[发明专利]一种泡沫驱油微纳化工芯片装置及方法

权利要求书

1.一种泡沫驱油微纳化工芯片装置，其特征在于，包括流体注射装置、泡沫驱油微纳化工芯片及其夹持装置、显微观测装置；

所述流体注射装置用于注入泡沫液、二氧化碳气相样品、驱油实验油相样品，精确调控注入流体的流量或气相样品的注入压力；

所述夹持装置用于夹持装载泡沫驱油微纳化工芯片；

所述显微观测装置用于观测记录泡沫的制造过程和泡沫驱油过程。

2.根据权利要求1所述的一种泡沫驱油微纳化工芯片装置，其特征在于，所述泡沫驱油微纳化工芯片包括通过阳极键合制得的单晶硅基底和石英玻璃盖片，单晶硅基底刻蚀有微米通道和外接流体的通孔，微米通道上集成有依次连通的流体流通区域，包括气液段塞制造部、发泡部、稳定泡沫部、排空通道及多孔介质区域；

所述气液段塞制造部包括第一泡沫液流道、气相样品流道、第二泡沫液流道；所述流体注射装置将泡沫液分别注入第一泡沫液流道、第二泡沫液流道，所述流体注射装置将气相样品注入气相样品流道；

所述发泡部利用液膜分离发泡机制进行发泡；

所述稳定泡沫部为长距离的单通道；

所述排空通道用于排空微通道内的流体和注入前期不稳定的泡沫；

所述多孔介质区域连通所述稳定泡沫部，为泡沫驱油实验观测区域，用于探究泡沫尺寸与流道孔喉比的相互作用对于泡沫调驱效果的影响。

3.根据权利要求2所述的一种泡沫驱油微纳化工芯片装置，其特征在于，所述多孔介质区域包括相互连通的孔喉比3：1多孔介质部、孔喉比2：1多孔介质部、孔喉比1：1多孔介质部；

进一步优选的，在第一泡沫液流道、第二泡沫液流道下游的转角处设置有扩口；

进一步优选的，在气相样品流道下游设置有缩口。

4.根据权利要求2所述的一种泡沫驱油微纳化工芯片装置，其特征在于，流体注射装置包括第二流体注射泵、第二高压柱塞泵、第三流体注射泵；

第二流体注射泵连通第一泡沫液注入口，通过第二流体注射泵将泡沫液泵入第一泡沫液流道；第三流体注射泵连通第二泡沫液注入口，通过第三流体注射泵将泡沫液泵入第二泡沫液流道；第二高压柱塞泵连通气相样品注入口，通过第二高压柱塞泵将二氧化碳气相样品泵入气相样品流道。

5.根据权利要求4所述的一种泡沫驱油微纳化工芯片装置，其特征在于，泡沫驱油微纳化工芯片装置还包括第一流体注射泵、油相样品注入与排出口、第一高压柱塞泵及排空口；

所述排空通道的一端连通所述稳定泡沫部，所述排空通道的另一端的端口为排空口；

所述多孔介质区域的一端连通所述稳定泡沫部，所述多孔介质区域的另一端的端口为油相样品注入与排出口；

所述第一流体注射泵连接所述油相样品注入与排出口；所述第一高压柱塞泵连接所述排空口。

6.根据权利要求5所述的一种泡沫驱油微纳化工芯片装置，其特征在于，显微观测装置包括显微镜、CCD相机、LED光源、计算机工作站，用于观测记录泡沫的制造过程和泡沫驱油过程；

所述显微镜悬置在所述泡沫驱油微纳化工芯片的正上方，观测所述泡沫驱油微纳化工芯片中微米通道内流体流动，所述LED光源耦合在所述显微镜中，为所述显微镜提供照射光源；并通过所述CCD相机实时获取图像，将图像实时传输至所述计算机工作站。