【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及石油开采，具体地涉及一种三维微流控芯片、一种三维微流控系统以及一种三维微流控芯片的制备方法。
技术介绍
1、三次采油是目前国内油田增产稳产的重要手段，三次采油主要包括化学驱油、气驱油和热力驱油等方式。在化学驱油中，包括驱替液和原油在内的流体在地下储层中的流动过程是典型的渗流过程，对这一过程进行可视化研究，对于揭示驱油机理，改进驱替配方具有重要意义。微流控技术的发展为渗流过程的可视化研究提供了新的思路。
2、现有的微流控技术采用软蚀刻技术，应用模型复制的快速成型法来加工制作微流控芯片。但三次采油中的驱油过程研究，需要透明的多孔介质以实现驱替过程中的可视化，多孔介质需要三维微流控芯片模拟而成。然而，利用传统的软蚀刻技术制作三维微流控芯片，其加工工艺复杂，对仪器设备要求高，不易制作。
3、本专利技术提出一种三维微流控芯片，其制备方法简单，能够精确模拟多孔介质形态，展现更为准确的渗流过程。
技术实现思路
1、本专利技术实施例的目的是提供一种三维微流控芯片、一种三维微流控芯片的制备方法以及一种三维微流控系统，该三维微流控芯片结构简单，便于制作，且能够精确模拟多孔介质形态，展现更为准确的渗流过程。
2、为了实现上述目的，第一方面，本专利技术实施例提供一种三维微流控芯片，包括可视化外壳以及渗流体，所述渗流体烧结于所述可视化外壳内，所述渗流体由多个可视化微珠烧结形成，通过所述渗流体观测待观测流体的渗透形态。
3、优选的，所述三维微流控芯
4、优选的，所述可视化外壳的材质为石英玻璃，所述可视化微珠的材质为球形的硼硅酸盐玻璃。
5、优选的，所述三维微流控芯片的渗透率由所述可视化微珠尺寸、烧结温度以及烧结时间决定。
6、第二方面，本专利技术实施例提供一种三维微流控系统，包括流体输入组件、观察台、流体形态采样组件以及如上所述的三维微流控芯片，所述三维微流控芯片置于所述观察台上，所述流体输入组件的输出端连接所述三维微流控芯片，用于为所述三维微流控芯片注入流体，所述流体形态采样组件架设于所述三维微流控芯片的上方，用于采集流体在所述三维微流控芯片中的渗流形态。
7、优选的，所述流体输入组件包括微量进样泵以及注射器，所述注射器设置于所述微量进样泵上方并与所述微量进样泵相连，由所述微量进样泵控制注入的流体体积。
8、优选的，所述观察台为恒温加热台，所述恒温加热台上还设有温度传感器，所述温度传感器用于监测恒温加热台上的温度。
9、优选的，所述流体形体采样组件包括图像采集装置、激光共聚焦显微镜以及计算机，所述激光共聚焦显微镜置于所述三维微流控芯片的上方，所述图像采集装置用于采集所述激光共聚焦显微镜的成像结果，所述计算机用于处理并显示所述图像采集装置的采集结果。
10、优选的，所述三维微流控系统还包括压力传感器，所述压力传感器分别设置于所述三维微流控芯片的流体进口侧以及流体出口侧。
11、优选的，所述三维微流控系统还包括流体收集装置，所述流体收集装置为标准核磁管，所述标准核磁管上设有刻度线。
12、第三方面，本专利技术实施例提供一种三维微流控芯片的制备方法，用于制作如上所述的三维微流控芯片，包括如下步骤：
13、封装步骤：将所述可视化外壳内填满可视化微珠，封闭所述可视化外壳上的流体出口以及流体进口；
14、烧结步骤：将封装好的三维微流控芯片放入马弗炉中烧结，烧结温度不低于821℃，烧结时间小于10分钟；
15、安装步骤：将烧结完成的三维微流控芯片固定于观察台上，并在所述流体进口以及流体出口处安装管道，实现流体流通。
16、本专利技术将可视化微珠烧结形成渗流体，能够准确模拟三次采油过程中的多孔介质形态，使得模拟的渗透形态结果更为准确。
17、本专利技术采用烧结的办法制备三维微流控芯片，工艺简单，易于制备。
18、本专利技术实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
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1.一种三维微流控芯片，其特征在于，包括可视化外壳(11)以及渗流体(12)，所述渗流体(12)烧结于所述可视化外壳(11)内，所述渗流体(12)由多个可视化微珠烧结形成，通过所述渗流体(12)观测待观测流体的渗透形态；其中，所述可视化外壳(11)的材质为石英玻璃，所述可视化微珠的材质为球形的硼硅酸盐玻璃；所述三维微流控芯片(1)的渗透率由所述可视化微珠尺寸、烧结温度以及烧结时间决定。
2.根据权利要求1所述的三维微流控芯片，其特征在于，所述三维微流控芯片(1)还包括流体进口(13)以及流体出口(14)，所述流体进口(13)以及流体出口(14)分别设于所述可视化外壳(11)的第一侧壁以及第二侧壁，所述第一侧壁与所述第二侧壁相对。
3.一种三维微流控系统，其特征在于，包括流体输入组件、观察台、流体形态采样组件以及权利要求1-2中任一项所述的三维微流控芯片(1)；所述三维微流控芯片(1)置于所述观察台上，所述流体输入组件的输出端连接所述三维微流控芯片，用于为所述三维微流控芯片(1)注入流体；所述流体形态采样组件架设于所述三维微流控芯片(1)的上方，用于采集流体
4.根据权利要求3所述的三维微流控系统，其特征在于，所述流体输入组件包括微量进样泵(2)以及注射器(3)，所述注射器(3)设置于所述微量进样泵(2)上方并与所述微量进样泵(2)相连，由所述微量进样泵(2)控制注入的流体体积。
5.根据权利要求3所述的三维微流控系统，其特征在于，所述观察台为恒温加热台(4)，所述恒温加热台(4)上还设有温度传感器，所述温度传感器用于监测恒温加热台(4)上的温度。
6.根据权利要求3所述的三维微流控系统，其特征在于，所述流体形体采样组件包括图像采集装置(5)、激光共聚焦显微镜(6)以及计算机(7)，所述激光共聚焦显微镜(6)置于所述三维微流控芯片(1)的上方，所述图像采集装置(5)用于采集所述激光共聚焦显微镜(6)的成像结果，所述计算机(7)用于处理并显示所述图像采集装置(5)的采集结果。
7.根据权利要求3所述的三维微流控系统，其特征在于，所述三维微流控系统还包括压力传感器(8)，所述压力传感器(8)分别设置于所述三维微流控芯片(1)的流体进口(13)侧以及流体出口(14)侧。
8.根据权利要求3所述的三维微流控系统，其特征在于，所述三维微流控系统还包括流体收集装置，所述流体收集装置为标准核磁管(9)，所述标准核磁管(9)上设有刻度线。
9.一种三维微流控芯片的制备方法，用于制作如权利要求2所述的三维微流控芯片，其特征在于，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种三维微流控芯片，其特征在于，包括可视化外壳(11)以及渗流体(12)，所述渗流体(12)烧结于所述可视化外壳(11)内，所述渗流体(12)由多个可视化微珠烧结形成，通过所述渗流体(12)观测待观测流体的渗透形态；其中，所述可视化外壳(11)的材质为石英玻璃，所述可视化微珠的材质为球形的硼硅酸盐玻璃；所述三维微流控芯片(1)的渗透率由所述可视化微珠尺寸、烧结温度以及烧结时间决定。
2.根据权利要求1所述的三维微流控芯片，其特征在于，所述三维微流控芯片(1)还包括流体进口(13)以及流体出口(14)，所述流体进口(13)以及流体出口(14)分别设于所述可视化外壳(11)的第一侧壁以及第二侧壁，所述第一侧壁与所述第二侧壁相对。
3.一种三维微流控系统，其特征在于，包括流体输入组件、观察台、流体形态采样组件以及权利要求1-2中任一项所述的三维微流控芯片(1)；所述三维微流控芯片(1)置于所述观察台上，所述流体输入组件的输出端连接所述三维微流控芯片，用于为所述三维微流控芯片(1)注入流体；所述流体形态采样组件架设于所述三维微流控芯片(1)的上方，用于采集流体在所述三维微流控芯片(1)中的渗流形态。
4.根据权利要求3所述的三维微流控系统，其特征在于，所述流体输入组件包括微量进样泵(2)以及注射器(...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭宝亮，刘卫东，侯庆锋，仪晓玲，
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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