【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及页岩油气藏研究，具体涉及一种研究页岩油储层的润湿调控毛细管模型的制作方法。
技术介绍
1、目前，页岩油的开采方式主要为大型体积压裂，通过水力压裂延伸天然裂缝网络，利用裂缝渗析进行开采。通过把裂缝中的水渗析到基质孔隙中，把其中的油置换到裂缝中，然后通过注水或压裂液反排，把原油带到生产井底。但是，页岩油气藏具有低孔隙度、低渗透率、非均匀性润湿等特点，利用常规毛细管模型探究液体渗流规律根本不适用。目前缺少对储集层微观孔隙结构特征及其流体流动规律的研究。
2、受孔隙尺度的限制，常规实验方法难以直观呈现出原油在微纳尺度通道中的流动行为。而依靠常规实验方法建立的油气渗流理论也大多基于连续介质假设，只适用于常规油气藏的开发初期。对于微尺度效应显著的非常规油气藏和油水界面作用显著的高含水老油藏，常规实验手段很难为油气渗流通道内部流动规律提供参考。
3、通常把在微纳尺度空间里流动的流体称为微纳流体，把在微纳尺度通道中对低雷诺数或层流条件下微流体进行驱替控制的相关技术称为微流控技术。微流控技术能够在微米尺度空间对流体进行操控，将生物、化学等实验室的基本功能微缩到一个几平方厘米的模型上，承载这一功能的模型为微流控模型。微流控模型，能评价原油和化学液在毛细管作用下的渗流规律。
4、中国专利申请cn201610953629.7公开了一种微观可视化刻蚀低渗透模型制备方法，其工艺流程包括如下步骤：1.洗玻片、2.烘玻片、3.匀胶、4.前烘、5.曝光、6.显影、7.坚膜、8.封蜡、9.酸蚀、10.去蜡去胶；通过
5、中国专利申请cn201210496465.1公开了一种用于油田化学与酸化压裂实验室模拟中低渗油藏、研究驱油过程的微观驱油模型的制作工艺。其技术方案为：将玻璃基底片抛光，清洗吹干，放在烤胶板上烘烤；在玻璃基底片上旋涂一层增粘剂，放在烤胶板上烘烤，形成纳米薄膜；再在玻璃基底片上旋涂一层光刻胶，放在烤胶板上烘烤；将油藏图片转换为黑白图片，然后导入光刻软件，将玻璃基底片曝光后放入显影液中显影，清洗吹干，放在烤胶板上烘烤；用石蜡封住玻璃基底片上除曝光部分的其他区域，放入腐蚀液中腐蚀，清洗干净后放入硫酸与双氧水中煮沸，清洗吹干；将玻璃基底片与云母片紧贴，放入马弗炉中烧结；最后打磨出入通道，用毛细管通入出入通道制成微观驱油模型，用于研究驱油过程。
6、中国专利申请cn201610022125.3公开了一种定性分析多孔介质中毛细作用的微米级毛细管束模型及制法，以及一种定性分析多孔介质中毛细作用的实验设备。该专利技术根据哈根-泊肃叶定律，将流体在油藏岩石孔隙中的渗流模拟为在一组相同或不同内径的微米级毛细管束中的渗流，由此设计了微米级毛细管束模型，并结合图像采集系统实现了对多孔介质中毛细作用的定性分析和直观观察，解决了现有岩心物理模型无法定性表征及直观观察驱油剂流动过程的问题。该微米级毛细管束模型的制作方法是将制作好的母版与基板紧密扣合在一起，然后通过紫外光照射将母版上的毛细管束刻在基板上，再将腐蚀溶液浸入刻有毛细管束的区域，通过化学腐蚀得到若干平行等径或不等径的毛细管，最终得到该模型。
7、但是上述方法无法解决页岩层的问题。页岩由泥岩和砂岩组成，泥岩中的干酪根属于烃源岩。所以，页岩属于自生自储型油气藏。这也导致页岩储层属于非均匀性润湿。其部分属于水润湿，部分又属于油润湿。近年来，毛细管模型研究越来越多。但目前涉及到的毛细管模型大多都是毫米-微米级直径，无法满足页岩的低孔隙度、低渗透率特性。常用的刻蚀模型有：玻璃片与硅片。玻璃片为强水润湿，不能模拟页岩储层。硅片为亲油润湿，但其易碎且价格昂贵。
8、而且，现有毫米-微米级别毛细管刻蚀不均匀，流道无法真实反映流体在一定大小孔隙里的流动状态。并且现有技术刻蚀到纳米流道，刻蚀吼道的不均匀性与吼道易形成较为严重的堵塞，极易在研究动力学过程时造成偏差。
9、因此，开发一种能解决上述技术问题的研究页岩油储层的润湿调控毛细管模型的制作方法是非常必要的。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是克服现有技术的不足而提供一种用于研究页岩油储层流动规律的润湿调控毛细管模型的制备。在基片上刻蚀出两个纳米-微米级直径毛细管区域，分别为亲水区域与润湿改性区域。其基片选用透光性好、键合强度大的玻璃片。两个区域可以分开使用也可并联一起使用。因此，本专利技术可以单独模拟亲水砂岩裂缝和弱亲油基质裂缝的流体流动规律，也可以两区块并联模拟非均匀性润湿整体页岩中流体流动规律。
2、本专利技术的目的在于刻蚀出纳米-微米级毛细管，直径在500nm～10μm之间，宽深比为1:2和直径为100μm的进出口凹槽。并且使用润湿改性剂，对润湿改性区域的毛细管进行润湿改性。
3、本专利技术是通过以下技术方案予以实现的：
4、如无特殊说明，下文所述比例均为体积比。
5、一种研究页岩油储层的润湿调控毛细管模型的制作方法，包括如下步骤：
6、步骤1、掩膜版制作：使用激光在胶片上刻蚀出毛细管模型；或将毛细管通过感光刻蚀到铬板或者岩石薄片，得到毛细管模型；
7、步骤2、清洗基片；
8、步骤3、喷铬匀胶：在基片上喷一层铬，得到铬层，再均匀涂抹光刻胶，得到光刻胶层；
9、步骤4、前烘(坚膜)：将步骤3的基片置于烤胶机上烘烤；
10、步骤5、曝光显影：把掩膜版上的毛细管模型通过曝光、显影转移到基片的光刻胶层上，显现光刻毛细管模型；
11、步骤6、坚膜：采用烤胶机稳固基片显影后软化、膨胀的光刻胶；
12、步骤7、铬层刻蚀：使用硝酸铈铵，将毛细管模型转移到铬层；
13、步骤8、基片刻蚀：使用boe腐蚀液，对基片进行湿法刻蚀；
14、步骤9、除胶除铬：利用显影、铬层刻蚀的方法分别除掉光刻胶层与铬层，得到刻蚀基片；
15、步骤10、热键合：刻蚀基片与盖片叠放入马弗炉中，进行程序升温，最后进行退火处理；
16、步骤11、润湿性改变：对刻蚀基片的毛细管模型注入piranha溶液，并干燥，然后注入润湿改性剂，即得润湿调控毛细管模型。
17、所述润湿调控毛细管模型分为亲水区域和润湿改性区域。两个区域通过凹槽进行连接。
18、所述润湿调控毛细管模型还包括3对进出口，亲水区域和润湿改性区域通过直径相对较大流道的凹槽进行连接。
19、优选地，步骤1中所述的毛细管内径在500nm-10μm之间，宽深比为1:2。
20、优选地，步骤1中连接毛细管进出口凹槽直径为100μm。
21、优选地，步骤2中所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种研究页岩油储层的润湿调控毛细管模型的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述润湿调控毛细管模型分为亲水区域和润湿改性区域。
3.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，步骤1中所述的毛细管内径在500nm-10μm之间，宽深比为1:2。
4.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，步骤2中所述基片选用玻璃。
5.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，步骤2中所述清洗工艺为先分别用无水乙醇、丙酮清洗，再用去离子水超声清洗20-40min，取出并干燥；然后用Piranha溶液浸泡基片，取出后用去离子水清洗，干燥，备用。
6.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，步骤3中涂抹光刻胶采用KW-4A匀胶机，光刻胶选用AR-P 3100正性光刻胶，涂抹光刻胶具体工艺为：转速为4000rpm下进行涂胶，胶厚10μm。
7.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，步骤4与步骤6中所述烤胶机为KWH-350烤胶机。
8.根据权利要求1所述的制作方
9.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，步骤8中所述BOE腐蚀液为HF与NH4F的混合水溶液。
10.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，步骤10中把刻蚀基片与盖片上下各放置一块抛光过的石墨板，再在上方石墨板上面放置一块不锈钢块置于马弗炉中，进行程序升温，最终升温至玻璃退火点以上20～50℃，然后进行程序降温退火处理。
11.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，步骤11中所述润湿改性剂包括表面活性剂和纳米分子膜中的至少一种。
12.根据权利要求11所述的制作方法，其特征在于，所述表面活性剂包括十二烷基苯磺酸钠与脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯钠盐中的至少一种。
13.根据权利要求11所述的制作方法，其特征在于，所述纳米分子膜由碳酸二甲酯与N,N,N’,N’-四甲基乙二胺制备得到。
...【技术特征摘要】
1.一种研究页岩油储层的润湿调控毛细管模型的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述润湿调控毛细管模型分为亲水区域和润湿改性区域。
3.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，步骤1中所述的毛细管内径在500nm-10μm之间，宽深比为1:2。
4.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，步骤2中所述基片选用玻璃。
5.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，步骤2中所述清洗工艺为先分别用无水乙醇、丙酮清洗，再用去离子水超声清洗20-40min，取出并干燥；然后用piranha溶液浸泡基片，取出后用去离子水清洗，干燥，备用。
6.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，步骤3中涂抹光刻胶采用kw-4a匀胶机，光刻胶选用ar-p 3100正性光刻胶，涂抹光刻胶具体工艺为：转速为4000rpm下进行涂胶，胶厚10μm。
7.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，步骤4与步骤6中所述烤胶...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐红娇，靳军，周伟，王子强，梁宝兴，胡冰艳，刘欢，周波，王启祥，时凤，董海海，陶兴，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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