用聚己内酯模具制造透明3D聚二甲基硅氧烷装置的方法与流程

背景技术：

1、在石油和天然气工业中，可以钻井通过土质地层以到达烃储层(例如，石油和天然气储层)，该烃储层通常可以由在其孔隙中含有烃资源的多孔且可渗透的岩石构成。在生产过程中，来自储层的烃可以流过多孔岩石以通过井采出。在井的规划、钻眼和生产阶段期间付出了巨大的努力，以确保烃回收的最大化和成本的最小化。例如，井模型大量用于生产优化，并且可以包括对通过其进行钻井的地层和储层的模拟。有许多不同类型的用于对地层进行建模的工具，包括例如地层的计算机模拟和物理岩石样本，其可以在实验室中或在钻井时在井下进行测试。

2、建模还可以包括关注多孔储层沉积岩的微观空间内的烃流体如何在生产期间流动至井眼以进行提取。这样的微观空间的准确量化对于了解岩石储存量和在生产操作期间流体流动的能力是非常必要的。这些空间由微观且相互连接的孔隙组成，这些孔隙在沉积期间形成并且随后通过成岩作用而改变。基于几何形状和/或毛细管压力的方法通常用于测量多孔储层沉积岩中的孔隙尺寸分布。

3、对穿过岩层的流体流动进行建模可以用于提供改进的生产程序以及来自井的流体行为预测，这可以用于优化井的总体生产。

技术实现思路

1、提供此概述以介绍下面在详细描述中进一步描述的构思的选择。此概述并不意图确定所要求保护的主题的关键或必要特征，也不意图用作限制所要求保护的主题的范围的辅助。

2、在一个方面，本公开内容的实施方案涉及形成多孔结构的模型的方法，所述方法包括使用聚己内酯模具材料来三维打印所述多孔结构的模具、用聚合物混合物填充所述模具，以及在高于所述模具材料的熔融温度的温度下加热填充后的模具以使所述聚合物混合物熟化(cure，也称为固化)，其中熟化后的聚合物混合物形成所述多孔结构的模型。

3、在另一个方面，本公开内容的实施方案涉及方法，所述方法包括：使用聚己内酯模具材料来三维打印多孔结构的模具，用聚二甲基硅氧烷和熟化剂的聚合物混合物填充所述模具，所述聚二甲基硅氧烷与熟化剂的比率在14:1至7:1的范围内；将填充后的模具在第一温度下加热至少4小时以使所述聚合物混合物固化，其中所述第一温度低于所述模具材料的熔融温度，在高于所述模具材料的熔融温度的第二温度下加热填充后的模具以使所述模具熔化；以及从固化后的聚合物混合物中去除熔化后的模具材料以提供所述多孔结构的模型。

4、在又一个方面，本公开内容的实施方案涉及模具组件，其包括多孔结构的聚己内酯模具，其中所述多孔结构的模具由通过多个杆连接在一起的多个球(bulb，或称为泡)形成，以及具有聚二甲基硅氧烷的单体和熟化剂的聚合物混合物，所述聚二甲基硅氧烷与熟化剂的比率为约10:1，其中所述多孔结构的模具浸没在所述聚合物混合物中。

5、所要求保护的主题的其他方面和优点根据以下描述和所附权利要求将变得显而易见。

技术特征：

1.一种方法，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述聚合物混合物包含聚二甲基硅氧烷的单体和熟化剂。

3.根据权利要求2所述的方法，其中聚二甲基硅氧烷与熟化剂的比率在15:1至6:1的范围内。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，还包括使用计算机建模程序来设计所述多孔结构的阴模，其中打印所述阴模的设计以形成所述模具。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中用所述聚合物混合物填充所述模具包括：

6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中用所述聚合物混合物填充所述模具包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其中施加所述真空压力直到所述聚合物混合物填充所述模具的至少90％。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中加热填充后的所述模具包括：

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述第一温度在35℃至45℃之间的范围内并保持大于4小时的持续时间，并且所述第二温度高于75℃。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，还包括去除熟化后的所述聚合物混合物的过量部分以形成所述多孔结构的所述模型。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，还包括使流体流过所述多孔结构的所述模型，其中所述流体包括烃流体、二氧化碳和水中的至少一种。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中所述模具包括通过多个杆互连的多个球，并且其中在将填充后的所述模具加热到高于所述熔融温度之后，所述球熔掉以在所述多孔结构的所述模型中留下孔隙，并且杆熔掉以在所述多孔结构的所述模型中留下孔喉。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述球具有小于1mm的直径，并且其中所述杆具有小于所述球直径的直径。

14.一种方法，包括：

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述第一温度在35℃至45℃之间的范围内，并且所述第二温度高于75℃。

16.根据权利要求14或15所述的方法，其中所述多孔结构的所述模具包括多个互连的直径小于1mm的球。

17.根据权利要求14至16中任一项所述的方法，其中所述多孔结构的所述模型具有小于40体积％的有效孔隙率。

18.一种模具组件，包括：

19.根据权利要求18所述的模具组件，其中所述球具有小于1mm的直径，并且其中所述杆具有小于所述球直径的直径。

20.根据权利要求18或19所述的模具组件，其中互连的所述多个球和杆形成小于所述模具的40体积％。

技术总结
一种形成多孔结构的模型(230)的方法包括使用聚己内酯模具材料来三维打印所述多孔结构的模具(200)，用聚合物混合物(220)填充所述模具，以及在高于所述模具材料的熔融温度的温度下加热填充后的模具以使所述聚合物混合物熟化，其中熟化后的聚合物混合物(224)形成所述多孔结构的模型(230)。

技术研发人员：亚拉·阿尔扎希德,阿卜杜勒卡里姆·艾尔索菲
受保护的技术使用者：沙特阿拉伯石油公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/5