镜5设置于所述微米级 毛细管束模型4上方。所述显微镜包括图像分析采集软件，可以用于录像和拍照；由于微米 级毛细管束模型中的毛细管尺寸在微米级，本实施例所述显微镜的录像速度每秒高于30 帧，拍照像素大于130万。图像采集系统可以直观的对驱油过程中驱油剂驱替原油的图像及 驱油后剩余油分布图像进行采集，为驱油剂驱油机理及评判驱油的性能提供基础。本实施 例中所述显微镜可以通过数据线与所述数据分析系统相连，驱油过程中驱油剂驱替原油的 图像及驱油后剩余油分布图像可以通过数据线传输至数据分析系统。
[0101] 本实施例中所述流量测量系统包括置换容器6、石英晶体微天平7、电化学工作站 8;所述置换容器6与所述微米级毛细管束模型4相连，用于存储置换溶液;所述石英晶体微 天平7设置于所述置换容器6下方，用于测量被置换出的硫酸铜溶液的质量;所述电化学工 作站8与所述石英晶体微天平7相连，用于为所述石英晶体微天平7提供吸附电压。本实施例 中所述置换容器为自制装置，容积为5mL，所述置换容器内装有硫酸铜溶液，用于置换被驱 替的原油，所述置换容器底部设置有石英晶体微天平，用于测量被置换出的硫酸铜溶液的 质量;石英晶体微天平是以石英晶体为换能元件，利用石英晶体的压电效应，将待测物质的 质量信号转换成频率信号输出，从而实现质量、浓度等检测的仪器，测量精度可以达纳克量 级。本实施例中被驱替的原油通过微米级毛细管束模型的输出毛细管进入置换溶液中，随 后被置换出的硫酸铜溶液进入下方的石英晶体微天平上，电化学工作站提供的吸附电压将 所述硫酸铜溶液中铜离子吸附于所述石英晶体微天平上的，然后通过石英晶体微天平的谐 振频率变化与质量成正比的关系获得石英晶体微天平表面的质量变化，进而根据被置换的 硫酸铜质量获取被驱替的原油流量。本实施例中所述石英晶体微天平通过数据线与所述数 据分析系统相连，流量测试数据可以通过数据线传输至数据分析系统。
[0102]本实施例中所述数据分析系统分别与所述注入系统、图像采集系统、流量测量系 统相连，用于根据所述驱油剂的注入压力、所述驱油过程的图像和所述被驱替的原油流量 获得所述驱油剂的驱油性能指标参数。本实施例中所述数据分析系统可以为个人计算机9， 通过数据线分别与压力传感器3、显微镜5、石英晶体微天平7相连。本实施例中所述驱油剂 的驱油性能指标参数包括毛细管阻力、粘附力、剪切粘度、洗油效率、提高波及体积能力。本 实施例中所述数据分析系统通过所述驱油剂的注入压力和所述被驱替原油的流量可以对 驱油过程中所述驱油剂的毛细管阻力、粘附力、剪切粘度、洗油效率、提高波及体积能力进 行定量分析，进而结合所述显微镜采集的驱油过程的图像对所述驱油剂驱油性能进行全面 的评价。如图5所示，图5为显微镜下观察到的水在微米级毛细管束模型的某一毛细管(属于 毛细管束中的一根，而非输入或输出毛细管）中的流动情况，图中，前部分为水流通后的毛 细管，后部分为水未流通的毛细管。
【主权项】
1. 一种用于定性分析多孔介质中毛细作用的微米级毛细管束模型，其包括一基板，该 基板上刻蚀有若干条等内径或不等内径的平行并联的毛细管，形成毛细管束，在所述毛细 管束的两端分别刻蚀有与所述毛细管束垂直的凹槽，在与所述毛细管束相对的凹槽的两侧 分别刻蚀有与所述凹槽垂直的一输入毛细管以及一输出毛细管，所述输入毛细管与所述输 出毛细管分别通过所述凹槽与所述毛细管束中的每根毛细管连通。2. 根据权利要求1所述的微米级毛细管束模型，其中，所述毛细管束中的毛细管的内径 均为2μηι~25μηι，所述输入毛细管与所述输出毛细管的内径均为100μπι~500μηι，所述毛细管 束中的每两根毛细管之间的距离为1_~3_。3. 权利要求1或2所述的用于定性分析多孔介质中毛细作用的微米级毛细管束模型的 利记博彩app，其包括以下步骤： 步骤1:将微米级毛细管束的初始模型通过感光的形式形成在铬板上，作为母版； 步骤2:对基板的表面进行预处理； 步骤3:将母版与表面预处理后的基板叠放在一起，通过紫外光照射叠放在一起的母版 和基板，使母版上的微米级毛细管束初始模型的图形刻在基板上； 步骤4:将基板上未刻有微米级毛细管束初始模型的图形的区域进行保护，然后浸入腐 蚀溶液中进行腐蚀，得到基板模型； 步骤5:对基板模型进行去除石蜡、烧结，得到所述的微米级毛细管束模型。4. 根据权利要求3所述的利记博彩app，其中，步骤1中的微米级毛细管束的初始模型是通 过以下步骤制作得到的：在玻璃板（16)上刻蚀多条平行的第一凹槽，在第一凹槽的两端分 别刻蚀与全部第一凹槽垂直的连通槽（19)，共两条连通槽（19)，在与第一凹槽相对的连通 槽（19)的两侧分别刻蚀与连通槽垂直的第二凹槽，共两条第二凹槽，然后在所述第一凹槽 及所述第二凹槽内粘结相应数量的毛细管，每个凹槽粘结一根毛细管，其中，第一凹槽内的 多根毛细管形成毛细管束（17)，第二凹槽内的毛细管分别称为前端毛细管（15)与末端毛细 管（18)，所述前端毛细管（15)、末端毛细管（18)和毛细管束（17)之间通过连通槽（19)相互 连通。5. 根据权利要求3所述的利记博彩app，其中，步骤1具体包括:将微米级毛细管束的初始模 型调至相机观察室中的圆圈中间并调整图像至清晰;将铬板含铬一面朝向相机前端，放入 铬板并调整图像至清晰，打开照相制版机的电源开关，然后打开紫外光开关，预热后打开相 机快门，开始曝光，曝光几分钟后;取出铬板，显影并清洗后，得到所述母版。6. 根据权利要求3所述的利记博彩app，其中，步骤2具体包括:对基板进行清洗、烘干;然后 将烘干后的基板用负胶底液或正胶底液浸泡，之后烘干;再进行匀胶、坚膜，得到表面预处 理后的基板。7. 根据权利要求3或6所述的利记博彩app，其中，所述基板包括玻璃板。8. 根据权利要求3所述的利记博彩app，其中，步骤3具体包括:将母版与表面预处理后的基 板叠放在一起，使母版的胶膜与基板的胶膜紧密扣合在一起，随后进行紫外光照射光刻;然 后进行显影及清洗;再进行坚膜，使母版上的微米级毛细管束初始模型的图形刻在基板上。9. 根据权利要求5或8所述的利记博彩app，其中，所述显影采用两次显影，并且一次显影液 为质量浓度〇. 5%~0.6%的NaOH溶液;二次显影液为水、98%醋酸和硝酸铈铵以200mL: 7-9mL: 40g的比例配制得到的。10. 根据权利要求3所述的利记博彩app，其中，在步骤4中，所述腐蚀溶液是由氢氟酸和氟 化氨配制而成的；浸入腐蚀溶液中进行腐蚀的时间为40~60s，并且腐蚀后进行清洗;将基 板上未刻有微米级毛细管束初始模型的图形的区域进行保护是采用石蜡涂封进行保护。11. 根据权利要求3所述的利记博彩app，其中，在步骤5中，所述烧结是在650°C~670°C进 行的。12. -种用于定性分析多孔介质中毛细作用的实验设备，其至少包括权利要求1或2所 述的用于定性分析多孔介质中毛细作用的微米级毛细管束模型，以及 图像采集系统，用于采集在所述微米级毛细管束模型中液体流动过程的图像。13. 根据权利要求12所述的实验设备，其中，所述图像采集系统包括显微镜，所述显微 镜设置于所述微米级毛细管束模型上方;所述显微镜包括图像分析采集软件，所述显微镜 的录像速度大于每秒30帧，拍照像素大于130万。
【专利摘要】本发明提供了一种定性分析多孔介质中毛细作用的微米级毛细管束模型及制法，以及一种定性分析多孔介质中毛细作用的实验设备。本发明根据哈根-泊肃叶定律，将流体在油藏岩石孔隙中的渗流模拟为在一组相同或不同内径的微米级毛细管束中的渗流，由此设计了微米级毛细管束模型，并结合图像采集系统实现了对多孔介质中毛细作用的定性分析和直观观察，解决了现有岩心物理模型无法定性表征及直观观察驱油剂流动过程的问题。该微米级毛细管束模型的利记博彩app是将制作好的母版与基板紧密扣合在一起，然后通过紫外光照射将母版上的毛细管束刻在基板上，再将腐蚀溶液浸入刻有毛细管束的区域，通过化学腐蚀得到若干平行等径或不等径的毛细管，最终得到该模型。
【IPC分类】G01N13/04, G01N1/28
【公开号】CN105651574
【申请号】
【发明人】丁彬, 耿向飞, 罗健辉, 盖仕辉, 谢长春, 宿连军, 王秀民, 王贝贝
【申请人】中国石油天然气股份有限公司
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年1月13日