CN108187769A - 一种可旋转一定角度与模具匹配的集成式微观驱油芯片 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种用于微观驱油及渗流实验的微观驱油芯片，该微观驱油芯片包括基底和多个驱油模型，多个驱油模型分别以芯片基底的中心点为中心对称设置在该芯片基底内，进行不同模型参数的驱油实验时，由于多个模型以中心对称方式设置，故只需将芯片旋转一定角度即可与模具匹配再次实验，操作更加简便，可以降低实验操作误差；同一芯片基底设置多个驱油模型，其制作工艺条件完全相同，因此制作驱油模型时各模型之间的偶然误差及系统误差可以降到最低，后续各模型之间的实验数据更具对比性；由于微观芯片制作的特殊性，一块基底上设置多个驱油模型，其制作成本大幅度降低。

Description

一种可旋转一定角度与模具匹配的集成式微观驱油芯片

技术领域

本申请涉及石油技术领域，更具体地说，涉及一种可旋转一定角度与模具匹配的集成式微观驱油芯片。

背景技术

为实现油田持续高效开发，必须对化学驱驱替液的驱油及渗流过程进行深入研究，出于对各种驱油及渗流机理认识的客观需要，在微观尺度下，需要将微观芯片置于实验装置及模具(夹持器)中模拟油藏孔隙驱油及渗流，微观驱油物理模拟已成为人们研究微观驱油及渗流机理的重要手段，其中所用微观芯片是经由微流控刻蚀技术及其他方式制成的透明孔隙模型，微观芯片承载有用于进行驱油及渗流的微观渗流实验的驱油及渗流模型。

公开(公告)号为CN105665045A的专利公开了一种微流控芯片及其制备方法，此方法通过表面开设有微流道的微流控芯片基板和复合于微流控芯片基板的封膜来形成微观驱油芯片；公开(公告)号为CN106338889A的专利公开了一种微观可视化刻蚀低渗透模型的制备方法，此方法通过对涂有光刻胶的玻璃片进行曝光实验，使设计好的图形转移到涂有光刻胶的玻璃片上，最后通过显影、腐蚀、去胶等工序得到微观驱油芯片。上述的微观驱油芯片一般仅设置有一个驱油或渗流模型，一块芯片仅能对应一种油藏模拟条件下的驱油实验，对于需要定量对比不同油藏条件下的驱油实验来说，就需要制作更换多块微观驱油芯片或者更换不同的配套模具进行实验，操作繁琐，增加了实验操作误差。而且由于受到芯片制作技术自身限制及微观实验对于重复性有较强的要求，芯片损耗后，重新加工的相同芯片由于制作条件不同，其偶然及系统等误差不同，导致重新加工的芯片与损耗前有较大差别，模型本身制作差异带来的实验误差干扰实验的真实结果，大大降低了微观驱油及渗流机理研究的准确性。

同时，由于微观芯片的特殊性(按片计价)，其尺寸小、易损坏、高精度，且油藏条件极其复杂，往往需要多种不同模型进行对比模拟，制作较多芯片使得实验成本急剧增加，限制微观驱油物理模拟技术的推广。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种可旋转一定角度与模具匹配的集成式微观驱油芯片，该芯片在一块基底上设置多个驱油模型，以解决现有微观芯片一般仅设置一个驱油或渗流模型，因更换多块微观驱油芯片进行实验，操作繁琐，增加了实验操作误差；且由于芯片制作过程中的偶然及系统误差不同，芯片损耗前后及更换芯片前后的实验数据重复性差，大大降低了微观驱油及渗流机理研究的准确性及真实性的问题；另外，一块基底上设置多个驱油模型解决微观芯片实验成本过高的问题。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种可旋转一定角度与模具匹配的集成式微观驱油芯片，包括设置在芯驱油片基底上，孔隙结构和孔隙尺寸根据油藏条件进行设计的多个驱油模型，其中：

所述多个驱油模型分别以所述芯片基底的中心点为中心，中心对称的方式设置在所述芯片基底内；

所述驱油模型包括驱油区域，和一端与所述驱油区域相连通的4个流道，所述流道的另一端与所述芯片基底上设置的注入口或采出口相连通，构成注入流道及采出流道；

所述驱油模型的采出口及注入口以所述中心点为中心对称设置在所述芯片基底上，使得芯片旋转一定角度即可与模具匹配再次进行实验。

优选的，所述芯片基底为透明材质基底。

优选的，所述4个流道分别为出油流道、注水/油流道、驱替液流道和洗油流道，其中：

所述出油流道用于排出驱油实验时排出的原油，其流道开口为出油口；

所述注水/油流道用于向所述驱油区域内注入水或原油，其流道开口为注水/油口；

所述驱替液流道用于向所述驱油区域内注入驱替液，其流道开口为注驱替液口；

所述洗油流道用于排出用于清洗所述注水/油流道内原油和水，其流道开口为洗油口。

从上述技术方案可以看出，本申请提供了一种可旋转一定角度与模具匹配的集成式微观驱油芯片，该微观驱油芯片包括基底和多个驱油模型，多个驱油模型分别以芯片基底的中心点为中心对称设置在该芯片基底内，进行不同模型参数或者相同模型参数的驱油实验时，由于多个模型以中心对称方式设置，故只需将芯片旋转一定角度即可与模具匹配再次实验，简化了实验步骤，降低操作的误差，实验结果更加精确；同一芯片基底设置多个驱油模型，其制作工艺条件完全相同，因此制作驱油模型时各模型之间的偶然及系统误差可以降到最低，对于需要不同模型的实验数据进行对比的研究而言，其驱油实验结果更具可对比性；另外，还由于微观驱油芯片制作的特殊性(以片计价)，一块基底上设置多个驱油模型，其制作成本大幅度降低，有利于节约实验成本。

另外，还有如下优点：

1.一块芯片包括基底和多个驱油模型，其制作工艺等完全相同，可以使多个驱油模型制作过程中的偶然及系统误差降到最低，从而将模型本身的差异所带来的误差降到最低，对于需要不同模型的实验数据进行对比的研究而言，其驱油实验结果更具可对比性；

2.该微观驱油芯片包括基底和多个驱油模型，多个驱油模型分别以芯片基底的中心点为中心对称设置在该芯片基底内，使其旋转一定角度即可与模具匹配，实验过程中只需要一套模具和一块芯片即可完成多个驱油实验，省去跟换驱油芯片及模具的操作步骤，简化了实验步骤，降低操作的误差，实验结果更加精确；

3.由于微观驱油芯片制作的特殊性(以片计价)，一块基底上设置多个驱油模型，其制作成本大幅度降低，有利于节约实验成本。

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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种微观驱油芯片的示意图；

图2为本申请实施例提供的另一种微观驱油芯片的示意图。

具体实施方式

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

图1为本申请实施例提供的一种微观驱油芯片的示意图。

如图1所示，本实施例提供的微观驱油芯片包括芯片基底200和4个驱油模型100，当然还可以设置其他个数的驱油模型100，不同的驱油模型100是为了模拟不同水驱残余油类型及参数，当然也可以设置一定个数的相同驱油模型100，其中一个损耗后，其他模型可以进行接替。

芯片基底200作为整个芯片的基础，其材质可选用玻璃等硬质透明材料，以便利用其透光性对其渗流过程进行观察。

4个驱油模型100分别以该芯片基底的中心点位中心对称设置在该芯片基底内，它们的孔隙结构孔隙尺寸等均不相同，以供进行不同油藏参数的驱油实验。

每个驱油模型包括驱油区域101和4条流道102，流道102的一端与该驱油区域101连通，每个流道102的另一端与设置在该芯片基底200上的注入口或采出口1021相连通，在芯片基底的表面形成注入或采出流道。这样共包括16个注入口及采出口，16个注入口及采出口以该正方形芯片基底的中心点位中心对称设置形成正16边形。由于四个驱油模型及16个注入口及采出口均形成一种中心对称的结构，因此在进行不同参数的实验时，仅需要将微观驱油芯片旋转90°即可实现芯片和模具再次匹配，从而完成更换驱油模型再次进行实验。

4个流道102分别为注水/油流道、驱替液流道、洗油流道和出油流道，注水/油流道的流道开口为注水/油口，驱替液流道的流道开口为注驱替液口，洗油流道的流道开口为洗油口，出油流道的流道开口为出油口。

注水/油流道用于向驱油区域101注入原油或水，驱替液流道用于向驱油区域102注入驱替液，洗油流道用于排出清洗注水/油流道时排出的水/油，出油流道用于在驱油实验时排出驱出的原油及其混合物。

从上述技术方案可以看出，本实施例提供了提供了一种可旋转90°与模具匹配的集成式微观驱油芯片，该微观驱油芯片包括基底和4个驱油模型，4个驱油模型分别以芯片基底的中心点为中心对称设置在该芯片基底内，进行不同模型参数的驱油实验时，由于4个模型以中心对称方式设置，故只需将芯片旋转90°即可与模具匹配再次实验；同一芯片基底设置4个驱油模型，其制作工艺条件完全相同，因此制作驱油模型时各模型之间的人为及系统误差可以降到最低，从而能够解决现有的微观驱油芯片因制作过程的人为及系统误差导致实验结果不具真实性及可分析性的问题；且由于微观驱油芯片制作的特殊性(以片计价)，一块基底上设置多个驱油模型，其制作成本大幅度降低，有利于节约实验成本。

模型也可在模型饱和水后直接注入驱替液模拟驱替液的渗流行为及规律。

本实施例提供的微观驱油芯片上的4个驱油模型包括两个理想非均质模型和两个簇状残余油模型。如图2所示，两个理想非均质模型分别为第一理想非均质模型10和第二理想非均质模型20，两个簇状残余油模型分别为第一簇状残余油模型30和第二簇状残余油模型40。

第一理想非均质模型10包括驱油区域11和4个流道12，其驱油区域的流道宽度为30微米、流道深度为12微米。

第二理想非均质模型20包括驱油区域21和4个流道22，其驱油区域的流道宽度为80微米、流道深度为20微米。

第一簇状残余油模型30包括驱油区域31和4个流道32，其驱油区域包括中心区域和周边区域，周边区域围绕在中心区域的周围，两个区域的区别在于其流道宽度不同，中心区域的流道宽度为20微米，周边区域的流道宽度为200微米，流道深度均为20微米。

第二簇状残余油模型40包括驱油区域41和4个流道42，其驱油区域与第一簇状残余油模型30相同，均包括中心区域和周边区域，周边区域围绕在中心区域的周围，中心区域的流道宽度为40微米，周边区域的流道宽度为200微米，流道深度均为20微米。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (3)

1.一种可旋转一定角度与模具匹配的集成式微观驱油芯片，其特征在于，包括设置在芯片基底上，孔隙结构和孔隙尺寸根据油藏条件进行设计的多个驱油模型，其中：

所述多个驱油模型分别以所述芯片基底的中心点为中心，以中心对称的方式设置在所述芯片基底内；

所述驱油模型包括驱油区域，和一端与所述驱油区域相连通的4个流道，所述注液及排液流道的另一端与所述芯片基底上设置的注入口或采出口相连通，构成注入流道及采出流道；

所述驱油模型的采出口及注入口以所述中心点为中心，以中心对称的方式设置在所述芯片基底上。

2.如权利要求1所述的微观驱油芯片，其特征在于，所述芯片基底为透明材质。

3.如权利要求1所述的微观驱油芯片，其特征在于，所述4个流道分别为出油流道、注水/油流道、驱替液流道和洗油流道，其中：

所述出油流道用于排出驱油实验时排出的原油，其流道开口为出油口；

所述注水/油流道用于向所述驱油区域内注入水或原油，其流道开口为注水/油口；

所述驱替液流道用于向所述驱油区域内注入驱替液，其流道开口为注驱替液口；

所述洗油流道用于排出用于清洗所述注水/油流道内原油和水，其流道开口为洗油口。