Het doel van deze procedure is te gemakkelijk en snel produceren een microfluidic-apparaat met aanpasbare geometrie en weerstand tegen de zwelling door organische vloeistoffen voor olie herstel studies. Een Polydimethylsiloxaan schimmel is eerst gegenereerd, en vervolgens gebruikt om het apparaat op basis van epoxy gegoten. Een representatieve verplaatsing studie wordt gerapporteerd.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Microfluidic apparaten voor het karakteriseren van porie-schaal gebeurtenis processen in poreuze Media voor olie herstel toepassingen
* These authors contributed equally
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
Microfluidic apparaten zijn veelzijdige tools voor het bestuderen van transportprocessen op microscopische schaal. Een vraag bestaat voor microfluidic apparaten die resistent zijn tegen lage moleculaire gewicht olie componenten, in tegenstelling tot traditionele Polydimethylsiloxaan (PDMS) apparaten. Hier, wij tonen een facile methode voor het maken van een apparaat met deze eigenschap, en we gebruiken het product van dit protocol voor de behandeling van de porie-schaal mechanismen door welke schuim herstelt ruwe olie. Een patroon is eerst ontworpen met behulp van computer aided design (CAD) software en afgedrukt op een transparantie met een hoge-resolutieprinter. Dit patroon wordt vervolgens overgebracht naar een fotoresist via een litho-procedure. PDMS is geworpen op het patroon, genezen in een oven en verwijderd om het verkrijgen van een schimmel. Een thiol-Ono crosslinking polymeer, gebruikte als een optische lijm (OA), vervolgens op de mal gegoten en genezen onder UV-licht. De schimmel PDMS wordt gepeld uit de buurt van de optische zelfklevende cast. Een glazen substraat wordt dan voorbereid, en de twee helften van het apparaat zijn samen gebonden. Optische lijm gebaseerde apparaten zijn robuuster dan traditionele PDMS microfluidic apparaten. De epoxy-structuur is resistent tegen zwelling door vele organische oplosmiddelen, die opent nieuwe mogelijkheden voor het uittesten van licht organische vloeistoffen. Bovendien, is het oppervlak bevochtigbaarheid gedrag van deze apparaten stabieler dan die van PDMS. De bouw van optische zelfklevende microfluidic apparaten is eenvoudig, nog vergt stapsgewijs meer inspanning dan het maken van PDMS-gebaseerde apparaten. Ook, hoewel optische zelfklevende apparaten stabiel in organische vloeistoffen zijn, kunnen ze vertonen verminderde hechtsterkte-na een lange tijd. Optische zelfklevende microfluidic apparaten kunnen worden gemaakt in geometrieën die als 2D-micromodels voor poreuze media fungeren. Deze apparaten worden toegepast in de studie van olie verplaatsing ter verbetering van ons inzicht in de porie-schaal mechanismen die betrokken zijn bij verbeterde olie herstel en aquifer sanering.
Inleiding
Het doel van deze methode is om te visualiseren en analyseren van multi-phase, multi-component vloeistof interacties en complexe porie-schaal dynamiek in poreuze media. Vloeistofstromen en vervoer in poreuze media zijn van belang voor vele jaren omdat deze systemen zijn van toepassing op verschillende ondergrond processen zoals oliewinning, aquifer sanering en hydraulische breken1,2, 3 , 4 , 5. het gebruik van micromodels om na te bootsen van deze complexe porie-structuren, unieke inzichten worden verdiend ....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Protocol
Let op: Dit protocol omvat de behandeling van een hoge temperatuur oven, giftige chemicaliën en UV-licht. Lees aandachtig alle de veiligheidsinformatiebladen en volg de richtlijnen van de chemische veiligheid van de van uw instelling.
1. apparaat Design
- Het ontwerp van een photomask in een CAD-softwaretoepassing.
- Tekenen van een rechthoekig kanaal dat is 3 cm lang en 0.5 cm breed (Figuur 1b-rechtsboven).
- Maak een array van gesloten shapes van de korrels van de poreuze media.
Opmerking: Deze shapes worden aangeduid als berichten omdat zullen ze driedimensionale structuren tijdens ....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Resultaten
In dit voorbeeld experiment, wordt waterige schuim gebruikt voor het verplaatsen van de Midden-Oosten ruwe olie met (een viscositeit van 5.4 cP) en API-gewicht van 40 ° in een heterogene poreuze media met gelaagde permeabiliteit contrast. Een PDMS schuim generator is aangesloten op een optische zelfklevende micromodel, die was eerder volledig verzadigd met ruwe olie. Figuur 1a blijkt de CAD-ontwerpen van de photomask voor de PDMS schuim de voltooide schuim ge.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Discussie
Dit protocol voor het bestuderen van de olie herstel processen in optische zelfklevende micromodels biedt een evenwicht tussen de robuustheid van niet-polymerische micromodels – zoals glas of silicium- en de facile fabricage van PDMS microfluidic apparaten. In tegenstelling tot de micromodels van glas of optische lijm gemaakt, PDMS apparaten geen weerstand tegen lichte biologische soorten. PDMS micromodels zijn ook niet ideaal voor vele experimenten omdat het oppervlak van deze apparaten unstable bevochtigende eigenschap.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Openbaarmakingen
De auteurs hebben niets te onthullen.
Dankbetuigingen
Wij erkennen de financiële steun van de Rice University Consortium voor processen in poreuze Media (Houston, TX, Verenigde Staten).
....Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Materialen
```html
```
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| 3 mL Leur-Lok Syringe | Fischer Scientific | 14-823-435 | |
| 10 mL Glass Syringe | Fischer Scientific | 1482698G | |
| Photomask | CAD/Art Services | ||
| Silicon Wafer | University Wafer | 452 | |
| Propylene-Glycol-Methyl-Ether-Acetate | Sigma Aldrich | 484431-4L | |
| 150 mm Glass Petri Dish | Carolina Biological Supply | #721134 | |
| 60 mm Plastic Petri Dish | Carolina Biological Supply | #741246 | |
| Mask Aligner | EV Group | EVG 620 | |
| 1 mm Biopsy Punch | Miltex, Plainsboro, NJ | 69031-01 | |
| Industrial Dispensing Tip | CML Supply | Gauge 23 | |
| Inverted Microscope | Olympus | IX-71 | |
| Plasma System | Harrick Plasma | PDC-32G | Plasma cleaner |
| Polydimehtylsiloxane (PDMS) | Dow Corning, Midland, MI | SYLGARD 184 | |
| Norland Optical Adhesive 81 (NOA81) or (OA) | Norland Products Inc. | 8116 | Optical adhesive |
| Quick-Set Epoxy | Fisher Scientific | 4001 | |
| Glass Slides | Globe Scientic Inc. | 1321 | |
| SU-8 2015 Photoresist | MicroChem | SU-8 2015 | Photo resist |
| Syringe Pump | Harvard Apparatus | Fusion 400 | |
| Glass Capillary Tubing | SGE Analytical Science | 1154710C | |
| High-Speed Camera | Vision Research | V 4.3 | |
| Polyethylene Tubing | Scientific Commodities Inc. | #BB31695-PE/3 |
Referenties
- 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).
- 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).
- Falls, A. H., Lawson, J. B., Hirasaki, G. J. The Role of Noncondensable Gas in ....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Herprints en machtigingen
