一种气驱气窜微流控实验系统及方法与流程

技术特征：
1.一种气驱气窜微流控实验系统，其特征在于，包括观测模型(1)、摄像机(4)、压力传感器(3)和气源；观测模型(1)入口连接压力传感器(3)和气源，摄像机(4)设置在观测模型(1)的侧面，摄像机(4)镜头朝向观测模型(1)内部；观测模型(1)内设置有两片键合连接的pdms芯片(8)，其中一片pdms芯片(8)上设置有多孔介质结构。2.根据权利要求1所述的气驱气窜微流控实验系统，其特征在于，多孔介质结构的孔隙宽度为50～110μm。3.根据权利要求1所述的气驱气窜微流控实验系统，其特征在于，多孔介质的左右两侧设置有等腰三角形的进出口，等腰三角形的两个锐角为(30)
°
。4.根据权利要求1所述的气驱气窜微流控实验系统，其特征在于，观测模型(1)入口和气源之间设置有注射泵(2)。5.根据权利要求1所述的气驱气窜微流控实验系统，其特征在于，气源采用天然气。6.根据权利要求1所述的气驱气窜微流控实验系统，其特征在于，摄像机(4)采用高速摄像机。7.根据权利要求1所述的气驱气窜微流控实验系统，其特征在于，摄像机(4)设置在观测模型(1)的一侧，观测模型(1)的另一侧设置有光源(5)，光源(5)朝向观测模型(1)内部。8.一种基于权利要求1-7任意一项所述系统的气驱气窜微流控实验方法，其特征在于，包括以下过程：将实验所用的石油注入设置有多孔介质结构的pdms芯片(8)，直到该pdms芯片(8)内的多孔介质区域被石油填满；然后将气源的气体通入观测模型(1)中，开始进行气驱采油实验，实验过程中，采用摄像机(4)对设置有多孔介质结构的pdms芯片(8)上气驱油的全过程进行动态监测，采用压力传感器(3)对观测模型(1)入口压力进行监测，当达到设定条件时，结束实验。9.根据权利要求8所述的气驱气窜微流控实验方法，其特征在于，观测模型(1)中气体通入速率与多孔介质结构的毛细数关系为：其中，ca是毛细数，μ
nw
是驱替相的动力粘度，u是驱替相的表观速度，σ是两相之间的表面张力系数。10.根据权利要求8所述的气驱气窜微流控实验方法，其特征在于，摄像机(4)的拍摄帧率为30帧每秒到2000帧每秒。

技术总结
本发明公开了一种气驱气窜微流控实验系统及方法，包括观测模型、摄像机、压力传感器和气源；观测模型入口连接压力传感器和气源，摄像机设置在观测模型的侧面，摄像机镜头朝向观测模型内部；观测模型内设置有两片键合连接的PDMS芯片，其中一片PDMS芯片上设置有多孔介质结构。制作方便且成本较低，可以直观、方便地使用高速摄像机直接观测驱替过程中PDMS芯片内部气体的驱替图案变化、入口压力变化等。入口压力变化等。入口压力变化等。


技术研发人员：刘笑春 杨海恩 吕伟 肖雄 赵海峰 马丽萍 吴耀宗 王石头 毕卫宇 毛振兴
受保护的技术使用者：中国石油天然气股份有限公司
技术研发日：2021.08.13
技术公布日：2023/2/17