Name: microfluidic devices for characterizing pore-scale event processes in porous media for oil recovery applications
Uploaded: 2018-01-16T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Microfluidic Devices for Characterizing Pore-scale Event Processes in Porous Media for Oil Recovery Applications at JoVE.com

Reconhecemos o apoio financeiro do consórcio Universidade de arroz para processos em meios porosos (Houston, Texas, EUA).

Atenção: Este protocolo envolve a manipulação de um forno de alta temperatura, produtos químicos tóxicos e luz UV. Leia todas as fichas de dados de segurança cuidadosamente e siga as orientações de segurança química da sua instituição.
1. dispositivo Design
<ol><li>Desenha uma Fotomáscara em um aplicativo de software de CAD.<ol>
<li>Traçar um canal retangular de 3 cm de comprimento e 0,5 cm de largura (Figura 1b-superior direito).</li>
		<li>Crie ...

<ol>
	<li>Blaker, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Foam+for+Gas+Mobility+Control+in+the+Snorre+Field:+The+FAWAG+Project.">Foam for Gas Mobility Control in the Snorre Field: The FAWAG Project.</a> SPE Reserv Eval Eng. 5 (04), 317-323 (2002).</li><li>Mannhardt, K., Svorst&#248;l, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+oil+saturation+on+foam+propagation+in+Snorre+reservoir+core.">Effect of oil saturation on foam propagation in Snorre reservoir core.</a> J Petrol Sci Eng. 23 (3-4), 189-200 (1999).</li><li>Falls, A. H., Lawson, J. B., Hirasaki, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Role+of+Noncondensable+Gas+in+Steam+Foams.">The Role of Noncondensable Gas in Steam Foams.</a> J Petrol Technol. 40 (01), 95-104 (1988).</li><li>Hirasaki, G. J., Miller, C. A., Szafranski, R., Lawson, J. B., Akiya, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Surfactant/Foam Process for Aquifer Remediation. , (1997).</li><li>Lv, Q., Li, Z., Li, B., Li, S., Sun, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Study+of+Nanoparticle-Surfactant-Stabilized+Foam+as+a+Fracturing+Fluid.">Study of Nanoparticle-Surfactant-Stabilized Foam as a Fracturing Fluid.</a> Ind Eng Chem Res. 54 (38), 9468-9477 (2015).</li><li>Conn, C. A., Ma, K., Hirasaki, G. J., Biswal, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Visualizing+oil+displacement+with+foam+in+a+microfluidic+device+with+permeability+contrast.">Visualizing oil displacement with foam in a microfluidic device with permeability contrast.</a> Lab Chip. 14 (20), 3968-3977 (2014).</li><li>Ma, K., Liontas, R., Conn, C. A., Hirasaki, G. J., Biswal, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Visualization+of+improved+sweep+with+foam+in+heterogeneous+porous+media+using+microfluidics.">Visualization of improved sweep with foam in heterogeneous porous media using microfluidics.</a> Soft Matter. 8 (41), 10669 (2012).</li><li>Anna, S. L., Bontoux, N., Stone, H. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Formation+of+dispersions+using+"flow+focusing"+in+microchannels.">Formation of dispersions using "flow focusing" in microchannels.</a> Appl Phys Lett. 82 (3), 364 (2003).</li><li>Gauteplass, J., Chaudhary, K., Kovscek, A. R., Fern&#248;, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pore-level+foam+generation+and+flow+for+mobility+control+in+fractured+systems.">Pore-level foam generation and flow for mobility control in fractured systems.</a> Colloid Surface A. 468, 184-192 (2015).</li><li>Kovscek, A. R., Radke, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gas+bubble+snap-off+under+pressure-driven+flow+in+constricted+noncircular+capillaries.">Gas bubble snap-off under pressure-driven flow in constricted noncircular capillaries.</a> Colloid Surface A. 117 (1-2), 55-76 (1996).</li><li>G&#233;raud, B., Jones, S. A., Cantat, I., Dollet, B., M&#233;heust, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+flow+of+a+foam+in+a+two-dimensional+porous+medium:+FOAM+FLOW+IN+A+2-D+POROUS+MEDIUM.">The flow of a foam in a two-dimensional porous medium: FOAM FLOW IN A 2-D POROUS MEDIUM.</a> Water Resour Res. 52 (2), 773-790 (2016).</li><li>Lin, Y. -. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Examining+Asphaltene+Solubility+on+Deposition+in+Model+Porous+Media.">Examining Asphaltene Solubility on Deposition in Model Porous Media.</a> Langmuir. 32 (34), 8729-8734 (2016).</li><li>Bartolo, D., Degr&#233;, G., Nghe, P., Studer, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidic+stickers.">Microfluidic stickers.</a> Lab Chip. 8 (2), 274-279 (2008).</li><li>Kenzhekhanov, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Chemical EOR process visualization using NOA81 micromodels. , (2017).</li><li>Zhuang, Y. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+Investigation+of+Asphaltene+Deposition+in+a+Transparent+Microchannel.">Experimental Investigation of Asphaltene Deposition in a Transparent Microchannel.</a> Proceedings of the 1st Thermal and Fluid Engineering Summer Conference. , (2016).</li><li>Ma, K., Rivera, J., Hirasaki, G. J., Biswal, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Wettability+control+and+patterning+of+PDMS+using+UV-ozone+and+water+immersion.">Wettability control and patterning of PDMS using UV-ozone and water immersion.</a> J Colloid Interf Sci. 363 (1), 371-378 (2011).</li><li>Duffy, D. C., McDonald, J. C., Schueller, O. J. A., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+Prototyping+of+Microfluidic+Systems+in+Poly(dimethylsiloxane).">Rapid Prototyping of Microfluidic Systems in Poly(dimethylsiloxane).</a> Anal Chem. 70 (23), 4974-4984 (1998).</li><li>Sollier, E., Murray, C., Maoddi, P., Di Carlo, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+prototyping+polymers+for+microfluidic+devices+and+high+pressure+injections.">Rapid prototyping polymers for microfluidic devices and high pressure injections.</a> Lab Chip. 11 (22), 3752 (2011).</li><li>Lee, J. N., Park, C., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Solvent+Compatibility+of+Poly(dimethylsiloxane)-Based+Microfluidic+Devices.">Solvent Compatibility of Poly(dimethylsiloxane)-Based Microfluidic Devices.</a> Anal Chem. 75 (23), 6544-6554 (2003).</li><li>Silvestrini, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tailoring+the+wetting+properties+of+thiolene+microfluidic+materials.">Tailoring the wetting properties of thiolene microfluidic materials.</a> Lab Chip. 12 (20), 4041 (2012).</li><li>W&#228;gli, P., Homsy, A., de Rooij, N. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Norland+optical+adhesive+(NOA81)+microchannels+with+adjustable+wetting+behavior+and+high+chemical+resistance+against+a+range+of+mid-infrared-transparent+organic+solvents.">Norland optical adhesive (NOA81) microchannels with adjustable wetting behavior and high chemical resistance against a range of mid-infrared-transparent organic solvents.</a> Sensor Actuat B-Chem. 156 (2), 994-1001 (2011).</li><li>Hung, L. -. H., Lin, R., Lee, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+microfabrication+of+solvent-resistant+biocompatible+microfluidic+devices.">Rapid microfabrication of solvent-resistant biocompatible microfluidic devices.</a> Lab Chip. 8 (6), 983 (2008).</li></ol>

Este protocolo para estudar processos de recuperação de óleo na óptica micromodels adesivo estabelece um equilíbrio entre a robustez dos micromodels não-poliméricos – tais como o vidro ou silício – e fácil fabricação de dispositivos microfluídicos PDMS. Ao contrário de micromodels de vidro ou adesivo óptico, dispositivos PDMS faltam resistência à luz espécies orgânicas. PDMS micromodels também não são ideais para muitas experiências porque as superfícies destes dispositivos têm propriedades de...

A finalidade desse método é Visualizar e analisar interações fluidas multi-fase, multicomponentes e dinâmica do complexo do poro-escala em meios porosos. Fluxo de fluidos e transporte em meios porosos foram de interesse por muitos anos porque estes sistemas são aplicáveis aos vários processos subsuperficiais como fraturamento hidráulico1,2, , remediação de aquíferos e recuperação de petróleo 3 , 4 , 5. usando micromodels para imitar esses poros-estruturas complexas, introspecções originais são adquiridas através da visualização de eventos dinâmicos do pore-nível entre as diferentes fases de fluido e a mídia6,7,8 ,9,10,11.
Fabricação de micromodels tradicional baseada em sílica é caro, demorado e desafiador, no entanto, construir micromodels de adesivo óptico oferece um relativamente barato, rápido e fácil alternativa12,13, 14,15. Comparado com outros micromodels baseado em polímero, adesivo óptico exibe propriedades de umectação de superfície mais estáveis. Por exemplo, superfícies de micromodel polydimethylsiloxane (PDMS) vão se tornar rapidamente hidrofóbicas no decurso de uma experiência de deslocamento típico16. Além disso, o módulo de Young de PDMS é 2.5 MPa, Considerando que é do adesivo óptico 325 MPa13,17,18. Assim, o adesivo óptico é menos propenso a pressão induzida por deformação e canal falha. Importante, adesivo curado óptico é muito mais resistente ao inchaço por componentes orgânicos de baixo peso molecular, que permite experimentos envolvendo petróleo e solventes leves para ser realizado18. Adesivo geral, óptico é uma alternativa superior de PDMS para estudos de deslocamento envolvendo petróleo bruto quando micromodels baseada em sílica são proibitivamente caro ou complexo e não são necessários estudos de temperatura e pressão altos.
O protocolo descrito nesta publicação fornece as instruções passo a passo de fabricação de óptica micromodels adesivo e relata os truques sutis que garantem o sucesso na manipulação de pequenas quantidades de líquidos. O projeto e fabricação de óptica micromodels com base adesiva com litografia macia é descrita pela primeira vez. Então, a estratégia de deslocamento de fluido é dada para taxas de fluxo ultra baixo que são comumente inatingíveis com controladores de fluxo de massa. Em seguida, um representante resultado experimental é dado como exemplo. Esse experimento revela espuma desestabilização e propagação de comportamento na presença de petróleo bruto e meios porosos heterogêneos. Por último, a análise de dados e processamento de imagem típica é relatado.
O método fornecido aqui é apropriado para aplicações de visualização que envolvam fluxo Multifase e interações em espaços confinados microchannel. Especificamente, este método é otimizado para resoluções de microcaracterística características maiores que 5 e menos de 700 µm. taxas de fluxo típicos são da ordem de 0,1 a 1 mL/h. Em estudos de petróleo bruto ou luz deslocamento solvente por fluidos aquosos ou gasosos na ordem esses parâmetros otimizados para as condições do ambiente, este protocolo deve ser apropriado.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>3 mL Leur-Lok Syringe</td>
			<td>Fischer Scientific</td>
			<td>14-823-435</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10 mL Glass Syringe</td>
			<td>Fischer Scientific</td>
			<td>1482698G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Photomask</td>
			<td>CAD/Art Services</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silicon Wafer</td>
			<td>University Wafer</td>
			<td>452</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Propylene-Glycol-Methyl-Ether-Acetate&#160;</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>484431-4L</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>150 mm Glass Petri Dish</td>
			<td>Carolina Biological Supply</td>
			<td>#721134</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>60 mm Plastic Petri Dish</td>
			<td>Carolina Biological Supply</td>
			<td>#741246</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mask Aligner</td>
			<td>EV Group</td>
			<td>EVG 620</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1 mm Biopsy Punch</td>
			<td>Miltex, Plainsboro, NJ</td>
			<td>69031-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Industrial Dispensing Tip</td>
			<td>CML Supply</td>
			<td>Gauge 23</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Inverted Microscope</td>
			<td>Olympus</td>
			<td>IX-71</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plasma System</td>
			<td>Harrick Plasma</td>
			<td>PDC-32G</td>
			<td>Plasma cleaner</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polydimehtylsiloxane (PDMS)</td>
			<td>Dow Corning, Midland, MI</td>
			<td>SYLGARD 184</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Norland Optical Adhesive 81 (NOA81) or (OA)</td>
			<td>Norland Products Inc.</td>
			<td>8116</td>
			<td>Optical adhesive</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Quick-Set Epoxy</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>4001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass Slides</td>
			<td>Globe Scientic Inc.</td>
			<td>1321</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SU-8 2015 Photoresist</td>
			<td>MicroChem</td>
			<td>SU-8 2015</td>
			<td>Photo resist</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe Pump</td>
			<td>Harvard Apparatus</td>
			<td>Fusion 400</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass Capillary Tubing</td>
			<td>SGE Analytical Science</td>
			<td>1154710C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High-Speed Camera</td>
			<td>Vision Research</td>
			<td>V 4.3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polyethylene Tubing</td>
			<td>Scientific Commodities Inc.</td>
			<td>#BB31695-PE/3</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

microfluidic devices for characterizing pore-scale event processes in porous media for oil recovery applications

Dispositivos microfluídicos são versáteis ferramentas para estudar processos de transporte em escala microscópica. Uma demanda existe para dispositivos microfluídicos componentes que são resistentes ao baixo peso molecular de óleo, ao contrário de dispositivos tradicionais polydimethylsiloxane (PDMS). Aqui, vamos demonstrar um método fácil para fazer um dispositivo com essa propriedade, e usamos o produto do presente protocolo para analisar os mecanismos de poro-escala pela qual espuma recupera petróleo. Um padrão é projetado primeiramente usando o software de desenho assistido por computador (CAD) e impresso em uma transparência com uma impressora de alta resolução. Esse padrão é então transferido para um fotorresiste através de um procedimento de litografia. PDMS é convertida no padrão, curado em estufa e removido para obter um molde. Um polímero de reticulação thiol-ene, comumente usado como um adesivo óptico (OA), então é derramado sobre o molde e curado sob luz UV. O molde PDMS é descascado longe o elenco adesivo óptico. Um substrato de vidro é então preparado, e as duas metades do dispositivo são ligadas juntos. Dispositivos ópticos baseados em adesivo são mais robustos do que o tradicionais dispositivos microfluídicos PDMS. A estrutura de epóxi é resistente ao inchaço por muitos solventes orgânicos, que abre novas possibilidades para os experimentos envolvendo líquidos orgânicos luz. Além disso, o comportamento de molhabilidade superficial destes dispositivos é mais estável do que a de PDMS. A construção de dispositivos ópticos microfluidic adesivo é simples, requer ainda incrementalmente mais esforço do que a realização de dispositivos baseados em PDMS. Também, apesar de dispositivos ópticos de adesivo são estáveis em líquidos orgânicos, eles podem apresentar diminuição de força de ligação após um longo tempo. Dispositivos ópticos microfluidic adesivo podem ser feitos em geometrias que agem como micromodels de 2-D para meios porosos. Estes dispositivos são aplicados no estudo de deslocamento do óleo para melhorar a nossa compreensão dos mecanismos envolvidos na remediação de aquíferos e recuperação aprimorada de petróleo poro-escala.

Neste experimento de exemplo, espuma aquosa é usada para deslocar o petróleo Oriente com (uma viscosidade de 5,4 cP) e gravidade API de 40 ° em um meios porosos heterogêneos com contraste de permeabilidade em camadas. Um gerador de espuma PDMS é conectado a uma óptica micromodel adesivo que anteriormente estava completamente saturado com óleo cru. A Figura 1a mostra o desenho do CAD do Fotomáscara para o PDMS espuma gerador, o wafer de silício fotorr...

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Microfluidic Devices for Characterizing Pore-scale Event Processes in Porous Media for Oil Recovery Applications

O objetivo deste procedimento é rapidamente e facilmente produzir um dispositivo microfluidic com geometria personalizável e resistência ao inchaço por fluidos orgânicos para estudos de recuperação de óleo. Um molde de polidimetilsiloxano é gerado pela primeira vez e então usado para converter o dispositivo baseado em epóxi. Um estudo representativo do deslocamento é relatado.

Dispositivos microfluídicos para caracterizar processos de evento Pore-escala em meios porosos para aplicações de recuperação de óleo

Microfluidic devices are versatile tools for studying transport processes at a microscopic scale. A demand exists for microfluidic devices that are ...

The overall goal of this procedure is to rapidly produce a microfluidic device with customizable geometry for its use in oil recovery studies. This method allows us to be able to study multi-phase flows in porous media. By using microfluidic systems to be able to actually visualize these types of complex flows, we can design better enhanced oil recovery methods for large scale reservoir systems.The main advantage of this technique is that it allows us to rapidly gather data and different enhanced oil recovery methods in a safe and cost-effective way. This method can provide insight into enhanced oil recovery mechanisms. It can also be applied to other systems such as CO2 sequestration and aquifer remediation.To begin, design a photo mask consisting of a rectangular channel filled with an array of posts using CAD software. Expose this pattern on a silicone wafer coated with 20 microns of photo resist. And use this master to create a PDMS mold as described in the accompanying text protocol.Place the clean PDMS mold pattern side up in the bottom of a dust free 150 millimeter plastic petri dish. Allow the PDMS to adhere to the plastic for 10 seconds and then protect the surface of the PDMS with clear plastic tape. The procedure may be paused at this point.Next, remove the tape from the pattern surface and pour optical adhesive into the dish to a depth of approximately 0.9 centimeters above the top surface of the mold. Use a cotton swab to gently remove any bubbles that form. Now, cure the optical adhesive using a UV light curing system as described in the accompanying text protocol.Next, use a box cutter to carefully break the optical adhesive out of the mold. Then, use a sturdy pair of scissors to remove excess optical adhesive from the edge of the design. Slowly peel the PDMS mold away from the optical adhesive puck.With a 1 millimeter biopsy punch, create an inlet, an outlet, and drain holes in the device. Finally, use clear tape to protect the patterned portions of the optical adhesive and PDMS surfaces. Place a new glass slide onto a spin coater and dispense one millimeter of optical adhesive onto the slide.Spin coat the slide in two steps. First, spin it at 500 RPM for five seconds and then increase the RPM to 4000 and spin it for 20 seconds. Quickly transfer the substrate to the UV light treatment and partially cure the thin optical adhesive layer under the UV light for 30 seconds.Next, place the optical adhesive cast pattern-side up and the substrate coated-side up in an oxygen plasma cleaner. Pull a vacuum to 540 millitorr. And then plasma treat the surface for 20 seconds.When finished, remove the pieces and firmly press the two treated surfaces together until all undesired air pockets have been minimized or removed. Then, place the device back under the UV light and fully cure it for 20 minutes. Next, place the device on a hot plate heated to 50 degrees celsius for 18 hours.When finished, insert six inch long segments of 0.58 millimeter ID low density polyethylene tubing into each of the ports on the device. Then, add a quickset epoxy to secure the tubing into place. Use tape to secure the microfluidic device on an inverted microscope that is equipped with a high speed camera.Select a 4x objective and focus on an area of interest. Here, the inlet region of the device is shown. Then, load three milliliters of crude or modal oil into a 10 milliliter glass syringe equipped with a 23 gauge industrial dispensing tip.Secure the syringe to the syringe pump holder and set the appropriate diameter value on the syringe pump settings. Next, load one milliliter of the displacing fluid into a three milliliter plastic syringe equipped with a 23 gauge industrial dispensing tip. Secure the syringe in the syringe pump holder and again, set the appropriate diameter value on the syringe pump settings.Connect the displacing fluid to the inlet of the device by inserting the needle tip into the tubing. Then, connect the oil-filled syringe to its port. Begin flowing the oil into the outlet port of the device at two milliliters per hour while simultaneously flowing the displacing fluid into the inlet port at 0.8 milliliters per hour.The optional foam generator will be used for this demonstration. Collect the affluent into a 20 milliliter glass vial until the two fluids both flow out the drain port. The displacing fluid should not enter the porous media, but should instead go directly out the drain until the camera is in place and the filming has begun.Begin filming the area of interest on the porous media device at a frame rate that is fast enough to capture the desired phenomenon. Additionally capture a still image of the 100%oil saturated area. Then, swiftly and simultaneously cut the tubing that is flowing in the oil while clamping the drain tube with a five centimeter binder clip.Allow the displacing fluid to invade the device until either the oil displacement reaches steady state or the camera runs out of memory. Typical results from an oil saturated micro model are shown here. In the fracture region, the foam diverts into the matrixes of lower permeability as expected.The foam is generated through two main mechanisms which can be described as pinch-off and lamella division. Foam destruction can be easily identified in the forms of coalescence, capillary suction, and diffusion coarsening. Following this method, we can actually be able to use these microfluidic systems to study other enhanced oil recovery processes, such as alkaline flooding, polymer flooding, surfactant flooding, as well as being able to use them to study other complex porous media processes such as aquifer remediation.So another area of interest is actually using these microfluidic devices to study carbon capture and sequestration. We can actually see the mechanisms by which carbon dioxide is trapped within the porous media through these microfluidic systems.

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