油回収用多孔質媒体における細孔スケール イベント プロセスを特徴づけるためのマイクロ流体デバイス

Eric D. Vavra; Yongchao Zeng; Siyang Xiao; George J. Hirasaki; Sibani L. Biswal

doi:10.3791/56592

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方法論記事

油回収用多孔質媒体における細孔スケールイベントプロセスを特徴づけるためのマイクロ流体デバイス

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DOI:

10.3791/56592

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2018年1月16日

Eric D. Vavra^*¹ , Yongchao Zeng^*¹ , Siyang Xiao^*¹ , George J. Hirasaki¹ , Sibani L. Biswal¹

¹Department of Chemical and Biomolecular Engineering, Rice University

^* These authors contributed equally

この記事について

サマリー

この手順の目的は、簡単かつ迅速にカスタマイズ可能なジオメトリとオイルの回復研究有機液体による膨潤抵抗マイクロ流体デバイスを生成することです。ポリジメチルシロキサン金型で最初に生成されたあり、エポキシベースのデバイスをキャストするために使用します。代表的な変位の研究が報告されます。

要約

マイクロ流体デバイスは、微視的なスケールでの輸送過程を研究するための多彩なツールです。需要は、伝統的なポリジメチルシロキサン (PDMS) デバイスとは異なり、耐性低分子量オイルコンポーネントをマイクロ流体デバイスに存在します。ここでは、このプロパティを持つデバイスを作るための安易な方法を示す、このプロトコルの製品を使用して、回復する泡の原油によって細孔スケールメカニズムを検査するため。最初、コンピューター支援設計 (CAD) ソフトウェアを使用して、高解像度のプリンターで透明に印刷にも、パターンが設計されています。このパターンは、フォトレジストに露光プロシージャ経由で転送されます。PDMS はパターンにキャスト、オーブンで硬化、金型を取得する削除します。(OA)、光学接着剤として一般的に使用されるチオール-エン架橋ポリマーは鋳型に注がれてし、UV 光の下で硬化します。PDMS 金型、光学接着剤キャストから剥離します。ガラス基板を準備し、デバイスの 2 つの半分を接着しています。光学接着剤ベースのデバイスは、従来の PDMS マイクロ流路デバイスよりも堅牢。エポキシ構造は多くの有機溶剤による膨潤光有機液体を含む実験の新たな可能性を開きにくい。さらに、これらのデバイスの表面濡れ性動作は PDMS よりも安定です。光学接着剤マイクロ流体デバイスの構築は簡単です、まだ PDMS ベースのデバイスの作成よりも増分より多くの努力が必要です。また、光学接着剤デバイスが有機液体で安定しているが、久しぶりに付着強度の低下を示すことができる彼ら。多孔質媒体の 2 D micromodels として機能するジオメトリに光学接着剤マイクロ流体デバイスが可能です。これらのデバイスは、高められたオイルの回復と帯水層修復に関与する細孔スケールメカニズムの私達の理解を改善するために石油の変位の研究に適用されます。

概要

このメソッドの目的は、視覚化し、多段階・多成分流体相互作用および多孔質媒体内の複雑な細孔スケールのダイナミクスを分析することです。流動と多孔質媒体における輸送されている関心の長年にわたり、これらのシステムは、油回収、帯水層の修復、油圧破砕¹^,²^,などのいくつかの地下深部には適用³^,⁴^,⁵します。 micromodels を使用すると、これらの複雑な細孔構造を模倣する、ユニークな洞察力は異なる流体相とメディア⁶^,⁷^,⁸ ^{の細孔レベル動的イベントの可視化によって得られます。、}⁹^,¹⁰^,¹¹。

従来の石英系 micromodels の作製は高価、時間のかかる作業、挑戦、....