Name: Gözenek çaplı olay süreçleri gözenekli ortamda petrol kurtarma uygulamaları için karakterize için mikrosıvısal aygıtlar (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-01-16T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 38 s
Description: Öğrenin, gözenekli ortamda petrol kurtarma çalışmaları için özelleştirilebilir geometriye sahip mikroakışkan cihazların hızlı üretimini. Bu yöntem, çok fazlı akışları görselleştirerek geliştirilmiş petrol kurtarma mekanizmaları hakkında veri toplar.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Rice Üniversitesi Konsorsiyumu gözenekli medya (Houston, TX, ABD) işlemler için mali destekten anıyoruz.

Dikkat: Bu protokolü bir yüksek sıcaklık fırın, toksik kimyasallar ve UV ışık işleme içerir. Lütfen tüm malzeme güvenlik bilgi formları dikkatle okuyun ve kurumunuzun kimyasal güvenlik yönergeleri izleyin.
1. cihaz tasarım
<ol><li>Bir photomask bir CAD yazılım uygulamasında tasarım.<ol>
<li>3 cm uzunluğunda ve 0.5 cm genişliğinde dikdörtgen bir kanalı çizmek (Şekil 1b-tepe doğru).</li>
		<li>Kapalı şekiller gözenekli medya taneleri temsil eden bir dizi oluşturur. Not: onlar yumuşak Taş baskı işlemi sırasında üç boyutlu yapılar olacak çünkü bu şekiller için mesaj adlandırılır. Şekil ve büyüklük-in belgili tanımlık posta gereken mikron onlarca sırasına ve on-yüz mikron bir boşluk vardır. Birden çok yazı boyutu heterojenite oluşturmak için istihdam edilebilir ve bir bölümü çıplak bir kırık medya simülasyonu mesajların bırakılabilir.</li>
		<li>Geniş gözenekli medya bölümü yaklaşık bir-üçüncü giriş ve çıkış kanalları çizin. Bir drenaj hareket etmek giriş bağlantı noktasından kaynaklanan bir kanalı çizmek.</li>
		<li>Tasarımından izni 1.0 cm en az tüm tasarım çevresinde bir sınırlayıcı kutu çizin. Not: Sınırlayıcı kutu ve tasarım, aynı zamanda mesaj, sınırları arasında photomask şeffaf yapılması için vardır.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Bir şirket için yüksek çözünürlüklü CAD CAD dosyasına göndermek yazdırma Not: İsteğe bağlı: bir mikrosıvısal köpük Jeneratör (Şekil 1a) köpük deplasman deneme için tasarım. Tasarım heterojenite atlama ve sınırlayıcı kutu 1. adımı yineleyin. Akışı odaklanarak geometri gözenekli medya tasarım önce giriş, tavsiye edilir. Akış alanlarda photomask üzerinde şeffaf olmalıdır.</li>
</ol>2. PDMS imalat kalıp
<ol><li>Fotorezist desenli silikon gofret ana kalıp bir temiz oda oluşturmak<ol>
<li>Spin-ceket fotorezist yeni silikon gofret için 30 2.000 devirde üzerine bir 20 µm tabaka s.</li>
		<li>Yumuşak iki artışlarla sıcak tabakta gofret fırında: 65 ° C için 1 dk 95 ° C 3 dakika izledi.</li>
		<li>Bir maske aligner fotorezist katman 150 mJ/cm2sabit bir doz kullanarak CAD tasarımı ile desen için kullanın.</li>
		<li>İki artışlarla sıcak tabakta sonrası pozlama fırında gerçekleştirmek: 65 ° C için 1 min 95 ° C 3 dk. izin ver için 5 dk soğutmak için gofret için izledi.</li>
		<li>100 ml Cam kristalizasyon tabak içinde propilen-glikol-metil-eter-asetat gofret bırakın. Hafifçe el ile tahrik fotorezist desen geliştirmek 10 dakikadır. İsopropanol ile durulayın ve kuru hava akışı altında gofret Makinası.</li>
		<li>Sert sıcak tabakta iki artışlarla gofret fırında: 120 ° C 5 min için 150 ° C 10 dk. izin ver için 15dk soğumaya gofret için izledi.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Döküm PDMS silikon gofret ana kalıp üzerine<ol>
<li>30 g PDMS elastomer, 5:1 oranında tozsuz tek kullanımlık bir kapsayıcı içinde kür Ajan toplam karıştırın.</li>
		<li>Bir vakum desiccator 30 dk için PDMS degas.</li>
		<li>Fotorezist desenli silikon gofret ana kalıp üzerine PDMS 150 mm cam Petri kabına dökün.</li>
		<li>Gofret ve 1 h için 80 ° C fırında PDMS içeren Petri kabına yerleştirin.</li>
		<li>Petri kabına fırından çıkarın ve oda sıcaklığında ulaşmak için içeriği sağlar. Not: Yordamı bu noktada duraklatılmış.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Desen transfer optik yapıştırıcı için PDMS kalıp hazırlamak<ol>
<li>Dikkatli bir neşter kullanarak PDMS kalıp kesim ve gofret uzak kalıp soyma.</li>
		<li>Temiz ve net yapışkan bant kullanarak PDMS kalıp korumak. Not: Yordamı bu noktada duraklatılmış.</li>
		<li>PDMS kalıp, desen-tarafı yukarı, 60 mm toz plastik Petri kabına dibine yerleştirin. 10 izin s PDMS plastik sopa için.</li>
		<li>Şeffaf plastik bant ile PDMS yüzeyine kadar adım 3.1.1 korumak. Not: İsteğe bağlı: köpük jeneratör yapmak için adımları 2.1 yineleyin. 2.3.2. köpük jeneratör tasarım için.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. optik yapışkanlı cihaz imalat
<ol><li>Optik yapıştırıcı PDMS kalıp üzerine döküm<ol>
<li>PDMS desenli yüzeyinden bandı çıkarın ve optik yapıştırıcı Petri kabına PDMS kalıp üst yüzeyi yukarıda yaklaşık 0.9 cm derinliğe 150 mm içine dökün. Pamuklu çubukla her türlü ile herhangi bir baloncuklar yavaşça çıkarın.</li>
	</ol>
</li>
	<li>UV 40 dk toplam için ışığı altında optik yapıştırıcı adımda 3.2.1 - 3.2.5 bir PSD-UV sisteminde belirtildiği gibi tedavi. Dikkat: UV ışık ile çalışırken uygun koruma giymek.<ol>
<li>UV ışık Petri kabına maruz (254 nm) 5 min için.</li>
		<li>Öyle ki alt şimdi UV kaynak bakacak Petri kabına ters çevir ve 5 min için UV ışık altında tarafına bulaşmasına neden.</li>
		<li>Petri kabına ters çevir, dik konuma getirin ve UV ışığı 5 min için üst tarafına yeniden ortaya çıkarmanın.</li>
		<li>Petri kabına baş aşağı tekrar ters çevir ve UV ışığı 10 dakikadır alt tarafına yeniden ortaya çıkarmanın.</li>
		<li>Petri kabına başa dik duruma ters çevir ve UV ışığı 15dk için üst tarafına yeniden ortaya çıkarmanın. Not: belirtilen PSD-UV cihazları kullanıldığında adımları 3.2.1 ile 3.2.5 kür yordamda yalnızca geçerlidir (Malzemeler tablo). Çare times bağlı olarak kullanılan belirli lamba ve optik Yapışkanlı tabakanın tam kalınlığı değişir.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Tedavi optik yapıştırıcı PDMS kalıp kaldırma<ol>
<li>Maket dikkatle Petri kabına kalıp dışarı optik yapıştırıcı eritmek için kullanıyorum. Dikkat: Kutusunu kesici bıçak çok keskin ve kolayca et kesebilir. Kırık Petri yemekler keskin kenarları etrafında çalışırken dikkatli olun.</li>
		<li>Makas sağlam bir çift fazla optik yapıştırıcı tasarım kenarından kaldırmak için kullanın.</li>
		<li>Yavaş yavaş PDMS kalıp optik yapışkanlı pakı uzak kabuğu. Optik yapışkan yüzeyi ve açık teyp PDMS yüzeyle desenli bölümlerini korumak.</li>
		<li>Giriş, çıkış ve drenaj oluşturmak için bir 1.0 mm biyopsi yumruk kullanın delik. Desenli optik yapıştırıcı ile açık teyp korumak.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Belgili tanımlık substrate hazırlamak<ol>
<li>Optik yapıştırıcı ve spin-ceket slayt iki adımda bir yeni cam slayt üzerine 1 mL dağıtmak: 5 s sonra 20 için 4.000 rpm için 500 rpm s.</li>
		<li>Belgili tanımlık substrate UV ışık tedavisi için hızlı bir şekilde aktarmak ve kısmen UV 30 için ışığı altında ince optik yapışkan tabaka tedavi s.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Belgili tanımlık substrate döküm optik yapıştırıcı bağ<ol>
<li>Optik yapışkanlı döküm, desenli tarafı yukarı ve substrat içinde bir O2 plazma temizleyici tarafı kaplı, yerleştirin. Plazma 20 için yüzey temiz 540 mTorr s.</li>
		<li>Tüm istenmeyen hava cepleri simge durumuna küçültülmüş veya kaldırıldı kadar birlikte iki tedavi yüzeyler bastırın.</li>
		<li>Tam olarak UV ışık altında aygıt 20 dk için tedavi. Dikkat: UV ışık için koruyucu gözlük, önlük, eldiven vb.gibi uygun koruma giymek.</li>
		<li>Aygıt için 18 h 50 ° c sıcak bir tabak yerleştirin.</li>
	</ol>
</li>
	<li>0,58 mm kimliği düşük yoğunluk polietilen (PE/3) her aygıt üzerindeki bağlantı noktalarının içine boru 6 inç uzun parçasını yerleştirin.</li>
	<li>5 dk hızlı-set epoksi yerinde boru güvenliğini sağlamak için kullanın. Not: İsteğe bağlı: köpük jeneratör tamamlamak için 3.5.1, 3.5.2, 3,6 ve 3,7 adımları yineleyin. köpük-üreteç PDMS kullanarak döküm ve yeni bir cam, optik yapışkanlı döküm ve hazırlanan yüzeyler, yerine sırasıyla kaydırın.</li>
</ol>4. yağ deplasman deney
<ol><li>Yüksek hızlı bir fotoğraf makinesi ile donatılmış bir ters mikroskobu üzerinde yansıması için mikrosıvısal cihazını hazırlayın. Bant kullanarak mikroskop sahneye aygıtını düzelt. Bir 4 X hedefi kullanarak, ilgi (AOI) alan üzerinde odaklanın.</li>
	<li>Enjeksiyon sıvısı hazırlamak Not: üç fazlı sistemlerde, bir boya renk kontrast görüntü analizi için sağlamak için yerinden sıvı temizlemek için eklenmelidir.<ol>
<li>Yük ham petrol veya modeli petrol örnek bir 23 ile donatılmış bir 10 mL cam şırınga içine 3 mL lik endüstriyel losyonlu ipucu. Enjektör pompa sahibi şırıngada güvenli ve uygun çap değeri şırınga pompa ayarları ayarlayın.</li>
		<li>Yük yerinden sıvı bir 23 ile donatılmış 3 mL plastik enjektör içine 1 mL lik endüstriyel losyonlu ipucu. Enjektör pompa sahibi şırıngada güvenli ve uygun çap değeri şırınga pompa ayarları ayarlayın. Not: İsteğe bağlı: köpük üretimi deneyler için 10 m kadar 25 µm çapı cam kılcal tüp bir N2 gaz tankı için bağlanmak ve bir kalibrasyon eğrisi elde gibi gaz basıncı için gerekli gaz akış hızı için istediğiniz değeri ayarlayın. 10 dk equilibrate gaz akışı için izin vermek.</li>
	</ol>
</li>
	<li>OPTİK yapışkanlı model gözenekli medya aygıtı yağı ile emdirmek<ol>
<li>Yerinden sıvı cihazın koya PE/3 boru içine iğne ucu ekleyerek bağlayın. Not: İsteğe bağlı: köpük yerinden faz kullanıldığında, yerinden sıvı şırınga köpük jeneratör koya bağlayın. Gaz kılcal kılcal tüp 23'lik sanayi losyonlu bahşiş yerleştirip hızlı-set epoksi ile halka mühürleme üzerinde köpük jeneratör ikinci giriş noktasına bağlanın. Köpük jeneratör çıkış sonra 23'lik konektörü kullanarak yapışkanlı Portatif koya bağlıdır.</li>
		<li>Yağ dolu şırınga cihazın koya PE/3 boru içine iğne ucu ekleyerek bağlayın.</li>
		<li>Öyle ki iki sıvı her iki drenaj bağlantı noktası akışı aynı anda yerinden sıvı 0.8 mL/sa giriş portuna akan süre 2 mL/sa optik yapışkanlı cihazın çıkış bağlantı noktasına petrol akan başlar. Yerinden sıvı gözenekli medya girmemeniz. 20 mL cam şişe atık toplama.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Bir kare hızında gözenekli medya aygıtında AOI yeterince hızlı istediğiniz olayları yakalamak için filme başlamak. Tipik kare hızı 50 fps olduğunu. % 100 çevrenin petrol doymuş sabit bir görüntü yakalama.</li>
	<li>Hızla ve aynı anda bir 5 cm cilt kelepçe ile drenaj boru sıkma sırasında makas kullanarak petrol akıyor PE/3 tüp kesti.</li>
	<li>Yerinden sıvı yağ deplasman kararlı durum ulaşır veya fotoğraf makinesi bellek yetersiz çalışan kadar cihazın istila sağlar.</li>
</ol>5. resim ve veri analizi
<ol><li>Ücretsiz görüntü analiz yazılımı görüntü J gibi veya görüntü analiz toolbox MATLAB deneme görüntüleri analiz etmek için kullanabilirsiniz.<ol>
<li>Fotoðraf petrol doymuş % 100 kanal kullanarak, gözenekli medya AOI için yüzde birimlerindeki porozite hesaplayın.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Aşağıdaki denklemi kullanarak gözenek hacmi hesaplamak: <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/56592/56592eq1.jpg">
</li>
	<li>Petrol doygunluk, deneme video görüntüleri her çerçevede toplam akış alanı bir kesir olarak belirlemek için görüntü analiz yazılımı kullanın. Aşama iki deplasman deneyler için her çerçeve yerinden faz doygunluk olarak hesaplanabilir: <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/56592/56592eq2.jpg">
</li>
	<li>Bir arsanın yüzde vs gözenek birimleri enjekte sıvı yağ doygunluk hazırlamak Not: İsteğe bağlı: Bu köpük deplasman deneyler gibi sistemleri Trifaze için her yerinden aşama her aşama için karakteristik RGB aralığı kullanarak renk göre kategorilere ayır için MATLAB görüntü analiz araç kutusunu kullanın. Satürasyon enjekte gözenek birimleri ile tüm üç aşamadan gösterilen bir komplo hazırlamak.</li>
</ol>

<ol><li>Blaker, T., et al. <a target="_blank" href="https://www.onepetro.org/journal-paper/SPE-78824-PA">Foam for Gas Mobility Control in the Snorre Field: The FAWAG Project.</a> SPE Reserv Eval Eng. 5 (04), 317-323 (2002).</li>
<li>Mannhardt, K., Svorstøl, I. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0920410599000169">Effect of oil saturation on foam propagation in Snorre reservoir core.</a> J Petrol Sci Eng. 23 (3-4), 189-200 (1999).</li>
<li>Falls, A. H., Lawson, J. B., Hirasaki, G. J. <a target="_blank" href="https://www.onepetro.org/journal-paper/SPE-15053-PA">The Role of Noncondensable Gas in Steam Foams.</a> J Petrol Technol. 40 (01), 95-104 (1988).</li>
<li>Hirasaki, G. J., Miller, C. A., Szafranski, R., Lawson, J. B., Akiya, N. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aHirasaki%2C+GJ+%22Surfactant%2FFoam+Process+for+Aquifer+Remediation%22">Surfactant/Foam Process for Aquifer Remediation</a>. , International Symposium on Oilfield Chemistry. Houston, Texas. (1997).</li>
<li>Lv, Q., Li, Z., Li, B., Li, S., Sun, Q. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.iecr.5b02197">Study of Nanoparticle-Surfactant-Stabilized Foam as a Fracturing Fluid.</a> Ind Eng Chem Res. 54 (38), 9468-9477 (2015).</li>
<li>Conn, C. A., Ma, K., Hirasaki, G. J., Biswal, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Visualizing+oil+displacement+with+foam+in+a+microfluidic+device+with+permeability+contrast%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Chip%22%5BJournal%5D)">Visualizing oil displacement with foam in a microfluidic device with permeability contrast.</a> Lab Chip. 14 (20), 3968-3977 (2014).</li>
<li>Ma, K., Liontas, R., Conn, C. A., Hirasaki, G. J., Biswal, S. L. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2012/sm/c2sm25833a">Visualization of improved sweep with foam in heterogeneous porous media using microfluidics.</a> Soft Matter. 8 (41), 10669(2012).</li>
<li>Anna, S. L., Bontoux, N., Stone, H. A. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.1537519">Formation of dispersions using "flow focusing" in microchannels.</a> Appl Phys Lett. 82 (3), 364(2003).</li>
<li>Gauteplass, J., Chaudhary, K., Kovscek, A. R., Fernø, M. A. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0927775714009728">Pore-level foam generation and flow for mobility control in fractured systems.</a> Colloid Surface A. 468, 184-192 (2015).</li>
<li>Kovscek, A. R., Radke, C. J. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0927775796036370">Gas bubble snap-off under pressure-driven flow in constricted noncircular capillaries.</a> Colloid Surface A. 117 (1-2), 55-76 (1996).</li>
<li>Géraud, B., Jones, S. A., Cantat, I., Dollet, B., Méheust, Y. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2015WR017936/abstract">The flow of a foam in a two-dimensional porous medium: FOAM FLOW IN A 2-D POROUS MEDIUM.</a> Water Resour Res. 52 (2), 773-790 (2016).</li>
<li>Lin, Y. -J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Examining+Asphaltene+Solubility+on+Deposition+in+Model+Porous+Media%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Examining Asphaltene Solubility on Deposition in Model Porous Media.</a> Langmuir. 32 (34), 8729-8734 (2016).</li>
<li>Bartolo, D., Degré, G., Nghe, P., Studer, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microfluidic+stickers%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Chip%22%5BJournal%5D)">Microfluidic stickers.</a> Lab Chip. 8 (2), 274-279 (2008).</li>
<li>Kenzhekhanov, S. <a target="_blank" href="https://dspace.library.colostate.edu/handle/11124/170656?show=full">Chemical EOR process visualization using NOA81 micromodels</a>. , Master's degree Thesis (2017).</li>
<li>Zhuang, Y. G., et al. <a target="_blank" href="http://eprints.hud.ac.uk/id/eprint/28391/">Experimental Investigation of Asphaltene Deposition in a Transparent Microchannel.</a> Proceedings of the 1st Thermal and Fluid Engineering Summer Conference. , New York, NY, USA. (2016).</li>
<li>Ma, K., Rivera, J., Hirasaki, G. J., Biswal, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Wettability+control+and+patterning+of+PDMS+using+UV-ozone+and+water+immersion%5BTitle%5D)+AND+%22J+Colloid+Interf+Sci%22%5BJournal%5D)">Wettability control and patterning of PDMS using UV-ozone and water immersion.</a> J Colloid Interf Sci. 363 (1), 371-378 (2011).</li>
<li>Duffy, D. C., McDonald, J. C., Schueller, O. J. A., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+Prototyping+of+Microfluidic+Systems+in+Poly%28dimethylsiloxane%29%5BTitle%5D)+AND+%22Anal+Chem%22%5BJournal%5D)">Rapid Prototyping of Microfluidic Systems in Poly(dimethylsiloxane).</a> Anal Chem. 70 (23), 4974-4984 (1998).</li>
<li>Sollier, E., Murray, C., Maoddi, P., Di Carlo, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+prototyping+polymers+for+microfluidic+devices+and+high+pressure+injections%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Chip%22%5BJournal%5D)">Rapid prototyping polymers for microfluidic devices and high pressure injections.</a> Lab Chip. 11 (22), 3752(2011).</li>
<li>Lee, J. N., Park, C., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Solvent+Compatibility+of+Poly%28dimethylsiloxane%29-Based+Microfluidic+Devices%5BTitle%5D)+AND+%22Anal+Chem%22%5BJournal%5D)">Solvent Compatibility of Poly(dimethylsiloxane)-Based Microfluidic Devices.</a> Anal Chem. 75 (23), 6544-6554 (2003).</li>
<li>Silvestrini, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tailoring+the+wetting+properties+of+thiolene+microfluidic+materials%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Chip%22%5BJournal%5D)">Tailoring the wetting properties of thiolene microfluidic materials.</a> Lab Chip. 12 (20), 4041(2012).</li>
<li>Wägli, P., Homsy, A., de Rooij, N. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Norland+optical+adhesive+%28NOA81%29+microchannels+with+adjustable+wetting+behavior+and+high+chemical+resistance+against+a+range+of+mid-infrared-transparent+organic+solvents%5BTitle%5D)+AND+%22Sensor+Actuat+B-Chem%22%5BJournal%5D)">Norland optical adhesive (NOA81) microchannels with adjustable wetting behavior and high chemical resistance against a range of mid-infrared-transparent organic solvents.</a> Sensor Actuat B-Chem. 156 (2), 994-1001 (2011).</li>
<li>Hung, L. -H., Lin, R., Lee, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+microfabrication+of+solvent-resistant+biocompatible+microfluidic+devices%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Chip%22%5BJournal%5D)">Rapid microfabrication of solvent-resistant biocompatible microfluidic devices.</a> Lab Chip. 8 (6), 983(2008).</li>
</ol>

Yazarlar ifşa gerek yok.

Petrol kurtarma işlemlerinde optik yapışkanlı micromodels çalışmak için bu protokolü polimer micromodels-cam veya silikon- ve PDMS mikrosıvısal aygıtları facile imalatı gibi sağlamlığı arasında bir denge vurur. Cam veya optik yapışkan yapılmış micromodels farklı olarak, direnç hafif organik türler için PDMS aygıtları eksikliği. PDMS micromodels da çünkü bu cihazların yüzeyler kararsız ıslatma özellikleri vardır ve polimer matris19gaz geçirgen birçok deney için ideal değildir. Buna ek olarak, optik...

Bu yöntemin amacı görselleştirmek ve Çoklu faz, çok bileşenli sıvı etkileşimleri ve gözenekli medya karmaşık gözenek ölçekli dinamiklerini analiz etmektir. Bu sistemler petrol kurtarma, akifer düzeltme ve hidrolik kırılma1,2, gibi çeşitli yeraltı işlemler için geçerli olduğu için sıvı akış ve taşıma gözenekli medya ilgi uzun yıllar olmuştur 3 , 4 , 5. micromodels bu karmaşık gözenek yapıları taklit etmek için kullanarak, benzersiz anlayışlar gözenek düzeyinde dinamik olay farklı sıvı aşamaları ve medya6,7,8 arasında görselleştirme tarafından elde edilir ,9,10,11.
Geleneksel silis tabanlı micromodels imalatı pahalı, zaman alıcı ve zor, henüz micromodels optik yapıştırıcı üzerinden inşa sunan nispeten ucuz, hızlı ve kolay alternatif12,13, 14,15. Diğer polimer esaslı micromodels ile karşılaştırıldığında, optik yapıştırıcı daha istikrarlı yüzey ıslatma özellikler sergiler. Örneğin, polydimethylsiloxane (PDMS) micromodel yüzeyler hızlı bir şekilde tipik deplasman deneme16süresince hidrofobik olacak. Ayrıca, Young katsayısı PDMS, 2.5 MPa ise bu optik yapıştırıcı 325 MPa13,17,18' dir. Böylece, optik yapıştırıcı indüklenen deformasyon ve kanal hatası baskı yapmak daha az eğilimli. Önemlisi, tedavi optik yapıştırıcı ham petrol ve yürütülen18olmak ışık çözücüler içeren deneyler sağlayan düşük moleküler ağırlıklı organik bileşenleri tarafından şişme için çok daha dayanıklıdır. Genel olarak, optik yapıştırıcı silis tabanlı micromodels aşırı derecede karmaşık ya da pahalı ve yüksek sıcaklık ve basınç çalışmalar gerekli değildir ham petrol içeren yer değiştirme çalışmaları için PDMS bir üstün alternatiftir.
Bu yayında açıklanan protokol optik yapışkanlı micromodels için adım adım fabrikasyon yönergeler sağlar ve küçük miktarlarda sıvı manipülasyon başarı sağlamak ince hileler bildirir. Tasarım ve üretim optik yapışkanlı tabanlı micromodels yumuşak litografi ile ilk açıklanan. Sonra sıvı deplasman stratejisi kütle akış denetleyicileriyle yaygın olarak ulaşılamaz Ultra düşük akış oranları için verilir. Daha sonra bir temsilcisi deneysel sonuç örnek olarak verilir. Bu deney ortaya köpük istikrarsızlık ve yayılma davranış ham petrol ve türdeş olmayan gözenekli medya huzurunda. Son olarak, tipik görüntü işleme ve veri analizi bildirilmektedir.
İşte Multi-Phase akışı ve sınırlı microchannel alanlarda etkileşimleri içeren görselleştirme uygulamalar için uygun yöntem sağladı. Özellikle, bu yöntem 5'ten büyük karakteristik mikro-özellik çözünürlükler için optimize edilmiştir ve daha az 700 µm. tipik akışı oranları 0.1-1 mL/h satılabilir. Ham petrol veya sulu veya gaz halinde olan yakıtlar sıvı ortam koşulları, en iyi duruma getirilmiş bu parametreler sırasını tarafından ışık solvent deplasman çalışmalarda, bu protokole uygun olmalıdır.

<table><tbody><tr><td>3 mL Leur-Lok Şırınga</td><td>Fischer Scientific</td><td>14-823-435</td><td></td></tr><tr><td>10 mL Cam Şırınga</td><td>Fischer Scientific</td><td>1482698G</td><td></td></tr><tr><td>Fotoğraf Maskesi</td><td>CAD/Sanat Hizmetleri</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Silikon Gofret</td><td>Üniversitesi Gofret</td><td>452</td><td></td></tr><tr><td>Propilen-Glikol-Metil-Eter-Asetat ve nbsp;</td><td>Sigma Aldrich</td><td>484431-4L</td><td></td></tr><tr><td>150 mm Cam Petri Kabı</td><td>Carolina Biyolojik Kaynağı</td><td>#721134</td><td></td></tr><tr><td>60 mm Plastik Petri Kabı</td><td>Carolina Biyolojik Kaynağı</td><td>#741246</td><td></td></tr><tr><td>Maske Hizalayıcı</td><td>EV Grubu</td><td>EVG 620</td><td></td></tr><tr><td>1 mm Biyopsi Zımbası</td><td>Miltex, Plainsboro, NJ</td><td>69031-01</td><td></td></tr><tr><td>Endüstriyel Dağıtım Ucu</td><td>CML Kaynağı</td><td>Ölçer 23</td><td></td></tr><tr><td>Ters Mikroskop</td><td>Olympus</td><td>IX-71</td><td></td></tr><tr><td>Plazma Sistemi</td><td>Harrick Plazma</td><td>PDC-32G</td><td>Plazma temizleyici</td></tr><tr><td>Polidimehtilsiloksan (PDMS)</td><td>Dow Corning, Midland, MI</td><td>SYLGARD 184</td><td></td></tr><tr><td>Norland Optik Yapıştırıcı 81 (NOA81) veya (OA)</td><td>Norland Products Inc.</td><td>8116</td><td>Optik yapıştırıcı</td></tr><tr><td>Hızlı Ayarlı Epoksi</td><td>Fisher Scientific</td><td>4001</td><td></td></tr><tr><td>Cam Slaytlar</td><td>Globe Scientic Inc.</td><td>1321</td><td></td></tr><tr><td>SU-8 2015 Photoresist</td><td>MicroChem</td><td>SU-8 2015</td><td>Fotoğrafa dayanıklı</td></tr><tr><td>Şırınga Pompası</td><td>Harvard Aparatı</td><td>Fusion 400</td><td></td></tr><tr><td>Cam Kılcal Boru</td><td>SGE Analitik Bilim</td><td>1154710C</td><td></td></tr><tr><td>Yüksek Hızlı Kamera</td><td>Görüş Araştırması</td><td>V 4.3</td><td></td></tr><tr><td>Polietilen Boru</td><td>Scientific Commodities Inc.</td><td>#BB31695-PE/3</td><td></td></tr></tbody></table>

gözenek çaplı olay süreçleri gözenekli ortamda petrol kurtarma uygulamaları için karakterize için mikrosıvısal aygıtlar

Microfluidic Devices for Characterizing Pore-scale Event Processes in Porous Media for Oil Recovery Applications

Mikrosıvısal aygıtları taşıma işlemleri mikroskobik ölçekte çalışmak için çok yönlü araçlardır. Bir talep mikrosıvısal cihazlar için geleneksel polydimethylsiloxane (PDMS) cihazlar aksine o dirençli düşük molekül ağırlıklı yağ bileşenleri bulunmaktadır. Burada, biz bu özelliği olan bir cihaz yapmak facile bir yöntem göstermek ve hangi köpük kurtarır ham petrol tarafından gözenek ölçekli mekanizmaları incelemek için bu protokolü ürün kullanıyoruz. Bir desen ilk bilgisayar destekli tasarım (CAD) yazılımıyla ve şeffaflık yüksek çözünürlüklü bir yazıcıda yazdırılan tasarlanmıştır. Bu desen sonra bir fotorezist litografi yordam aktarılır. PDMS üzerinde desen döküm, fırın tedavi ve bir kalıp elde etmek için kaldırıldı. Yaygın olarak kullanılan optik bir yapıştırıcı (OA), thiol-Doğu crosslinking polimer, sonra kalıp dökülür ve UV ışığı altında tedavi. PDMS kalıp uzak optik yapışkanlı döküm soyulmuş. Cam alt katman sonra hazırlanır ve cihazın iki yarısı birlikte bağlı. Optik aygıtlar bazlı tutkal daha geleneksel PDMS mikrosıvısal aygıtları daha sağlam. Epoksi yapısı tarafından birçok organik çözücüler, hafif organik sıvılar içeren deneyler için yeni olanaklar açar şişlik için dayanıklıdır. Ayrıca, yüzey wettability bu cihazların PDMS daha istikrarlı bir davranıştır. Optik yapışkanlı mikrosıvısal cihazların inşaat basit, henüz PDMS tabanlı cihazlar yapımında daha artımlı olarak daha fazla çaba gerektirir. Ayrıca, onlar optik yapışkanlı aygıtlar organik sıvı istikrarlı olmasına rağmen uzun bir süre sonra indirimli bond mukavemetli sergileyebilirler. Optik yapışkanlı mikrosıvısal aygıtları gözenekli medya için 2-B micromodels olarak hareket geometrileri yapılabilir. Bu cihazlar gözenek ölçekli mekanizmaları gelişmiş petrol kurtarma ve akifer düzeltme dahil anlayışımızı geliştirmek için petrol deplasman çalışmada uygulanır.

Bu örnek deneyde, sulu köpük katmanlı geçirgenliği kontrasta sahip türdeş olmayan gözenekli ortamda Orta Doğu ham petrol (5.4 cP viskozite) ve 40 ° ciddiyetini API ile yerinden için kullanılır. PDMS köpük jeneratör daha önce tamamen ham petrol ile doymuş bir optik yapışkanlı micromodel bağlıdır. CAD tasarımı için PDMS photomask, köpük jeneratör, fotorezist desenli silikon gofret ve tamamlanan köpük jeneratör eklenen giriş ve çıkış boruları ile Şekil 1a göster...

Bu yordamı, kolay ve hızlı bir mikrosıvısal aygıt ile özelleştirilebilir geometri ve petrol kurtarma çalışmaları için organik sıvılar tarafından şişme direnç üretmek için hedeftir. Bir polydimethylsiloxane kalıp ilk oluşturulan ve epoksi esaslı aygıt döküm için kullanılır. Bir temsilci deplasman çalışma bildirilmektedir.

Gözenek çaplı olay süreçleri gözenekli ortamda petrol kurtarma uygulamaları için karakterize için mikrosıvısal aygıtlar

Microfluidic devices are versatile tools for studying transport processes at a microscopic scale. A demand exists for microfluidic devices that are ...

Bu prosedürün genel amacı, yağ geri kazanım çalışmalarında kullanılmak üzere özelleştirilebilir geometriye sahip bir mikroakışkan cihazı hızlı bir şekilde üretmektir. Bu yöntem, gözenekli ortamlarda çok fazlı akışları inceleyebilmemizi sağlar. Bu tür karmaşık akışları gerçekten görselleştirebilmek için mikroakışkan sistemleri kullanarak, büyük ölçekli rezervuar sistemleri için daha iyi gelişmiş petrol geri kazanım yöntemleri tasarlayabiliriz.Bu tekniğin temel avantajı, verileri ve farklı gelişmiş yağ geri kazanım yöntemlerini güvenli ve uygun maliyetli bir şekilde hızlı bir şekilde toplamamıza olanak sağlamasıdır. Bu yöntem, gelişmiş yağ geri kazanım mekanizmaları hakkında bilgi sağlayabilir. CO2 tutma ve akifer iyileştirme gibi diğer sistemlere de uygulanabilir.Başlamak için, CAD yazılımı kullanarak bir dizi gönderiyle dolu dikdörtgen bir kanaldan oluşan bir fotoğraf maskesi tasarlayın. Bu deseni 20 mikron foto direnç ile kaplanmış silikon bir gofret üzerinde ortaya çıkarın. Ve beraberindeki metin protokolünde açıklandığı gibi bir PDMS kalıbı oluşturmak için bu master'ı kullanın.Temiz PDMS kalıp desenini yukarı bakacak şekilde tozsuz 150 milimetre plastik petri kabının altına yerl

microfluidic-devices-for-characterizing-pore-scale-event-processes

Research

JoVE Journal

Environment

Çevre

Mikroakışkan cihazlar gerçek zamanlı olarak ve uygun fiziksel ölçeklerde karmaşık doğal süreçler görselleştirmek için kullanılabilir. Biz yeraltı bakteri büyüme ve taşımacılık eğitimi için doğal gözenekli ortamın temel özellikleri taklit basit bir mikroakışkan cihaz geliştirdik.

Gözenekli Ortam Mikrobiyal Ulaştırma incelenmesi için basit mikroakışkan Sistemleri: Mikrodünya Pencere

Kaynak: Scheidweiler, D. ve diğerleri. Akışkan Cihazların Mikroskopi ve Akış Sitometrisi ile Birleştirilerek Gözenekli Ortamlarda Mikrobiyal Taşınımı Mekansal Ölçeklerde İncelemek. J. Vis. Exp. (2020).Bu video, rastgele düzenlenmiş sütunlardan oluşan gözenekli bir matriks aracılığıyla bakteri hareketliliğini ölçmek için mikrofluidik bir cihazın kullanıldığını gösteriyor. Fluoresan etiketli bakteriler cihaza dahil edilir, gözenekli matriksin içinden gözlem kanalına ilerlerken mikroskopi ile...

Mikrofluidik Cihaz Kullanarak Bakteriyel Hareketliliğin Değerlendirilmesi

Kaynak: Kurz, D. L. ve diğerleri. Gözenekli ortamlarda biyotıkanmayı incelemek için mikrofluidik platform. J. Vis. Exp. (2022)Video, biyofilm oluşumunu incelemek için mikrofluidik cihazın kullanıldığını gösteriyor. Mikrokanala bakteriyel bir süspansiyon getirilir ve ardından biyofilm gelişimi için kuluçka yapılır. Akış daha sonra yeniden başlatılır ve basınç izleme ile görüntüleme kullanılarak biyofilm oluşumu ve gözenek tıkanıklığı zamanla tespit edilir.

Biyofilm oluşumu sırasında gerçek zamanlı görüntüleme ve basınç takibi için mikrofluidik bir cihaz

X-ışını mikrotomografisi kullanılarak rezervuar koşullarında çoklu sıvı fazlarının görüntülenmesi için bir metodoloji sunuyoruz. Bir karbonat kayası örneğinde kılcal damar sıkışmasının bazı temsili sonuçlarını gösteriyoruz.

Çoklu Akışkan Aşama Rezervuar Durumu Gözenek ölçekli Görüntüleme X-ışını Microtomography kullanma

Sinkrotron, hızlı tomografi haznesi koşullarında CO2 -saturated tuzlu su mevcudiyetinde kireçtaşı dinamik görüntü çözünmesi için kullanılmıştır. 100 tarama 2 saatlik bir süre boyunca 6.1 um çözünürlükte alınmıştır.

Sinkrotron Hızlı Tomografi ile Karbonat içinde Reaksiyon Dinamik Gözenek ölçekli Rezervuar-koşul Görüntüleme

Biz imalat ve birden çok parçacık tekrarlanan faz geçişleri yumuşak konuda rheological etkilerini incelemek için microrheology ölçümleri izleme sağlayan bir mikrosıvısal aygıt kullanımını göstermektedir.

Havacilik ve Microrheology tekrarlanan faz geçişleri sırasında yumuşak madde Rheological özellikleri belirlemek için birleştirme

Bu iletişim kuralı bir opak gözenekli orta (hidrokarbon rezervuar rock) yeraltı koşulları, x-ışını microtomography elde edilen üç boyutlu görüntüleri kullanarak karmaşık ıslatma koşulları tanımlamak için sunulur.

Gözenek ölçekli görüntüleme ve hidrokarbon rezervuar Rock Wettability x-ışını Microtomography kullanarak yeraltı koşulları, karakterizasyonu

Çığır açan eğriler (BTC'ler), gözenekli ortamda bakterilerin taşınmasını incelemek için etkili araçlardır. Burada, BTC'ler elde etmek için mikroskopik ve akış sitometrik sayma ile birlikte akışkan cihazlara dayalı araçlar sıyoruz.

Akışkan Cihazların Mikroskopi ve Akış Sitometrisi ile Birleştirilmesi, Mekansal Ölçekler Arasında Gözenekli Ortamda Mikrobiyal Taşımayı İncelemek

Bu makalede, yüksek basınç koşullarına uygun iki mikroakışkan üretim tekniğinin karşılaştırmalı bir çalışması olan fotolitografi/ıslak gravür/termal yapıştırma ve Seçici Lazer kaynaklı Gravür (SLE) gibi karşılaştırmalı bir çalışma anlatılmaktadır. Bu teknikler, rezervuar koşullarında taşıyıcı anne ve kırık sistemlerde sıvı akışının doğrudan gözlemi için platformları oluşturmaktadır.

Kırık Konvansiyonel Olmayan Rezervuarlarda Mikroölçekli Süperkritik CO2 Köpük Taşımanın Yüksek Basınçlı Testlerinde Mikroakışkan Üretim Teknikleri

Bir mikrodiyaliz profilcisi, çözünmüş gözenek suyu çözünen maddeleri oksik-anoksik toprak-su arayüzü boyunca in situ olarak minimum rahatsızlıkla örneklemek için tanımlanmıştır. Bu cihaz, toprak-su arayüzündeki ve ötesindeki rahatsızlıkların neden olduğu konsantrasyon derinliği profillerindeki hızlı değişiklikleri yakalamak için tasarlanmıştır.

Mikrodiyaliz profilleyicileri kullanılarak oksik-anoksik toprak-su arayüzü boyunca çözünmüş çözünmüş numune alımı

Mevcut protokol, yüksek çözünürlüklü mikroskopi görüntülemeyi eşzamanlı basınç farkı ölçümleriyle birleştirerek yarı-2D gözenekli ortamlarda biyofilm gelişimini incelemek için mikroakışkan bir platformu tanımlamaktadır. Platform, gözenekli ortamlardaki gözenek boyutunun ve sıvı akış hızlarının biyotıkanma üzerindeki etkisini ölçer.

Gözenekli Ortamlarda Biyotıkanıklığı İncelemek için Mikroakışkan Bir Platform

Öğrenin, gözenekli ortamda petrol kurtarma çalışmaları için özelleştirilebilir geometriye sahip mikroakışkan cihazların hızlı üretimini. Bu yöntem, çok fazlı akışları görselleştirerek geliştirilmiş petrol kurtarma mekanizmaları hakkında veri toplar.

Gözenek çaplı olay süreçleri gözenekli ortamda petrol kurtarma uygulamaları için karakterize için mikrosıvısal aygıtlar

Daha fazla video keşfet