制造具有湿度异质性的COC微型模型:方法和对流体运输的影响

科学领域:

• 孔隙介质物理学的物理
• 微流体学 微流体学
• 表面科学是一门科学.

背景情况:

• 湿度对于地质过程中的多相流体流动至关重要,例如二氧化碳封存和石油回收.
• 现有的关于多孔介质中的流体流量的研究主要集中在均的湿度上,使异质的湿度未得到充分研究.
• 微型模型提供流体流动的直接可视化,但缺乏控制湿度异质性的方法.

研究的目的:

• 开发一种全面的方法来制造可控,异质的湿度的微型模型.
• 研究湿度异质性对多相流体流量的影响,包括乳液动力学.
• 在微型制造,表面处理和多孔介质流体运输的交叉点建立一个制造工艺.

主要方法:

• 使用热刻印制造周期性烯酸共聚合物 (COC) 微型模型.
• 通过使用四乙烯正酸盐 (TEOS) 进行血增强化学蒸汽沉积 (PECVD) 来改变局部表面修饰,以改变COC的湿透性.
• 使用扫描电子显微镜 (SEM) 与能量分散式X射线光谱 (EDS),红外光谱和接触角度测量进行沉积量的定量评估.

主要成果:

• 成功制造混合湿微型模型,具有精确可控制的湿度模式.
• 应用表面处理的耐用性,程度和局部性的证明.
• 定性分析表明,湿度异质性显著影响液体注射期间的乳液稳定性和运输.

结论:

• 开发的方法可以创建先进的微型模型来研究复杂的流体流动现象.
• 在多孔介质中的湿度模式强烈影响多相流动行为,特别是对于乳液.
• 这项研究为探索涉及异质湿度的地质过程提供了一个新的工具.