3D打印储集岩复制品

一、概述

哈利法大学（Khalifa University）的张铁军团队开发了一种3D打印储集岩复制品的新方法，这些3D打印储集岩复制品有着复杂的多孔结构并模拟碳酸盐岩的自然结构。3D打印储集岩复制品是透明的，这样就允许研究人员精确的成像流体如何流经岩石的超微细孔径，这些信息有助于制定有效的策略，如碳氢化合物和地热能的提取、碳封存，甚至在行星勘测期间在行星地面提取冰和水。

该团队制备的3D打印储集岩复制品可以作为一种“岩石上的芯片”，用作分析各种流体如何流经孔隙，这样就可以更环保和更具成本效益的从油田中提取更多碳氢化合物。他们的技术便于定制测试、观察和分析流体，还能够使各个领域的研究人员更容易运用微流控技术并加速生物、软机器人、航空航天和其它新兴领域的创新。

二、步骤

透明“岩石”制造方法包括三个主要步骤：（1）使用无颗粒树脂（HDDA）的3D微模型打印；（2）微模型内腔涂覆方解石纳米颗粒（CalNPs）种晶；（3）微模型内方解石纳米/微蒙脱石晶体的原位生长。在微模型打印中，使用无颗粒树脂可以避免光聚合中光的散射，从而可以创建轮廓分明的特征细节。第二步涂覆纳米颗粒的种晶层（例如方解石纳米颗粒或其它合适的纳米颗粒）可以加速随后的矿物纳米/微晶的均匀生长。

具有矿物涂层的3D打印岩石多孔结构

三、如何使用3D打印机

3D打印机用于构建3D多孔岩石框架，模拟天然储层岩石内的孔喉结构。逐层打印过程是基于真实岩石的micro-CT图像的层层叠加。

摩方精密（BMF）的3D打印机可以创建分辨率高达2μm的特征尺寸，可与大多数含油储集岩孔径相媲美。