利用分级结构调控多孔介质中的毛细流动
流体动力学
2021-03-31 v1 地球物理
摘要
多孔介质中不混溶流体-流体驱替在许多工程应用中具有重要意义，如提高石油采收率、农业灌溉和地质二氧化碳封存。由界面不稳定性引起的指进现象在驱替过程中常见，且由于此类流体动力学不稳定性会显著降低驱替效率而具有一定危害性。在本研究中，我们报道了一种旨在抑制具有分级结构的多孔介质中毛细指进的孔隙几何调整方法。通过孔隙尺度模拟与理论分析，我们展示并量化了润湿性与分级几何对驱替模式的联合效应，显示了从指进到紧凑模式的转变。我们的结果表明，随着二阶多孔结构孔隙度的提高，驱替可在更宽的润湿性条件范围内保持紧凑。结合我们此前关于此类介质中黏性指进的工作，我们可针对从毛细主导到黏性主导的广泛流动条件，提供分级多孔介质中流体-流体驱替控制的完整见解。本工作的结论有益于微流控器件的设计，以及为现场尺度上更高流体驱替效率定制多孔介质。
引用
@article{arxiv.2011.12883,
title = {Tuning capillary flow in porous media with hierarchical structures},
author = {Si Suo and Yixiang Gan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.12883},
year = {2021}
}