Столетний закон о движении жидкостей опровергнут новым исследованием

Инженеры из Имперского колледжа Лондона опровергли столетний научный закон, используемый для описания того, как жидкость протекает через горные породы. Это открытие может привести к ряду улучшений, включая прогресс в области улавливания и хранения углерода (CCS). Исследователи использовали синхротрон Diamond Light Source в Великобритании для создания 3D-видео, показывающих в беспрецедентных деталях движение жидкостей в пористой среде.

Важность открытия заключается в том, что инженеры по всему миру теперь смогут точнее моделировать фильтрацию флюидов в породах. Ранее для этого использовался закон Дарси, предполагающий, что газы и жидкости движутся по отдельным, стабильным микроскопическим каналам. Однако новое исследование показало, что потоки крайне нестабильны: пути фильтрации существуют лишь короткое время (десятки секунд), после чего перестраиваются — этот процесс команда назвала динамической связностью.

«Наша способность предсказывать, как эти флюиды движутся в недрах, не сильно лучше, чем 50 лет назад, несмотря на крупные достижения в компьютерном моделировании, — сказала ведущий автор исследования, доктор Кэтриона Рейнольдс. — Наши новые наблюдения заставят инженеров пересмотреть методы моделирования, повысив их точность». Это имеет ключевое значение для моделирования хранения CO₂, добычи нефти и газа, а также миграции флюидов в земной коре.

Исследование, опубликованное в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, стало возможным благодаря использованию синхротрона, который позволяет делать 3D-снимки за 45 секунд против часов на обычном лабораторном оборудовании. Следующим шагом станет преодоление технологических ограничений для достижения еще более высокого временного разрешения снимков, что откроет путь к масштабному и точному моделированию.