活动背景
作为教育部与国家自然科学基金委员会联合主办的“全国研究生暑期学校”核心板块，本次特邀中国工程院外籍院士、美国国家工程院院士、莱斯大学Abbas Firoozabadi 教授与卡尔加里大学Hossein Hejazi 教授开设专题课程，深度解析热力学理论与界面力学理论在地下能源开发中的创新应用，赋能油气工程、地热资源开发和CO2 地质利用与封存核心技术突破。
教授简介
Abbas Firoozabadi（阿巴斯·费若扎巴迪）：伊朗裔美国人，1947年12月出生于伊朗，复杂油气藏和非常规地下能源开发专家，中国工程院外籍院士，美国国家工程院院士，美国莱斯大学杰出教授，美国油藏工程研究所创始人/所长。
Abbas Firoozabadi于1970年获得伊朗阿巴丹理工学院天然气工程学士学位；1972年获得美国伊利诺伊理工大学天然气工程硕士学位；1975年获得美国伊利诺伊理工大学天然气工程博士学位；1976年在美国密西根大学从事化学工程博士后研究工作；2011年当选为美国国家工程院院士；2023年当选为中国工程院外籍院士。Firoozabadi院士曾获得国际石油工程师学会（SPE）最高科技奖卢卡斯金奖（Anthony Lucas Gold Medal）、最高荣誉会员奖（Honorary Member）、约翰·富兰克林·卡尔奖（John Franklin Carll Award）和塞德里克·弗格森奖（Cedric K. Ferguson Award）等多个奖项和荣誉，表彰其在油气工程热力学和裂缝型多孔介质多相流等方面的工作，在探索和生产石油的技术实践与创新方面取得了杰出成就。他长期致力于应用热力学基础理论在常规和非常规碳氢化合物资源高效开发和地热资源开发利用等方面的研究，提出了连续性尺度和分子动力学模拟方法研究页岩油气增产方法和机理，利用微量功能化分子提高碳氢化合物能源生产和环境管理的效率。近些年，在二氧化碳资源化利用与封存和地热资源高效开发领域取得优异进展，在SPE Journal, Water Resources Research, AIChE Journal等学术期刊上发表学术论文300余篇，引用超过2万次，出版有《油气藏热力学》等专著2部。
课程主题
Bulk and Interface Thermodynamics and Applications to Broad Range of Subsurface Fluid Flow and Heat Extraction
本次课程涵盖流体、固体及可变形材料的热力学理论。讲座包含两大应用方向：其一为深入理解无受限及受限条件下的流体相行为基本机理，涉及菲克扩散与热扩散的交叉效应、界面张力及其等效表面能密度、界面能密度和线张力概念；其二为固体热弹性理论、变形介质中质量与热流的基本方程，以及流体-岩石系统表面能概念。课程将阐述体相经典热力学、不可逆热力学及界面热力学的核心概念，案例与应用覆盖纳米孔相关问题、压裂技术及地热储层等广泛主题。
核心内容
1.经典热力学五大基本假设，涵盖热力学各类函数包含巨热力学势函数在多组分系统中的应用。
2.考虑重力、界面曲率及电荷影响的相平衡一般理论，分析毛细管效应、重力分异及电双层对气-液-固三相平衡的影响机制。
3.非极性分子流体混合物及水-CO2、盐水-CO2体系的状态方程建模，采用Soave-Redlich-Kwong、Peng-Robinson等状态方程模拟超临界CO2在地层流体中的溶解特性及相态变化。
4.放射能概念及以CO2和水为热采流体的电生成效率，结合地热开发场景，分析工质能量品质与热-电转换效率。
5.考虑热弹性的变形材料应力-应变关系，推导岩石等多孔介质在温压耦合作用下的本构方程。
6.流体及变形材料的稳定性分析，基于热力学稳定性判据，探讨地层流体相变与岩石破裂失稳机理。
7.熵产生与不可逆热力学及斐克扩散、热扩散中的交叉效应，结合地下流体运移场景，分析浓度梯度与温度梯度的耦合输运现象。
8.界面热力学：表面能、线张力及流固能量密度，阐释润湿性反转、界面吸附对油气储层渗流特性的影响。
9.变形介质中的质量平衡表达式，建立考虑孔隙度变化的连续性方程，适用于压裂或热采过程的物质守恒分析。
10.变形介质中的能量平衡表达式，耦合热传导与机械功项，构建地热储层和CO2地质封存的能量方程。
教授简介
Hossein Hejazi（霍塞因·赫贾齐）：卡尔加里大学化学与石油工程系教授，拥有机械工程专业的学士和硕士学位，并于2011年获得化学与石油工程专业的博士学位。在2013年加入卡尔加里大学之前，Hossein Hejazi教授曾在工业界工作，为第一代可行的天然裂缝油藏沥青提取热采方法开发做出了贡献。在卡尔加里大学，Hossein Hejazi教授了广泛的本科和研究生课程，包括油藏工程、多孔介质流动、二次和三次采油、石油生产工程以及热传递等。
Hossein Hejazi教授领导着界面流动与多孔介质实验室，该实验室专注于孔隙尺度的实时可视化研究，并将研究成果扩展到大规模物理模型和油田规模的应用。他的实验室配备了先进的设施，用于制造储层岩石模拟微流体平台、高温高压微观模型、专用岩心驱替系统、大型物理模型，以及对流体-流体-固体界面进行高级表征。他的研究致力于解决常规和非常规重油及致密/页岩油藏强化采油、二氧化碳利用与封存、地下储氢、地热能提取、岩-流体相互作用可视化以及多孔介质中复杂流体动力学等关键挑战。
Hossein Hejazi教授的工作架起了基础科学与应用工程之间的桥梁，为地下能源开采与存储技术的进步做出了重大贡献。
课程主题
Interfacial Rheology and Corner Flow Effects in the Recovery of Heavy Oil
核心内容
本次报告探讨了界面现象在提高重油采收率中的作用，结合了可视化观察与界面流变学分析。高温高压微观模型实验表明，高温乳化剂（HEA）通过角落流动促进原位油包水乳状液的形成，防止残余油膜形成，并提高热采过程中的驱油效率。互补的界面流变学测量则强调了油-水和油-固体界面处的剪切和拉伸应力如何影响关键的孔隙尺度机制，如液滴断裂（snap-off）、油膜脱离和前沿稳定性。这些发现共同为界面驱动的流动过程提供了更深入的理解，并为设计更有效的热采和水基采收策略提供了依据。
日程安排
2025年7月12日 |
日程安排 |
地点：四教101 |
8:30 – 11:30 |
海风讲坛 暨 热力学课程 I |
Abbas Firoozabadi院士 |
热力学课程 I |
1. 热力学基础理论 |
2. 重力、界面和静电力对相平衡的影响 |
14:00 – 17:30 |
热力学课程 II |
Abbas Firoozabadi院士 |
热力学课程 II |
3.状态方程 |
4.放射热能-CO2与水作为取热载体 |
5. 考虑热弹性的应力应变 |
19:00-21:00 地热钻完井研讨会 |
2025年7月13日 |
日程安排 |
地点：四教101 |
8:30 – 11:30 |
热力学课程 III |
Abbas Firoozabadi院士 |
热力学课程 III |
6.流体与变形材料的稳定性 |
7. 熵与不可逆热力学及 Fickian扩散与与热扩散的作用 |
14:00 – 17:30 |
热力学课程 IV |
Abbas Firoozabadi院士 |
热力学课程 IV |
8.界面热力学：表面能、张力、流固能量密度 |
19:00-21:00 CO2压裂研讨会 |
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2025年7月14日 |
日程安排 |
地点：四教101 |
8:30 – 11:30 |
热力学课程 V |
Abbas Firoozabadi院士 |
热力学课程 V |
9.变形材料的质量平衡 |
10.变形材料的能量平衡 |
15:30-17:30 Hossein Hejazi教授前沿讲座 |
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主办单位
新奥2025年精准资料完整合集石油工程学院
油气资源与工程全国重点实验室
深层地热富集机理与高效开发全国重点实验室
碳捕集利用与封存国际创新研究院
学生工作处
国际合作与交流处
