一种混合湿润性砂岩微观模型的制备装置及制备方法

1.本发明涉及微观模型制备领域，尤其涉及一种混合湿润性砂岩微观模型的制备装置及制备方法。


背景技术：

2.砂岩是由石英、长石等碎屑成分占50％以上的沉积碎屑岩，并经风化、剥蚀、搬运在盆地中堆积形成的一种源区岩石。其中，砂岩储层中存在着发育至不同程度的孔隙结构，在砂岩储层处于采掘或压裂等工程扰动影响下时，具有高渗透压、高水力梯度的流体会在压差作用下在孔隙结构中发生气-水两相非饱和流动，而砂岩储层的湿润性又是决定气-水两相非饱和流动的重要因素。
3.具体地，砂岩储层之所以实际表现为混合湿润性，主要是由于砂岩储层一般由多种成分构成，不同的成分表现了不同的亲、疏水性，石英、长石、云母、黏土一般表现出亲水性，滑石、金属硫化物、黄铁矿、烃类有机物一般表现为疏水性，不同亲、疏水介质的含量、分布对于流体的黏滞、优势流动通道和残余饱和度等均有着重要的影响。此外，鉴于砂岩孔隙结构中气-水两相的非饱和流动对二氧化碳封存、油气开采以及地热能开发等都具有重要的理论研究价值。因此，气-水两相在混合湿润性砂岩储层中的流动行为已成为了大型深部地下工程稳定性分析中的迫切需要解决的关键性科学问题。
4.将砂岩储层的微观孔隙结构用聚合物制作成微观模型已成为研究岩石微纳结构的重要手段，现有技术也多利用微观模型对砂岩储层微观孔隙结构的几何形态进行表征。但是，对于微观模型的湿润性，尤其对于微观模型中多重组分导致的混合湿润性有所忽略，因此，该种微观模型不能很好地反应真实岩砂岩储层的信息。
5.此外，鉴于目前制作砂岩储层孔隙结构微观模型的聚合物材质一般表现为疏水性，为使微观模型具备一定的湿润性，现有技术多通过对整个微观模型的改性处理(例如利用紫外线整体照射微观模型等)来实现，虽然这种方式在一定程度上模拟了微观模型的湿润性。但是，对于砂岩储层中复杂的混合湿润特性并未能进行准确的表征。换言之，将微观模型作为一个整体进行湿润性的改变，会使得微观模型各处的湿润性均相等，无法使微观模型模拟出真实砂岩储层所具有的混合湿润的特性。
6.由此可见，现有技术有待于进一步地改进和提高。


技术实现要素：

7.本发明提供了一种混合湿润性砂岩微观模型的制备装置及制备方法，以解决上述技术问题中的至少一个技术问题。
8.本发明所采用的技术方案为：
9.第一方面，本发明提供一种混合湿润性砂岩微观模型的制备装置，所述制备装置包括：固定架和位于所述固定架上方的光源，所述固定架包括架体和由上而下依次间隔设置于所述架体的多个遮光板，以及位于多个所述遮光板下方的夹固板；所述夹固板用于固
定所述砂岩微观模型，多个所述遮光板分别预制有多个透光通道，且多个所述透光通道内部具有自上而下依次增大或减小的遮光区域，相邻两个所述遮光板的遮光区域位置相对应，以使所述光源发出的光线能够依次经过多个所述透光通道后照射于所述砂岩微观模型。
10.作为本发明的一种优选实施方式，所述制备装置还包括激光发射器，所述固定架还包括调节组件和分别设置于多个所述遮光板的多个接收器，多个所述遮光板分别开设有多个透光孔，多个所述接收器靠近多个所述透光孔设置；所述调节组件用于调整多个所述遮光板的位姿，以使所述激光发射器发出的信号能够依次穿经多个所述透光孔，并被多个所述接收器所接收。
11.作为本发明的一种优选实施方式，所述调节组件包括横向调节件和纵向调节件，所述横向调节件用于调整多个所述遮光板在水平方向上的位置，所述纵向调节件用于调整多个所述遮光板在所述架体上的高度。
12.作为本发明的一种优选实施方式，所述横向调节件和所述纵向调节件均为一个，以实现对于多个所述遮光板的同步调节；或者，所述横向调节件和所述纵向调节件均为多个，以实现对于多个所述遮光板的异步调节。
13.作为本发明的一种优选实施方式，所述制备装置还包括分别设置于多个所述遮光板的水平仪，且相邻两个所述遮光板之间的距离相等，以在所述水平仪检测到多个所述遮光板均处于水平状态时减少光线的漫反射。
14.第二方面，本发明还提供一种混合湿润性砂岩微观模型的制备方法，所述砂岩微观模型包括基体和与所述基体相配合的盖体，所述方法包括如下步骤：
15.将所述基体/所述盖体放置于夹固板上；
16.通过调节组件调整多个遮光板的位姿，以使多个接收器均能够接收到激光发射器所发出的信号；
17.打开光源，并使光源发出的光线依次穿过多个遮光板的多个透光通道照射于所述基体/所述盖体；
18.在达到预设的照射时间之后，将多个所述遮光板依次从架体中取出，得到具备混合湿润性的基体/盖体。
19.作为本发明的一种优选实施方式，在将所述基体/所述盖体放置于夹固板上之前，所述方法还包括基体/盖体制备阶段：
20.根据实验要求选取砂岩样本，并获取所述砂岩样本的孔隙度数据；
21.将所述砂岩样本的内部结构简化为均质结构，并根据获取到的孔隙度数据构建与所述砂岩样本孔隙度相同的基材；
22.对所述基材进行刻蚀，以形成具有相同微观结构的基体和盖体。
23.作为本发明的一种优选实施方式，在将所述基体/所述盖体放置于夹固板之前，所述方法还包括遮光板制备阶段：
24.获取所述砂岩样本的微观组分，并按照每种微观组分接触角的大小将其划分为多个湿润性等级；
25.根据多个所述湿润性等级中砂岩颗粒的分布位置制作与所述基体相对应的多个第一遮光板；
26.根据多个所述湿润性等级中砂岩颗粒分布位置的镜像图案制作与所述盖体相对应的多个第二遮光板。
27.作为本发明的一种优选实施方式，所述在达到预设的照射时间之后，将多个所述遮光板分别从架体中取出，得到具备混合湿润性的基体/盖体包括：
28.根据所述砂岩样本中每种微观组分接触角的大小与照射时间的变化曲线，调整光源的照射时间；
29.在达到预设的照射时间之后，将多个所述第一遮光板/多个所述第二遮光板自上而下依次从架体中取出，得到具备混合湿润性的基体/盖体。
30.作为本发明的一种优选实施方式，所述基体和/或所述盖体分别开设有介质入口和介质出口，在得到具备混合湿润性的基体/盖体之后，所述方法还包括：
31.将所述基体与所述盖体进行键合以形成具备混合湿润性的砂岩微观模型；
32.通过所述介质入口向所述砂岩微观模型中注入介质，并使得介质经由所述介质出口流出。
33.由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果至少包括：
34.1.本发明公开了一种混合湿润性砂岩微观模型的制备装置，将光源设置于固定架上方，可以使光源发出的光线照射到多个遮光板，并且通过遮光板上的透光通道照射夹固板上的砂岩微观模型。其中，固定架包括由上而下依次间隔设置的多个遮光板，且多个遮光板具有不同的遮光区域，这种设置方式一方面通过多个遮光板之间的灵活取放使得光源发出的光线最终照射于砂岩微观模型中的不同位置，从而实现对于砂岩微观模型内部孔隙结构的非均质化改性处理，使得砂岩微观模型具备混合湿润的特性，以对真实砂岩储层环境进行准确模拟，进而利于提升基于该混合湿润性砂岩微观模型的实验过程的精确性，减少实验误差；另一方面，多个遮光板之间间隔设置，便于用户分别对多个遮光板进行取放操作，有效减少取放时多个遮光板之间可能发生的摩擦碰撞，提高遮光板使用寿命；再一方面，多个遮光板之间存在的间隔能够便于用户对多个遮光板的位姿进行灵活调节，从而使得整体设备能够适应于更广泛的实验室场景和模拟更多类型的光照情形，提升设备的适用范围。
35.2.作为本技术的一种优选实施方式，通过设置的激光发射器和接收器来对遮光板的位姿进行检测，且接收器设置为多个，多个接收器分别设置于每一层遮光板上，以对各个遮光板的位姿分别进行检测，确保各遮光板均能够保持于某一特定位置，使得光源发出的光线能够照射于砂岩微观模型上，提升设备对于光线的利用率。此外，调节组件的设置能够用来调节各个遮光板的具体位姿(如高度、水平度等)，从而确保各个遮光板与夹固板之间能够维持于同一位置，进而利于光源对砂岩微观模型的均匀照射。具体地，激光发射器、接收器、调节组件和遮光板上开设的透光孔之间相互配合，当调节组件将各个遮光板调整到指定位置后，激光发射器发出的信号能够经过透光孔后被接收器所接收，以使得制备装置能够对砂岩微观模型进行非均质化改性处理。
36.3.作为本技术的一种优选实施方式，调节组件中横向调节件和纵向调节件的设置，使得用户可以根据实验需要对各个遮光板的高度和水平度等参数进行精确化、全方位的调节，从而使得通过该装置获取到的砂岩微观模型具有更加真实的混合湿润性，提升后续实验过程的准确性。并且，这种设置方式能够使得制备装置适应于不同的实验室环境，满
足用户对于砂岩微观模型的差异化需求，利于用户体验。
37.进一步地，本技术中横向调节件和纵向调节件的数量既可以是一个，也可以是多个，从而使得制备装置能够分别实现对于遮光板的同步调节或异步调节。其中，同步调节的方式便于用户同时对多个遮光板进行调整，提升位姿的调节效率；异步调节的方式则能够便于用户对不同位置的遮光板进行针对性、精细化调节，使得各个遮光板具有更广泛的调节范围和更精确的位置，利于提升光线的照射效率和光线的利用率，从而模拟出更接近于真实砂岩储层环境的砂岩微观模型。
38.4.作为本技术的一种优选实施方式，多个遮光板上均设置有水平仪，且相邻两个遮光板之间的距离相等。优选地，当光源竖直向下照射时，多个遮光板均处于水平状态可以尽可能减小紫外线的散射，水平仪的设置即用于检测多个遮光板是否处于水平状态，而将两个遮光板之间设置为相等距离，则可以使紫外线每经过一遮光板时产生的散射大体一致，使所得砂岩微观模型的混合湿润性更符合用户需求。
39.5.本发明还公开了一种混合湿润性砂岩微观模型的制备方法，其中将砂岩微观模型分为基体和与基体相配合的盖体，这种分体式的设置方式，便于光线对基体与盖体分别进行照射，从而更易改变砂岩微观模型整体的湿润性，使得最终制备成的砂岩微观模型具有更加理想化的混合湿润性。此外，将基体/盖体放置于夹固板上，可以使光源发出的光线在抽出任一遮光板后均能通过透光通道照射在基体/盖体上，从而能够使砂岩微观模型表现出符合预设的混合湿润的特性。再者，通过调节组件调整多个遮光板的位姿，用于使多个接收器均能够接收到激光发射器所发出的信号，保证各遮光板处于对齐状态，使得光源的光照路径能够依次穿过多个遮光板，确保光线能够稳定照射于基体/盖体上；最后，在达到预设的照射时间后，本技术通过将多个遮光板分别从架体中取出，由于各遮光板的遮光区域不同，分别抽出各遮光板后，光源则通过具有不同的遮光区域的透光通道照射砂岩微观模型，使得砂岩微观模型各部位具有不同的光照时间，进而使砂岩微观模型各部位显示出不同的湿润性，即砂岩微观模型表现出混合湿润的特性。
40.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
41.下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
42.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
43.图1为本发明实施例提供的一种混合湿润性砂岩微观模型的制备装置的结构示意图；
44.图2为本发明实施例提供的一种砂岩微观模型的结构示意图；
45.图3为本发明实施例提供的一种第一遮光板的结构示意图；
46.图4为本发明实施例提供的一种第二遮光板的结构示意图；
47.图5为本发明实施例提供的一种混合湿润性砂岩微观模型的制备方法的流程图；
48.图6为本发明实施例提供的一种基体/盖体制备阶段的流程图；
49.图7为本发明实施例提供的一种遮光板制备阶段的流程图；
50.图8为本发明实施例提供的另一种混合湿润性砂岩微观模型的制备方法的流程图；
51.图9为本发明实施例提供的一种砂岩微观模型的湿润性随紫外线照射时间变化的曲线示意图；
52.图10为本发明实施例提供的一种遮光板抽取顺序的示意图；
53.图11为本发明实施例提供的一种砂岩微观模型改性后水侵的结构示意图。
54.其中，1固定架、11架体、12遮光板、121透光通道、122遮光区域、13夹固板、2砂岩微观模型、3光源、4激光发射器、5调节组件、51横向调节件、52纵向调节件、6接收器、7水平仪。
具体实施方式
55.为了更清楚的阐释本技术的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。
56.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
57.另外，在本发明的描述中，需要理解的是，术语“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
58.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
59.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
60.如图1-图3所示，本发明提供一种混合湿润性砂岩微观模型的制备装置，所述装置包括：固定架1和位于固定架1上方的光源3，固定架1包括架体11和由上而下依次间隔设置于架体11的多个遮光板12，以及位于多个所述遮光板12下方的夹固板13。其中，夹固板13用于固定砂岩微观模型2，通过夹固板13对砂岩微观模型2进行固定时，例如可以将夹固板13设置为具有夹持构件(图中未示出)的结构，该夹持构件又例如可以是卡扣、滑块、弹片等；也可以将夹固板13设置为具有夹持槽(图中未示出)的结构，以通过夹持槽与砂岩微观模型2之间的配合对其进行夹持固定；还可以通过在夹固板13上设置粘接部的方式，实现砂岩微
观模型2与夹固板13之间的紧固连接，本技术对于夹固板13的具体结构以及砂岩微观模型的具体固定方式等均没有限定。此外，本技术中的多个遮光板12还可以分别预制有多个透光通道121，且多个透光通道121内部具有自上而下依次增大或减小的遮光区域122，相邻两个遮光板12的遮光区域122位置相对应，以使光源发出的光线能够依次经过多个透光通道121后照射于砂岩微观模型2。
61.首先，需要说明的是，由于砂岩微观模型2通常可以由聚合物制作而成。因此，光源3可以采用紫外线光源，紫外线能够改变聚合物的材质，从而改变砂岩微观模型2的湿润性，即紫外线可以使砂岩微观模型2改性。所述制备装置利用的是紫外线照射时间越长，聚合物材质砂岩微观模型2越亲水的特性，且该装置不仅可以用于粗砂岩和灰砂岩等具有近似均质孔隙结构的储层岩石，也可用于石灰岩、白云岩等具有非均质孔隙结构的储层岩石，本技术对于该制备装置的适用场景没有限定。
62.其次，需要说明的是，本技术提供的遮光板12的内部结构是对储层岩石中具有的微观均质空隙结构进行的模拟。为了便于科研人员进行相关研究，本技术中无论是遮光板结构，还是被改性的砂岩微观模型2均被构建为均质结构。例如，砂岩微观模型2的孔隙度可以被构建为与待研究的岩石样品的孔隙度相同，且被简化为均质模型；遮光板12的结构则可以在岩石样品中各组分的含量确定后，构建出具有不同湿润性等级的遮光板12，且各个遮光板12之间的内部纹路相同。关于砂岩微观模型2和遮光板12的具体制作工艺和方法，可以参见本实施例的下述内容，此处不再进行详细阐述。
63.此外，参照图3所示，在确定完遮光板12内部的具体结构后，为使各遮光板12能够分别过滤不同光通量的入射光线，还需要使得各遮光板12具有不同大小的遮光区域122(图3中黑色区域)。一种优选实施方式下，各遮光板12中遮光区域122的大小可以是由最上层遮光板至最下层遮光板依次减小，以使得各遮光板12中透光通道121的面积由上而下依次增大。当然，本领域技术人员可以理解的是，在另一种优选实施方式下，各遮光板12中遮光区域122的大小也可以是由最上层遮光板至最下层遮光板依次增大，以使得各遮光板12中透光通道121的面积由上而下依次减小。此外，甚至可以使得各遮光板12中透光通道121和遮光区域122的面积随机分布，本实施例对于各个遮光板12之间透光通道121和遮光区域122的具体设置方式没有限定。
64.还需要注意的是，本实施例中的砂岩微观模型2可以包括基体(图中未标记)和与基体相配合的盖体(图中未标记)，这种分体式的设置方式，便于光线对基体和盖体分别进行照射，从而更易改变砂岩微观模型2整体的湿润性。当基体和盖体分别完成紫外线照射之后，通过将基体与盖体键合为一个完整的砂岩微观模型2，使得最终制备成的砂岩微观模型2具有更加理想化的混合湿润性。
65.在对基体和盖体进行分别照射的过程中，由于盖体是盖合于基体上方的，基体的孔隙结构与盖体的孔隙结构配合形成有完整的砂岩微观模型2的孔隙结构。因此，基体的孔隙结构和盖体的孔隙结构实质上成镜像分布。相应地，参照图3和图4所示，本技术中遮光板12的类型根据作用对象的不同，也可以分为与基体相对应的多个第一遮光板(图中未标记)和与盖体相对应的多个第二遮光板(图中未标记)，且第一遮光板与第二遮光板内部的透光通道121和遮光区域122等同样呈镜像分布。
66.为便于说明，本实施例以砂岩微观模型2包括基体和盖体，第一遮光板和第二遮光
板的数量均设置为3个方式为例进行相关内容的叙述：
67.具体地，在一个实施例中，如图3所示，所述制备装置包括三个第一遮光板。其中，图3中的a1为设置于制备装置最上层的遮光板(第一层遮光板)，b1为设置于制备装置中间的遮光板(第二层遮光板)，c1为设置于制备装置最下方的遮光板(第三层遮光板)。可以发现，该实施例中各第一遮光板的遮光区域122由上至下依次减小，且相邻两个遮光板的遮光区域122位置相对应，即b1上的遮光区域122所对应的位置，在a1中也为遮光区域122，c1上遮光区域122所对应的位置，在a1和b1中也均为遮光区域122。
68.相对应地，如图4所示，所述制备装置还可以包括三个第二遮光板。其中，图4中的a2为设置于制备装置最上层的遮光板(第一层遮光板)，b2为设置于制备装置中间的遮光板(第二层遮光板)，c2为设置于制备装置最下方的遮光板(第三层遮光板)。可以发现，该实施例中各第二遮光板的遮光区域122也由上至下依次减小，且相邻两个遮光板的遮光区域122位置相对应，即b2上的遮光区域122所对应的位置，在a2中也为遮光区域122，c2上遮光区域122所对应的位置，在a2和b2中也均为遮光区域122。并且，通过对比图3和图4所示出的各遮光板12的具体结构，各第一遮光板的遮光区域与各第二遮光板的遮光区域呈镜像分布。
69.此外，应当理解的是，虽然上述实施例将遮光板的数量设置为三个，但是，本领域技术人员可根据实际需求自行选择具体的遮光板数量。再者，本实施例对于各遮光板12的具体形状也没有限定，例如可以将遮光板设置为圆形、方形或菱形等对称结构，也可以将其设置为不规则结构等。
70.在制备装置的具体操作过程中，为使砂岩微观模型2具有混合湿润的特性，可以将遮光板12按照由上至下或由下至上的顺序依次抽出，使得紫外线通过具有不同遮光区域122的遮光板12后照射砂岩微观模型2，使得砂岩微观模型2的不同位置受到不同时间的照射，并由此使得砂岩微观模型2各个位置显示出不同的湿润度，以制备出具有混合湿润性的砂岩微观模型2。
71.本发明公开的混合湿润性砂岩微观模型的制备装置，将光源3设置于固定架1上方，可以使光源3发出的光线照射到多个遮光板12，并且通过遮光板12上的透光通道121照射位于底部遮光板12上的砂岩微观模型2。其中，固定架1包括由上而下依次间隔设置的多个遮光板12，且多个遮光板12具有不同的遮光区域122，这种设置方式一方面通过多个遮光板12之间的灵活取放使得光源3发出的光线最终照射于砂岩微观模型2中的不同位置，从而实现对于砂岩微观模型2内部孔隙结构的非均质化改性处理，使得砂岩微观模型2具备混合湿润的特性，以对真实砂岩储层环境进行准确模拟，进而利于提升基于该混合湿润性砂岩微观模型2的实验过程的精确性，减少实验误差；另一方面，多个遮光板之间间隔设置，便于用户分别对多个遮光板进行取放操作，有效减少取放时多个遮光板12之间可能发生的摩擦碰撞，提高遮光板12使用寿命；再一方面，多个遮光板12之间存在的间隔能够便于用户对多个遮光板12的位姿进行灵活调节，从而使得整体设备能够适应于更广泛的实验室场景和模拟更多类型的光照情形，提升设备的适用范围。
72.在一个具体地示例中，继续参照图1所示，所述制备装置还可以包括激光发射器4，固定架1还可以包括调节组件5和分别设置于多个遮光板12的多个接收器6，多个遮光板12分别开设有多个透光孔(图中未标记)，多个接收器6靠近多个所述透光孔设置；调节组件5用于调整多个遮光板12的位姿，以使激光发射器4发出的信号能够依次穿经多个透光孔，并
被多个接收器6所接收。
73.具体地，由于遮光板12与砂岩微观模型2上均有相同的孔隙纹路，因此在照射时应充分保证各遮光板12上各纹路一一对应，透光孔、接收器6及激光发射器4的设置即用于校正各遮光板12之间的相对位置，激光穿过透光孔，若是信号接收器6均收到激光信号，则表明各遮光板12齐平且紫外线照射范围可覆盖各遮光板12，若是某一或某些信号接收器6未能接收到激光信号，则遮光板12位置未处于对齐状态，须通过调节组件5进行调节。需要说明的是，本技术对激光发射器4的数量不作限定、对各遮光板12上的接收器6、透光孔的数量也不作限定，但须使激光发射器4与接收器6、透光孔一一对应，使得在各遮光板12分别对应整齐的状态下，激光发射器4所发射的光线能够穿过各透光孔并被各接收器6所接收。此外，优选地，夹固板13也可以设置有接收器6，用于检测多个遮光板与夹固板13的位置关系，进而调节多个遮光板12与夹固板13之间的相对位置关系。
74.本技术通过设置的激光发射器4和接收器6来对遮光板12的位姿进行检测，且接收器6设置为多个，多个接收器6分别设置于每一层遮光板12上，以对各个遮光板12的位姿分别进行检测，确保各遮光板12均能够保持于某一特定位置，使得光源3发出的光线能够照射于砂岩微观模型上，提升设备对于光线的利用率。此外，调节组件5的设置能够用来调节各个遮光板12的具体位姿(如高度、水平度等)，从而确保各个遮光板12与夹固板13之间能够维持于同一位置，进而利于光源3对砂岩微观模型的均匀照射。具体地，激光发射器4、接收器6、调节组件5和遮光板12上开设的透光孔之间相互配合，当调节组件5将各个遮光板12调整到指定位置后，激光发射器4发出的信号能够经过透光孔后被接收器6所接收，以使得制备装置能够对砂岩微观模型进行非均质化改性处理。
75.进一步地，所述调节组件5可以包括横向调节件51和纵向调节件52，横向调节件51用于调整多个遮光板12与水平面之间的夹角，纵向调节件52用于调整多个遮光板12在架体11上的高度。本技术通过调节组件5中横向调节件51和纵向调节件52的设置，使得用户可以根据实验需要对各个遮光板12的高度和水平度等参数进行精确化、全方位的调节，从而使得通过该装置获取到的砂岩微观模型2具有更加真实的混合湿润性，提升后续实验过程的准确性。并且，这种设置方式能够使得制备装置适应于不同的实验室环境，满足用户对于砂岩微观模型2的差异化需求，利于用户体验。
76.并且，本技术还可以将横向调节件51和纵向调节件52均设置为一个，以实现对于多个所述遮光板12的同步调节。其中，同步调节的方式便于用户同时对多个遮光板12进行调整，提升位姿的调节效率。
77.或者，所述横向调节件51和所述纵向调节件52均设置为多个，以实现对于多个所述遮光板12的异步调节，异步调节的方式则能够便于用户对不同位置的遮光板12进行针对性、精细化调节，使得各个遮光板12具有更广泛的调节范围和更精确的位置，利于提升光线的照射效率和光线的利用率，从而模拟出更接近于真实砂岩储层环境的砂岩微观模型2。
78.作为本技术的一种优选实施方式，所述制备装置还可以包括分别设置于多个遮光板12的水平仪7，且相邻两个所述遮光板12之间的距离相等，以在所述水平仪7检测到多个所述遮光板12均处于水平状态时减少光线的漫反射。
79.可选地，当光源3竖直向下照射时，多个遮光板12均处于水平状态可以尽可能减小紫外线的散射，水平仪7的设置即用于检测多个遮光板12是否处于水平状态，而将两个遮光
板12之间设置为相等距离，则可以使紫外线每经过一遮光板12时产生的散射大体一致，使所得砂岩微观模型2的混合湿润性更符合用户需求。其中，所述水平仪7的数量可以为每个遮光板12设置有一个或多个，例如当遮光板12为方形时，可以将多个水平仪7安装在遮光板12对角处，即每个遮光板12安装两个水平仪7。
80.参照图5所示，本发明还公开了一种混合湿润性砂岩微观模型的制备方法，并且，该方法能够应用于上述内容所公开的制备装置中。具体地，所述方法可以包括如下步骤：
81.s11、将基体/盖体放置于夹固板上。
82.需要说明的是，在将基体/盖体放置于夹固板13上时，本技术虽没有限定基体/盖体的具体放置位置，即无论是放在夹固板13的中间，还是放在夹固板13的两侧，均应当使得基体/盖体能够接收到分别依次穿过其上层各个遮光板12的光线。
83.s12、通过调节组件调整多个遮光板的位姿，以使多个接收器均能够接收到激光发射器4所发出的信号。
84.具体地，由于遮光板12与砂岩微观模型2上均有相同的孔隙纹路，因此在照射时应充分保证各遮光板12上各纹路一一对应，若是信号接收器均收到激光信号，则表明各遮光板12齐平且紫外线照射范围可覆盖各遮光板12，若是某一或某些信号接收器未能接收到激光信号，则遮光板12位置未处于对齐状态，须通过调节组件5进行调节，直至接收器均能接收到激光发射器4所发出的信号。
85.s13、打开光源，并使光源发出的光线依次穿过多个遮光板的多个透光通道照射于基体/盖体。
86.此步骤s13用于保证光源3发出的光线能够通过透光通道121照射基体/盖体，由于遮光板12具有不同遮光区域，且多个遮光区域122大小不一且位置相对应，因此基体/盖体总是受到与具有最大遮光区域122的透光通道121形状相同的光线的照射。
87.s14、在达到预设的照射时间之后，将多个遮光板分别从架体中取出，得到具备混合湿润性的基体/盖体。
88.具体地，根据上述内容可知为达到具备混合湿润性的基体/盖体，光源3的每次照射都经过具有不同遮光区域122的遮光板12，并照射在基体/盖体的不同位置上。因此，需要在每次照射之后依次抽出遮光板12，再进行下一次照射，在使得砂岩微观模型2受到不同光照时间和光照位置之后，使其达到与预设相符的混合湿润性。
89.进一步地，如图6所示，本技术所提供的制备方法在将基体/盖体放置于夹固板13上之前，还可以包括基体/盖体制备阶段：
90.s21、根据实验要求选取砂岩样本，并获取砂岩样本的孔隙度数据。
91.其中，本实施例除了可以采用压泵实验的方式获取砂岩样本的孔隙度，此外，还可以使用破坏性检测的方法例如密度法、吸附法金相实验法以及无损检测方法包括声发射检测技术、工业检测技术、微波检测技术和超声检测技术等对砂岩样本的孔隙度数据进行采集。
92.s22、将砂岩样本的内部结构简化为均质结构，并根据获取到的孔隙度数据构建与砂岩样本孔隙度相同的基材。
93.将砂岩样本内部结构简化为均质结构的目的在于方便科研人员对砂岩样本进行实验室研究，降低实验难度。此外，在简化为均质结构之后，本发明可以通过选用pdms(聚二
甲基硅氧烷，polydimethylsiloxane)等材料制作加工与砂岩样本的孔隙度相同的基材。
94.s23、对基材进行刻蚀，以形成具有相同微观结构的基体和盖体。
95.在对基材进行刻蚀时，本实施例可以采用微流控芯片的制备方法分别制作刻蚀有微观结构的基体和盖体，此方式具有成本低、生产效率高等优点。关于微流控芯片的相关制备技术作为一种成熟的技术，已然被本领域技术人员所熟知，本技术对此将不再进行赘述。
96.此外，如图7所示，本技术所提供的制备方法在将基体/盖体放置于夹固板上之前，还可以包括遮光板制备阶段：
97.s31、获取砂岩样本的微观组分，并按照每种微观组分接触角的大小将其划分为多个湿润性等级。
98.s32、根据多个所述湿润性等级中砂岩颗粒的分布位置制作与基体相对应的多个第一遮光板。
99.s33、根据多个湿润性等级中砂岩颗粒分布位置的镜像图案制作与盖体相对应的多个第二遮光板。
100.需要注意的是，上述步骤s31中，例如可以通过x射线衍射技术获取砂岩样本中的微观组分及其含量，以得到如下表1所示的数据。并且，可以按照如下表2所示的接触角与相应组分的对应关系，来进一步将砂岩样本中的各微观组分划分为多种湿润性等级并求得每种等级下的含量。本实施例为便于说明，仅以表1和表2中所示的数据进行相关阐述。此时，根据表中数据显示，本技术可以将砂岩样本中微观组分按照四个湿润性等级进行分类。并且，本技术例如可以采用matlab软件编写随机分布函数，将四种湿润性等级颗粒进行随机分布。
101.另外，还应当理解的是，本实施例中第二遮光板的图案与第一遮光板镜像设置，实际操作中，可以使第二遮光板的图案与第一遮光板的图案在每种湿润等级下的含量相同的基础上，设置为任意图案。
102.表1砂岩样本微观组分表
[0103][0104]
表2砂岩样本湿润性等级分类表
[0105]
接触角范围含量60～80
°
68.1％80～100
°
16.9％100～120
°
9.2％120～130
°
5.8％
[0106]
还需要注意的是，虽然本技术中的遮光板制备阶段和基体/盖体制备阶段均设置于上述步骤s11之前，但是关于遮光板制备阶段和基体/盖体制备阶段两者之间的具体实施顺序，本技术没有限定。换句话说，在步骤s11之前，遮光板制备阶段既可以在基体/盖体制备阶段之前，也可以在基体/盖体制备阶段之后。
[0107]
作为本发明的一种优选实施方式，参照图8和图9所示，上述步骤s14还可以包括下述步骤：
[0108]
s141、根据砂岩样本中每种微观组分接触角的大小与照射时间的变化曲线，调整光源的照射时间。
[0109]
其中，图9为本技术提供的一种砂岩微观模型接触角与紫外线照射时间的关系曲线图。由于接触角大小的不同会导致砂岩微观模型2湿润性的变化，因此本技术通过调整砂岩微观模型2接触角的大小来改变其亲疏水性。而接触角的变化又可以通过紫外线照射的方式来实现，因此本技术最核心的原理就在于通过紫外线照射时间和照射位置的变化，来使得砂岩微观模型2具备不同的混合湿润性。例如，当砂岩微观模型2受到紫外线的照射时间为1h时，砂岩微观模型2由疏水性向中性转变；当砂岩微观模型2受到紫外线的照射时间为2.5h后，砂岩微观模型2由中性向亲水性转变。
[0110]
s142、在达到预设的照射时间之后，将多个第一遮光板/多个第二遮光板自上而下依次从架体中取出，得到具备混合湿润性的基体/盖体。
[0111]
在本步骤中，参照图10所示，为使基体/盖体具有混合湿润的特性，可以将遮光板12按照由上至下依次抽出，使得紫外线通过具有不同遮光区域122的遮光板12后照射基体/盖体，使得基体/盖体不同位置受到不同时间的照射，并由此基体/盖体各个位置显示不同湿润度，以制备出具有混合湿润性的砂岩微观模型2。当然，除了上述右上到下依次抽取遮光板12的方式之外，还可以按照由下到上的方式依次抽取遮光板12，或者随机抽取的方式，本技术对于遮光板12的抽取方式没有限定。
[0112]
在另一个具体地示例中，继续参照图5所示，所述基体和/或所述盖体分别开设有介质入口(图中未示出)和介质出口(图中未示出)，在步骤s14之后，所述方法还可以包括下述步骤：
[0113]
s15、将基体与盖体进行键合以形成具备混合湿润性的砂岩微观模型。
[0114]
s16、通过介质入口向砂岩微观模型中注入介质，并使得介质经由介质出口流出。
[0115]
在步骤s16中，砂岩微观模型2中注入的介质可以是水、气、油等，通过上述介质使得科研人员能够通过对砂岩微观模型2的观测和实验模拟更加接近于真实的砂岩储层环境中的各项地质活动。具体地，例如当向砂岩微观模型2中注水时，并经过紫外线照射处理后，砂岩微观模型2内部水侵后的束缚水相图如图11所示。
[0116]
本技术中未述及的地方采用或借鉴已有技术即可实现。
[0117]
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
[0118]
以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。