混合湿度微型模型的新制造,用于对流体岩石相互作用的孔尺度研究
Abdullah AlOmier1, Dongkyu Cha2, Subhash Ayirala2
1Physical Science and Engineering Division, King Abdullah University of Science and Technology (KAUST), Thuwal, Saudi Arabia. Hussein.Hoteit@kaust.edu.sa.
Lab on a chip
|January 23, 2024
概括
研究人员开发了一种新方法,可以创建具有混合湿度的微流体设备,这对于研究岩石中的流体流动至关重要. 这一突破使得石油开采和碳捕获过程的模拟更加精确.
科学领域:
- 地质科学 地质科学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
背景情况:
- 湿度对于多相流体在多孔介质中的流动至关重要,影响碳化合物提取,地下水层修复和二氧化碳封存.
- 微流体设备提供了孔级流体动力学的可视化,但难以复制天然岩石中发现的混合可湿性.
- 目前的方法产生单一湿度 (水湿或油湿) 微模型,不能代表现实的混合湿情景.
研究的目的:
- 为微流体设备引入一种新的制造方法,在微尺度上控制,空间分布的混合可湿性.
- 模仿实际混合湿岩中发现的复杂的可湿性配置.
- 为了使多相流体动力学和岩石流体相互作用的基础研究更准确.
主要方法:
- 结合软光刻法与薄膜沉积 (分子蒸汽沉积) 在基板上.
- 采用完基三西兰涂层来创建局部的疏水区域,而非涂层区域保留了它们的原始可湿性.
- 采用表面分析技术 (接触角度,XPS,TEM,SEM,AFM) 来描述涂层和湿度.
主要成果:
- 成功制造出微流体设备,在微尺度上表现出量身定制的混合可湿性属性.
- 在微通道内证明了疏水和不变湿状态的受控空间分布.
- 验证了制造工艺和由此产生的微设备的混合湿特性.
结论:
- 这种新的方法是第一个实现微流体器件控制混合湿度的新方法.
- 开发的技术准确地复制了碳酸盐和页岩等水库岩石中存在的混合湿特性.
- 允许对地质应用至关重要的多相流程进行更现实的孔级调查.
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