高度的單色性、發散小、方向性強、亮度高和相干性好等獨特的優點。
這樣，用某一特定波長雷射器為發射光源，在配有共聚焦掃描設備的光學顯微鏡下，對樣品進行二維圖像多層採集，再經過專門計算機軟體的處理，得到樣品的二維和三維圖像，通過觀察重建的螢光圖像對乳化原油的乳化類型進行判別，對乳狀液粒徑的分布特徵進行測量統計，以此結果表徵乳化原油的乳化類型和穩定性的特徵，實現對乳化原油樣品的無損檢測分析，分析結果準確、精度高。
圖1是試樣l的螢光重建圖像；
圖2是試樣l的粒徑分布圖表；
圖3是試樣2的螢光重建圖像；
圖4是試樣2的粒徑分布圖表；
圖5是試樣3的螢光重建圖像；
圖6是試樣3的粒徑分布圖表。
具體實施例方式
下面結合實施例對本發明作進一步說明分別對3個試樣進行了試驗。
1、取數滴較為穩定的乳狀液滴加到載玻片的凹槽內，載玻片尺
寸7. 5X2. 5X0. 5cm、凹槽圓半徑0. 75cm、深度0. 25cm,然後蓋上蓋玻片，蓋玻片尺寸為1.7X1.7cm，再用502膠水進行密封，放置於恆溫箱，在25度的條件下恆溫24小時，恆溫至液滴形狀規則後，即可用顯微鏡進行觀察。2、 利用雷射掃描共聚焦顯微鏡對步驟1的樣品進行觀察選擇
514nm波長作為激發光源，圖1為觀察到的利用軟體重建的圖像，圖1中C部分為發光波段650納米-750納米油的螢光圖像；B部分為發光波段550納米-650納米油的螢光圖像，用紅色表示；A部分為發光波段〈550納米水的螢光圖像，用綠色表示；D部分為合成圖。
3、 乳化油類型判別從圖l可以看出試樣l為水包油型乳狀液(0/W)。
4、 乳化油粒徑分析
選擇有代表性的視域，但不重複。 一般一個視域內內相乳狀液液
珠30個 50個為宜。
單個乳狀液液珠等效面積圓直徑按式(1)計算
Dr =2a/A/;t ............................................. (1)
式中
Dr——等效面積圓直徑，um;A——液珠面積，"m2。平均乳狀液液珠等效面積圓直徑按式(2)計算
5r
i=l
/n
.............................................(2)
式中
Di——第i個液珠的等效面積圓直徑。直徑小於0. 01 u m的液珠不計數。長度取小數點後一位，單位微米(um)。面積取小數點後一位，單位平方微米(yiif)。試樣1的粒徑分布如圖表2所示。實施例二、
1、 取數滴較為穩定的乳狀液滴加到載玻片的凹槽內，載玻片尺寸7. 5X2. 5X0. 5cm、凹槽圓半徑0. 75cm、深度0. 25cm，然後蓋上蓋玻片，蓋玻片尺寸為1.7X1.7cm，再用502膠水進行密封，放置於恆溫箱，在25度和條件下恆溫24小時，恆溫至液滴形狀規則後，即可用顯微鏡進行觀察。
2、 利用雷射掃描共聚焦顯微鏡對樣品進行觀察觀察油，選擇
6514nm波長的雷射作為激發光源，選擇550 650nm波長作為接收波長，進行觀察。觀察水的形態，選擇514nm波長作為激發光源，選擇400 480nm波長作為接收波長，進行觀察。觀察結果利用軟體重建的圖像如圖3所示。
3、 乳化油類型判別從圖3可以看出試樣2為油包水型乳狀液(0/W)。
4、 乳化油粒徑分析-
選擇有代表性的視域，但不重複。 一般一個視域內內相乳狀液液珠30個 50個為宜。
單個乳狀液液珠等效面積圓直徑按式(1)計算
Dr =2>/A/;r ............................................. (1)
式中
Dr——等效面積圓直徑，li m;A——液珠面積，um2。平均乳狀液液珠等效面積圓直徑按式(2)計算
5r =
/n
.............................................(2)
式中
Di——第i個液珠的等效面積圓直徑。直徑小於0. 01 U m的液珠不計數。長度取小數點後一位，單位微米(urn)。面積取小數點後一位，單位平方微米(um2)。試樣2的粒徑統計結果見圖表4。實施例三、
1、 取數滴較為穩定的乳狀液滴加到載玻片的凹槽內，載玻片尺寸7. 5X2. 5X0. 5cm、凹槽圓半徑0. 75cm、深度0. 25cm，然後蓋上蓋玻片，蓋玻片尺寸為1.7XL7cm，再用502膠水進行密封，放置於恆溫箱，在25度和條件下恆溫24小時，恆溫至液滴形狀規則後，即可用顯微鏡進行觀察。
2、 利用雷射掃描共聚焦顯微鏡對樣品進行觀察選擇514nm波長的雷射作為激發光源，圖1為觀察到的利用軟體重建的圖像，圖l
7中C部分為發光波段650納米-750納米油的螢光圖像，用藍色表示;B部分為發光波段550納米-650納米油的螢光圖像，用紅色表示；A部分為發光波段〈550納米水的螢光圖像，用綠色表示；D部分為合成圖。
3、 乳化油類型判別從圖5可以看出試樣3為油包水包油型(0/W/0)。
4、 乳化油粒徑分析
選擇有代表性的視域，但不重複。 一般一個視域內內相乳狀液液珠30個 50個為宜。
單個乳狀液液珠等效面積圓直徑按式(1)計算
Dr =2VA/;r ............................................. (1)
式中-
Dr——等效面積圓直徑，"m;A——液珠面積，um2。平均乳狀液液珠等效面積圓直徑按式(2)計算
2>
i=l
/n
.............................................(2)
式中
Di——第i個液珠的等效面積圓直徑。直徑小於0. 01 u m的液珠不計數。長度取小數點後一位，單位微米(Pm)。面積取小數點後一位，單位平方微米(um2)。試樣3的粒徑分布如圖表6所示。
權利要求
1、一種乳化原油乳狀液雷射共聚焦分析方法，該方法包括下列步驟(1)、現場樣品製備取數滴乳狀液滴加到載玻片的凹槽內，然後蓋上蓋玻片再用502膠水進行密封，放置於恆溫箱，恆溫至液滴形狀規則後，即可用顯微鏡進行觀察；(2)、樣品觀察利用雷射掃描共聚焦顯微鏡對步驟(1)的樣品進行雷射三維掃描，選擇514nm波長的雷射作為激發光源，觀察油的形態，選擇550～750nm波長作為接收波長，用紅色或藍色表示，進行觀察，觀察水的形態，選擇400～480nm波長作為接收波長，用綠色表示，進行觀察；利用計算機軟體對觀察到的螢光信號進行圖像重建；(3)、乳化油類型判別通過重建圖像形態，判別乳化油類型，包括油包水型、水包油型、油包水包油型；(4)、乳化油粒徑分析選擇有代表性的視域，但不重複，一般一個視域內內相乳狀液液珠30個～50個為宜；單個乳狀液液珠等效面積圓直徑按式(1)計算<![CDATA[ D r=2 A / ............................................ ( 1 ) ]]>式中Dr——等效面積圓直徑，μm；A——液珠面積，μm2。平均乳狀液液珠等效面積圓直徑按式(2)計算<![CDATA[ D r= ( i = 1n Di )/n....................................... ( 2 ) ]]>式中Di——第i個液珠的等效面積圓直徑；n——液珠個數。
全文摘要
本發明涉及一種乳化原油乳狀液雷射共聚焦分析方法。該方法包括下列步驟(1)現場樣品製備取數滴乳狀液滴加到載玻片的凹槽內，然後蓋上蓋玻片再用502膠水進行密封，放置於恆溫箱，恆溫至液滴形狀規則後，即可用顯微鏡進行觀察；(2)樣品觀察利用雷射掃描共聚焦顯微鏡對油樣進行雷射三維掃描；(3)乳化油類型判別通過掃描圖像形態，判別乳化油類型，包括油包水型、水包油型、油包水包油型；(4)乳化油粒徑分析選擇有代表性的視域，但不重複，一般一個視域內內相乳狀液液珠30個～50個為宜。該方法採用雷射作為光源，可以對乳化原油進行無損傷檢測分析，分析結果準確、精度高。
文檔編號G01N15/02GK101493398SQ200910119119
公開日2009年7月29日 申請日期2009年3月4日 優先權日2009年3月4日
發明者浩 周, 孫先達, 張民志, 成 王, 陸會民 申請人:大慶油田有限責任公司