微觀驅油玻璃模型的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于油田化學實驗室與酸化壓裂實驗室模擬中低滲油藏及驅油 過程的室內微觀驅油模型的制作工藝。
【背景技術】
[0002] 現(xiàn)有技術制作類似玻璃模型采用的方法是光刻技術，其制備過程如下：將鑄體薄 片圖案經過光刻制成掩膜板，然后經過前烘、曝光、顯影、定影（堅膜）等過程，將圖案轉移 到玻璃基板上，通過腐蝕、清洗，與玻璃蓋板粘結形成玻璃模型。這種玻璃模型因其復雜的 制作工藝，存在顯著的缺點：
[0003] (1)制作成本昂貴：掩膜板制作需要昂貴的光刻機，光刻機價格從幾十萬到幾 百萬不等，增加了玻璃模型的制作成本；
[0004] (2)技術成品率低：通過掩膜板遮光進行圖形轉移時，會出現(xiàn)圖形缺陷；同時紫外 線等照射時會出現(xiàn)光線不均勻造成后續(xù)顯影過程中圖形薄厚不均勻，從而導致圖形缺陷；
[0005] (3)加工周期長：模型整體制作環(huán)節(jié)復雜，需經過前烘、曝光、顯影、堅膜等環(huán)節(jié)， 且每個環(huán)節(jié)都需要相當?shù)臅r間，從而導致模型加工周期長；
[0006] (4)殘次品率高：前烘、曝光、顯影、堅膜等各環(huán)節(jié)加工條件復雜、苛刻，存在一定 的危險和風險，導致t吳型樣品制備失敗，殘次品率尚；
[0007] (5)安全性能低：刻蝕后玻璃與玻璃蓋結合不牢固，不僅不能滿足實驗壓力要求 導致浪費，甚至可能引起安全事故。

【發(fā)明內容】

[0008] 本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種工藝簡單、成本低的微觀驅油玻璃模型的制 備方法，使用該方法制得的驅油模型精度高、結構牢靠。
[0009] 本發(fā)明微觀驅油玻璃模型的制備方法，包括如下步驟：
[0010] 預清洗；準備好兩塊玻璃，其中一塊作為基板玻璃，另一塊作為蓋板玻璃；兩塊玻 璃分別用丙酮或者洗滌液清洗，然后用清水清洗干凈，放入恒溫箱中烘干至水分消除；
[0011] 絲網印刷；將基板玻璃從恒溫箱取出，放置在絲網印刷機上進行油墨絲網印刷，以 將油藏圖版印刷在基板玻璃上；
[0012] 油墨烘干；將絲網印刷后的基板玻璃放入烘干箱在100°C下烘干30~50分鐘，以 使油墨與基板玻璃牢固結合；
[0013] 腐蝕；將烘干后的基板玻璃放入氫氟酸腐蝕池中進行腐蝕，以將基板玻璃未覆蓋 油墨的部分腐蝕成液流通道；其間油墨受氫氟酸的腐蝕會逐漸從基板玻璃脫落，當基板玻 璃表面的油墨完全脫離時，將基板玻璃從腐蝕池取出并使用流動清水沖洗30分鐘，然后放 在清水中浸泡24小時，然后再次沖洗20分鐘；最后放入烘干箱烘干；
[0014] 鉆孔；于基板玻璃表面的液流通道的兩個端口處分別打一個通孔，其中一個通孔 作為液體注入口，另一個通孔作為液體流出口；
[0015] 燒結；首先將一塊平滑的陶瓷板放置在馬弗爐內，然后將基板玻璃放置在陶瓷板 表面，然后將蓋板玻璃對正貼合在基板玻璃有液流通道的一側；然后馬弗爐加熱升溫至 720°C，馬弗爐在720°C溫度下保持4~5分鐘后停止加熱，以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時，微觀驅油玻璃模型制作完成。
[0016] 本發(fā)明微觀驅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)明微觀驅油玻璃模型的制備方法，其中于預清洗階段，對基板玻璃烘干時，烘 干溫度為100°C，烘干時間為3~5分鐘。
[0018] 本發(fā)明微觀驅油玻璃模型的制備方法，其中于鉆孔階段，對基板玻璃所鉆孔徑為 1. 5mm〇
[0019] 本發(fā)明微觀驅油玻璃模型的制備方法，其中于腐蝕階段，氫氟酸腐蝕池內氫氟酸 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氫氟酸腐蝕池 中。
[0020] 本發(fā)明微觀驅油玻璃模型的制備方法與現(xiàn)有技術的區(qū)別在于：①使用絲網印刷技 術將油藏圖版直接印刷在基板玻璃上，待將油墨烘干后，對基板玻璃腐蝕以得到液流通道。 絲網印刷屬于計算機印刷技術，具有精度高、速度快、對環(huán)境要求低的優(yōu)勢，可以將油藏版 圖快速無損地印刷于基板玻璃的表面。本發(fā)明采用烘干機對印刷的油藏版圖進行烘干，使 得油墨與基板玻璃的結合更加牢固，從而為后續(xù)的成功腐蝕奠定了基礎。②采用燒結技術 將基板玻璃和蓋板玻璃融合。燒結技術使得基板玻璃與蓋板玻璃結合更緊密牢固，使得驅 油模擬效果更逼真，而且避免了在后續(xù)驅油模擬試驗時蓋板玻璃與基板玻璃分離情況的發(fā) 生。另外在燒結時，將基板玻璃放置在平滑的陶瓷板上，如此設計的目的是因為平滑的陶瓷 與基板玻璃不會粘合，避免了基板玻璃與馬弗爐底板的粘合。需要說明的是正是由于絲網 印刷技術的引入，才使得腐蝕得到的液流通道深度一致，邊界明晰，這為燒結技術的應用提 供了可能性，避免了在燒結過程中液流通道被堵塞的情況發(fā)生。
[0021] 下面結合附圖對本發(fā)明作進一步地說明。
【附圖說明】
[0022] 圖1為使用本發(fā)明一種微觀驅油玻璃模型的制備方法制備的微觀驅油模型的俯 視圖；
[0023] 圖2為印刷有油藏圖版的基板玻璃。
【具體實施方式】
[0024] 本發(fā)明一種微觀驅油玻璃模型的制備方法，包括如下步驟：
[0025] 預清洗；準備好兩塊尺寸均為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；兩塊玻璃分別用丙酮或者洗滌液清洗，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l〇〇°C，烘干時間3~5分鐘。
[0026] 絲網印刷；將基板玻璃從恒溫箱取出，放置在絲網印刷機上進行油墨絲網印刷，以 將油藏圖版印刷在基板玻璃上；
[0027] 油墨烘干；將絲網印刷后的基板玻璃放入烘干箱在100°C下烘干30~50分鐘，以 使油墨與基板玻璃牢固結合；
[0028] 腐蝕；將烘干后的基板玻璃以印有油墨圖案的一面朝下放入氫氟酸腐蝕池中進行 腐蝕，以將基板玻璃未覆蓋油墨的部分腐蝕成液流通道；其間油墨受氫氟酸的腐蝕會逐漸 從基板玻璃脫落，當基板玻璃表面的油墨完全脫離時，將基板玻璃從腐蝕池取出并使用流 動清水沖洗30分鐘，然后放在清水中浸泡24小時，然后再次沖洗20分鐘；最后放入烘干箱 烘干；
[0029] 鉆孔；于基板玻璃表面的液流通道的兩個端口處分別打一個孔徑為1. 5mm的通 孔，其中一個通孔作為液體注入口，另一個通孔作為液體流出口；
[0030] 燒結；首先將一塊平滑的陶瓷板放置在馬弗爐內，然后將基板玻璃放置在陶瓷板 表面，然后將蓋板玻璃對正貼合在基板玻璃有液流通道的一側；然后馬弗爐加熱升溫至 720°C，馬弗爐在720°C溫度下保持4~5分鐘后停止加熱，以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時，微觀驅油玻璃模型制作完成。
[0031] 為了驗證使用本發(fā)明技術制備的微觀驅油玻璃模型的優(yōu)越性，首先分別根據(jù)實施 例一、實施例二和實施例三的方案制取了試驗樣品，同時根據(jù)【【背景技術】】介紹的目前比較 主流的光刻技術制作了對比樣品。在采用各種方案制備樣品過程中均對制作成本及制作時 間做了記錄。
[0032] 實施例一
[0033] -種微觀驅油玻璃模型的制備方法，包括如下步驟：
[0034] 預清洗；準備好兩塊尺寸均為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；兩塊玻璃分別用丙酮或者洗滌液清洗，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l〇〇°C，烘干時間3分鐘。
[0035] 絲網印刷；將基板玻璃從恒溫箱取出，放置在絲網印刷機上進行油墨絲網印刷，以 將油藏圖版印刷在基板玻璃上；
[0036] 油墨烘干；將絲網印刷后的基板玻璃放入烘干箱在100°C下烘干30分鐘，以使油 墨與基板玻璃牢固結合；
[0037] 腐蝕；將烘干后的基板玻璃以印有油墨圖案的一面朝下放入氫氟酸腐蝕池中進行 腐蝕，以將基板玻璃未覆蓋油墨的部分腐蝕成液流通道；其間油墨受氫氟酸的腐蝕會逐漸 從基板玻璃脫落，當基板玻璃表面的油墨完全脫離時，將基板玻璃從腐蝕池取出并使用流 動清水沖洗30分鐘，然后放在清水中浸泡24小時，然后再次沖洗20分鐘；最后放入烘干箱 烘干；
[0038] 鉆孔；于基板玻璃表面的液流通道的兩個端口處分別打一個孔徑為1. 5mm的通 孔，其中一個通孔作為液體注入口，另一個通孔作為液體流出口；
[0039] 燒結；首先將一塊平滑的陶瓷板放置在馬弗爐內，然后將基板玻璃放置在陶瓷板 表面，然后將蓋板玻璃對正貼合在基板玻璃有液流通道的一側；然后馬弗爐加熱升溫至 720°C，馬弗爐在720°C溫度下保持4分鐘后停止加熱，以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