[發明專利]一種微觀巖石網絡模型制作方法

有效

• 申請號: 201711123139.5
• 申請日: 2017-11-14
• 公開（公告）號: CN107939387B
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 李俊鍵;于馥瑋;姜漢橋;李金鴻;趙玉云;范楨;成寶洋;沈康琦;蘇航
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（北京）
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 湯在彥

1.一種微觀巖石網絡模型制作方法，其特征在于，包括：

提取孔喉通道，對孔喉通道中的孔隙和喉道進行分離，獲得孔隙圖案和喉道圖案，分別制作孔隙掩膜和喉道掩膜；

利用所述孔隙掩膜和喉道掩膜對基片進行刻蝕，形成刻蝕基片；

將所述刻蝕基片與蓋片進行鍵合，形成微觀巖石網絡模型；

對孔喉通道中的孔隙和喉道進行分離，獲得孔隙圖案和喉道圖案包括：

對巖石切片的圖像進行二值化處理，區分巖石骨架圖案和孔喉通道圖案；

確定孔喉通道圖案中所有的中軸線；

以中軸線上每個像素點為圓心做圓，所述圓的半徑為其圓心到達最近巖石骨架的距離；

將半徑滿足預設條件的圓的圓心定義為節點，每個節點處對應的孔喉通道圖案為孔隙圖案，剩余部分的孔喉通道圖案為喉道圖案。

2.根據權利要求1所述的制作方法，其特征在于，利用所述孔隙掩膜和喉道掩膜對基片進行刻蝕，包括：

孔隙刻蝕，利用所述孔隙掩膜對所述基片進行刻蝕，形成半刻蝕基片；

掩膜對準，根據所述孔隙掩膜和喉道掩膜上刻有的相對應的第一標記，將所述半刻蝕基片與喉道掩膜進行對準；

喉道刻蝕，利用所述喉道掩膜對所述半刻蝕基片進行刻蝕，獲得所述刻蝕基片；

模型清洗，對所述刻蝕基片進行清洗。

3.根據權利要求2所述的制作方法，其特征在于，所述孔隙刻蝕的方法包括：

將孔隙掩膜和基片疊放在一起通過曝光機進行曝光，以使孔隙掩膜的圖案轉移到基片上；

清洗所述基片上的光刻膠和曝光部分；

在超聲波水浴環境下，將基片浸入第一刻蝕液中進行刻蝕30min，形成半刻蝕基片，所述第一刻蝕液為以1mol/L的HF為刻蝕劑，0.5mol/L的NH₄F為絡合劑，0.5mol/L的HNO₃為助溶劑的混合液體。

4.根據權利要求2所述的制作方法，其特征在于，所述第一標記的線寬為所述孔喉通道寬度的第一設定倍數。

5.根據權利要求4所述的制作方法，其特征在于，所述孔隙掩膜和喉道掩膜上還刻有相對應的第二標記，所述第二標記位于所述第一標記的預設區域內，所述第二標記的線寬為所述第一標記線寬的第二設定倍數，第二標記的長度為所述第一標記線寬的第三設定倍數；

相應地，所述掩膜對準包括：

根據所述孔隙掩膜和喉道掩膜上刻有的相對應的第一標記和第二標記，將所述半刻蝕基片與喉道掩膜進行對準。

6.根據權利要求2所述的制作方法，其特征在于，所述喉道刻蝕包括：

將對準的喉道掩膜與半刻蝕基片通過曝光機進行二次曝光，以使喉道掩膜的圖案轉移到半刻蝕基片上；

清洗所述半刻蝕基片上的光刻膠和曝光部分；

在超聲波水浴環境下，將半刻蝕基片浸入第二刻蝕液中進行刻蝕30min，形成刻蝕基片，所述第二刻蝕液為以0.015mol/L的HF為刻蝕劑，0.0075mol/L的NH₄F為絡合劑，0.0075mol/L的HNO₃為助溶劑的混合液體。

7.根據權利要求1所述的制作方法，其特征在于，將所述刻蝕基片與蓋片進行鍵合，包括：

對所述刻蝕基片進行預處理；

將刻蝕基片和蓋片貼合，構成初始微觀巖石網絡模型；

通過高溫燒結法對所述初始微觀巖石網絡模型進行鍵合，形成微觀巖石網絡模型。

8.根據權利要求7所述的制作方法，其特征在于，所述通過高溫燒結法對所述初始微觀巖石網絡模型進行鍵合，包括：

將初始微觀巖石網絡模型放于高溫真空爐中，對所述高溫真空爐進行抽真空處理；

以2℃/min的速率將高溫真空爐內溫度由常溫升至50℃，達到50℃后恒溫30min；

以2℃/min的速率將高溫真空爐內溫度升至120℃，達到120℃后恒溫150min；

以1.5℃/min的速率將高溫真空爐內溫度升至700℃，達到700℃后恒溫120min；

自然冷卻到常溫。

9.根據權利要求7所述的制作方法，其特征在于，還包括：

向所述初始微觀巖石網絡模型注入口注入含1％三氯甲基硅烷(TCMS)的甲苯溶液至束縛水狀態，以對所述初始微觀巖石網絡模型進行潤濕改性。