工程科学学报.第43卷.第11期：1552-1559.2021年11月 Chinese Journal of Engineering,Vol.43,No.11:1552-1559,November 2021 https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2020.06.10.001;http://cje.ustb.edu.cn 基于面投影微立体光刻技术的三维模拟储层岩心模型 制造 孟思炜，孙大兴2，俞佳庆”，莫翌，邵广斌2)，薛伟杰)，周德开2)，郑立臣)区 1)中国石油脚探开发研究院，北京1000832)哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点研究室，哈尔滨150000 ☒通信作者，E-mail:小henglichen@petrochina.com.cn 摘要首先搭建具有高精度面投影微立体光刻设备，通过理论分析和实验相结合的方法获得最优打印工艺参数.然后提出 一种可用于模拟地层岩心的微球堆叠岩心模型.并通过分析岩心模型成型机理，选取具有更高成型精度的堆积方式对岩心模 型进行设计.该模拟岩心制造方法具有对特殊岩心结构制造的高适应性，为实验室显微镜下研究多种EOR技术微观驱替机 理提供了新思路 关键词石油开采；三次采油技术：微立体光刻：三维岩心模型：微球堆叠岩心模型 分类号TE355 Fabrication of a three-dimensional simulated reservoir core model based on area projection micro-stereolithography MENG Si-wei,SUN Da-xing,YU Jia-qing,MO YP.SHAO Guang-bin,XUE Wei-jie2),ZHOU De-ka,ZHENG Li-chen 1)PetroChina Research Institute of Petroleum Exploration and Development,Beijing 100083,China 2)State Key Laboratory of Robotics and System,Harbin Institute of Technology,Harbin 150000,China Corresponding author,E-mail:zhenglichen@petrochina.com.cn ABSTRACT Petroleum exploitation plays a very important role in national energy security.With continuous exploitation of oil fields in my country,the efficiency of conventional water injection oil production is decreasing year by year.Enhanced oil recovery (EOR) technologies,such as polymer flooding,microbial flooding,micro-nano flooding,and other flooding technologies have been proposed and developed for application.However,the microscopic displacement mechanism and displacement effect of these technologies are still unclear.Current oil displacement research needs to be verified by core displacement experiments.However,the current displacement experiments all use artificial cores,glass etching channels,photoetched microchannels,etc.,as the oil displacement environment.These displacement environments are insufficient in terms of oil displacement dimensions and observation phenomena.Due to this,there is an urgent need for a core manufacturing method that is more suitable for laboratory oil displacement research.In this study,we proposed a method for manufacturing a simulated three-dimensional core structure based on micro-stereolithography technology.This method not only has the advantages of fast manufacturing speed and high forming accuracy,but is also able to realize the visualization, parameterization,and customized design of a micron structure.The core model self-searched by stereo lithography has a three- dimensional pore structure in the order of hundreds of microns and can be used to simulate the experimental study of reservoir displacement flow mechanism.In this research,a high-precision surface projection micro-stereolithography equipment was built,and the optimal printing process parameters were obtained through a combination of theoretical analysis and experiments.Then,a microsphere 收稿日期：2020-06-10 基金项目：中国石油集团科学技术研究院有限公司科学研究与技术开发资助项目(2017y℃q17):国家重点研发计划政府间国际科技创新合 作重点资助专项(2018YFE0196000):国家自然科学基金青年科学基金资助项目(51905135)：广东省重点研发计划资助项目(2020B090923003)基于面投影微立体光刻技术的三维模拟储层岩心模型 制造 孟思炜1)，孙大兴2)，俞佳庆1)，莫    翌2)，邵广斌2)，薛伟杰2)，周德开2)，郑立臣1) 苣 1) 中国石油勘探开发研究院，北京 100083    2) 哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点研究室，哈尔滨 150000 苣通信作者， E-mail：zhenglichen@petrochina.com.cn 摘    要    首先搭建具有高精度面投影微立体光刻设备，通过理论分析和实验相结合的方法获得最优打印工艺参数，然后提出 一种可用于模拟地层岩心的微球堆叠岩心模型，并通过分析岩心模型成型机理，选取具有更高成型精度的堆积方式对岩心模 型进行设计. 该模拟岩心制造方法具有对特殊岩心结构制造的高适应性，为实验室显微镜下研究多种 EOR 技术微观驱替机 理提供了新思路. 关键词    石油开采；三次采油技术；微立体光刻；三维岩心模型；微球堆叠岩心模型 分类号    TE355 Fabrication  of  a  three-dimensional  simulated  reservoir  core  model  based  on  area projection micro-stereolithography MENG Si-wei1) ，SUN Da-xing2) ，YU Jia-qing1) ，MO Yi2) ，SHAO Guang-bin2) ，XUE Wei-jie2) ，ZHOU De-kai2) ，ZHENG Li-chen1) 苣 1) PetroChina Research Institute of Petroleum Exploration and Development, Beijing 100083, China 2) State Key Laboratory of Robotics and System, Harbin Institute of Technology, Harbin 150000, China 苣 Corresponding author, E-mail: zhenglichen@petrochina.com.cn ABSTRACT    Petroleum exploitation plays a very important role in national energy security. With continuous exploitation of oil fields in my country, the efficiency of conventional water injection oil production is decreasing year by year. Enhanced oil recovery (EOR) technologies, such as polymer flooding, microbial flooding, micro–nano flooding, and other flooding technologies have been proposed and developed for application. However, the microscopic displacement mechanism and displacement effect of these technologies are still unclear. Current oil displacement research needs to be verified by core displacement experiments. However, the current displacement experiments all use artificial cores, glass etching channels, photoetched microchannels, etc., as the oil displacement environment. These displacement environments are insufficient in terms of oil displacement dimensions and observation phenomena. Due to this, there is an urgent need for a core manufacturing method that is more suitable for laboratory oil displacement research. In this study, we proposed a method for manufacturing a simulated three-dimensional core structure based on micro-stereolithography technology. This method not only  has  the  advantages  of  fast  manufacturing  speed  and  high  forming  accuracy,  but  is  also  able  to  realize  the  visualization, parameterization,  and  customized  design  of  a  micron  structure.  The  core  model  self-searched  by  stereo  lithography  has  a  three￾dimensional  pore  structure  in  the  order  of  hundreds  of  microns  and  can  be  used  to  simulate  the  experimental  study  of  reservoir displacement flow mechanism. In this research, a high-precision surface projection micro-stereolithography equipment was built, and the optimal printing process parameters were obtained through a combination of theoretical analysis and experiments. Then, a microsphere 收稿日期: 2020−06−10 基金项目: 中国石油集团科学技术研究院有限公司科学研究与技术开发资助项目（2017ycq17）；国家重点研发计划政府间国际科技创新合 作重点资助专项（2018YFE0196000）；国家自然科学基金青年科学基金资助项目（51905135）；广东省重点研发计划资助项目（2020B090923003） 工程科学学报，第 43 卷，第 11 期：1552−1559，2021 年 11 月 Chinese Journal of Engineering, Vol. 43, No. 11: 1552−1559, November 2021 https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2020.06.10.001; http://cje.ustb.edu.cn