陈掌星
- 作品数：42 被引量：225H指数：9
- 供职机构：卡尔加里大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家科技重大专项北京市自然科学基金更多>>
- 相关领域：石油与天然气工程天文地球理学文化科学更多>>
- 缓解凝析气井反凝析污染的非平衡压降法被引量：1
- 2022年
- 凝析气藏衰竭开采出现反凝析污染,如果衰竭速度控制不当,将严重影响气井生产。采用非平衡压降“雾状”反凝析控制技术可以缓解这种影响。该技术利用凝析油析出之初、其呈雾状的非稳态状态时,通过提高天然气流速使反凝析油即时形成即时采出,实现地层压力低于露点压力时反凝析油始终无法形成连续相,保持高的凝析油传输能力,并通过延长雾状流压力窗口实现反凝析污染的有效控制。首先通过Мирзажанзаде的非平衡压降理论结合非平衡定容衰竭相态实验,揭示了衰竭速度与“雾状”反凝析的内在规律;然后开展不同压降速度(1 MPa/h、2 MPa/h、3 MPa/h和4 MPa/h)下的长岩心反凝析伤害实验及衰竭开采实验,综合分析不同衰竭速度下的雾状流压力窗口和反凝析控制效果。结果表明,压降速度越大,反凝析出的“雾状”凝析油颜色越深,在凝析气中悬浮时间越长,随高速气流产出量越多;当压降速度为4 MPa/h时,雾状流压力窗口为10.5 MPa(46.5~36.0 MPa),储层反凝析污染改善效果最好,凝析油采收率最高,但对天然气采收率影响不明显。因此,综合考虑气井出砂和气窜情况,适当增大衰竭速度,有利于缓解近井地带反凝析污染,提高凝析油采收率。
- 王武超吴克柳陈掌星李宗宇陈叔阳何云峰袁锦亮刘慧卿
- 关键词：凝析气藏凝析油临界流动饱和度反凝析污染
- 油页岩原位转化热解反应特征研究综述被引量：8
- 2021年
- 近年来,世界能源消耗日渐增加,作为非常规能源之一的油页岩是重要的接替资源。中国油页岩资源量丰富,居世界第四位。原位转化技术作为油页岩开采的主流技术,利用热解反应建立渗流通道,开采页岩油气。基于热解反应阶段、干酪根热解、矿物成分影响与热解协同孔隙结构演化等4个方面对原位转化过程中的热解反应特征进行研究综述:(1)热解反应各个阶段下的热物理演化与热化学反应;(2)干酪根热解的反应机理及其影响因素;(3)无机矿物分解对热解反应的促进与抑制作用;(4)热解反应协同孔隙结构演化的机理及其对微裂缝扩展的促进作用。立足于热解反应这一原位转化中的核心技术问题,力图为热解反应在油页岩与中低成熟度页岩油原位转化中的应用提供一定的参考。
- 徐金泽陈掌星周德胜聂万才李苒
- 关键词：油页岩热解反应孔隙结构干酪根
- 新一代并行可扩展裂缝性油藏聚合物驱模拟器的开发
- 2019年
- 石油作为一种主要能源,在交通、工业生产以及日常生活中发挥着重要作用。大量的新技术已经被开发并用于最大化石油生产,比如聚合物驱等技术在我国得到了广泛的应用。天然裂缝油藏聚合物驱模拟对油田的可持续生产和延长油田寿命至关重要。开发了一种可扩展的并行油藏模拟器,用于使用聚合物驱技术模拟天然裂缝性油藏的石油开采,使油藏工程人员能够利用强大的并行计算机研究生产技术,优化采油过程。通过与现有的商用软件对比,数值结果验证了该模拟器的正确性和有效性。此外,数值实验也证明了该模拟器拥有良好的扩展性,它可以使用成千上万的CPU核来计算具有数亿个网格块的大规模油藏模型。
- 钟贺刘辉崔涛王昆何也沈丽华杨渤何睿健朱舟元胡景宏陈掌星
- 关键词：聚合物驱油藏数值模拟
- 一类基于不可压缩流体方程及其耦合问题的深度学习方法研究
- 2024年
- 本文通过实现深度前馈人工神经网络求解不可压缩流体偏微分方程,基于方程残差、初边值条件构造合适的损失函数和深度学习求解算法.与传统数值方法相比,该方法只需在内部、边界和初始时刻随机生成样本点作为训练集,因此该方法是无网格的,并且各物理场变量之间并行求解,便于分析复杂多物理场耦合模型中物理量的变化规律.收敛性分析在统一框架下为深度学习方法求解此类不可压缩流体偏微分方程提供了理论支撑,通过求解一类非定常Stokes方程,一类粘性Boussinesq方程和一类Navier-Stokes/Darcy耦合方程说明此方法可以有效求解不可压缩流体偏微分方程并且具有较好的精度.
- 李剑张文岳靖彭珂依陈掌星
- 关键词：偏微分方程STOKES方程BOUSSINESQ方程
- 致密砂岩气藏注CO_(2)提高天然气采收率微观机理
- 2024年
- 中国致密砂岩气藏资源储量丰富,复杂的气水渗流关系和气水同产特征制约了单井产能的发挥和天然气采收率提高,注CO_(2)是提高气藏采收率(EGR)和实现碳埋存的双赢途径。为明确致密砂岩气藏CO_(2)驱替微观渗流和提高天然气采收率机理,指导致密砂岩气藏CO_(2)-EGR方案设计,基于格子玻尔兹曼方法(LBM)建立了孔隙尺度多相多组分流动模型,揭示了致密砂岩气藏储层微观气水分布特征和CO_(2)-EGR的微观渗流机理,并明确了CO_(2)-EGR的主控因素。研究结果表明:①驱动压差显著影响了致密砂岩气藏的气水微观分布和水锁程度,使得气水流动能力和气水相对渗透率特征不同;②CO_(2)-EGR微观渗流过程包括气水两相的非混相驱替和CO_(2)-CH_(4)的混相驱替,对应EGR机理为分别受生产压差和地层压力控制的黏性驱替和混相扩散;③注入的CO_(2)可有效缓解水锁现象和贾敏效应,与CH_(4)良好的混相能力能促进沟通分散气泡,微观驱气效率可达42%~94%;④含水饱和度、孔隙结构和驱动压差显著影响微观驱气的作用机制和驱气效率的改善幅度。结论认为,在进行致密砂岩气CO_(2)-EGR的方案设计时,可优先考虑中—低含水饱和度的区块作为试验靶区,并根据靶区储层孔隙结构特征,优化不同注气阶段的注采参数,可充分发挥CO_(2)对CH_(4)的黏性驱替和混相扩散作用。
- 朱清源吴克柳张晟庭程诗颖王田多奕刘琦琦李靖陈掌星
- 关键词：致密砂岩气藏
- 考虑稠油非牛顿性质的蒸汽吞吐产能预测模型被引量：8
- 2017年
- 与常规油不同,当达到某特定温度时,稠油呈现牛顿流体状态,而在该温度值以下时,稠油呈现非牛顿流体状态,即存在启动压力梯度。经典的解析模型将蒸汽吞吐分为热区与冷区2个部分,热区温度为蒸汽温度,冷区温度为原始地层温度。然而在实际过程中,热区到冷区的温度是一个非等温的渐变过程,不会存在热区与冷区的边界处的突变现象。而且在生产过程中,稠油在不同区域呈现牛顿流体与非牛顿流体2种状态,不同区域的稠油渗流方程不同。针对这种情况,基于Marx-Langenheim方程,对蒸汽吞吐的解析模型进行了改进。在注入阶段,考虑了热区非等温分布的特征;在生产阶段,考虑了稠油牛顿流体区与非牛顿流体区的渗流耦合。模型应用结果表明,该模型更加接近实际生产情况,有较好的应用价值。
- 杨戬李相方陈掌星田冀黄亮刘新光
- 关键词：蒸汽吞吐启动压力梯度产能预测
- 应用径向流产能模拟法确定超深层碳酸盐岩气藏储层物性下限——以高石梯-磨溪区块为例被引量：2
- 2023年
- 传统产能模拟法在确定气藏储层物性下限时模拟的线性流与实际矿场单井生产时的径向流不符,且基于岩心出口端气体流速与矿场井筒气体流速相等的假设条件与物模需要的相似准则不符。通过改进线性流的实验方法即径向流模拟法,设计新的实验装置,模拟更符合气藏实际流线的平面径向流,将室内径向流实验得到的气体流量通过相似准则转换到实际矿场,可以更为真实地评价目的储层的渗流能力,并最终得到符合目的储层气藏产能特征的物性下限。结果表明:改进后的径向流产能模拟方法所获得的气井产能比改进前的线性流产能模拟方法提高约100倍;改进后的径向流产能模拟方法得到的物性下限更低,更符合高石梯-磨溪区块灯四段超深层碳酸盐岩气藏低孔、低渗但单井产能高的实际情况。研究成果能够更准确地评价超深层碳酸盐岩气藏储层的物性下限。
- 张钰祥杨胜来王蓓东李强高鑫远邓惠鄢友军陈掌星
- 关键词：线性流
- 热复合流体对堵剂颗粒沉降特性的影响
- 2023年
- 稠油热复合开采后期,尽管颗粒堵调作业对进一步提高原油采收率有明显的效果,但储层中存留的热复合流体对堵剂颗粒沉降特性的影响还不明确,从而限制了颗粒悬浮体系在该阶段的应用。为此,依据颗粒沉降速度理论,对颗粒悬浮体系基本物性与颗粒沉降速度的内在规律开展研究;通过颗粒悬浮性实验及Zeta电位实验,对不同因素下悬浮颗粒的沉降特性及机理认识开展研究。结果表明,颗粒粒径与孔隙直径之比越小,颗粒群的沉降速度越小;当pH值为5或7时,颗粒悬浮体系的稳定性较好,当pH值为9时,颗粒悬浮体系产生明显的凝聚沉降现象;阴离子或非离子表面活性剂对颗粒悬浮体系的稳定性影响较小,阳离子表面活性剂与颗粒悬浮体系产生絮凝现象,但随着pH值减小絮凝现象减弱,当pH值为3时,无絮凝现象出现。因此,选择合适的颗粒悬浮体系关系到稠油热复合开采后期深部堵调作业的成败。
- 王武超刘慧卿东晓虎陈掌星陈掌星王海涛
- 关键词：沉降速度
- 利用泡沫解除黏土造成的储层伤害试验研究
- 2016年
- 黏土膨胀或运移/沉积会造成孔隙堵塞或吼道堵塞,从而引起储层孔隙度及渗透率的下降,导致油气井产能降低。提出了利用泡沫解堵技术来解除黏土造成的储层伤害,并设计了氮气泡沫解堵试验系统。为了模拟黏土造成不同程度的储层伤害,以PVA薄膜包裹细粉砂及钙基膨润土的方式,制备了3块可出砂人造岩心。岩心测试结果显示,黏土含量越高,岩心的渗透率越低,说明黏土造成的储层伤害越严重。泡沫解堵试验结果显示,将泡沫注入岩心再放喷,可携带出部分砂土混合物,能够有效解除黏土造成的储层伤害,渗透率恢复速度较快;黏土造成的伤害比由细粉砂造成的储层伤害严重。此研究可为储层伤害修复提供理论依据。
- 张珈铭韩国庆吴晓东陈掌星张佳张凯朱峰
- 关键词：黏土储层伤害解堵渗透率
- 页岩气和致密砂岩气藏微裂缝气体传输特性被引量：14
- 2015年
- 页岩气和致密砂岩气藏发育微裂缝,其开度多在纳米级和微米级尺度且变化大,因此微裂缝气体传输机理异常复杂.本文基于滑脱流动和努森扩散模型,分别以分子之间碰撞频率和分子与壁面碰撞频率占总碰撞频率的比值作为滑脱流动和努森扩散的权重系数,耦合这两种传输机理,建立了微裂缝气体传输模型.该模型考虑微裂缝形状和尺度对气体传输的影响.模型可靠性用分子模拟数据验证.结果表明:(1)模型能够合理描述微裂缝中所有气体传输机理,包括连续流动,滑脱流动和过渡流动;(2)模型能够描述不同开发阶段,微裂缝中各气体传输机理对传输贡献的逐渐变化过程;(3)微裂缝形状和尺度影响气体传输,相同开度且宽度越大的微裂缝,气体传输能力越强,且在高压和微裂缝大开度的情况下表现更明显.
- 吴克柳李相方陈掌星李俊键胡源姜亮亮
- 关键词：页岩气微裂缝滑脱
