[发明专利]一种仿岩心结构的玻璃介质模型

说明书

技术领域

本发明属于泡沫性能研究芯片分析技术领域，主要涉及仿岩心结构的可用于三次采油中泡沫驱油和渗流机理研究的玻璃介质模型。

背景技术

目前我国对石油能源的需求日益增长，石油勘探的难度不断增加，研究如何进一步提高原油采出率已成为一个摆在科研工作者面前亟待解决的问题。提高采收率技术、泡沫驱油和渗流机理研究的物理模型主要有以下四种：(1)天然岩心和人造岩心的物理模型：是目前物理模拟驱替普遍采用的一种。该模型较好的保持了真实地层岩石的孔隙结构，但该模型驱替过程不可视，不能快速直观地探测相关机理；(2)夹砂透明模型：多层沙模型孔道紊乱、透光性不好，不便于观察；单层沙模型虽然具有一定的可视性，但可视化程度不高，而且沙粒大小不均一，驱替液面流现象严重；(3)岩心薄片模型：具有可视性，但由于岩心薄片的内部孔道紊乱，透光性不好，不便于观察实验现象；(4)微观仿真透明模型：采用微刻蚀技术，在玻璃上刻蚀出各种仿岩心结构的孔隙网络，最大限度地模拟岩心孔隙结构，此种模型具有很强的可视性，可以对实验现象进行直观观察。

但是常见的微观仿真透明模型在研究泡沫封堵及驱替能力试验中，只有在较高注入压力下，模型内才能以泡沫形式存在。而普通玻璃难以承受太高压力，需要使用特种厚玻璃，因此加工难度大，制作成本高。本发明在模型中引入由微气泡生成模块、微气泡分裂模块，可以在较低压力下在模型内部原位生成泡沫，不仅可以满足实验要求，且大大降低了模型的制作成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种仿岩心结构的玻璃介质模型，该玻璃介质模型不仅可以在低压条件下在所述玻璃介质模型的微气泡生成模块、微气泡分裂模块中切割、分裂产生微观泡沫及微小乳状液，而且可利用该玻璃介质模型研究泡沫或乳状液在孔隙中的形成、稳定、渗流以及微观驱油机理。

本发明是在玻璃介质上刻蚀出具有不同功能的微观孔隙模块，包括微气泡生成模块、微气泡分裂模块和仿岩心结构的微观孔道。通过引入微流控芯片技术中微流体控制方法，可在较低压力下在模型中产生微观泡沫。另外，利用紫外光固化粘结剂进行玻璃模型的低温粘接，不需要精密控温的高温粘接设备，使模型的制作成本大大降低。

本发明的仿岩心结构的玻璃介质模型包括第一进液池、第二进液池、玻璃基片、玻璃盖片、排液孔、排液池、排液池水道、仿岩心结构的微观孔道、第一进液孔、第二进液孔、微气泡生成模块和微气泡分裂模块；

所述的玻璃介质模型由所述玻璃盖片与所述玻璃基片封接而成。

在所述玻璃基片的一端分别刻蚀有第一进液池和第二进液池，在所述玻璃基片的另一端分别刻蚀有排液池和排液池水道，且排液池水道与所述排液池相连通；在所述第一进液池和第二进液池与所述排液池之间的所述玻璃基片上刻蚀有仿岩心结构的微观孔道，在所述第一进液池和第二进液池与所述仿岩心结构的微观孔道之间刻蚀有所述微气泡生成模块，在所述微气泡生成模块与所述仿岩心结构的微观孔道之间的所述玻璃基片上刻蚀有微气泡分裂模块；所述玻璃盖片封接在所述玻璃基片上；所述玻璃盖片的一端开有第一进液孔和第二进液孔，且第一进液孔与所述第一进液池相连通，第二进液孔与所述第二进液池相连通；所述玻璃盖片的另一端开有所述排液孔，且所述排液孔与所述排液池相连通；

所述第一进液池和所述第二进液池分别与所述微气泡生成模块相连通，所述微气泡生成模块与所述微气泡分裂模块相连通；

所述微气泡分裂模块与所述仿岩心结构的微观孔道相连通；所述排液池水道位于所述仿岩心结构的微观孔道与所述排液池之间，并与二者相连通。

所述封接可通过紫外光固化粘结剂进行粘结，如用紫外光固化粘结剂NOA61进行封接。所述紫外胶NOA61是一种透明、无色、在紫外光照射下即可固化的液态光聚物，具有封接速度快、老化后耐溶剂，具有极好的透光性、低收缩和轻微的弹性等优点。

所述仿岩心结构的微观孔道是宽细不均的孔道(如图3所示)，其中孔道的宽为10～150微米，深为5～10微米。

所述微气泡生成模块为“T”形管结构，组成“T”形管结构的纵向孔道的深度为5～10微米，宽为10～20微米；组成“T”形管结构的两条横向孔道的孔径都是5～8毫米长的直线孔道；所述两条横向孔道分别与所述第一进液池和所述第二进液池相连通，且与第二进液池相连通的横向孔道以垂直方式与所述微气泡分裂模块相连通。