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3D打印储集岩复制品

发布时间:2022-07-05      点击次数:216

一、概述

 

哈利法大学(Khalifa University)的张铁军团队开发了一种3D打印储集岩复制品的新方法,这些3D打印储集岩复制品有着复杂的多孔结构并模拟碳酸盐岩的自然结构。3D打印储集岩复制品是透明的,这样就允许研究人员精确的成像流体如何流经岩石的超微细孔径,这些信息有助于制定有效的策略,如碳氢化合物和地热能的提取、碳封存,甚至在行星勘测期间在行星地面提取冰和水。


该团队制备的3D打印储集岩复制品可以作为一种“岩石上的芯片”,用作分析各种流体如何流经孔隙,这样就可以更环保和更具成本效益的从油田中提取更多碳氢化合物。他们的技术便于定制测试、观察和分析流体,还能够使各个领域的研究人员更容易运用微流控技术并加速生物、软机器人、航空航天和其它新兴领域的创新。

 

二、步骤

 

透明“岩石”制造方法包括三个主要步骤:(1)使用无颗粒树脂(HDDA)的3D微模型打印;(2)微模型内腔涂覆方解石纳米颗粒(CalNPs)种晶;(3)微模型内方解石纳米/微蒙脱石晶体的原位生长。在微模型打印中,使用无颗粒树脂可以避免光聚合中光的散射,从而可以创建轮廓分明的特征细节。第二步涂覆纳米颗粒的种晶层(例如方解石纳米颗粒或其它合适的纳米颗粒)可以加速随后的矿物纳米/微晶的均匀生长。



具有矿物涂层的3D打印岩石多孔结构


三、如何使用3D打印机


3D打印机用于构建3D多孔岩石框架,模拟天然储层岩石内的孔喉结构。逐层打印过程是基于真实岩石的micro-CT图像的层层叠加。


摩方精密(BMF)的3D打印机可以创建分辨率高达2μm的特征尺寸,可与大多数含油储集岩孔径相媲美。


利用3D打印更好地成像地下岩石中的流体运动


四、未来


哈利法大学研究生院李红霞博士说:“摩方精密(BMF) PμSL技术具有很高的打印分辨率,所以我推荐这项技术用于储层岩石微模型制造。