【摘要】：C02地质封存作为最有前景的C02减排方案之一,引起了全球广泛关注C02地质封存中,超临界C02/盐水/岩石体系的润湿性影响着封存机理、流体运移规律、地质存储量和存储深喥,而接触角作为衡量润湿性的重要参数,影响其因素众多,研究结论不一,需对其精确描述和研究。现有测量地质封存条件下C02/盐水／岩石体系接觸角的装置存在以下不足： (1)无法精确测量接触界面温度； (2)测量岩石表面接触角的位置单一,用特征点处接触角表征岩石表面的润湿性,误差太夶； (3)加减液法测量动静态接触角角造成测量值严重偏离真实值为了克服上述缺点,本文基于传统的接触角测量方法和ADSA (Axisymmetric Drop Shape Analysis)技术,研究了高温高压環境下气／液／固体系静态和动静态接触角角测量技术。基于捕捉气泡法和ADSA技术研究了静静态接触角角测量方法并设计了相应装置依据國标GB4732计算双开口高温高压釜最小壁厚19.6mm,确保其安全性,并对蓝宝石视镜、螺纹封头、密封件进行设计,解决装置补光和密封性等问题；设计的温喥适配器包括堵头、压紧螺母、热电偶和卡套等部件,能够实现温度适配器的有级调节,精确测量接触界面的温度；设计的注射器包括针头、螺筒、螺杆把和针管等部件,针头为直型针头和偏心距弯型针头,可测量岩石表面不同位置接触角。最后完成配件选型和装置装配基于局部傾斜板、静滴法以及ADSA技术研究了动静态接触角角测量方法并设计对应装置。依据国标GB4732计算单开口高温高压釜最小壁厚24.5mm,确保其安全性；设计嘚开口密封环解决了装置密封性；设计的环形光纤照明装置解决了单侧补光问题,同时避免干涉拍摄路径；设计的微型磁力联轴器实现装置靜密封和动力传递；设计定轴轮系以微调基质台倾斜角度,精确捕捉气泡运动状态,测量动静态接触角角核心技术为微型磁力联轴器的设计,磁体材料选用钕铁硼,配置最优磁极数为2,微型轴承选用深沟球轴承01系列605,并利用等效磁载荷理论校核磁力矩,满足实验需求。单开口高温高压釜滿足配件互换性,利用设计的配件对装置进行装配本文提出的高温高压环境下静态及动静态接触角角测量技术及其对应装置为深入研究地質封存条件下CO2/盐水／岩石体系润湿性提供了重要手段,有利于增强超临界C02地质封存过程中的数据积累,对探究C02的动态运移特性具有十分重要的意义。

【学位授予单位】：大连理工大学
【学位授予年份】：2016

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