3D Confocal Scanning Laser Microscopy to Quantify Contact Angles in Natural Oil-Water Mixtures

Abstract

Résumé -Microscopie confocale à balayage laser 3D pour quantifier les angles de contact des mélanges naturels diphasiques eau-huile -La mesure de l'angle de contact est l'un des moyens les plus utilisés pour quantifier la mouillabilité et l'énergie de surface d'un matériau en contact avec un/ou plusieurs liquides. Ce travail présente une méthode basée sur le principe du microscope confocal à balayage laser pour mesurer l'angle de contact d'une goutte déposée sur une surface solide. Plusieurs systèmes solide-fluide1-fluide2 ont été étudiés. La méthode CSLM est basée sur l'acquisition d'une série d'images en 2D et suivant l'axe Z d'une goutte fluorescente. La reconstruction de l'image en 3D d'une goutte est obtenue par la somme des images 2D à différents niveaux Z de la surface solide. Les résultats obtenus sont comparés à ceux obtenus par goniométrie, méthode de mesure conventionnelle de l'angle de contact. Ces deux méthodes sont en accord pour les différents systèmes solide-liquide-air étudiés. La modélisation géométrique en 3D de la goutte, obtenue à partir des images CSLM, permet cependant d'étu-dier la distribution locale des angles de contact en périphérie des gouttes et de mieux détecter l'influence des hétérogénéités locales d'une surface solide sur la valeur finale de l'angle de contact solide-liquide-gaz. Abstract -3D Confocal Scanning Laser Microscopy to Quantify Contact Angles in Natural Oil-Water Mixtures -The contact angle of a liquid drop on a solid surface is one of the most simple, useful and sensitive parameters in the hydraulic sciences to quantify and to qualify the wettability and the surface energy of different materials. In this paper, a confocal scanning laser microscope (CSLM) has been used to quantify contact angle and then the wettability. This technique uses a laser scan and allows series of 2-D images of a fluorescent liquid droplet set on various solid surfaces to be recorded. The generation of 3-D images is carried out with the summation of several images acquired with a regular step along the

Oil–water two‐phase flow in microchannels: Flow patterns and pressure drop measurements

“…In order to determine the wettability of the glass and quartz microchannels using oil or water, the contact angle (Â) of a liquid droplet placed on a flat sample of glass or quartz was measured by a confocal scanning laser microscope (Salim et al, 2008). The measured contact angles of an oil droplet on a flat sample of quartz and glass were 12…”

“…These parameters were determined by a method using confocal scanning laser microscopy (Salim et al, 2008) as follows. The walls of the microchannels were wetted with an aqueous solution of fluorescein.…”

Petroleum and aqueous inclusions from deeply buried reservoirs: Experimental simulations and consequences for overpressure estimates

“…The co-existence of green-yellow and blue colored inclusions in the same fluid inclusion assemblage could be explained by the role of the nano-cracks that can act as micro-capillary tubes responsible for fluorochrome segregation. This segregation is related to the wetting properties of the mineral-water-hydrocarbon systems (Salim et al, 2008).…”

Hysteresis of wettability in porous media: a review

“…The specular reflection from the drop surface by using a light source is another technique that can be applied to estimate Fig. 2 Sketch shows a telescope-goniometer technique for contact angle measurement (Salim et al 2008) the hysteresis of the contact angle (Langmuir and Schaefer 1937). The light source is rotated around the droplet until the reflection from the drop dies; afterward, the contact angle can be read from the degree of the rotation.…”