| 评审组： | 环境与资源利用组 | | 项目名称： | 油气藏多相流中复杂界面动力学计算模型和方法 |
| 提名单位： | 陕西省教育厅 |
| 提名等级： | 一等奖 |
| 提名单位意见： | 油气资源是保障国家能源安全的战略基石。我国石油对外依存度高，本土油田开发难度大，能源安全形势严峻。针对高含水老油田与低渗透油气藏孔隙尺度渗流中表界面效应突出、传统宏观渗流理论难以描述的难题，项目历经十余年攻关，取得三项引领性突破：创建了宽物性两相流颜色梯度LBM模型与准三维模拟方法，突破了高密度比/粘度比、复杂几何润湿边界以及自吸渗流效率与精度难以兼顾的模拟瓶颈，揭示了毛细阀影响下的两相驱替规律；建立了适用于全范围界面张力条件的三相流计算模型，突破了临界和超临界界面张力条件模拟难题，建立了泡沫间近接触排斥力模型，阐明了复合液滴动力学与水气交替驱、泡沫驱三相驱替渗流机理；构建了含表面活性剂多相流多场耦合计算方法，揭示了表面活性剂调控液滴变形、破裂与运动的力学机制，开辟了化学驱孔隙尺度模拟新途径。项目共发表SCI论文85篇（含ESI高被引3篇），授权发明专利及软著20项。5篇代表性论文分别发表于流体力学、水资源及石油与天然气工程领域顶级期刊，SCI他引共计286次，单篇最高116次。基于项目理论成果自主研制了CFLBM软件，在大庆、长庆、延长等主力油田累计应用268口井，含水率下降5.06%～5.65%，增油约7.6万吨。项目成果理论原创性强、学科带动作用突出、应用成效显著，获十余名院士高度评价，鉴定委员会认为整体技术达到国际领先水平。经审核，符合陕西省自然科学奖提名条件。 |
| 项目简介： | 
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| 客观评价： | 
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| 代表性论文专著目录： | 
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| 主要完成人情况： | - 姓名：刘海湖
排名：1
行政职务：陕西省流体机械工程技术研究中心主任
技术职称：教授
工作单位：西安交通大学
完成项目时所在单位：西安交通大学
对本项目主要学术贡献：对科学发现点1、2、3均做出突出贡献。（1）科学发现1：提出了适用于复杂几何、虚假速度小的两相流润湿边界实施方法，揭示了接触角迟滞在毛细阀现象中的关键作用，开发了只需二维计算成本、同时考虑三维效应的准三维渗流计算模型，构建了多孔介质微模型内自发渗吸过程普适的理论预测框架（附件1、2）；（2）科学发现2：参与建立了适用于全范围界面张力条件的三相流计算模型，提出了三相流润湿边界处理方法，发展了泡沫间近接触排斥力模型，揭示了水气交替驱与泡沫驱三相流微观渗流机制（附件3）；（3）科学发现3：建立了含不溶/可溶表面活性剂多相流多场耦合数值模拟方法，揭示了表面活性剂促进液滴变形与破裂的力学机制（附件5）。
- 姓名：赵金省
排名：2
行政职务：常务副院长
技术职称：教授
工作单位：西安石油大学
完成项目时所在单位：西安石油大学
对本项目主要学术贡献：对科学发现点2做出重要贡献。（1）建立了多孔介质多相流动控制的实验方法体系，验证了水气交替驱小段塞尺寸提升采收率的核心结论；（2）开展了低渗透底水油藏控水压裂实验，提出了利用人工隔挡阻隔底水锥进的有效方案，建立了化学控水效果评价体系，验证了泡沫驱数值研究结论的工程适用性（附件4、其他附件7）。
- 姓名：巴燕
排名：3
行政职务：无
技术职称：副教授
工作单位：西北工业大学
完成项目时所在单位：西北工业大学
对本项目主要学术贡献：对科学发现点1和3做出重要贡献。（1）科学发现1：创建了高密度比、高粘度比两相流LBM颜色梯度模型，提升了模型求解宽物性参数两相流的数值稳定性；（2）科学发现3：参与构建了含表面活性剂体系多相流多场耦合数值模拟方法及动态润湿边界条件，阐明了表面活性剂通过降低平均界面张力与诱导界面张力非均匀分布调控剪切流中液滴变形及破裂的双重机制（附件5）。
- 姓名：王宁宁
排名：4
行政职务：无
技术职称：副研究员
工作单位：西安交通大学
完成项目时所在单位：西安交通大学
对本项目主要学术贡献：对科学发现点2和3做出重要贡献。（1）科学发现点2：提出了适用于全范围界面张力条件的三相流计算模型，建立了微通道内多参数影响下的双乳剂液滴生成模式相图及其尺寸预测公式（附件3）；（2）科学发现点3：参与构建了含表面活性剂体系多相流多场耦合数值模拟方法，明晰了库塔流中表面活性剂对液滴变形的影响机制（附件5）。
- 姓名：张静刚
排名：5
行政职务：无
技术职称：副教授
工作单位：西安建筑科技大学
完成项目时所在单位：西安交通大学
对本项目主要学术贡献：对科学发现点3做出重要贡献。（1）参与建立了考虑表面活性剂影响的动态润湿边界条件，揭示了库塔流中表面活性剂对液滴变形和运动的影响机制（附件5）；（2）厘清了双渗透率多孔介质内表面活性剂驱动润湿相流体优先流向高渗区的调控机制，证实了二分管模型在无/含表面活性剂体系中预测双渗透率多孔介质优先渗吸行为的普适性，阐明了表面活性剂在不同饱和度与粘度比下对相对渗透率和比界面长度的影响规律（其他附件3、4）。
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| 主要完成单位： | - 单位名称：西安交通大学
单位贡献：西安交通大学作为本项目第一完成单位，负责整体方案设计与项目的主持工作，对科学发现点1、2、3均做出了突出贡献，主要为：（1）构建了宽物性两相流LBM颜色梯度模型准三维计算方法，发展了适用于复杂几何的润湿边界条件，揭示了毛细阀影响下自发渗吸流动机理；（2）建立了适用于全范围界面张力条件的三相流体计算模型，提出了三相流润湿边界处理方法，明晰了复合液滴动力学、水气交替驱与泡沫驱微观渗流机制；（3）构建了含表面活性剂体系多相流多场耦合计算方法，阐明了受限空间含表面活性剂的界面动力学机理及微观渗流规律。
- 单位名称：西安石油大学
单位贡献：西安石油大学作为本项目第二完成单位，承担了岩心实验和矿场验证工作，对科学发现点2做出了重要贡献，主要为：（1）建立了多孔介质多相流动控制的实验方法体系，验证了水气交替驱数值研究结论；（2）开展了低渗透底水油藏控水压裂实验，提出了利用人工隔挡阻隔底水锥进的有效方案，建立了化学控水效果评价体系，验证了泡沫驱数值研究结论的工程适用性。
- 单位名称：西北工业大学
单位贡献：西北工业大学作为本项目第三完成单位，承担了宽物性两相流模型及含表面活性剂多相流多场耦合模型的开发工作，对科学发现点1、3做出了重要贡献，主要为：（1）创建了高密度比、高粘度比两相流LBM颜色梯度模型，拓宽了模型的参数适用范围；（2）建立了兼具高精度与强鲁棒性的含表面活性剂多相流多场耦合计算模型，揭示了受限空间内表面活性剂通过降低平均界面张力与诱导界面张力非均匀分布调控液滴变形与破裂的双重途径。
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| 完成人合作关系说明： | 完成人合作关系说明：1
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