Method Article

מכשירי Microfluidic אפיון תהליכים אירוע בקנה מידה נקבובית בתקשורת נקבובי עבור יישומים התאוששות שמן

DOI:

10.3791/56592

⸱

January 16th, 2018

 ,  ,  ,  , 
1Department of Chemical and Biomolecular Engineering, Rice University

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

המטרה של הליך זה היא לייצר בקלות, במהירות מכשיר microfluidic עם גאומטריה להתאמה אישית והתנגדות נפיחות על ידי נוזלים אורגניים ללימודי שחזור שמן. תבנית polydimethylsiloxane שנוצר first, ואז השתמש להטיל את המכשיר על בסיס אפוקסי. הזחה נציג מחקר הוא דיווח.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Microfluidic התקנים הן כלי רב-תכליתי ללמוד תחבורה תהליכים בקנה מידה מיקרוסקופי. דרישה קיימת עבור התקנים microfluidic שרכיבי שמן הם עמידים בפני נמוך משקל מולקולרי, בניגוד התקנים המסורתי polydimethylsiloxane (PDMS). כאן, נדגים שיטה נתיישב להפיכת התקנים עם מאפיין זה ולהשתמש אנחנו התוצר של פרוטוקול זה לבחינת המנגנון בקנה מידה נקבובית מאת נפט גולמי משחזרת איזה קצף. דפוס ראשון נועד באמצעות תוכנת תכנון בעזרת מחשב (CAD) מודפס על שקיפות עם מדפסת ברזולוציה גבוהה. דפוס זה מועבר מכן photoresist באמצעות הליך ליתוגרפיה. PDMS היא להטיל על התבנית, נרפא בתנור, להסיר כדי לקבל תבנית. פולימר crosslinking תיול-ene, נפוץ כמו דבק אופטי (OA), ואז שפכו אל העובש, נרפא תחת אור UV. כייר PDMS מעלה, לקלף מן השחקנים דבק אופטי. מצע זכוכית ואז מכינים, שני החצאים של המכשיר נדבקות. מכשירים מבוססי דבק אופטי הם עמידים יותר מאשר מכשירים microfluidic PDMS המסורתי. המבנה אפוקסי עמיד בפני נפיחות על ידי ממיסים אורגניים רבים, אשר פותח אפשרויות חדשות לניסויים מעורבים אור נוזלים אורגניים. בנוסף, אופן הפעולה של פני השטח wettability של התקנים אלה הוא יציב יותר מזו של PDMS. הבנייה של התקנים אופטיים microfluidic דבק היא פשוטה, עדיין דורש מצטבר יותר מאמץ מאשר ביצוע של מכשירים מבוססי PDMS. כמו כן, על פי התקנים אופטיים דבק יציבים נוזלים אורגניים, הם עשוי להפגין בונד מופחתת-כוח אחרי הרבה זמן. התקנים אופטיים microfluidic דבק יכול להתבצע בגיאומטריות לשמש micromodels דו-ממדי עבור מדיה נקבובי. התקנים אלה מוחלים במחקר של שמן הזחה לשפר את ההבנה שלנו של המנגנונים נקבובית בקנה מידה מעורב שמן משופר שחזור ואקוויפר תיקונים.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

מטרת שיטה זו היא להמחיש וניתוח אינטראקציות נוזלים שלב מרובה, מרובה רכיבים ואת הדינמיקה מורכבת נקבובית בקנה מידה בתקשורת נקבובי. זרימת נוזל ותעבורה בתקשורת נקבובי היה עניין במשך שנים רבות כי מערכות אלו חלים מספר תהליכי מהסבא כגון שמן השחזור, אקוויפר תיקונים הידראולי שבירה1,2, 3 , 4 , 5. שימוש micromodels כדי לחקות הנקבובית-מבנים מורכבים אלה, תובנות ייחודיות שרכשו דמיין נקבובית ברמת אירועים דינמיים בין השלבים נוזלים שונים של מדיה6,7,

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

התראה: פרוטוקול זה כרוך בטיפול תנור בטמפרטורה גבוהה, כימיקלים רעילים, אור UV. אנא קרא בעיון את כל הסדינים נתוני בטיחות חומרים, ההנחיות בטיחות כימית של המוסד שלך.

1. עיצוב המכשיר

  1. עיצוב של photomask ביישום תוכנה CAD.
    1. לצייר ערוץ מלבני ארוך 3 ס"מ, 0.5 ס"מ (איור 1b-למעלה מימין).
    2. ליצור מערך של צורות ייצוג גרגירים של התקשורת נקבובי.
      הערה: צורות אלה מכונים הודעות כי הם יהפכו מבנים תלת מימדיים במהלך תהליך ליתוגרפיה רך. הצורה והגודל של ההודעות צריך להיות גודל עשרות מיקרונים, יש את הריווח בין 10 ל-100 מיקרון. מספר רב של גדלים פוסט עשוי להיות מועסק כדי ליצור הטרוגניות, מקטע ניתן להשאיר חשוף ....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

בניסוי זה דוגמה, קצף מימית משמש כדי לתפוס את המזרח התיכון נפט גולמי עם (צמיגות של 5.4 cP) ו- API הכובד של 40 ° בתקשורת נקבובי הטרוגנית עם חדירות בשכבות ניגודיות. גנרטור קצף PDMS מחובר דגם נייר דבק אופטי אשר בעבר היה רווי לחלוטין עם נפט גולמי. איור 1a מציג עיצוב CAD photomask עבור PDMS קצף מחולל את פרוסות סיליקון בדוגמת photoresist, הגנרטור קצף השלים עם צינורות כניסת ולשקע מוכנס. איור 1b מציג תמונות המתאימות עבור התקשורת נקבובי הט.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

פרוטוקול זה לימוד תהליכי התאוששות שמן micromodels דבק אופטי מכה איזון בין החוסן של micromodels שאינם פולימריים – כגון זכוכית או סיליקון – הזיוף נתיישב המכשירים microfluidic PDMS. בניגוד micromodels עשוי זכוכית או דבק אופטי, PDMS התקנים חוסר ההתנגדות למינים אורגני אור. PDMS micromodels אינם גם אידיאלי עבור ניסויים רבים כי המשטחים של התקנים אלה יש מאפיינים הרטבה לא יציב, ויש מטריצת הפולימר חדיר באמצעות גז19. לעומת זאת, דבק אופטי הראה wettability הרבה יותר יציבה יותר PDMS, זה הרבה פחות חדיר באמצעות ג.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

המחברים אין לחשוף.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

אנו להכיר התמיכה הכלכלית של האיחוד אוניברסיטת רייס עבור תהליכים בתקשורת נקבובי (יוסטון, TX, ארצות הברית).

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
3 מ"ל מזרק לור-לוקפישר סיינטיפיק14-823-435
10 מ"ל מזרק זכוכיתפישר סיינטיפיק1482698G
מסכת צילוםCAD/Art Services
סיליקון וופלאוניברסיטת רקיק452
פרופילן-גליקול-מתיל-אתר-אצטט סיגמא אולדריץ'484431-4L
150 מ"מ צלחת פטרי זכוכיתאספקה ביולוגית קרוליינה#721134
60 מ"מ צלחת פטרי מפלסטיקאספקה ביולוגית קרוליינה#741246
יישור מסכותEV GroupEVG 620
1 מ"מ ביופסיה אגרוףMiltex, Plainsboro, NJ69031-01
טיפ חלוקה תעשייתימד 23
מיקרוסקופ הפוךאולימפוסIX-71
מערכת פלזמההאריק פלזמהPDC-32Gמנקה פלזמה
פולידימהטילסילוקסן (PDMS)Dow Corning, Midland, MISYLGARD 184
Norland Optical Adhesive 81 (NOA81) או (OA)Norland Products Inc.8116דבק אופטי
מהיר סט אפוקסיפישר מדעי4001
זכוכית שקופיותגלובוס סיינטיק בע"מ1321
SU-8 2015 PhotoresistMicroChemSU-8 2015התנגדות לצילום
מכשיר הרווארדהיתוך 400
צינורות נימי זכוכיתSGE מדע אנליטי1154710C
מחקרראיית מצלמה במהירות גבוההV 4.3
צינורות פוליאתילןסחורות מדעיות בע"מ#BB31695-PE/3
אספקת CML משאבת מזרק

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Blaker, T., et al. Foam for Gas Mobility Control in the Snorre Field: The FAWAG Project. SPE Reserv Eval Eng. 5 (04), 317-323 (2002).
  2. Mannhardt, K., Svorstøl, I. Effect of oil saturation on foam propagation in Snorre reservoir core. J Petrol Sci Eng. 23 (3-4), 189-200 (1999).
  3. Falls, A. H., Lawson, J. B., Hirasaki, G. J. The Role of Noncondensable Gas in ....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Microfluidic DevicesPorous MediaOil RecoveryOptical AdhesivePDMS MoldUV CuringLithography ProcedureEnhanced Oil RecoveryFoam MechanismsCarbon Sequestration

Related Articles