[发明专利]一种用于室内微观驱油模型的制作工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于油田化学实验室与酸化压裂实验室模拟中低渗油藏、研究驱油过程的室内微观驱油模型的制作工艺。 

背景技术

现有技术中研究驱油过程中存在多尺度的问题，在油田生产中，研究的范围以千米和米为尺度，在实验室中宏观物理模拟实验，一般以米为尺度，而微观模拟实验则是以微米为尺度，研究油水气在孔隙介质中的微观流动情况。在微观驱油阶段对于模型的要求尽可能模拟孔隙系统的孔径大小、孔径几何形态、以及表面矿物成分，其次是模型中要具有透光性，以便于借助光学仪器观测研究孔道内多相流体的分布和流动情况。目前微观驱油模型大体分为四类：夹珠模型、毛管网络模型、孔隙网络模型和砂岩模型。而孔隙网络模型是利用光刻技术在玻璃上刻蚀多孔介质孔隙图案，早在20世纪80年代中期中国科学渗流力学所就掌握了光刻技术用制成了孔隙网络模型，但由于光刻工艺中光刻胶、曝光时间、腐蚀液及玻璃在烧结过程中会熔结等问题，微观模型的孔道孔径很难小于20μm，很难准确模拟中低渗油藏的孔隙孔径。本发明是一种微观驱油模型制作方法，成功的在玻璃片上刻蚀出模型孔道孔径≤5μm，更接近于实际油层中低渗油藏孔隙介质，且用这此种方法制作的模型具有透光性，通过光学仪器可以清晰的看到中低渗油藏内部孔道情况，对研究驱油过程具有重大意义。 

发明内容

本发明的目的是：为了改善光刻工艺中的步骤，在玻璃上刻蚀出微观模型，用光学仪器能清晰的看到中低渗油藏内部孔道情况、研究驱油过程，特提供一种用于室内微观驱油模型的制作工艺。为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种用于室内微观驱油模型的制作工艺，其制作步骤是： 

步骤1：先将玻璃基底片正反面抛光后，放入70g浓硫酸与30g双氧水组成的混合溶液煮沸 1~2h，然后超声波清水清洗玻璃基底片，接着用氮气将玻璃基底片表面水分吹干，放置在烤胶板上，温度为110~180℃烘烤8~15min。 

步骤2：在玻璃基底片上旋涂一层增粘剂，增粘剂是用德国ALLRESIST AR 300-80，然后将玻璃基底片放置烤胶板上，温度为110~180℃烘烤1~5min，形成光滑的纳米薄膜。再继续在玻璃基底片上旋涂光刻胶，光刻胶是用德国ALLRESIST AR-P 3200，然后放置在烤胶板上，温度为90~100℃，烘烤8~15min。 

步骤3：再将油藏图片转化为黑白图片，将要光刻的部分转为白色，其余背景转为黑色。然后导入光刻软件，将玻璃基底片在紫外光下曝光，曝光时间设为30~60s。 

步骤4：将已曝光好的玻璃基底片放在由20ml显影液与10ml去离子水组成的混合溶液中显影1~3min，显影液是用德国ALLRESIST AR 300-26。显影后用蒸馏水将玻璃基底片冲洗干净并用氮气将玻璃基底片表面吹干，然后把玻璃基底片放置在烤胶板上，烤胶板温度设置为98~115℃，烘烤10~20min。 

步骤5：用石蜡封住玻璃基底片上除已曝光外的其他区域。将封好石蜡的玻璃片放入到由25gHF、1.79g NH4F和75g去离子水组成的腐蚀液中，腐蚀时间为120~180s，取出玻璃基底片用去离子水冲洗干净。 

步骤6：刮去玻璃基底片表面的石蜡，用煤油清除残余石蜡，用去胶液将玻璃片表面的光刻胶清洗干净，放入70g浓硫酸与30g双氧水组成的混合溶液煮沸1~2h，去胶液是用德国ALLRESIST AR 300-72。然后用去离子水将玻璃基底片清洗干净。 

步骤7：将玻璃基底片刻蚀的一面与另一块干净抛光的玻璃基底片叠放，然后将它们夹在两块云母片中间，使玻璃与云母片紧贴，水平放置在马弗炉内，并在云母片上方压一块铁块，设置马弗炉的温度为600~640℃，烧结30~60min。 

步骤8：最后用磨槽机在烧结好玻璃基底片刻蚀图像两端打磨出沟槽形成出入通道。用不锈钢毛细管分别通入出口和入口制成微观驱油模型。 

本发明与现有技术比较，其有益效果是通过改善光刻工艺中匀胶、前烘、曝光、后烘、显影、腐蚀、蜡封、烧结等步骤，成功的在玻璃基底片上刻蚀出模型孔道孔径≤5μm，更接近于实际油层中低渗油藏孔隙介质，且用这此种方法制作的模型具有透光性，通过光学仪器可以清晰的看到中低渗油藏内部孔道情况，对研究驱油过程具有重大意义。 

附图说明

图1是本发明微观驱油模型制作工艺步骤2 

图2是本发明微观驱油模型制作工艺步骤3 

图3是本发明微观驱油模型制作工艺步骤4