微觀驅(qū)油玻璃模型的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種用于油田化學(xué)實(shí)驗(yàn)室與酸化壓裂實(shí)驗(yàn)室模擬中低滲油藏及驅(qū)油 過(guò)程的室內(nèi)微觀驅(qū)油模型的制作工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有技術(shù)制作類似玻璃模型采用的方法是光刻技術(shù)，其制備過(guò)程如下：將鑄體薄 片圖案經(jīng)過(guò)光刻制成掩膜板，然后經(jīng)過(guò)前烘、曝光、顯影、定影(堅(jiān)膜)等過(guò)程，將圖案轉(zhuǎn)移到 玻璃基板上，通過(guò)腐蝕、清洗，與玻璃蓋板粘結(jié)形成玻璃模型。運(yùn)種玻璃模型因其復(fù)雜的制 作工藝，存在顯著的缺點(diǎn)：
[0003] (1)制作成本昂貴:掩膜板制作需要昂貴的光刻機(jī)，光刻機(jī)價(jià)格從幾十萬(wàn)到幾百萬(wàn) 不等，增加了玻璃模型的制作成本；
[0004] (2)技術(shù)成品率低:通過(guò)掩膜板遮光進(jìn)行圖形轉(zhuǎn)移時(shí)，會(huì)出現(xiàn)圖形缺陷；同時(shí)紫外 線等照射時(shí)會(huì)出現(xiàn)光線不均勻造成后續(xù)顯影過(guò)程中圖形薄厚不均勻，從而導(dǎo)致圖形缺陷；
[0005] (3)加工周期長(zhǎng):模型整體制作環(huán)節(jié)復(fù)雜，需經(jīng)過(guò)前烘、曝光、顯影、堅(jiān)膜等環(huán)節(jié)，且 每個(gè)環(huán)節(jié)都需要相當(dāng)?shù)臅r(shí)間，從而導(dǎo)致模型加工周期長(zhǎng)；
[0006] (4)殘次品率高:前烘、曝光、顯影、堅(jiān)膜等各環(huán)節(jié)加工條件復(fù)雜、苛刻，存在一定的 危險(xiǎn)和風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致模型樣品制備失敗，殘次品率局；
[0007] (5)安全性能低:刻蝕后玻璃與玻璃蓋結(jié)合不牢固，不僅不能滿足實(shí)驗(yàn)壓力要求導(dǎo) 致浪費(fèi)，甚至可能引起安全事故。

【發(fā)明內(nèi)容】

[000引本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種工藝簡(jiǎn)單、成本低的微觀驅(qū)油玻璃模型的制 備方法，使用該方法制得的驅(qū)油模型精度高、結(jié)構(gòu)牢靠。
[0009] 本發(fā)明微觀驅(qū)油玻璃模型的制備方法，包括如下步驟：
[0010] 預(yù)清洗;準(zhǔn)備好兩塊玻璃，其中一塊作為基板玻璃，另一塊作為蓋板玻璃;兩塊玻 璃分別用丙酬或者洗涂液清洗，然后用清水清洗干凈，放入恒溫箱中烘干至水分消除；
[0011] 絲網(wǎng)印刷;將基板玻璃從恒溫箱取出，放置在絲網(wǎng)印刷機(jī)上進(jìn)行油墨絲網(wǎng)印刷，W 將油藏圖版印刷在基板玻璃上；
[0012] 油墨烘干;將絲網(wǎng)印刷后的基板玻璃放入烘干箱在100°C下烘干30~50分鐘，W使 油墨與基板玻璃牢固結(jié)合；
[0013] 腐蝕;將烘干后的基板玻璃放入氨氣酸腐蝕池中進(jìn)行腐蝕，W將基板玻璃未覆蓋 油墨的部分腐蝕成液流通道;其間油墨受氨氣酸的腐蝕會(huì)逐漸從基板玻璃脫落，當(dāng)基板玻 璃表面的油墨完全脫離時(shí)，將基板玻璃從腐蝕池取出并使用流動(dòng)清水沖洗30分鐘，然后放 在清水中浸泡24小時(shí)，然后再次沖洗20分鐘;最后放入烘干箱烘干；
[0014] 燒結(jié);首先將一塊平滑的陶瓷板放置在馬弗爐內(nèi)，然后將基板玻璃放置在陶瓷板 表面，然后將蓋板玻璃對(duì)正貼合在基板玻璃有液流通道的一側(cè);然后馬弗爐加熱升溫至480 °C，馬弗爐在480°C溫度下保持2~3分鐘后停止加熱，W使基板玻璃與蓋板玻璃粘合;最后 待粘合后的基板玻璃和蓋板玻璃冷卻至室溫；
[0015] 鉆孔;于基板玻璃的背面打兩個(gè)小孔，其中一個(gè)小孔與液流通道的一個(gè)端口相連 通形成液體注入口，另一個(gè)小孔與液流通道的另一個(gè)端口相連通形成液體流出口，至此微 觀驅(qū)油玻璃模型制作完成。
[0016] 本發(fā)明微觀驅(qū)油玻璃模型的制備方法，其中基板玻璃和蓋板玻璃的尺寸均為76* 76*3mm。
[0017] 本發(fā)明微觀驅(qū)油玻璃模型的制備方法，其中于預(yù)清洗階段，對(duì)基板玻璃烘干時(shí)，烘 干溫度為l〇〇°C，烘干時(shí)間為3~5分鐘。
[0018] 本發(fā)明微觀驅(qū)油玻璃模型的制備方法，其中于鉆孔階段，對(duì)基板玻璃所鉆孔徑為 1.5mm〇
[0019] 本發(fā)明微觀驅(qū)油玻璃模型的制備方法，其中于腐蝕階段，氨氣酸腐蝕池內(nèi)氨氣酸 溶液的深度小于基板玻璃的厚度;將基板玻璃印有油墨圖案的一面朝下放入氨氣酸腐蝕池 中。
[0020] 本發(fā)明微觀驅(qū)油玻璃模型的制備方法與現(xiàn)有技術(shù)的區(qū)別在于:①使用絲網(wǎng)印刷技 術(shù)將油藏圖版直接印刷在基板玻璃上，待將油墨烘干后，對(duì)基板玻璃腐蝕W得到液流通道。 絲網(wǎng)印刷屬于計(jì)算機(jī)印刷技術(shù)，具有精度高、速度快、對(duì)環(huán)境要求低的優(yōu)勢(shì)，可W將油藏版 圖快速無(wú)損地印刷于基板玻璃的表面。本發(fā)明采用烘干機(jī)對(duì)印刷的油藏版圖進(jìn)行烘干，使 得油墨與基板玻璃的結(jié)合更加牢固，從而為后續(xù)的成功腐蝕奠定了基礎(chǔ)。②燒結(jié)在前，鉆孔 在后;運(yùn)么設(shè)計(jì)的好處在于，在燒結(jié)時(shí)基板玻璃與蓋板玻璃之間形成一個(gè)封閉的空腔，該封 閉的空腔形成了一個(gè)保護(hù)罩，避免了液流通道受溫過(guò)高，從而使得液流通道不發(fā)生形變，有 效保護(hù)了液流通道的質(zhì)量;另外，運(yùn)么設(shè)計(jì)也避免了封閉空腔內(nèi)持續(xù)進(jìn)入空氣，從而使得蓋 板玻璃與基板玻璃融合時(shí)沒(méi)有空氣(尤其氧氣）的影響，從而提高了基板玻璃與蓋板玻璃的 結(jié)合強(qiáng)度，為耐油壓性能的提升提供了可能性③采用燒結(jié)技術(shù)將基板玻璃和蓋板玻璃融 合。燒結(jié)技術(shù)使得基板玻璃與蓋板玻璃結(jié)合更緊密牢固，使得驅(qū)油模擬效果更逼真，而且避 免了在后續(xù)驅(qū)油模擬試驗(yàn)時(shí)蓋板玻璃與基板玻璃分離情況的發(fā)生。另外在燒結(jié)時(shí)，將基板 玻璃放置在平滑的陶瓷板上，如此設(shè)計(jì)的目的是因?yàn)槠交奶沾膳c基板玻璃不會(huì)粘合，避 免了基板玻璃與馬弗爐底板的粘合。需要說(shuō)明的是正是由于絲網(wǎng)印刷技術(shù)的引入，才使得 腐蝕得到的液流通道深度一致，邊界明晰，運(yùn)為燒結(jié)技術(shù)的應(yīng)用提供了可能性，避免了在燒 結(jié)過(guò)程中液流通道被堵塞的情況發(fā)生。
[0021 ]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0022] 圖1為使用本發(fā)明一種微觀驅(qū)油玻璃模型的制備方法制備的微觀驅(qū)油模型的俯視 圖；
[0023] 圖2為印刷有油藏圖版的基板玻璃。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 本發(fā)明一種微觀驅(qū)油玻璃模型的制備方法，包括如下步驟：
[0025]預(yù)清洗;準(zhǔn)備好兩塊尺寸均為76*76*3mm的玻璃，其中一塊作為基板玻璃，另一塊 作為蓋板玻璃;兩塊玻璃分別用丙酬或者洗涂液清洗，然后用清水清洗干凈，放入恒溫箱中 烘干至水分消除，更精確的烘干參數(shù)為:烘干溫度為100°c，烘干時(shí)間3~5分鐘。
[00%] 絲網(wǎng)印刷;將基板玻璃從恒溫箱取出，放置在絲網(wǎng)印刷機(jī)上進(jìn)行油墨絲網(wǎng)印刷，W將油藏圖版印刷在基板玻璃上；
[0027] 油墨烘干;將絲網(wǎng)印刷后的基板玻璃放入烘干箱在100°C下烘干30~50分鐘，W使 油墨與基板玻璃牢固結(jié)合；
[0028] 腐蝕;將烘干后的基板玻璃W印有油墨圖案的一面朝下放入氨氣酸腐蝕池中進(jìn)行 腐蝕，W將基板玻璃未覆蓋油墨的部分腐蝕成液流通道;其間油墨受氨氣酸的腐蝕會(huì)逐漸 從基板玻璃脫落，當(dāng)基板玻璃表面的油墨完全脫離時(shí)，將基板玻璃從腐蝕池取出并使用流 動(dòng)清水沖洗30分鐘，然后放在清水中浸泡24小時(shí)，然后再次沖洗20分鐘;最后放入烘干箱烘 干；
[0029] 燒結(jié);首先將一塊平滑的陶瓷板放置在馬弗爐內(nèi)，然后將基板玻璃放置在陶瓷板 表面，然后將蓋板玻璃對(duì)正貼合在基板玻璃有液流通道的一側(cè);然后馬弗爐加熱升溫至480 °C，馬弗爐在480°C溫度下保持2~3分鐘后停止加熱，W使基板玻璃與蓋板玻璃粘合;最后 待粘合后的基板玻璃和蓋板玻璃冷卻至室溫；
[0030] 鉆孔;于基板玻璃的背面打兩個(gè)小孔，其中一個(gè)小孔與液流通道的一個(gè)端口相連 通形成液體注入口，另一個(gè)小孔與液流通道的另一個(gè)端口相連通形成液體流出口，至此微 觀驅(qū)油玻璃模型制作完成。
[0031] 為了驗(yàn)證使用本發(fā)明技術(shù)制備的微觀驅(qū)油玻璃模型的優(yōu)越性，首先分別根據(jù)實(shí)施 例一、實(shí)施例二和實(shí)施例=的方案制取了試驗(yàn)樣品，同時(shí)根據(jù)【【背景技術(shù)】】介紹的目前比較 主流的光刻技術(shù)制作了對(duì)比樣品。在采用各種方案制備樣品過(guò)程中均對(duì)制作成本及制作時(shí) 間做了記錄。
[00創(chuàng)實(shí)施例一
[0033] -種微觀驅(qū)油玻璃模型的制備方法，包括如下步驟：
[0034] 預(yù)清洗;準(zhǔn)備好兩塊尺寸均為76*76*3mm的玻璃，其中一塊作為基板玻璃，另一塊 作為蓋板玻璃;兩塊玻璃分別用丙酬或者洗涂液清洗，然后用清水清洗干凈，放入恒溫箱中 烘干至水分消除，更精確的烘干參數(shù)為:烘干溫度為100°c，烘干時(shí)間3分鐘。
[0035] 絲網(wǎng)印刷;將基板玻璃從恒溫箱取出，放置在絲網(wǎng)印刷機(jī)上進(jìn)行油墨絲網(wǎng)印刷，W 將油藏圖版印刷在基板玻璃上；
[0036] 油墨烘干;將絲網(wǎng)印刷后的基板玻璃放入烘干箱在100°C下烘干30分鐘，W使油墨 與基板玻璃牢固結(jié)合；
[0037] 腐蝕;將烘干后的基板玻璃W印有油墨圖案的一面朝下放入氨氣酸腐蝕池中進(jìn)行 腐蝕，W將基板玻璃未覆蓋油墨的部分腐蝕成液流通道;其間油墨受氨氣酸的腐蝕會(huì)逐漸 從基板玻璃脫落，當(dāng)基板玻璃表面的油墨完全脫離時(shí)，將基板玻璃從腐蝕池取出并使用流 動(dòng)清水沖洗30分鐘，然后放在清水中浸泡24小時(shí)，然后再次沖洗20分鐘;最后放入烘干箱烘 干；
[0038] 燒結(jié);首先將一塊平滑的陶瓷板放置在馬弗爐內(nèi)，然后將基板玻璃放置在陶瓷板 表面，然后將蓋板玻璃對(duì)正貼合在基板玻璃有液流通道的一側(cè);然后馬弗爐加熱升溫至480 °C，馬弗爐在480°C溫度下保持2分鐘后停止加熱，W使基板玻璃與蓋板玻璃粘合;最后待粘 合后的基板玻璃和蓋板玻璃冷卻至室溫；
[0039]鉆孔;于基板玻璃的背面打兩個(gè)小孔，其中一個(gè)小孔與液流通道的一個(gè)端口相連 通形成液體注入