機電學(xué)院袁越錦教授、和龍副教授在多孔介質(zhì)多相滲流強化采油機理方面研究取得重要進展

近日，我校機電工程學(xué)院袁越錦教授、和龍副教授團隊在多孔介質(zhì)中多相滲流強化采油機理方面研究取得系列成果，在流體力學(xué)TOP期刊Physics of fluids (中科院一區(qū))發(fā)表系列論文4篇，并被美國物理聯(lián)合會公眾號報道。

CO₂驅(qū)強化采油技術(shù)具有減排和提采的雙重優(yōu)勢，不僅是實現(xiàn)“雙碳”重大戰(zhàn)略目標的保障，還對石油能源高效開發(fā)利用具有重要意義。儲層多孔介質(zhì)中油-水-CO₂多相滲流是制約CO₂驅(qū)提采及封存效果的關(guān)鍵，深入理解多相滲流規(guī)律及調(diào)控機制，對開發(fā)CO₂驅(qū)技術(shù)意義重大。

多孔介質(zhì)中水氣交替驅(qū)指進特性及調(diào)控：為克服傳統(tǒng)驅(qū)油效率低、CO₂驅(qū)前沿不穩(wěn)定、易出現(xiàn)指進等缺點，采用水-CO₂交替驅(qū)技術(shù)穩(wěn)定驅(qū)替前沿，獲得更高的驅(qū)替效率。探究了兩相及三相指進的形成、發(fā)展及轉(zhuǎn)變規(guī)律，發(fā)現(xiàn)了兩相指進模式與三相指進模式的顯著差異，定義了油-水-CO₂三相指進典型狀態(tài)，揭示了驅(qū)替模式轉(zhuǎn)變的力學(xué)機制。

儲層孔隙壁面與原油相互作用機制：儲層壁面性質(zhì)對孔隙中界面運移發(fā)展影響顯著。

建立了以擴展DLVO力為核心的原油與壁面間相互作用力模型。綜合考慮了范德華力、雙電層力、疏水作用力、水合力、空間作用力和橋連作用力等相互作用力模型。闡明了孔隙中受油-壁相互作用力影響的油滴在運移過程中的形變動力學(xué)機制。

揭示了在油-壁相互作用力影響下油滴脫附與捕獲過程中典型動力學(xué)行為的轉(zhuǎn)變機制，發(fā)現(xiàn)了相互作用力對液滴脫附動力學(xué)的影響并非只有單純的抑制作用，通過機理分析解釋了引起動力學(xué)行為差異的原因。

儲層孔隙中油水界面力學(xué)特性：在納米顆粒表活劑吸附下，油水界面會呈現(xiàn)與界面張力顯著不同的界面粘彈性，發(fā)展了能夠考慮油水界面粘彈性的界面力學(xué)模型并與計算流體力學(xué)方法耦合，揭示了儲層孔隙中納米顆粒表活劑吸附下液滴運移過程中的變形動力學(xué)機制。

Physics of fluids系列論文鏈接：

1） Detachment dynamics of sessile droplets triggered by interaction forces between oil and wall in a microchannel, Physics of Fluids 36, 052107, 2024. https://doi.org/10.1063/5.0205426

2） Fingering crossover and enhanced oil recovery mechanism of water-alternating-CO? injection, Physics of Fluids 35, 053322, 2023. https://doi.org/10.1063/5.0150075

3） Oil–wall interaction induced droplet deformation dynamics in a capillary tube (Featured Article), Physics of Fluids 35, 082102, 2023. https://doi.org/10.1063/5.0163260

4） Deformation dynamics of rear concave droplet enclosed by nanoparticle surfactants in a capillary, Physics of Fluids 35, 122112, 2023. https://doi.org/10.1063/5.0178478

美國物理聯(lián)合會公眾號報道鏈接：

https://mp.weixin.qq.com/s/92qjEx3VLPAQzID2izythA

新聞小貼士：

袁越錦、三級教授、博導(dǎo)。陜西省中青年科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才，動力工程及工程熱物理學(xué)科帶頭人，中國農(nóng)業(yè)機械學(xué)會農(nóng)副產(chǎn)品加工機械分會副主任委員，陜西省農(nóng)業(yè)機械學(xué)會副理事長。獲科技獎勵6項，其中陜西省科學(xué)技術(shù)一等獎、二等獎各1項。主持國家自然基金面上項目2項 、國家重點研發(fā)計劃子課題1項、陜西省國際科技合作計劃重點項目1項、國家重點實驗室開放課題、省部級項目等20余項。在國內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊上公開發(fā)表學(xué)術(shù)論文120余篇，其中56篇被SCI/EI收錄；獲授權(quán)國家專利52件，其中發(fā)明專利20件，實用新型專利32件；主編專著（教材）3部。

和龍、副教授、碩導(dǎo)、西安交通大學(xué)與斯坦福大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)博士。主要從事多孔介質(zhì)多相滲流的基礎(chǔ)理論及新型原油提高采收率技術(shù)開發(fā)工作。入選西安市科協(xié)青年人才托舉計劃，主持國家自然科學(xué)基金項目1項，省部級及企業(yè)橫向3項。在J. Colloid. Interf. Sci.、Phys fluids、Chem. Eng. Sci.、J. Fluid Mech.等期刊發(fā)表論文23篇，單篇最高被引82次。

（核稿：夏祥林 編輯：劉倩）