Kayaç ıslatımlılığının kılcal tüp yükselim yöntemi ile belirlenmesi

Abstract

Bu yüksek lisans laboratuar çalışmasında amaç, kontak(temas) açısı bulunarak heterojen yapıdaki kayaçların ıslatımlılıklarının kılcal tüp yükselim yöntemi ile saptanmasıdır. Ayrıca, çalışmada dinamik kontak açısı ölçümünde kullanılan Washburn denklemi ve bu denklemin kılcal tüp yükselim yöntemine uygunluğu incelenmiştir. Heterojen mineralojik yapıya sahip kayaç örneklerinin ıslatımlılık karakterlerinin analizini esas alan bu çalışmada, katı malzeme olarak, öğütülerek toz haline getirilmiş çeşitli kumtaşı ve kireçtaşı kayaç örnekleri ve bu örnekleri oluşturan temel saf maddeler olan kuvars ve kalsit mineralleri kullanılmıştır. Bununla birlikte, kılcal tüpte yükselme sıvısı olarak su fazını temsil eden saf su, %2'lik NaCl, KCl, CaCl2, AlCl3 tuzlu su çözeltileri ile petrol fazını temsil eden gazyağı ve mineral yağ sıvıları kullanılarak, bu sıvıların numunelerin katı yüzeylerinde oluşturdukları temas açıları hesaplanmıştır. Ayrıca; bu çalışmada, kılcal yükselim yönteminin toz haline getirilmiş saf mineraller ile heterojen yapıdaki kayaç örneklerine uygulanabilirliği ve bu örneklerin ıslatımlılıkları ile kontak açıları arasındaki ilişki araştırılmıştır. Elde edilen temas açısı değerleri, literatürde daha önce yapılmış olan goniometrik ve ince tabaka kılcal yükselim yöntemlerinin temas açısı değerleri ile uyum içerisindedir. Kılcal Tüp Yükselim Yöntemi, sıvı-sıvı-katı sistemlerinin temas açısı değerlerinin saptanmasında kullanılabilecek alternatif bir yöntemdir.

This study is an attempt to investigate the possibility of contact angle determination of wettability of heterogeneous rock matrix by capillary rise method applying the principle of contact angle. Application of the Washburn equation for dynamic measurement of contact angle and the method of Capillary Rise is revisited.The powdered samples of different sandstone and limestone rock samples and also their representative pure minerals such as quartz and calcite were used in this experimental work that based on characterizing the wettability index of rocks that have heterogeneous mineralogical composition. Beside this, distilled water, 2% NaCl, KCl, CaCl2 and AlCl3 brines were used as a water phase, kerosene and mineral oil are used as a oil phase wicking liquids, and contact angles of these liquids with respect to the solid samples surface was determined. Besides, applicability of the Capillary rise method for contact angle determination of the heterogeneous rock samples and the relationship between wettability and the contact angle of these samples were discussed. The obtained contact angle values are have similar behaviour with the literature values that uses goniometric and Thin Layer Wicking methods. The Capillary Rise Method could be an alternative method that can estimate the contact angle values of liquid-liquid-solid interfaces.