多年來，石油和天然氣行業(ye) 已經改進了他們(men) 在壓裂過程中使用的支撐劑和分流器，以提高頁岩油藏的石油采收率。但這些努力都是基於(yu) 猜測，因為(wei) 支撐劑和分流器的行為(wei) 不可能被觀察到，因為(wei) 它完全發生在井下的視線之外。

德克薩斯A&M大學的研究人員利用3D打印技術，以揭示支撐劑和分流劑行為(wei) 的方式重新創建了裂縫，這是一個(ge) 聯合行業(ye) 項目的一部分，他新穎地使用了從(cong) 實際岩石裂縫數據中創建的清晰模型，發現了這些看不見的行為(wei) ，並導致了以精確的細節重複裂縫流動實驗的獨特能力。

該項目是德克薩斯A&M大學和科羅拉多礦業(ye) 學院之間的合作，實際的支撐劑運輸實驗就在那裏進行。其目的是確定導致最大限度地放置支撐劑的條件，以及何種支撐劑濃度和類型在各種岩石幾何結構中表現最好，這將改善石油開采中的水力壓裂工作。

研究人員說我們(men) 不是第一個(ge) 3D打印岩石表麵的人，但我們(men) 是第一個(ge) 為(wei) 這種特殊應用進行樹脂3D打印的人。

頁岩油藏的石油開采通常從(cong) 水力壓裂開始，在高壓下將液體(ti) 壓入岩層，使頁岩斷裂或破裂。支持劑，即不同大小的沙粒，在流體(ti) 漿中被衝(chong) 下，以在高壓釋放後保持這些裂縫的開放，從(cong) 而使石油和天然氣能夠流向油井。分流劑是一種化學或機械材料，以後可以被溶解或回收，有時會(hui) 被注入，以戰略性地阻斷主要的泥漿路徑，使支撐劑被迫進入新的通道，以創造複雜的裂縫幾何形狀。這一過程通常不為(wei) 人知，但3D打印技術正在幫助改變這一狀況。

研究團隊起初研究水力壓裂，產(chan) 生了清晰的3D打印樣品，其裂縫表麵的細節達到了微米級。當衝(chong) 過這些透明的裂縫模型時，可以直接觀察到支撐劑和分流器的行為(wei) 。

看到實際的支撐劑行為(wei) 是突破性的，但該項目還以一種前所未有的方式將3D打印應用於(yu) 裂縫傳(chuan) 導。

在過去，研究人員建造了實驗室規模的設備，以研究支撐劑如何有效地讓石油和天然氣在裂縫中流動，這一過程被稱為(wei) 傳(chuan) 導性。不過，這些設備通常是用光滑的牆壁建造的，而天然岩石的裂縫表麵是非常不規則的。

由於(yu) 目前的設備，粗糙的人工裂縫表麵可以很容易地用3D打印技術詳細創建。缺點是3D打印樹脂的強度不夠，無法滿足需要實際岩石般的強度的實驗。因此，研究人員的3D打印作品被用作模具，用高強度的水泥製造人工岩石結構，可以捕捉複雜的表麵幾何形狀。而且這些人工樣本可以從(cong) 模具中無限地澆鑄出來，從(cong) 而獲得一致和可重複的測試基地，以獲得更準確的研究成果。

"我們(men) 可以通過使用普通的地質統計學方法來模擬斷裂表麵，以捕捉特定地層的特征，通過3D打印，我們(men) 可以創建這些模擬表麵的物理版本用於(yu) 實驗應用。"研究人員說。

由於(yu) 每個(ge) 頁岩層的裂縫表麵特征可能不同，研究人員說該團隊最終將構建一個(ge) 不同儲(chu) 層中支撐劑運輸行為(wei) 的數據庫。

研究人員說："在過去五年裏，3D打印世界的發展水平是驚人的，從(cong) 高中開始，3D打印就一直是我所熱衷的事情。能夠將我生活中愛好的一麵帶到研究方麵，並將二者整合為(wei) 富有成效的東(dong) 西，是我非常自豪的事情。"