[發(fā)明專利]一種用于室內(nèi)微觀驅(qū)油模型的制作工藝

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210496465.1
• 申請日: 2012-11-29
• 公開（公告）號: CN102979516A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張瑞;秦妮;彭林;周金位;葉仲斌
• 申請（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00;E21B43/27
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于油田化學(xué)實(shí)驗(yàn)室與酸化壓裂實(shí)驗(yàn)室模擬中低滲油藏、研究驅(qū)油過程的室內(nèi)微觀驅(qū)油模型的制作工藝。?

背景技術(shù)

現(xiàn)有技術(shù)中研究驅(qū)油過程中存在多尺度的問題，在油田生產(chǎn)中，研究的范圍以千米和米為尺度，在實(shí)驗(yàn)室中宏觀物理模擬實(shí)驗(yàn)，一般以米為尺度，而微觀模擬實(shí)驗(yàn)則是以微米為尺度，研究油水氣在孔隙介質(zhì)中的微觀流動情況。在微觀驅(qū)油階段對于模型的要求盡可能模擬孔隙系統(tǒng)的孔徑大小、孔徑幾何形態(tài)、以及表面礦物成分，其次是模型中要具有透光性，以便于借助光學(xué)儀器觀測研究孔道內(nèi)多相流體的分布和流動情況。目前微觀驅(qū)油模型大體分為四類：夾珠模型、毛管網(wǎng)絡(luò)模型、孔隙網(wǎng)絡(luò)模型和砂巖模型。而孔隙網(wǎng)絡(luò)模型是利用光刻技術(shù)在玻璃上刻蝕多孔介質(zhì)孔隙圖案，早在20世紀(jì)80年代中期中國科學(xué)滲流力學(xué)所就掌握了光刻技術(shù)用制成了孔隙網(wǎng)絡(luò)模型，但由于光刻工藝中光刻膠、曝光時間、腐蝕液及玻璃在燒結(jié)過程中會熔結(jié)等問題，微觀模型的孔道孔徑很難小于20μm，很難準(zhǔn)確模擬中低滲油藏的孔隙孔徑。本發(fā)明是一種微觀驅(qū)油模型制作方法，成功的在玻璃片上刻蝕出模型孔道孔徑≤5μm，更接近于實(shí)際油層中低滲油藏孔隙介質(zhì)，且用這此種方法制作的模型具有透光性，通過光學(xué)儀器可以清晰的看到中低滲油藏內(nèi)部孔道情況，對研究驅(qū)油過程具有重大意義。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是：為了改善光刻工藝中的步驟，在玻璃上刻蝕出微觀模型，用光學(xué)儀器能清晰的看到中低滲油藏內(nèi)部孔道情況、研究驅(qū)油過程，特提供一種用于室內(nèi)微觀驅(qū)油模型的制作工藝。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種用于室內(nèi)微觀驅(qū)油模型的制作工藝，其制作步驟是：?

步驟1：先將玻璃基底片正反面拋光后，放入70g濃硫酸與30g雙氧水組成的混合溶液煮沸?1~2h，然后超聲波清水清洗玻璃基底片，接著用氮?dú)鈱⒉ＡЩ灼砻嫠执蹈桑胖迷诳灸z板上，溫度為110~180℃烘烤8~15min。?

步驟2：在玻璃基底片上旋涂一層增粘劑，增粘劑是用德國ALLRESIST?AR?300-80，然后將玻璃基底片放置烤膠板上，溫度為110~180℃烘烤1~5min，形成光滑的納米薄膜。再繼續(xù)在玻璃基底片上旋涂光刻膠，光刻膠是用德國ALLRESIST?AR-P?3200，然后放置在烤膠板上，溫度為90~100℃，烘烤8~15min。?

步驟3：再將油藏圖片轉(zhuǎn)化為黑白圖片，將要光刻的部分轉(zhuǎn)為白色，其余背景轉(zhuǎn)為黑色。然后導(dǎo)入光刻軟件，將玻璃基底片在紫外光下曝光，曝光時間設(shè)為30~60s。?

步驟4：將已曝光好的玻璃基底片放在由20ml顯影液與10ml去離子水組成的混合溶液中顯影1~3min，顯影液是用德國ALLRESIST?AR?300-26。顯影后用蒸餾水將玻璃基底片沖洗干凈并用氮?dú)鈱⒉ＡЩ灼砻娲蹈桑缓蟀巡ＡЩ灼胖迷诳灸z板上，烤膠板溫度設(shè)置為98~115℃，烘烤10~20min。?

步驟5：用石蠟封住玻璃基底片上除已曝光外的其他區(qū)域。將封好石蠟的玻璃片放入到由25gHF、1.79g?NH4F和75g去離子水組成的腐蝕液中，腐蝕時間為120~180s，取出玻璃基底片用去離子水沖洗干凈。?

步驟6：刮去玻璃基底片表面的石蠟，用煤油清除殘余石蠟，用去膠液將玻璃片表面的光刻膠清洗干凈，放入70g濃硫酸與30g雙氧水組成的混合溶液煮沸1~2h，去膠液是用德國ALLRESIST?AR?300-72。然后用去離子水將玻璃基底片清洗干凈。?

步驟7：將玻璃基底片刻蝕的一面與另一塊干凈拋光的玻璃基底片疊放，然后將它們夾在兩塊云母片中間，使玻璃與云母片緊貼，水平放置在馬弗爐內(nèi)，并在云母片上方壓一塊鐵塊，設(shè)置馬弗爐的溫度為600~640℃，燒結(jié)30~60min。?

步驟8：最后用磨槽機(jī)在燒結(jié)好玻璃基底片刻蝕圖像兩端打磨出溝槽形成出入通道。用不銹鋼毛細(xì)管分別通入出口和入口制成微觀驅(qū)油模型。?

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比較，其有益效果是通過改善光刻工藝中勻膠、前烘、曝光、后烘、顯影、腐蝕、蠟封、燒結(jié)等步驟，成功的在玻璃基底片上刻蝕出模型孔道孔徑≤5μm，更接近于實(shí)際油層中低滲油藏孔隙介質(zhì)，且用這此種方法制作的模型具有透光性，通過光學(xué)儀器可以清晰的看到中低滲油藏內(nèi)部孔道情況，對研究驅(qū)油過程具有重大意義。?

附圖說明

圖1是本發(fā)明微觀驅(qū)油模型制作工藝步驟2?

圖2是本發(fā)明微觀驅(qū)油模型制作工藝步驟3?

圖3是本發(fā)明微觀驅(qū)油模型制作工藝步驟4?