一、概述

哈利法大學(xué)（Khalifa University）的張鐵軍團隊開發(fā)了一種3D打印儲集巖復(fù)制品的新方法，這些3D打印儲集巖復(fù)制品有著復(fù)雜的多孔結(jié)構(gòu)并模擬碳酸鹽巖的自然結(jié)構(gòu)。3D打印儲集巖復(fù)制品是透明的，這樣就允許研究人員精確的成像流體如何流經(jīng)巖石的超微細(xì)孔徑，這些信息有助于制定有效的策略，如碳?xì)浠衔锖偷責(zé)崮艿奶崛?、碳封存，甚至在行星勘測期間在行星地面提取冰和水。

該團隊制備的3D打印儲集巖復(fù)制品可以作為一種“巖石上的芯片”，用作分析各種流體如何流經(jīng)孔隙，這樣就可以更環(huán)保和更具成本效益的從油田中提取更多碳?xì)浠衔?。他們的技術(shù)便于定制測試、觀察和分析流體，還能夠使各個領(lǐng)域的研究人員更容易運用微流控技術(shù)并加速生物、軟機器人、航空航天和其它新興領(lǐng)域的創(chuàng)新。

二、步驟

透明“巖石”制造方法包括三個主要步驟：（1）使用無顆粒樹脂（HDDA）的3D微模型打??；（2）微模型內(nèi)腔涂覆方解石納米顆粒（CalNPs）種晶；（3）微模型內(nèi)方解石納米/微蒙脫石晶體的原位生長。在微模型打印中，使用無顆粒樹脂可以避免光聚合中光的散射，從而可以創(chuàng)建輪廓分明的特征細(xì)節(jié)。第二步涂覆納米顆粒的種晶層（例如方解石納米顆粒或其它合適的納米顆粒）可以加速隨后的礦物納米/微晶的均勻生長。

具有礦物涂層的3D打印巖石多孔結(jié)構(gòu)

三、如何使用3D打印機

3D打印機用于構(gòu)建3D多孔巖石框架，模擬天然儲層巖石內(nèi)的孔喉結(jié)構(gòu)。逐層打印過程是基于真實巖石的micro-CT圖像的層層疊加。

摩方精密（BMF）的3D打印機可以創(chuàng)建分辨率高達2μm的特征尺寸，可與大多數(shù)含油儲集巖孔徑相媲美。