微(wei)納(na)3D打印(yin)：重構油氣資(zi)源(yuan)開(kai)發範(fan)式

在全球(qiu)能源(yuan)結(jie)構向綠(lv)色低(di)碳(tan)轉(zhuan)型和(he)科技創新加(jia)速叠代(dai)的(de)深(shen)遠(yuan)背景下(xia)，油氣資(zi)源(yuan)開(kai)發領(ling)域正面(mian)臨(lin)技術挑戰(zhan)與(yu)戰(zhan)略機遇。地(di)下(xia)巖石孔隙(xi)結構的復(fu)雜(za)性(xing)遠(yuan)超預(yu)期(qi)——致(zhi)密(mi)砂(sha)巖中直徑(jing)不(bu)足(zu)20微(wei)米(mi)的孔(kong)喉(hou)網絡(luo)，既是油氣賦存(cun)的(de)空間(jian)，也是流(liu)體(ti)滲(shen)流(liu)的通道。傳統(tong)實(shi)驗(yan)室研究(jiu)依賴巖心切片的顯(xian)微(wei)觀測與(yu)數(shu)值模擬，但物理(li)巖心樣本的不(bu)可(ke)重復(fu)性及(ji)二(er)維(wei)圖像的信息缺失(shi)，導(dao)致孔(kong)隙(xi)連(lian)通性(xing)分(fen)析(xi)存在顯(xian)著(zhu)誤差(cha)，進而(er)使(shi)采(cai)收(shou)率(lv)預(yu)測(ce)偏(pian)差(cha)增大。更(geng)嚴峻的是(shi)，現有(you)微(wei)流(liu)控芯(xin)片制造技術普遍(bian)存在(zai)通道尺(chi)寸(cun)精度不(bu)足(zu)（通(tong)常(chang)大於(yu)100μm）、表(biao)面(mian)潤(run)濕(shi)性調(tiao)控單(dan)壹等(deng)局(ju)限，難(nan)以真實(shi)模擬地(di)下(xia)巖石的多(duo)孔介質特性。

技術破局(ju)：精密(mi)復(fu)雜(za)結(jie)構重現(xian)

近(jin)年(nian)來(lai)，高精度3D打(da)印技術的迅(xun)速崛起(qi)，為復(fu)現這(zhe)類復(fu)雜(za)多(duo)孔結構提(ti)供了可能。借助先進的(de)流(liu)動可視化手段(duan)，3D打印的(de)微(wei)流(liu)控模型已(yi)能夠(gou)實(shi)現對(dui)流(liu)體(ti)動態運移(yi)過(guo)程的(de)直(zhi)接觀測。然而，當前(qian)打(da)印(yin)材(cai)料多數仍限(xian)於(yu)光固化聚合(he)物及(ji)其衍生(sheng)物(wu)，其礦物(wu)化學組成、晶體(ti)結(jie)構、表(biao)面(mian)能等(deng)關(guan)鍵理(li)化特性(xing)與(yu)天然巖石存在(zai)顯(xian)著(zhu)差(cha)異，而(er)這(zhe)些特性恰恰(qia)對(dui)多(duo)孔(kong)介(jie)質中的流(liu)體(ti)相(xiang)變(bian)和(he)多(duo)相流(liu)動行為(wei)具有(you)決定(ding)性影響。

面(mian)對(dui)種種困境，哈(ha)利法(fa)大學張(zhang)鐵(tie)軍(jun)教授團隊基於(yu)摩方(fang)精(jing)密面(mian)投(tou)影微立(li)體(ti)光刻(ke)（PμSL）技術（nanoArch® S130，精度：2μm），通(tong)過表(biao)面(mian)礦(kuang)物(wu)塗層(ceng)創新方(fang)法(fa)，成功(gong)制備出(chu)壹種兼具三(san)維孔(kong)隙(xi)結(jie)構和真實(shi)表(biao)面(mian)礦(kuang)物(wu)特性的巖石微流(liu)控模型。

該(gai)技術的制(zhi)備過(guo)程包(bao)含三(san)個關(guan)鍵步驟：首先使用(yong)光敏樹脂(zhi)打印(yin)出(chu)具有(you)復(fu)雜(za)三(san)維孔(kong)隙(xi)結(jie)構的微模型；其次在(zai)微(wei)模型內(nei)表(biao)面(mian)植(zhi)入(ru)碳(tan)酸鈣納(na)米(mi)顆(ke)粒；最後以(yi)這(zhe)些顆(ke)粒為(wei)晶核(he)，在(zai)微模型內(nei)部(bu)原(yuan)位(wei)生(sheng)長碳(tan)酸鹽晶體(ti)。這(zhe)壹技術突破(po)使(shi)得人(ren)工(gong)模型能夠(gou)成功復(fu)現天然巖石的物(wu)理(li)結構與(yu)表(biao)面(mian)化學特(te)性(xing)。研(yan)究中，團隊(dui)利(li)用摩方(fang)微(wei)納(na)3D打印(yin)技術制備了多種微模型，掃(sao)描電鏡(jing)分(fen)析(xi)表(biao)明，這(zhe)些模型能精細復(fu)現天然巖石中狹(xia)窄的孔喉(hou)結構，並清晰展(zhan)示表(biao)面(mian)生(sheng)長(chang)的碳酸鹽晶體(ti)。X射(she)線(xian)衍(yan)射光譜(pu)進壹步證實(shi)塗層(ceng)礦物(wu)成分(fen)與(yu)天然碳酸巖壹致，且(qie)塗層(ceng)厚度維(wei)持在2~10μm，使(shi)器件仍保(bao)有(you)良(liang)好(hao)透(tou)光性，支(zhi)持流(liu)體(ti)可(ke)視化研究(jiu)。

未(wei)來圖(tu)景：打(da)通(tong)精密(mi)制(zhi)造的層(ceng)層(ceng)壁壘(lei)

作為微納(na)3D打印(yin)的創(chuang)新者，摩方(fang)精(jing)密始終以技術創新為(wei)核(he)心(xin)驅(qu)動力，持續推(tui)動精密(mi)制(zhi)造(zao)領域的範式革(ge)新，突(tu)破(po)了傳統(tong)制(zhi)造在(zai)精度與(yu)尺(chi)度間(jian)的固有(you)壁(bi)壘(lei)，為(wei)復(fu)雜(za)多(duo)孔介質研(yan)究(jiu)提(ti)供了革命(ming)性(xing)技術支(zhi)撐(cheng)。

在提(ti)升制(zhi)造(zao)效(xiao)能方(fang)面(mian)，摩方(fang)精(jing)密開創(chuang)性推(tui)出(chu)復(fu)合(he)精度光固化3D打印(yin)技術，實(shi)現“壹機(ji)多精"的(de)智(zhi)能化突破(po)——microArch® D0210（精(jing)度：2&10μm）與(yu)D1025（精(jing)度：10&25μm）型號(hao)設備，可(ke)在同層(ceng)及(ji)跨層(ceng)操作(zuo)中自主切換打印(yin)精度，並(bing)通過智能參數調(tiao)控與(yu)自動水(shui)平(ping)調(tiao)節(jie)系統深(shen)度融(rong)合(he)，有(you)效(xiao)縮(suo)短(duan)巖心微流(liu)控結構的制備周(zhou)期(qi)，顯(xian)著(zhu)提(ti)升了高精度器件的生(sheng)產效(xiao)率(lv)和(he)規模適用(yong)性(xing)。

站(zhan)在(zai)工(gong)業4.0的門檻(kan)上(shang)，摩方(fang)精(jing)密的技術演進(jin)路(lu)徑愈(yu)發清晰。這(zhe)場由(you)微(wei)納(na)制造(zao)技術驅(qu)動的產業革命(ming)，正(zheng)在(zai)重塑(su)人類認知(zhi)微(wei)觀世界(jie)的(de)維(wei)度。微(wei)觀結構的精準(zhun)重構不僅(jin)體(ti)現(xian)在(zai)每(mei)個制造(zao)環(huan)節(jie)的效率(lv)提(ti)升，更(geng)通(tong)過(guo)全鏈條制造(zao)效(xiao)能的系統性優(you)化，持續凝聚(ju)推(tui)動產業變革的核(he)心(xin)動能，為能源(yuan)革(ge)命(ming)突(tu)破(po)、生(sheng)命(ming)科學發展(zhan)及(ji)材料(liao)創新突(tu)破(po)提(ti)供堅(jian)實(shi)的技術支(zhi)撐(cheng)基礎。