纳米流体细管

纳米尺度可视化混溶

一种能在纳米尺度直接观察流体混溶行为并测量最小混相压力的实验装置，为多孔介质中的混溶研究提供新策略。

Wang, Zengding · Tianjiang, Zhang · Shanchao, Liu · Keli, Ding · Tengyu, Liu · 姚军 · Hai, Sun · 杨永飞 · 张磊 · 王文东 · Jia, Cunqi · Delshad, Mojdeh · Sepehrnoori, Kamy · Zhong, Junjie

Energy and Environmental Sciences 2024

参数信息

驱替效率

~100 %

孔喉尺寸范围

100 nm

技术优势

直接看到混溶过程

纳米流体细管方法能直接观察CO₂-烃体系在纳米孔中的混溶行为，包括扩散前锋与驱替前锋的相对推进，为机理研究提供直观证据。

驱替效率接近100%

混相流因消除了CO₂与烃之间的流动性差异，抑制了指进现象，使驱替效率提高到约100%，远超非混相驱替。

纳米孔中压力更低

实验发现纳米多孔介质中的最小混相压力（MMP）低于体相值，意味着在页岩等纳米孔储层中更容易实现混相驱。

多尺度混溶新认识

首次在多尺度多孔介质中发现不同尺度下出现不同的混溶阶段，且最大孔隙中的MMP超过理论预测，揭示了多尺度限域效应的必要性。

应用场景

• 碳捕集与封存：用纳米芯片预测CO₂在储层中的混相压力，优化封存方案。
• 微纳流体测量：提供纳米尺度混溶行为的标准测量方法，填补计量空白。
• 微流控芯片：可定制多孔结构的芯片用于其他流体体系的混溶研究。
• 地下储氢：评估氢气与储层流体的混溶性，指导储氢库选址。
• 地热开采：研究地热流体在多孔介质中的混相行为，提高采收效率。