Name: microfluidic fabrication techniques for high-pressure testing of microscale supercritical co2 foam transport in fractured unconventional reservoirs
Uploaded: 2020-07-02T13:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Microfluidic Fabrication Techniques for High-Pressure Testing of Microscale Supercritical CO2 Foam Transport in Fractured Unconventional Reservoirs at JoVE.co

Авторы из Университета Вайоминга с благодарностью признают поддержку в рамках Центра механистического контроля водных углеводородов-рок взаимодействия в нетрадиционных и жестких нефтяных образований (CMC-UF), Энергетический пограничный исследовательский центр финансируется Министерством энергетики США, Управление науки в рамках DOE (BES) Премии DE-SC0019165. Авторы из Университета Канзаса хотели бы отметить Национальный научный фонд EPSCoR Research Infrastructure Improvement Program: Track -2 Focused EPSCoR Collaboration Award (OIA- 1632892) для финансирования этого проекта. Авторы также выразили свою признательность Джинди Сун (Jindi Sun) из Департамента химической инженерии Университета Вайоминга за ее щедрую помощь в обучении инструментам. SAA благодарит Кайл Винкельман из Университета Вайоминга за помощь в создании изображений и УФ стендов. И последнее, но не менее важное, авторы с благодарностью признают Джона Вассербауэра из microGlass, LLC за полезные дискуссии относительно метода SLE.

ВНИМАНИЕ: Этот протокол включает в себя обработку установки высокого давления, высокотем температурной печи, опасных химических веществ и ультрафиолетового света. Пожалуйста, внимательно прочитайте все соответствующие листы данных о безопасности материалов и следуйте рекомендациям...

<ol>
	<li>Hyman, J. D., 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=Understanding+hydraulic+fracturing:+a+multi-scale+problem.">Understanding hydraulic fracturing: a multi-scale problem.</a> Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences A. 13 (374), 1-15 (2016).</li><li>Middleton, R. 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=Shale+gas+and+non-aqueous+fracturing+fluids:+Opportunities+and+challenges+for+supercritical+CO2.">Shale gas and non-aqueous fracturing fluids: Opportunities and challenges for supercritical CO2.</a> Applied Energy. 147 (1), 500-509 (2015).</li><li>Hosseini, H., Tsau, J., Peltier, E., Barati, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lowering+Fresh+Water+Usage+in+Hydraulic+Fracturing+by+Stabilizing+scCO2+Foam+with+Polyelectrolyte+Complex+Nanoparticles+Prepared+in+High+Salinity+Produced+Water.">Lowering Fresh Water Usage in Hydraulic Fracturing by Stabilizing scCO2 Foam with Polyelectrolyte Complex Nanoparticles Prepared in High Salinity Produced Water.</a> SPE-189555-MS. , (2018).</li><li>Gregory, K. B., Vidic, R. D., Dzombak, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Water+management+challenges+associated+with+the+production+of+shale+gas+by+hydraulic+fracturing.">Water management challenges associated with the production of shale gas by hydraulic fracturing.</a> Elements. 7, 181-186 (2017).</li><li>Ellsworth, W. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Injection-Induced+Earthquakes.">Injection-Induced Earthquakes.</a> Science. 341, 1-8 (2013).</li><li>Hosseini, H., 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+and+Mechanistic+Study+of+Stabilized+Dry+CO2+Foam+Using+Polyelectrolyte+Complex+Nanoparticles+Compatible+with+Produced+Water+To+Improve+Hydraulic+Fracturing+Performance.">Experimental and Mechanistic Study of Stabilized Dry CO2 Foam Using Polyelectrolyte Complex Nanoparticles Compatible with Produced Water To Improve Hydraulic Fracturing Performance.</a> Journal of Industrial and Engineering Chemistry Research. 58, 9431-9449 (2019).</li><li>Hosseini, H., Tsau, J. S., Peltier, E., Ghahfarokhi, R. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Highly+stable+scCO2-high+salinity+brine+interface+for+waterless+fracturing+using+polyelectrolyte+complex+nanoparticles.">Highly stable scCO2-high salinity brine interface for waterless fracturing using polyelectrolyte complex nanoparticles.</a> Abstract Paper of American Chemical Society. 256, (2018).</li><li>Al-Muntasheri, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Critical+Review+of+Hydraulic-Fracturing+Fluids+for+Moderate-+to+Ultralow-+Permeability+Formations+Over+the+Last+Decade.">Critical Review of Hydraulic-Fracturing Fluids for Moderate- to Ultralow- Permeability Formations Over the Last Decade.</a> SPE Production &amp; Operations, SPE-169552. 29 (04), 243-260 (2014).</li><li>Tong, S., Singh, R., Mohanty, K. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Proppant+Transport+in+Fractures+with+Foam-Based+Fracturing+Fluids.">Proppant Transport in Fractures with Foam-Based Fracturing Fluids.</a> SPE-187376-MS. , (2017).</li><li>Fern&#248;, M. A., Eide, &. #. 2. 1. 6. ;., Steinsb&#248;, M., Langlo, S. A. W., Christophersen, A., Skibenes, A., 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=Mobility+control+during+CO2+EOR+in+fractured+carbonates+using+foam:+Laboratory+evaluation+and+numerical+simulations.">Mobility control during CO2 EOR in fractured carbonates using foam: Laboratory evaluation and numerical simulations.</a> Journal of Petroleum Science and Engineering. 135, 442-451 (2015).</li><li>Middleton, R., Viswanathan, H., Currier, R., Gupta, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CO2+as+a+fracturing+fluid:+Potential+for+commercial-scale+shale+gas+production+and+CO2+sequestration.">CO2 as a fracturing fluid: Potential for commercial-scale shale gas production and CO2 sequestration.</a> Energy Procedia. 63, 7780-7784 (2014).</li><li>Guo, F., Aryana, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improved+sweep+efficiency+due+to+foam+flooding+in+a+heterogeneous+microfluidic+device.">Improved sweep efficiency due to foam flooding in a heterogeneous microfluidic device.</a> Journal of Petroleum Science and Engineering. 164, 155-163 (2018).</li><li>Nazari, N., Hosseini, H., Jyun-Syung, T., Shafer-Peltier, K., Marshall, C., Ye, Q., Ghahfarokhi, R. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+Highly+Stable+Lamella+Using+Polyelectrolyte+Complex+Nanoparticles:+An+Environmentally+Friendly+scCO2+Foam+Injection+Method+for+CO2+Utilization+Using+EOR.">Development of Highly Stable Lamella Using Polyelectrolyte Complex Nanoparticles: An Environmentally Friendly scCO2 Foam Injection Method for CO2 Utilization Using EOR.</a> Fuel. 261, 11636 (2020).</li><li>Nguyen, V. H., Kang, C., Roh, C., Shim, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Supercritical+CO2+-Mediated+Synthesis+of+CNT@Co3O4+Nanocomposite+and+Its+Application+for+Energy+Storage.">Supercritical CO2 -Mediated Synthesis of CNT@Co3O4 Nanocomposite and Its Application for Energy Storage.</a> Industrial and Engineering Chemistry Research. 55, 7338-7343 (2016).</li><li>Guo, F., Aryana, S. A., Wang, Y., Mclaughlin, J. F., Coddington, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhancement+of+storage+capacity+of+CO2+in+megaporous+saline+aquifers+using+nanoparticle-stabilized+CO2+foam.">Enhancement of storage capacity of CO2 in megaporous saline aquifers using nanoparticle-stabilized CO2 foam.</a> International Journal of Greenhouse Gas Control. 87, 134-141 (2019).</li><li>Guo, F., Aryana, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+experimental+investigation+of+nanoparticle-stabilized+CO2+foam+used+in+enhanced+oil+recovery.">An experimental investigation of nanoparticle-stabilized CO2 foam used in enhanced oil recovery.</a> Fuel. 186, 430-442 (2016).</li><li>Guo, F., He, J., Johnson, A., Aryana, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stabilization+of+CO2+foam+using+by-product+fly+ash+and+recyclable+iron+oxide+nanoparticles+to+improve+carbon+utilization+in+EOR+processes.">Stabilization of CO2 foam using by-product fly ash and recyclable iron oxide nanoparticles to improve carbon utilization in EOR processes.</a> Sustainable Energy and Fuels. 1, 814-822 (2017).</li><li>Wang, Y., Shahvali, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Discrete+fracture+modeling+using+Centroidal+Voronoi+grid+for+simulation+of+shale+gas+plays+with+coupled+nonlinear+physics.">Discrete fracture modeling using Centroidal Voronoi grid for simulation of shale gas plays with coupled nonlinear physics.</a> Fuel. 163, 65-73 (2016).</li><li>Tiggelaar, R. M., Benito-Lopez, F., Hermes, D. C., Rathgen, H., Egberink, R. J. M., Mugele, F. G., Reinhoudt, N. D., van den Berg, A., Verboom, W., Gardeniers, H. J. G. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication,+mechanical+testing+and+application+of+high-pressure+glass+microreactor+chips.">Fabrication, mechanical testing and application of high-pressure glass microreactor chips.</a> Chemical Engineering Journal. 131, 163-170 (2007).</li><li>Marre, S., Adamo, A., Basak, S., Aymonier, C., Jensen, K. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design+and+Packaging+of+Microreactors+for+High+Pressure+and+High+Temperature+Applications.">Design and Packaging of Microreactors for High Pressure and High Temperature Applications.</a> Industrial and Engineering Chemistry Research. 49, 11310-11320 (2010).</li><li>Paydar, O. H., Paredes, C. N., Hwang, Y., Paz, J., Shah, N. B., Candler, R. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+3D-printed+microfluidic+chip+interconnects+with+integrated+O-rings.">Characterization of 3D-printed microfluidic chip interconnects with integrated O-rings.</a> Sensors Actuators A: Physical. 205, 199-203 (2014).</li><li>Jim&#233;nez-Mart&#237;nez, 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=Pore-scale+mechanisms+for+the+enhancement+of+mixing+in+unsaturated+porous+media+and+implications+for+chemical+reactions.">Pore-scale mechanisms for the enhancement of mixing in unsaturated porous media and implications for chemical reactions.</a> Geophysical Research Letters. 42, 5316-5324 (2015).</li><li>Jim&#233;nez-mart&#237;nez, J., Porter, M. L., Hyman, J. D., Carey, J. W., Viswanathan, H. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mixing+in+a+three-phase+system:+Enhanced+production+of+oil-wet+reservoirs+by+CO2+injection.">Mixing in a three-phase system: Enhanced production of oil-wet reservoirs by CO2 injection.</a> Geophysical Research Letters. 43, 196-205 (2016).</li><li>Rognmo, A. U., Fredriksen, S. B., Alcorn, Z. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pore-to-Core+EOR+Upscaling+for+CO2+Foam+for+CCUS.">Pore-to-Core EOR Upscaling for CO2 Foam for CCUS.</a> SPE Journal. 24, 1-11 (2019).</li><li>Erickstad, M., Gutierrez, E., Groisman, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+low-cost+low-maintenance+ultraviolet+lithography+light+source+based+on+light-emitting+diodes.">A low-cost low-maintenance ultraviolet lithography light source based on light-emitting diodes.</a> Lab on a Chip. 15, 57-61 (2015).</li><li>Guo, F., Aryana, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+Experimental+Investigation+of+Flow+Regimes+in+Imbibition+and+Drainage+Using+a+Microfluidic+Platform.">An Experimental Investigation of Flow Regimes in Imbibition and Drainage Using a Microfluidic Platform.</a> Energies. 12 (7), 1-13 (2019).</li><li>Burshtein, N., Chan, S. T., Toda-peters, K., Shen, A. Q., Haward, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=3D-printed+glass+microfluidics+for+fluid+dynamics+and+rheology.">3D-printed glass microfluidics for fluid dynamics and rheology.</a> Current Opinion in Colloid &amp; Interface Science. 43, 1-14 (2019).</li><li>Wang, Y., Aryana, S. A., Banerjee, S., Barati, R., Patil, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Creation+of+Saturation+Maps+from+Two-Phase+Flow+Experiments+in+Microfluidic+Devices.">Creation of Saturation Maps from Two-Phase Flow Experiments in Microfluidic Devices.</a> Advances in Petroleum Engineering and Petroleum Geochemistry. Advances in Science, Technology &amp; Innovation. , 77-80 (2019).</li><li>Hermans, M., Gottmann, J., Riedel, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Selective,+Laser-Induced+Etching+of+Fused+Silica+at+High+Scan-Speeds+Using+KOH.">Selective, Laser-Induced Etching of Fused Silica at High Scan-Speeds Using KOH.</a> Journal of Laser Micro/Nanoengineering. 9, 126-131 (2014).</li><li>Iliescu, C., Jing, J., Tay, F. E. H., Miao, J., Sun, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+masking+layers+for+deep+wet+etching+of+glass+in+an+improved+HF/HCl+solution.">Characterization of masking layers for deep wet etching of glass in an improved HF/HCl solution.</a> Surface &amp; Coatings Technology. 198, 314-318 (2005).</li></ol>

Эта работа представляет собой протокол, связанный с платформой изготовления для создания надежных, высокого давления стекла микрофлюидных устройств. Протокол, представленный в этой работе, облегчает необходимость в чистой комнате, выполняя несколько заключительных этапов изготовле?...

Гидравлический ГРП используется в течение довольно продолжительного времени в качестве средства стимулирования потока, особенно в плотныхобразованиях 1. Большое количество воды, необходимой в гидроразрыве пласта, усугубляется факторами окружающей среды, проблемамидоступности воды 2,повреждением образования 3,стоимостью 4 и сейсмическимиэффектами 5. В результате растет интерес к альтернативным методам гидроразрыва пласта, таким как безотдушный ГРП и использование пены. Альтернативные методы могут обеспечить важные преимущества,такие как сокращение водопользования 6, совместимостьс водой чувствительных образований 7,минимальный, чтобыне подключить формирования 8 , высокая кажущаясявязкостьГРП жидкости 9 ,вторсырья 10, простота очистки и проппант несущейспособности 6. ПЕНа CO2 является потенциальной безвложной жидкостью для гидроразрыва пласта, которая способствует более эффективному производству нефтяныхжидкостей и улучшению емкостей хранения CO 2 в недрах с потенциально меньшим воздействием на окружающую среду по сравнению с обычными методами гидроразрывапласта 6,7,11.
При оптимальных условиях сверхкритическаяпена CO 2 (пена scCO2) при давлении, вы выходящим за пределы минимального давления неправильной возможности (MMP) данного резервуара, обеспечивает много контактную неверную систему, которая способна направлять поток в менее проницаемые части образования, тем самым повышая эффективность разверткии восстановление ресурсов 12,13. scCO2 поставляет газ, такой как диффузивностьи жидкость, как плотность 14, и хорошо подходит для недропользовательного применения, таких как добыча нефти и улавливание углерода, использование и хранение (CCUS)13. Наличие компонентов пены в недрах помогает снизить риск утечки в длительном хранении CO215. Кроме того, соединенные-сжимаемость-тепловое ударное воздействиепенопластовых систем scCO 2 могут служить эффективными системамиГРП 11. Свойства пенопластовых систем CO2 для недропользования были тщательно изучены в различных масштабах, таких как характеристика его стабильности и вязкости в системах пескостойких систем и его эффективность в процессах смещения3,6,12,15,16,17. Динамика пены уровня перелома и ее взаимодействие с пористыми средствами массовой информации являются менее изученными аспектами, которые имеют непосредственное отношение к использованию пены в плотных и раздробленных образованиях.
Микрофлюидные платформы обеспечивают прямую визуализацию и количественную оценку соответствующих микромасштабных процессов. Эти платформы обеспечивают в режиме реального времени контроль гидродинамики и химических реакций для изучения пор масштаба явлений наряду с соображениями восстановления1. Выработка, распространение, транспортировка и динамика пены могут быть визуализированы в микрофлюидных устройствах, эмуляциях сломанных систем и проводящих путях, имеющих отношение к восстановлению нефти из плотных образований. Обмен жидкости между переломом и матрицей напрямую выражается в соответствии с геометрией18, тем самым подчеркивая важность упрощенных и реалистичных представлений. На протяжении многих лет был разработан ряд соответствующих микрофлюидных платформ для изучения различных процессов. Например, Tigglaar и коллеги обсуждают изготовление и высокое давление тестирования стеклянных микрореакторных устройств через в плоскости соединения волокон для проверки потока через стеклянные капилляры, подключенные к микрореакторам19. Они представляют свои выводы, связанные с инспекцией облигаций, испытаниями давления и мониторингом реакции на месте 1H NMR спектроскопия. Таким образом, их платформа может быть не оптимальной для относительно больших показателей впрыска, предварительной генерации многофазных жидкостных систем для визуализации сложных жидкостей в проницаемых средствах массовой информации. Марре и его коллеги обсуждают использование стеклянного микрореактора для исследования химии высокого давления и процессов сверхкритической жидкости20. Они включают результаты в качестве конечного элемента моделирования распределения стресса для изучения механического поведения модульных устройств под нагрузкой. Они используют неперманентные модульные соединения для взаимозаменяемого изготовления микрореакторов, а микрофлюидные устройства кремния/Пирекса непрозрачны; эти устройства подходят для кинематических исследований, синтеза и производства в инженерии химических реакций, где визуализация не является главной проблемой. Отсутствие прозрачности делает эту платформу непригодной для прямой визуализации сложных жидкостей в суррогатных средствах массовой информации. Paydar и коллеги представляют новый способ прототипа модульной микрофлюиды с помощью 3D-печати21. Такой подход не кажется хорошо подходящим для приложений высокого давления, так как он использует фотокурируемый полимер и устройства способны выдерживать только до 0,4 МПА. Большинство микрофлюидных экспериментальных исследований, связанных с транспортом в раздробленных системах, о которых сообщается в литературе, посвящены температуре окружающей среды и условиям относительно низкого давления1. Было проведено несколько исследований с акцентом на непосредственное наблюдение за микрофлюидными системами, имитирующих недропользоваемые условия. Например, Хименес-Мартинес и его коллеги проводят два исследования по критическим механизмам потока и транспортировки пор в сложной сети переломов и матриц22,23. Авторы изучают трехэтагиозные системы с использованием микрофлюиды в условиях водохранилища (8,3 МПа и 45 градусов по Цельсию) для повышения эффективности производства; они оценивают scCO2 использование для повторной стимуляции, где оставшийся рассол от предыдущего ГРП является неописуемым с CO2 и остаточные углеводороды23. Масляные влажные кремниевые микрофлюидные устройства имеют отношение к смешиванию масляного рассола-скКО2 в приложениях по повышению эффективности восстановления нефти (EOR); однако эта работа непосредственно не направлена на динамику поры-масштаба при переломах. Другим примером является работа Rognmo et al., которые изучают подход к подъему для высокого давления, in situ CO2 генерация пены24. Большинство докладов в литературе, которые используют микрофабрикацию, связаны с CO2-EOR, и они часто не включают важные детали изготовления. Как известно авторам, в настоящее время в литературе отсутствует систематический протокол по изготовлению приборов высокого давления для раздробленных образований.
Эта работа представляет собой микрофлюидную платформу, которая позволяет изучать структуры пены scCO2, формы пузырьков, размеры и распределение, стабильность ламеллы в присутствии масла для EOR и гидроразрыва пласта и рекультивации водоносного горизонта. Обсуждается проектирование и изготовление микрофлюидных устройств с использованием оптической литографии и селективного лазерногоофорта 29 (SLE). Кроме того, в этой работе описаны модели переломов, которые предназначены для имитации транспортировки жидкостей в раздробленных плотных образованиях. Смоделированные пути могут варьироваться от упрощенных шаблонов до сложных микротрещин на основе данных томографии или других методов, которые предоставляют информацию о реалистичной геометрии перелома. Протокол описывает пошаговую инструкцию по изготовлению стеклянных микрофлюидных устройств с использованием фотолитографии, влажного травления и тепловой связи. Разработанный в доме коллимированный ультрафиолетовый (УФ) источник света используется для переноса желаемых геометрических узоров на тонкий слой фоторезистента, который в конечном итоге передается в стеклянный субстрат с помощью процесса мокрого травления. В рамках обеспечения качества выгравированные узоры характеризуются конфокаленной микроскопией. В качестве альтернативы фотолитографии/офорту используется метод SLE для создания микрофлюидного устройства и представлен сравнительный анализ платформ. Установка для экспериментов потока включает газовые баллоны и насосы, контроллеры давления и предуцаторы, жидкостные смесители и аккумуляторы, микрофлюидные устройства, держатели из нержавеющей стали высокого давления, а также камеру высокого разрешения и систему освещения. Наконец, представлены репрезентативные образцы наблюдений, взятых в ходе экспериментов с потоками.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>1/4&#8221; bolts and nuts</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>For fabrication of the metallic plates to sandwich the glass chip between them for thermal bonding</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3.45 x 3.45 mm UV LED</td>
			<td>Kingbright</td>
			<td></td>
			<td>To emitt LED light</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3D measuring Laser microscope</td>
			<td>OLYMPUS</td>
			<td>LEXT OLS4000</td>
			<td>To measure channel depths</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>40 mm x 40 mm x 10 mm 12V DC Cooling Fan</td>
			<td>Uxcell</td>
			<td></td>
			<td>To cool the UV LED lights</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>120 mm x 38 mm 24V DC Cooling Fan</td>
			<td>Uxcell</td>
			<td></td>
			<td>To cool the UV LED lights</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5 ml (6 ml) NORM-JECT Syringe</td>
			<td>HENKE SASS WOLF</td>
			<td>Lot #16M14CB</td>
			<td>To rinse the chip before each experiment</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetone (Certified ACS)</td>
			<td>Fisher Chemical</td>
			<td>Lot #177121</td>
			<td>For cleaning</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acid/ corossion resistive tweezer</td>
			<td>TED PELLA</td>
			<td></td>
			<td>To handle the glass piece in corosive solutions</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acid/solvent resistance tweezers</td>
			<td>TED PELLA, INC</td>
			<td>#53009 and #53010</td>
			<td>To handle the glass in corrosive solutions</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alloy X</td>
			<td>AMERICAN SPECIAL METALS</td>
			<td>Heat Number: ZZ7571XG11</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ammonium hydroxide (ACS reagent)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>Lot #SHBG9007V</td>
			<td>To clean the chip at the end of process</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AutoCAD</td>
			<td>Autodesk, San Rafael, CA</td>
			<td></td>
			<td>To design 2D patterns and 3D chips</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BD Etchant for PSG-SiO2 systems</td>
			<td>TRANSENE</td>
			<td>Lot #028934</td>
			<td>An improved buffered etch formulation for delineation of phosphosilica glass &#8211; SiO2 (PSG), and borosilica glass &#8211; SiO2 (BSG) systems</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Blank Borofloat substrate</td>
			<td>TELIC</td>
			<td>CG-HF</td>
			<td>Upper substrate for UV etching</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Borofloat substrate with metalizations</td>
			<td>TELIC</td>
			<td>PG-HF-LRC-Az1500</td>
			<td>Lower substrate for UV etching</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Capture One photo editing software</td>
			<td>Phase One</td>
			<td></td>
			<td>To Capture/Edit/Convert the pictures taken by Phase One Camera</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Capture station</td>
			<td>DT Scientific</td>
			<td>DT Versa</td>
			<td>To place of the chip in the field of view of the camera</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Carbon dioxide gas (Grade E)</td>
			<td>PRAXAIR</td>
			<td>UN 1013, CAS Number 124-38-9</td>
			<td>non-aqeous portion of foam</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chromium etchant 1020</td>
			<td>TRANSENE</td>
			<td>Lot #025433</td>
			<td>High-purity ceric ammonium nitrate systems for precise, clean etching of chromium and chromium oxide films.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Circulating baths with digital temperature controller</td>
			<td>PolyScience</td>
			<td></td>
			<td>To control the brine and CO2 temperatures</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CO2</td>
			<td>Airgas</td>
			<td>100% pure - 001013 - CAS: 124-38-9</td>
			<td>For CO2/scCO2 injection</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Computer</td>
			<td></td>
			<td>NVIDIA Tesla K20 Graphic Card - 706 MHz Core - 5 GB GDDR5 SDRAM - PCI Express 2.0 x16</td>
			<td>To process and visualize the images obtained via the Phase One camera</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Custom made high pressure glass chip holder</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>To tightly hold the chip and its connections for high pressure testing</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cutrain (Custom)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>To protect against UV/IR Radiations</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Deionized water (DI)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>For cleaning</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Digital camera with monochromatic 60 MP sensor</td>
			<td>Phase One</td>
			<td>IQ260</td>
			<td>Visualization system</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol, Anhydrous, USP Specs</td>
			<td>DECON LABORATORIES, INC.</td>
			<td>Lot #A12291505J, CAS# 64-17-5</td>
			<td>For cleaning</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Facepiece reusable respirator</td>
			<td>3M</td>
			<td>6502QL, Gases, Vapors, Dust, Medium</td>
			<td>To protect against volatile solution inhalation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fused Silica (UV Grade) wafer</td>
			<td>SIEGERT WAFER</td>
			<td>UV grade</td>
			<td>Glass precursor for SLE printing</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GIMP</td>
			<td>Open-source image processing software</td>
			<td></td>
			<td>To characterize image texture and properties</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glovebox (vinyl anaerobic chamber)</td>
			<td>Coy</td>
			<td></td>
			<td>To provide a clean, dust-free environment</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heated ultrasonic cleaning bath</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td></td>
			<td>To accelerate the etching process</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hexamethyldisilazane (HMDS) Cleanroom&#174; MB</td>
			<td>KMG</td>
			<td>62115</td>
			<td>Primer for photoresist coating</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hose (PEEK tubing)</td>
			<td>IDEX HEALTH &#38; SCIENCE</td>
			<td>Natural 1/16&#34; OD x .010&#34; ID x 5ft, Part # 1531</td>
			<td>Flow connections</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydrochloric acid, certified ACS plus</td>
			<td>Fisher Chemical</td>
			<td>Lot # 187244</td>
			<td>Solvent in RCA semiconductor cleaning protocol</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydrogen Peroxide</td>
			<td>Fisher Chemical</td>
			<td>H325-500</td>
			<td>Solvent in RCA semiconductor cleaning protocol</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ImageJ</td>
			<td>NIH</td>
			<td></td>
			<td>To characterize image texture and properties</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ISCO syringe pump</td>
			<td>TELEDYNE ISCO</td>
			<td>D-SERIES (100DM, 500D)</td>
			<td>To pump the fluids</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Kaiser LED light box</td>
			<td>Kaiser</td>
			<td></td>
			<td>To illuminate the chip</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laser printing machine</td>
			<td>LightFab GmbH, Germany.</td>
			<td>FILL</td>
			<td>Glass-SLE chip fabrication</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laser safety glasses</td>
			<td>FreeMascot</td>
			<td>B07PPZHNX4</td>
			<td>To protect against UV/IR Radiations</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LED Engin 5W UV Lens</td>
			<td>LEDiL</td>
			<td></td>
			<td>To emitt LED light</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Light Fab 3D Printer (femtosecond laser)</td>
			<td>Light Fab</td>
			<td></td>
			<td>To selectively laser Etch of fused silica</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LightFab 3D printer</td>
			<td>LightFab GmbH, Germany</td>
			<td></td>
			<td>To SLE print the fused silica chips</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MATLAB</td>
			<td>MathWorks, Inc., Natick, MA</td>
			<td></td>
			<td>To characterize image texture and properties</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Metallic plates</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micro abrasive sand blasters (Problast 2)</td>
			<td>VANIMAN</td>
			<td>Problast 2 &#8211; 80007</td>
			<td>To craete holes in cover plates</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MICROPOSIT 351 developer</td>
			<td>Dow</td>
			<td>10016652</td>
			<td>Photoresist developer solution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Muffle furnace</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>Thermolyne Type 1500</td>
			<td>Thermal bonding</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N2 pure research grade</td>
			<td>Airgas</td>
			<td>Research Plus - NI RP300</td>
			<td>For drying the chips in each step</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NMP semiconductor grade - 0.1&#956;m Filtered</td>
			<td>Ultra Pure Solutions, Inc</td>
			<td>Lot #02191502T</td>
			<td>Organic solvent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Oven</td>
			<td>Gravity Convection Oven</td>
			<td>18EG</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phase One IQ260 with an achromatic sensor</td>
			<td>Phase One</td>
			<td>IQ260</td>
			<td>To visulize transport in microfluidic devices using an ISO 200 setting and an aperture at f/8.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Photomask</td>
			<td>Fine Line Imaging</td>
			<td>20,320 DPI FILM</td>
			<td>Pattern of channels</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Photoresist (SU-8)</td>
			<td>MICRO CHEM</td>
			<td>Product item: Y0201004000L1PE, Lot Number: 18110975</td>
			<td>Photoresist</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polarized light microscope</td>
			<td>OLYMPUS</td>
			<td>BX51</td>
			<td>Visual examination of micro channels</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ports (NanoPort Assembly)</td>
			<td>IDEX HEALTH &#38; SCIENCE</td>
			<td>NanoPort Assembly Headless, 10-32 Coned, for 1/16&#34; OD, Part # N-333</td>
			<td>Connections to the chip</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Python</td>
			<td>Python Software Foundation</td>
			<td></td>
			<td>To characterize image texture and properties</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Safety face shield</td>
			<td>Sellstrom</td>
			<td>S32251</td>
			<td>To protect against UV/IR Radiations</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sealing film (Parafilm)</td>
			<td>Bemis Company, Inc</td>
			<td></td>
			<td>Isolation of containers</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Shutter Control Software</td>
			<td>Schneider-Kreuznach</td>
			<td></td>
			<td>To adjust shutter settings</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Smooth ceramic plates</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stirring hot plate</td>
			<td>Corning&#174;</td>
			<td>PC-620D</td>
			<td>To heat the solutions</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sulfuric acid, ACS reagent 95.0-98.0%</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>Lot # SHBK0108</td>
			<td>Solvent in RCA semiconductor cleaning protocol</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe pump (Standard Infuse/Withdraw PHD ULTRA)</td>
			<td>Harvard Apparatus</td>
			<td>70-3006</td>
			<td>To saturate the chip before each experiment</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Torque wrench</td>
			<td>Snap-on</td>
			<td>TE25A-34190</td>
			<td>To tighten the screws</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>UV power meter</td>
			<td>Optical Associates, Incorporated</td>
			<td>Model 308</td>
			<td>To measure the intesity of UV light</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>UV power meter</td>
			<td>Optical Associates, Incorporated</td>
			<td>Model 308</td>
			<td>To quantify the strength of UV light</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>UV radiation stand (LED lights)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>To transfer the pattern to glass (photoresist layer)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vaccum pump</td>
			<td>WELCH VACCUM TECHNOLOGY, INC</td>
			<td>1380</td>
			<td>To dry the chip</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Variable DC power supplies</td>
			<td>Eventek</td>
			<td>KPS305D</td>
			<td>To power the UV LED lights</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

microfluidic fabrication techniques for high-pressure testing of microscale supercritical co2 foam transport in fractured unconventional reservoirs

Ограничения давления многих микрофлюидных платформ были значительной проблемой в микрофлюидных экспериментальных исследованиях раздробленных средств массовой информации. В результате эти платформы не были полностью использованы для прямого наблюдения за транспортом высокого давления при переломах. Эта работа вводит микрофлюидные платформы, которые позволяют осуществлять прямое наблюдение за многофазным потоком в устройствах с суррогатными проницаемыми средствами массовой информации и раздробленными системами. Такие платформы обеспечивают путь к решению важных и своевременных вопросов, таких, как вопросы,связанные с улавливание, использование и хранение CO 2. Эта работа содержит подробное описание методов изготовления и экспериментальной установки, которая может служить для анализа поведения сверхкритической CO2 (scCO2) пены, ее структуры и стабильности. Такие исследования дают важную информацию об усовершенствовали процессы иготовки нефти и роль гидравлических трещин в восстановлении ресурсов из нетрадиционных резервуаров. Эта работа представляет собой сравнительное исследование микрофлюидных устройств, разработанных с использованием двух различных методов: фотолитографии / мокрого травления / тепловой связи по сравнению с селективной лазерной индуцированной офорта. Оба метода приводят к тому, что приборы химически и физически устойчивы и терпимы к высоким давлениям и температурным условиям, которые соответствуют подповерхностным системам, представляющим интерес. Оба метода обеспечивают пути к высокоточным травлениям микроканалов и способных лабораторных устройств на чипе. Фотолитография/мокрый офорт, однако, позволяет изготовлять сложные сети каналов со сложной геометрией, что было бы сложной задачей для методов лазерного офорта. В этой работе кратко излагается пошаговая фотолитография, протокол о мокрого травления и стеклянной тепловой связи, а также представлены репрезентативные наблюдения за транспортировкой пены, имеющие отношение к добыче нефти из нетрадиционных плотных и сланцевых образований. Наконец, эта работа описывает использование монохроматический датчик высокого разрешения для наблюдения за поведением пены scCO2, где вся проницаемая среда наблюдается одновременно при сохранении разрешения, необходимого для решения функций размером до 10 мкм.

В этом разделе представлены примеры физических наблюдений из пены scCO2, протекаемой через основной перелом, связанный с массивом микротрека. Стеклянное микрофлюидное устройство, изготовленное с помощью фотолитографии или SLE, помещается внутри держателя и в поле зрения камеры с 60-?...

Watch this Scientific Journal Video about Microfluidic Fabrication Techniques for High-Pressure Testing of Microscale Supercritical CO2 Foam Transport in Fractured Unconventional Reservoirs at JoVE.co

Microfluidic Fabrication Techniques for High-Pressure Testing of Microscale Supercritical CO2 Foam Transport in Fractured Unconventional Reservoirs

В настоящем документе описывается протокол наряду с сравнительным исследованием двух методов микрофлюидного изготовления, а именно фотолитографии/мокрых травления/тепло-связей и селективного лазерного офорта (SLE), которые подходят для условий высокого давления. Эти методы позволяют платформам для прямого наблюдения за потоком жидкости в суррогатных проницаемых средствах массовой информации и раздробленных системах в условиях резервуара.

Методы микрофлюидного изготовления для тестирования высокого давления микромасштабного сверхкритического CO2 foam Transport в раздробленных нетрадиционных резервуарах

Pressure limitations of many microfluidic platforms have been a significant challenge in microfluidic experimental studies of fractured media. As a ...

Этот протокол представляет если недисциплинарные совместные усилия между Университетом Канзаса и Университетом Вайоминга. У нас была потребность в тестировании наших запатентованных полиэлектролитных сложных наночастиц с использованием микрофлюиды высокого давления. И она начала совместную работу между нашей исследовательской группой и исследовательской группой доктора Арьяны, чтобы воспользоваться его самыми большими возможностями.Мы хотели бы отметить NSF для финансирования части этого проекта, и поблагодарить третичной или программы восстановления для обеспечения своих объектов и поддержки, необходимой для этого проекта. Кроме того, эта работа была частично поддержана CMCUF и Центром исследований энергетических границ, финансируемым Министерством энергетики. Этот протокол и его применение для суррогатной сложных проницаемых средств массовой информации и их высокого давления условиях, является результатом сотрудничества между двумя исследовательскими группами один из Университета Вайоминга, а другой из Университета Канзаса.Этот протокол детали, процедура изготовления для надежной микрофлюидной платформы в отсутствие чистых помещений объектов. Эта платформа обеспечивает прямую визуализацию потока в сложных геометриях в условиях высокого давления. Описанный метод может быть использован для возрастных сложных сетей каналов в стеклянных субстратах, которые имитируют структуры из подземных средств массовой информации и выдерживают условия высокого давления, переживаемые при использовании и хранении CO2.Этот метод может быть использован для получения информации о перекрестках и транспортировке сложных жидкостей в непроницаемых средствах массовой информации в контексте CCUS. При выполнении этого протокола пациенты и крайняя осторожность необходимы, чтобы свести к минимуму риск физических травм и сбоев в процессе изготовления. Визуальная демонстрация этого метода обеспечивает эффективную коммуникацию шагов, которые имеют решающее значение в его успешном выполнении.Начните с заливки достаточного количества хромированного травления раствора в стакан и нагрева его примерно до 40 градусов по Цельсию. Затем поместите маску прямо на стороне борозиликатного субстрата, который покрыт хромом и фото сопротивляться. Перенесите геометрический узор в слой сопротивления фото, обнажив стопку подложки и маски до ультрафиолетового света.Снимите фотомойку и подложку со сцены УФ-излучения, затем удалите фотомысоку и погрузите подложку и решение разработчика примерно на 40 секунд. Каскад промыть субстрат, течет деионизированной воды на верхней части субстрата и на всех его поверхностях, по крайней мере три раза. После того, как субстрат высохнет, погрузите его в разогретый хромированный офорт в течение примерно 40 секунд, тем самым переведя рисунок с фото сопротивляться хромированному слою.Удалить субстрат из раствора, каскад промыть его деионизированной водой и дать ему высохнуть. С помощью кисти нанесите несколько слоев HMDS на неразкрытое лицо субстрата и дайте ему высохнуть. Нанесите один слой фото сопротивляться на верхней части грунтовкой, а затем поместить субстрат в духовку при температуре от 60 до 90 градусов по Цельсию в течение 30 до 40 минут.После этого оставьте подложку узора в вытравленном растворе на заранее определенное количество времени, основываясь на желаемых глубинах канала. Снимите субстрат с офорта, используя устойчивую к растворителям пару пинцетов и каскад прополощите его деионизированной водой. Выставить субстрат на раствор NMP, разогретый до 65 градусов по Цельсию в течение примерно 30 минут, чтобы удалить фото сопротивляться.Каскад промыть его ацетоном следуют этанола и деионизированной воды. Поместите чистый субстрат в хромированный охант и нагреваемый примерно до 40 градусов по Цельсию в течение примерно одной минуты. Затем характеризуйте глубину канала с помощью лазерного сканирования, конфокальцной микроскопии.Отметь положение входных и торговых отверстий на пустом подложку борозиликата, выровняв крышку пластины с выгравированным субстратом. Используйте микро абразивный пескоструйной и 50 микрометровый оксид алюминия микро пескоструйной средства для взрыва через отверстия в отмеченных местах. Каскад промыть как травленный субстрат и крышка пластины с деионизированной водой.Затем довести от одного до четырех перекиси водорода серной кислоты пираньи раствор до кипения и погрузить субстрат и крышку пластины в растворе в течение 10 минут. После полоскания подложки и крышки пластины, погрузить их в буфер etchant в течение 30 до 40 секунд и промыть их снова. Затем погрузите субстрат и накройте пластину в течение 10 минут в шесть-один к одному воде, перекись водорода, раствор соляной кислоты, который нагревается примерно до 75 градусов по Цельсию.Нажмите субстрат и накройте пластину плотно друг против друга во время погружения затем удалить их из раствора, каскад промыть их и погрузить их в деионизированной воде. Убедитесь, что субстрат и крышка пластины прочно прикреплены друг к другу, прижимать их друг к другу и тщательно удалить их из воды. Выровняйте подложку и тщательно накройте пластину, пока они погружены в воду DI, и повторите процедуру до тех пор, пока между ними не будут наблюдаться пузырьки воздуха.Поместите стек субстраты между двумя гладкими 1,5 два сантиметра толщиной стеклянные керамические пластины для склеивания. Поместите стеклянные керамические пластины между двумя металлическими пластинами из сплава x. Убедившись, что стеклянные и керамический металлический держатель по центру.Рука затяните орехи и поместите держатель в вакуумную камеру в течение 60 минут при примерно 100 градусах по Цельсию. Затем вынюхив держатель из камеры и аккуратно затяните гайки. Поместите держатель внутри печи и выполните программу отопления в соответствии с рукописными указаниями.Снимите термически склеенные микрофлюидные устройства из печи и промойте его водой. Затем ванна sonicate его в соляной кислоты в течение одного часа. Заполните баки углекислого газа и водяных насосов достаточным количеством жидкости для эксперимента и используйте шприц, чтобы заполнить накопитель рассола и потоковых линий с раствором сурфактанта.Поместите насыщенное микрофлюидное устройство в держатель, устойчивый к давлению, и соедините входные и торговые порты с соответствующими линиями с помощью труб внутреннего диаметра 0,01 дюйма. Увеличьте температуру циркулирующей ванны, которая контролирует температуру линий рассола и углекислого газа до нужной температуры. Увеличьте давление спины и давление рассола насоса одновременно в постепенных шагов при сохранении непрерывного потока из розетки регулятора давления спины.Увеличьте давление до 7,38 мега Паскаль и остановить насосы. Увеличьте давление линии двуокиси углерода до давления выше 7,38 мега Паскаль затем открыть клапан двуокиси углерода и позволить супер критический углекислый газ смешивается с высоким давлением сурфактант решение течь через рядный смеситель и генерировать пену. Подождите, пока поток полностью разработан внутри устройства и каналы насыщены, мониторинг розетки для начала пены поколения.Включите камеру, чтобы запечатлеть подробные изображения потока внутри каналов. Транспортировка и стабильность пены двуокиси углерода в микрофлюидное устройство УФ-литографии, в течение первых 20 минут генерации и изоляции показано здесь. Многофаза двигалась по микротрещинам, и пена образовалась в результате микротрещин.Пена была создана в селективном лазерном индуцированном микрофлюидном устройстве, начиная от состояния окружающей среды без потока до полностью развитой, супер критической пены двуокиси углерода при высоких и низких скоростях потока. Распределение и стабильность пены были изображены в условиях водохранилища в течение первых 20 минут генерации и изоляции. Распределение диаметров пузырьков определялось с помощью изображения J.Квантификация микроструктуры пены, выполненная с использованием необработанных изображений, изображений, обработанных после, и их бинаризованных эквивалентов.При попытке этого практического, важно тщательно изучить шаблон на хромированном слое под желтым светом, чтобы обеспечить правильность передачи желаемого узора. Вариации этих методов включают высокое давление впрыска масла, полимерных растворов и низкой солености рассолы развивать понимание физики потока сложных жидкостей через прямую визуализацию.

Research

JoVE Journal

Engineering

Microfluidic Fabrication Techniques for High-Pressure Testing of Microscale Supercritical CO2 Foam Transport in Fractured Unconventional Reservoirs

Fabrication of VB2/Air Cells for Electrochemical Testing

Fabrication of VB2/Air Cells for Electrochemical Testing

Изготовление VB<sub&gt; 2</sub&gt; / Воздушные ячейки для электрохимической Тестирование

A technique to investigate the properties and performance of new multi-electron metal/air battery systems is proposed and presented. A method for ...

Synthesis and Microdiffraction at Extreme Pressures and Temperatures

Синтез и микродифракции при экстремальных давлениях и температурах

High pressure compounds and polymorphs are investigated for a broad range of purposes such as determine structures and processes of deep planetary ...

Fabrication and Testing of Microfluidic Optomechanical Oscillators

Изготовление и испытание микрофлюидных оптико-механические осцилляторы

Cavity optomechanics experiments that parametrically couple the phonon modes and photon modes have been investigated in various optical systems including ...

Thermal Measurement Techniques in Analytical Microfluidic Devices

Тепловые методы измерения в аналитической микрофлюидных устройств

Thermal measurement techniques have been used for many applications such as thermal characterization of materials and chemical reaction detection. ...

Adsorption Device Based on a Langatate Crystal Microbalance for High Temperature High Pressure Gas Adsorption in Zeolite H-ZSM-5

Адсорбция устройство, основанное на лангатата Кристалл микровесов для высоких температур газа высокого давления адсорбции в цеолите H-ZSM-5

We present a high-temperature and high-pressure gas adsorption measurement device based on a high-frequency oscillating microbalance (5 MHz langatate ...

Solvent Bonding for Fabrication of PMMA and COP Microfluidic Devices

Растворитель Связующие для изготовления ПММА и КС микрожидком устройств

Thermoplastic microfluidic devices offer many advantages over those made from silicone elastomers, but bonding procedures must be developed for each ...

Subsurface Defect Localization by Structured Heating Using Laser Projected Photothermal Thermography

Локализация дефектов при структурном нагреве с использованием лазерной прогнозируемой фототермической термографии

The presented method is used to locate subsurface defects oriented perpendicularly to the surface. To achieve this, we create destructively interfering ...

Fabrication of Polymer Microspheres for Optical Resonator and Laser Applications

Изготовление полимерных микросфер для оптического резонатора и лазерных приложений

This paper describes three methods of preparing fluorescent microspheres comprising &#960;-conjugated or non-conjugated polymers: vapor diffusion, ...

Focused Ion Beam Fabrication of LiPON-based Solid-state Lithium-ion Nanobatteries for In Situ Testing

Focused Ion Beam Fabrication of LiPON-based Solid-state Lithium-ion Nanobatteries for In Situ Testing

Целенаправленные Ион луч изготовление Nanobatteries ЛИПОН основе твердотельных литий ионный на месте тестирования

Solid-state electrolytes are a promising replacement for current organic liquid electrolytes, enabling higher energy densities and improved safety of ...

In Situ High Pressure Hydrogen Tribological Testing of Common Polymer Materials Used in the Hydrogen Delivery Infrastructure

In Situ High Pressure Hydrogen Tribological Testing of Common Polymer Materials Used in the Hydrogen Delivery Infrastructure

На месте Высокого давления водорода трибологических испытаний общих полимерных материалов, используемых в инфраструктуре доставки водорода

High pressure hydrogen gas is known to adversely affect metallic components of compressors, valves, hoses, and actuators. However, relatively little is ...