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徐克
博士、特聘研究员
电子邮箱:kexu1989@pku.edu.cn
个人主页:http://kexu1989.com
教育经历:
2014.08 – 2018.03 University of Texas at Austin, 石油与地质系统工程系,博士
2012.08 – 2014.07 清华大学,化学工程系,硕士
2008.08 – 2012.07 清华大学,化学工程系,学士
工作经历:
2020.01 – 至今 特聘研究员 北京大学工学院能源与资源工程系
2020.01 – 至今 Co-PI 北京市工程科学与新兴技术高精尖创新中心
2018.03 – 2019.12 博后 Massachusetts Institute of Technology
2017.05 – 2017.08 实习研发科学家 通用电气-贝克休斯公司
2016.05 – 2016.08 实习研发工程师 哈里伯顿公司
研究领域:
渗流(多孔介质中的流动)区别于常规的流体现象,以高比表面积、低雷诺数、强非均质性为特征,是常规与非常规油气资源、地下水等在地下环境中的主要流动方式。渗流力学模型对于化石能源开发、地热开采、土壤保护与修复、二氧化碳地质埋藏、诱发地震等过程的描述至关重要。而复杂流体(如非牛顿流体、多相流体等)的渗流模型仍然缺乏坚实的物理基础,而大量依靠经验或半经验模型。

我们基于自主开发的先进孔隙尺度流动实验平台,对微纳尺度下的孔隙结构中的流动进行研究。具体而言,我们关注(1)界面张力主导的渗流过程,如乳液流、泡沫流、毛细指进等 ;(2) 具有较强界面传质和相变的渗流体系,如水-二氧化碳、原油-溶剂、水-空气、超低界面张力体系、短链碳氢化合物、可燃冰等;(3)与界面润湿性相关的渗流现象,如孔隙尺度的三相接触线动力学与残余润湿相捕集。基于实验现象,我们研究并揭示孔隙尺度的物理模型。

值得注意的是,传统Darcy尺度的模型基于连续性假设,其与孔隙尺度物理的关系可以类比为连续介质力学与分子动力学的关系。将孔隙尺度的物理转化为大尺度的渗流力学模型是极具挑战性的科学问题。我们基于孔隙尺度的实验现象与物理模型,同时采用实验与理论的方法, 通过单孔隙-孔隙网络-代表性元体积(REV)的路径,对孔隙尺度的现象逐级放大, 并最终形成宏观渗流模型。

总而言之,我们研究微纳尺度复杂孔隙结构内的复杂流动机理,为宏观的渗流力学提供基础的直接观察与物理理论,进而改善油气田开采、地下污染物运移、二氧化碳地质埋藏等过程中的大尺度模型和工程方案。
发表论文:
注:“*” 代表通讯作者
(1) Ke Xu*, Yashar Mehmani*, Luoran Shang, Qingrong Xiong. “Gravity‐Induced Bubble Ripening in Porous Media and Its Impact on Capillary Trapping Stability”, Geophysical Research Letters, 2019, 46(23): 13804

(2) Jingping Liu*, Zhiwen Dai, Ke Xu*, Yuping Yang, Keaihe Lv, Xianbin Huang, Jinsheng Sun. “Water-Based Drilling Fluid Containing Bentonite / Poly (sodium 4-styrenesulfonate) Composite for Ultra-High Temperature Ultra-Deep Drilling and Its Field Performance”, SPE Journal, accepted, SPE-199362-PA.

(3) Yujing Du, Ke Xu*, Peixi Zhu, Matthew Balhoff*. “Microfluidic Investigation of Low Salinity Effects during Oil Recover: a No-Clay and Time-Dependent Mechanism”, SPE Journal, accepted, SPE-197056-PA.

(4) Ke Xu, Devesh Agrawal*, Qusai Darugar. “Hydrophilic Nanoparticle-Based Enhanced Oil Recovery: Microfluidic Investigations on Mechanisms”, Energy&Fuels, 2018, 32(11): 11243.

(5) Ke Xu*, Roger Bonnecaze, Matthew Balhoff*. “Egalitarianism among Bubbles in Porous Media: an Ostwald Ripening Derived Anti-Coarsening Phenomenon”, Physical Review Letters, 2017, 119(26): 264502.

(6) Ke Xu, Tianbo Liang, Peixi Zhu, Pengpeng Qi, Jun Lu, Chun Huh, Matthew Balhoff*. “A 2.5-D Glass Micromodel for Investigation of Multi-Phase Flow in Porous Media”, Lab on a Chip, 2017, 17(4): 640.

(7) Ke Xu, Peixi Zhu, Colon Tatiana, Matthew Balhoff*, Chun Huh. “A Microfluidic Investigation of the Synergistic Effect of Nanoparticles and Surfactants in Macro-Emulsion Based EOR“, SPE Journal, 2017, 22 (02): 459.

(8) Ke Xu, Peixi Zhu, Matthew Balhoff*, Chun Huh. “Microfluidic Investigation of Nanoparticles’ Role in Mobilizing Trapped Oil Droplets in Porous Media“, Langmuir, 2015, 31(51): 13673.

(9) Ke Xu, Chris P. Tostado, Jian-Hong Xu*, Yang-Cheng Lu, Guang-Sheng Luo. “Direct Measurement of the Differential Pressure during Drop Formation in a Co-Flow Microfluidic Device“, Lab on a Chip, 2014, 14: 1357.