CN105486622A - 一种用于分析多孔介质中毛细作用的实验设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及石油开采技术领域，尤其涉及一种用于分析多孔介质中毛细作用的实验设备，该实验设备包括：微米级毛细管束模型、注入系统、图像采集系统、微流量测量系统和数据分析系统。通过微米级毛细管束模型模拟真实油藏岩石孔隙结构，然后通过注入系统对毛细管束模型注入驱油剂模拟驱油过程，通过对驱油过程中注入压力和被驱替的原油流量的分析，从而实现对驱油剂的毛细管阻力、粘附力、剪切粘度、洗油效率定量分析，进而结合驱油过程的图像实现对驱油剂驱油性能的全面评价。本申请实施例提供的实验设备可以实现从微观角度上评价驱油剂的驱油性能，从而为驱油剂的筛选提供了理论指导。

Description

一种用于分析多孔介质中毛细作用的实验设备

技术领域

本发明涉及石油开采技术领域，尤其涉及一种用于分析多孔介质中毛细作用的实验设备。

背景技术

化学驱油剂是广泛应用在石油开采过程中，用以提高原油采收率的助剂。不同的驱油剂作用机理不同，例如聚合物是通过增加水相粘度，同时降低水相渗透率，改善流度比，增大波及体积来提高采收率的。而表面活性剂则是通过提高洗油效率等来提高采收率的。针对不同驱油机理，人们建立了驱油剂评价指标，例如聚合物的主要评价指标是其增粘性、流变性、阻力系数、残余阻力系数等；表面活性剂的主要评价指标是其表面张力、界面张力、润湿性、乳化能力等。这些物理化学指标，已成为化学驱油剂研究和油田现场应用筛选评价驱油剂的依据，为油田提高原油采收率工程作出了重要贡献。

然而，以上这些指标只能从宏观水平，而不是微观水平上对驱油剂进行评价，且与驱油剂的驱油能力之间没有直接关联。例如，(1)油藏有效溶液粘度高对提高波及体积是必须的，但聚合物溶液粘度高不等于油藏有效溶液粘度就高，不等于能提高波及体积；(2)对于二元或三元复合驱，岩心驱替实验只能通过测定驱替前后复合驱替液的粘度、表界面张力等这些参数来判断各组分是否发生了色谱分离，但在实际驱油过程中，即使这些指标未发生变化，各组分的协同效应可能已经不存在；(3)对于一些聚合物，例如疏水缔合型聚合物，现有理论认为其粘度主要是通过疏水长链在水溶液中缔合成三维网状结构而产生的，可能并非其“真实粘度”，而是“复合粘度”，当其在地层的多孔介质中流动时，这种缔合体是否会随着毛细管的拉伸、剪切等作用而解缔合，导致“复合粘度”大幅度降低，这也是以上这些指标无法解释的。纳米化学驱油剂有望成为未来进一步提高采收率的新型驱油剂，但其溶液粘度却无法与水解聚丙烯酰胺相比，降低油水界面张力的能力又不如表面活性剂，从宏观水平上评价纳米驱油剂的驱油能力会造成驱油剂选择不合理，进而影响会原油采收率。

毛细作用是指浸润液体在细管里升高和不浸润液体在细管里降低的现象，在地层多孔介质中，它决定着驱替介质在油藏条件下是否能够进入被驱替介质和进入被驱替介质的最小孔隙尺寸，因此，如何分析对多孔介质中的毛细作用，进而从微观角度评价驱油剂的驱油性能是提高石油采收率亟需解决的问题。

发明内容

本申请实施例提供了一种用于分析多孔介质中毛细作用的实验设备，以分析真实油藏多孔介质中的毛细作用，实现从微观角度评价驱油剂的驱油性能，从而为合理的选取驱油剂提供基础。

为达到上述目的，本申请实施例提供了一种用于分析多孔介质中毛细作用的实验设备，所述实验设备包括：

微米级毛细管束模型，用于模拟油藏岩石孔隙结构；

注入系统，与所述微米级毛细管束模型相连，用于向所述微米级毛细管束模型中注入驱油剂并测量所述驱油剂的注入压力；

图像采集系统，用于采集在所述微米级毛细管束模型中驱油过程的图像；

微流量测量系统，与所述微米级毛细管束模型相连，用于获取在所述驱油过程中被驱替的原油流量；

数据分析系统，分别与所述注入系统、图像采集系统、流量测量系统相连，用于根据所述驱油剂的注入压力、所述驱油过程的图像和所述被驱替的原油流量分析所述驱油剂的驱油性能。

本申请实施例的用于分析多孔介质中毛细作用的实验设备，所述根据驱油剂的注入压力、驱油过程的图像和被驱替的原油流量分析所述驱油剂的驱油性能，具体包括：

根据所述驱油剂的注入压力和所述被驱替的原油流量，对所述驱油剂驱油过程中的驱油性能参数进行定量分析；

根据所述驱油剂驱油过程中的驱油性能参数的定量分析和所述驱油过程的图像，分析所述驱油剂的驱油性能。

本申请实施例的用于分析多孔介质中毛细作用的实验设备，所述驱油性能参数包括毛细管阻力、粘附力、剪切粘度和洗油效率。

本申请实施例的用于分析多孔介质中毛细作用的实验设备，所述微米级毛细管束模型包括一基板，该基板刻蚀有多条第一凹槽，每条凹槽内固定一根毛细管形成毛细管束；在所述第一凹槽的两端分别刻蚀有与所述第一凹槽相连的连通槽，在与所述连通槽的两侧分别刻蚀有与所述连通槽相连的第二凹槽，所述第二凹槽用于固定输入端毛细管与输出端毛细管；所述输入端毛细管与所述输出端毛细管分别通过所述连通槽与所述毛细管束中的每根毛细管连通。

本申请实施例的用于分析多孔介质中毛细作用的实验设备，所述毛细管束中的毛细管的内径为2μm～25μm，所述输入端毛细管和所述输出端毛细管的内径均为100μm～500μm。

本申请实施例的的用于分析多孔介质中毛细作用的实验设备，所述第一凹槽之间相互平行。

本申请实施例的用于分析多孔介质中毛细作用的实验设备，所述注入系统包括：柱塞泵、中间容器、压力传感器；所述柱塞泵与所述中间容器相连，用于驱油剂的流量调节；所述中间容器与所述微米级毛细管束模型输入端毛细管相连，用于存储驱油剂；所述压力传感器与所述中间容器相连，用于测量所述驱油剂的注入压力。

本申请实施例的用于分析多孔介质中毛细作用的实验设备，所述柱塞泵流量的调节范围为0.0001～60ml/min，压力调节范围为0～70MPa。

本申请实施例的用于分析多孔介质中毛细作用的实验设备，所述压力传感器的测量精度为0.0001MPa，响应时间小于0.5ms。

本申请实施例的用于分析多孔介质中毛细作用的实验设备，所述图像采集系统包括：

显微镜，设置于所述微米级毛细管束模型上方，用于观察所述微米级毛细管束模型中的驱油过程；

图像采集分析装置，用于将所述显微镜观察的驱油过程进行录像和拍照。

本申请实施例的用于分析多孔介质中毛细作用的实验设备，所述录像的速度每秒不低于30帧，所述拍照的像素不低于130万。

本申请实施例的用于分析多孔介质中毛细作用的实验设备，所述微流量测量系统包括：

用于存储置换溶液的置换容器，其进液口与所述微米级毛细管束模型的输出端毛细管相连；

用于测量从所述置换容器中被驱替出的置换溶液的质量的石英晶体微天平，其设置于所述置换容器的出液口下方的石英晶体微天平；

用于为所述石英晶体微天平提供吸附电压和脱附电压的电化学工作站。

本申请实施例提供了一种用于分析多孔介质中毛细作用的实验设备，包括毛细管束模型、注入系统、图像采集系统、流量测量系统和数据分析系统。通过毛细管束模型模拟真实油藏岩石孔隙结构，然后通过注入系统对毛细管束模型注入驱油剂模拟驱油过程，通过对驱油过程中注入压力和被驱替的原油流量的分析，从而实现对驱油剂的毛细管阻力、粘附力、剪切粘度、洗油效率定量分析，进而结合驱油过程的图像实现对驱油剂驱油性能的全面评价。本申请实施例提供的实验设备可以实现从微观角度上评价驱油剂的驱油能力，从而为驱油剂的筛选提供了理论指导。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例的用于分析多孔介质中毛细作用的实验设备示意图；

图2是本申请一实施例的用于分析多孔介质中毛细作用的实验设备结构示意图；

图3是本申请一实施例的毛细管束模型结构示意图；

图4是显微镜下观察到的水在微米级毛细管束模型的某一毛细管中的流动情况；

图5是本申请一实施例的置换容器结构示意图；

图6是本申请一实施例的石英石微天平结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

如图1所示，本申请实施例的用于分析多孔介质中毛细作用的实验设备包括微米级毛细管束模型、注入系统、图像采集系统、微流量测量系统和数据分析系统；其中，所述注入系统与所述微米级毛细管束模型相连，所述图像采集系统用于采集在所述微米级毛细管束模型中驱油过程的图像；所述微流量测量系统与所述微米级毛细管束模型相连；所述数据分析系统分别与所述注入系统、图像采集系统和微流量测量系统相连。如图2所示，本申请实施例中所述注入系统包括柱塞泵1、中间容器2、压力传感器3；所述图像采集系统包括显微镜4和图像采集装置；所述微流量测量系统包括置换容器6、石英晶体微天平7、电化学工作站8，所述数据分析系统可以为个人计算机9，通过数据线分别于压力传感器、图像采集装置、石英晶体微天平相连。

毛细作用是指浸润液体在细管里升高和不浸润液体在细管里降低的现象，在地层多孔介质中，它决定着驱替介质在油藏条件下是否能够进入被驱替介质和进入被驱替介质的最小孔隙尺寸。本申请实施例从真实油藏岩石孔隙结构特征出发，采用微米级毛细管束模型模拟油藏岩石孔隙结构。如图3所示，本申请实施例中所述微米级毛细管束模型包括玻璃片10，所述玻璃片10上刻蚀有多条第一凹槽，每条第一凹槽内固定有一根毛细管从而形成毛细管束11，所述毛细管束用于模拟真实油藏岩石孔隙结构；所述玻璃片10上第一凹槽两端分别刻蚀有与第一凹槽垂直的连通槽13；所述玻璃片两端刻蚀有第二凹槽，所述第二凹槽与连通槽相连，第二凹槽内固定有输入端毛细管12和输出端毛细管14；所述输入端毛细管12和输出端毛细管14分别通过连通槽13与所述毛细管束11连通。本申请实施例中，为了便于驱油过程的观察，所述多条第一凹槽之间相互平行；同时连通槽分别与第一凹槽、第二凹槽垂直，便于驱油剂的流通。

本申请实施例中所述毛细管束中的毛细管内径与油藏渗透率有关。根据油层物理学和油气层渗流力学相关知识，不可压缩粘性流体在水平圆管中的定常态层流流动可用哈根-泊肃叶定律来描述，即假设有一根长为L，半径为r的毛细管，有一粘度为μ的流体在压差(p₁-p₂)下作层流流动，则流体在单根毛细管中的渗流流量Q：

$Q=\frac{{\mathrm{\πr}}^4(p_1-p_2)}{8\mathrm{\μ}L}---\left(1\right)$

流体在毛细管中的平均真实流速u：

$u=\frac{Q}{{\mathrm{\πr}}^2}=\frac{r^2(p_1-p_2)}{8\mathrm{\μ}L}---\left(2\right)$

根据达西定律，渗流速度v：

$v=\frac{K(p_1-p_2)}{\mathrm{\μ}L}---\left(3\right)$

式中：K表示孔隙介质的渗透率。

平均真实流度μ和渗流速度v的关系为：

式中：表示岩石的孔隙度。

联立式(1)、(2)、(3)可得到单根毛细管的渗透率与孔隙度和毛细管内径的关系：

油藏可分为高渗透、中渗透、一般低渗透、特低渗透和超低渗透五类油藏，根据对应的渗透率K的范围从而可以计算得到的毛细管内径r的范围，见表1。

表1毛细管渗透率与毛细管内径关系的表

本申请实施例中所述毛细管束模型可以通过不同的毛细管内径来模拟不同渗透率油藏，从而可以模拟不同渗透率油藏条件下原油真实的存储环境。本申请实施例中所述毛细管束中的毛细管的内径为2μm～25μm；输入端毛细管和输出端毛细管的内径都为100～500μm。本申请实施例中所述微米级毛细管束模型步骤具体包括：

(1)将玻璃片10放入玻璃磨槽机的卡盘中，并调整好磨槽深度，开启开关分别在玻璃片10的一侧刻出相应的第一凹槽、第二凹槽和连通槽；

(2)刻蚀玻璃片10制作完成后，分别将相应毛细管束11中的毛细管、输入端毛细管12和输出端毛细管14用胶水沾在相应的凹槽内，即制成微米级毛细管束模型。

参考图1，本申请实施例中注入系统包括：柱塞泵1、中间容器2、压力传感器3；柱塞泵是靠柱塞在缸孔中往复运动造成密闭容积变化来实现吸油与压油的液压泵，柱塞泵具有压力高、结构紧凑、效率高、流量调节方便等优点。本申请实施例中所述柱塞泵与中间容器相连，用于注入过程中驱油剂的流量调节，其中流量的调节范围为0.0001～60ml/min，压力调节范围为0～70MPa。本申请实施例中所述中间容器与所述微米级毛细管束模型的输入端毛细管相连，中间容器可以存储驱油剂，在柱塞泵作用下，中间容器中的驱油剂可以通过所述微米级毛细管束模型输入端毛细管注入到毛细管束中进行驱油实验。在本申请另一实施中，中间容器还可以存放水或原油，在柱塞泵作用下可以注入到所述微米级毛细管束模型中，用于模拟并观察水或原油在油藏孔隙结构中的存储状态，并为驱油剂驱油过程做准备。本申请实施例中所述压力传感器与所述中间容器上的加力环相连，用于实时测量驱油过程中驱油剂的注入压力的大小，所述压力传感器的测量精度为0.0001MPa，响应时间小于0.5ms，从而可以精确的测量注入压力。所述压力传感器通过数据线与数据分析系统相连，实时的注入压力测试数据可以通过数据线传输至数据分析系统。

本申请实施例中所述图像采集分析系统包括显微镜5和图像采集装置，显微镜设置于微米级毛细管束模型上方，用于观察微米级毛细管束中的驱油过程；图像采集装置可以对显微镜观察到的图像进行拍照和录像，录像的速度每秒不低于30帧，拍照功能像素不低于130万，从而可以对驱油过程中毛细管束的长、宽等参数进行准确测量。图4为显微镜下观察到的水在微米级毛细管束模型的某一毛细管中的流动情况，图中，前部分为水流通后的毛细管，后部分为水未流通的毛细管。通过显微镜可以直观的对驱油过程中驱油剂驱替原油的图像及驱油后剩余油分布图像进行观察，通过图像采集装置可以对显微镜观察的图像进行录像和拍照，从而为驱油剂驱油机理及评判驱油的性能提供基础。本申请实施例中图像采集装置可以通过数据线与所述数据分析系统相连，驱油过程中驱油剂驱替原油的图像及驱油后剩余油分布图像可以通过数据线传输至数据分析系统。

本申请实施例中所述微流量测量系统包括置换容器6、石英晶体微天平7、电化学工作站8。本申请实施例中所述置换容器为自制装置，容积为5mL，如图5所示，所述置换容器6包括一玻璃容器16，玻璃容器16的上端开口处密封设有一橡皮塞15，橡皮塞15上设有一通孔，该通孔形成进液口，用来与微米级毛细管束模型输出端毛细管连接。玻璃容器16的下端设有与其内部连通的第一毛细管17，第一毛细管17形成出液口。本申请实施例中，所述置换容器内装有硫酸铜溶液，用于置换被驱替的原油。石英晶体微天平是以石英晶体为换能元件，利用石英晶体的压电效应，将待测物质的质量信号转换成频率信号输出，从而实现质量、浓度等检测的仪器，测量精度可以达纳克量级。如图6所示，本申请实施例中，石英晶体微天平包括有石英晶体18、频率计数器19、电子震荡电路20和流动池，所示置换容器出液口17下方设置有流动池，被驱替的原油通过所述微米级毛细管束模型输出端进入置换溶液中，随后被置换出的硫酸铜溶液从置换容器6的出液口17进入下方的石英晶体微天平的流动池上上，电化学工作站提供的吸附电压将所述硫酸铜溶液中铜离子吸附于所述石英晶体微天平上的，然后通过石英晶体微天平的谐振频率变化与质量成正比的关系获得石英晶体微天平表面的质量变化，进而可以根据被置换的硫酸铜质量获取被驱替的原油流量。本申请实施例中所述石英晶体微天平通过数据线与所述数据分析系统相连，微流量测试数据可以通过数据线传输至数据分析系统。

本申请实施例中所述数据分析系统分别与所述注入系统、图像采集系统、微流量测量系统相连，用于根据所述驱油剂的注入压力、所述驱油过程的图像和所述被驱替的原油流量分析所述驱油剂的驱油性能。本申请实施例中所述数据分析系统可以为个人计算机，通过数据线分别与压力传感器、显微镜、石英晶体微天平相连。本申请实施例中所述数据分析系统通过所述驱油剂的注入压力和所述被驱替原油的流量的实时测量，从而可以实现对驱油过程中所述驱油剂的毛细管阻力、粘附力、剪切粘度、洗油效率进行定量分析。

本申请实施例中所述毛细管阻力f的计算公式可以为：

$f=PA-\frac{Q^2\mathrm{\ρ}}{A}$

式中：P表示入口端压强；A表示毛细管横截面积；Q表示所测体积流量；ρ表示所测液体密度。

本申请实施例中所述粘度力F_w的计算公式可以为：

$F_w=\mathrm{\Δ}P-\frac{8LQ\mathrm{\η}}{{\mathrm{n\πr}}^4}$

式中：ΔP表示毛细管进出口压差；η表示流体粘度；L表示毛细管长度；r表示毛细管半径。本申请实施例中毛细管输入端压力为驱油剂的注入压力，输出端压力为大气压力，从而可以获取毛细管进出口压差。

本申请实施例中所述驱油剂的剪切粘度μ可以根据泊肃叶定律得到，即：

$\mathrm{\μ}=\frac{{\mathrm{\ΔP\πr}}^4}{8QL}$

式中：ΔP表示毛细管两端压差；r表示毛细管内径；Q表示流量；L表示毛细管长度。

本申请实施例中洗油效率E_O的计算公式可以为：

E_O＝M_出/M_总×100％

式中：M_出表示单位时间驱油剂从毛细管束模型中驱替的原油质量；M_总表示毛细管束模型中吸附的原油总量。

本申请实施例中通过所述驱油剂的注入压力和所述被驱替原油的流量的实时测量，再结合毛细管半径、长度、驱油剂粘度等相关物理参数，可以对驱油剂驱油过程中的毛细管阻力、粘附力、剪切粘度、洗油效率等驱油性能参数进行定量分析，由于驱油剂的驱油性能参数能在一定程度上反映出驱油剂的驱油性能，同时再结合驱油过程的直观图像，进而可以对驱油剂驱油性能进行全面的评价，并可以对驱油过程中毛细管束中的毛细作用进行系统分析和研究

本申请实施例提供了一种用于分析多孔介质中毛细作用的实验设备，包括微米级毛细管束模型、注入系统、图像采集系统、微流量测量系统和数据分析系统。通过微米级毛细管束模型模拟真实油藏岩石孔隙结构，然后通过注入系统对毛细管束模型注入驱油剂模拟驱油过程，通过对驱油过程中注入压力和被驱替的原油流量的分析，从而实现对驱油剂的毛细管阻力、粘附力、剪切粘度、洗油效率定量分析，进而结合驱油过程的图像实现对驱油剂驱油性能的全面评价。本申请实施例提供的实验设备可以实现从微观角度上评价驱油剂的驱油能力，从而为驱油剂的筛选提供了理论指导。

以上所述的具体实施例，对本申请的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本申请实施例的具体实施例而已，并不用于限定本申请的保护范围，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种用于分析多孔介质中毛细作用的实验设备，其特征在于，所述实验设备包括：

微米级毛细管束模型，用于模拟真实油藏岩石孔隙结构；

注入系统，与所述微米级毛细管束模型相连，用于向所述微米级毛细管束模型中注入驱油剂并测量所述驱油剂的注入压力；

图像采集系统，用于采集在所述微米级毛细管束模型中驱油过程的图像；

微流量测量系统，与所述微米级毛细管束模型相连，用于获取在所述驱油过程中被驱替的原油流量；

数据分析系统，分别与所述注入系统、图像采集系统、微流量测量系统相连，用于根据所述驱油剂的注入压力、所述驱油过程的图像和所述被驱替的原油流量分析所述驱油剂的驱油性能。

2.如权利要求1所述的用于分析多孔介质中毛细作用的实验设备，其特征在于，所述根据驱油剂的注入压力、驱油过程的图像和被驱替的原油流量分析所述驱油剂的驱油性能，具体包括：

根据所述驱油剂的注入压力和所述被驱替的原油流量，对所述驱油剂驱油过程中的驱油性能参数进行定量分析；

根据所述驱油剂驱油过程中的驱油性能参数的定量分析和所述驱油过程的图像，分析所述驱油剂的驱油性能。

3.如权利要求2所述的用于分析多孔介质中毛细作用的实验设备，其特征在于，所述驱油性能参数包括毛细管阻力、粘附力、剪切粘度和洗油效率。

4.如权利要求1所述的用于分析多孔介质中毛细作用的实验设备，其特征在于，所述微米级毛细管束模型包括一基板，该基板刻蚀有多条第一凹槽，每条凹槽内固定一根毛细管形成毛细管束；在所述第一凹槽的两端分别刻蚀有与所述第一凹槽相连的连通槽，在与所述连通槽的两侧分别刻蚀有与所述连通槽相连的第二凹槽，所述第二凹槽用于固定输入端毛细管与输出端毛细管；所述输入端毛细管与所述输出端毛细管分别通过所述连通槽与所述毛细管束中的每根毛细管连通。

5.如权利要求4所述的用于分析多孔介质中毛细作用的实验设备，其特征在于，所述毛细管束中的毛细管的内径为2μm～25μm，所述输入端毛细管和所述输出端毛细管的内径均为100μm～500μm。

6.如权利要求4所述的用于分析多孔介质中毛细作用的实验设备，其特征在于，所述第一凹槽之间相互平行。

7.如权利要求1所述的用于分析多孔介质中毛细作用的实验设备，其特征在于，所述注入系统包括：柱塞泵、中间容器、压力传感器；所述柱塞泵与所述中间容器相连，用于驱油剂的流量调节；所述中间容器与所述微米级毛细管束模型输入端毛细管相连，用于存储驱油剂；所述压力传感器与所述中间容器相连，用于测量所述驱油剂的注入压力。

8.如权利要求7所述的用于分析多孔介质中毛细作用的实验设备，其特征在于，所述柱塞泵流量的调节范围为0.0001～60ml/min，压力调节范围为0～70MPa。

9.如权利要求7所述的用于分析多孔介质中毛细作用的实验设备，其特征在于，所述压力传感器的测量精度为0.0001MPa，响应时间小于0.5ms。

10.如权利要求1所述的用于分析多孔介质中毛细作用的实验设备，其特征在于，所述图像采集系统包括：

显微镜，设置于所述微米级毛细管束模型上方，用于观察所述微米级毛细管束模型中的驱油过程；

图像采集分析装置，用于将所述显微镜观察的驱油过程进行录像和拍照。

11.如权利要求10所述的用于分析多孔介质中毛细作用的实验设备，其特征在于，所述录像的速度每秒不低于30帧，所述拍照的像素不低于130万。

12.如权利要求1所述的用于分析多孔介质中毛细作用的实验设备，其特征在于，所述微流量测量系统包括：

用于存储置换溶液的置换容器，其进液口与所述微米级毛细管束模型的输出端毛细管相连；

用于测量从所述置换容器中被驱替出的置换溶液的质量的石英晶体微天平，其设置于所述置换容器的出液口下方的石英晶体微天平；

用于为所述石英晶体微天平提供吸附电压和脱附电压的电化学工作站。