機(jī)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(qiáng)化采油機(jī)理方面研究取得重要進(jìn)展

近日，我校機(jī)電工程學(xué)院袁越錦教授、和龍副教授團(tuán)隊(duì)在多孔介質(zhì)中多相滲流強(qiáng)化采油機(jī)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(guó)物理聯(lián)合會(huì)公眾號(hào)報(bào)道。

CO₂驅(qū)強(qiáng)化采油技術(shù)具有減排和提采的雙重優(yōu)勢(shì)，不僅是實(shí)現(xiàn)“雙碳”重大戰(zhàn)略目標(biāo)的保障，還對(duì)石油能源高效開發(fā)利用具有重要意義。儲(chǔ)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(jī)制，對(duì)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(jìn)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(jìn)等缺點(diǎn)，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(jìn)的形成、發(fā)展及轉(zhuǎn)變規(guī)律，發(fā)現(xiàn)了兩相指進(jìn)模式與三相指進(jìn)模式的顯著差異，定義了油-水-CO₂三相指進(jìn)典型狀態(tài)，揭示了驅(qū)替模式轉(zhuǎn)變的力學(xué)機(jī)制。

儲(chǔ)層孔隙壁面與原油相互作用機(jī)制：儲(chǔ)層壁面性質(zhì)對(duì)孔隙中界面運(yùn)移發(fā)展影響顯著。

建立了以擴(kuò)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(yùn)移過(guò)程中的形變動(dòng)力學(xué)機(jī)制。

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

儲(chǔ)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(huì)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(jì)算流體力學(xué)方法耦合，揭示了儲(chǔ)層孔隙中納米顆粒表活劑吸附下液滴運(yùn)移過(guò)程中的變形動(dòng)力學(xué)機(jī)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(guó)物理聯(lián)合會(huì)公眾號(hào)報(bào)道鏈接：

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

新聞小貼士：

袁越錦、三級(jí)教授、博導(dǎo)。陜西省中青年科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才，動(dòng)力工程及工程熱物理學(xué)科帶頭人，中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)會(huì)農(nóng)副產(chǎn)品加工機(jī)械分會(huì)副主任委員，陜西省農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)。獲科技獎(jiǎng)勵(lì)6項(xiàng)，其中陜西省科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)、二等獎(jiǎng)各1項(xiàng)。主持國(guó)家自然基金面上項(xiàng)目2項(xiàng) 、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃子課題1項(xiàng)、陜西省國(guó)際科技合作計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目1項(xiàng)、國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課題、省部級(jí)項(xiàng)目等20余項(xiàng)。在國(guó)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(guó)家專利52件，其中發(fā)明專利20件，實(shí)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(jì)劃，主持國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目1項(xiàng)，省部級(jí)及企業(yè)橫向3項(xiàng)。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）