Как насытить воду кислородом без компрессора: что это такое, нужна ли, как сделать аэратор своими руками, польза и вред сильного воздухообмена, бывает ли бесшумной или без компрессора

Автор: | 22.02.2021

Содержание

породы рыб, их описание и содержание

Микроклимат для аквариумных обитателей должен максимально совпадать с их потребностями.

Содержание микроэлементов должно соответствовать рекомендованному уровню потребления конкретным видом растений, рыбок или других живых организмов, в том числе и бактерий.

Одним из необходимых веществ в аквариумной среде является кислород. Но есть рыбки, которые комфортно живут без кислорода и дополнительной аэрации в аквариуме.

Особи, которым не нужен O2

Все рыбы поглощают кислород. Разница в механизме поглощения. Одним для этого нужна хорошо аэрированная вода, другим достаточно доступа к кислороду на поверхности.

Необходимо учитывать, что отсутствие аэрирования и фильтрования влечет увеличение количества таких манипуляций, как чистка сифоном, подмена воды, проведение тестов.

При помощи тестов можно узнать содержание полезных и вредных веществ в водоеме, например, губительного для рыб азота.

В естественной среде, обитатели стоячих водоемов, в основном субтропического пояса, пользуются кожным дыханием. Показатель потребления кислорода через кожу у таких рыб достигает 80%, стандартная цифра до 20%.

Некоторые рыбки могут жить и комфортно чувствовать себя без аэрации, но при условии хорошей фильтрации.

В случае, если предполагается содержание искусственного водоема без фильтрации и аэрации, то необходимо тщательно подбирать виды и породы рыб, и сочетать количество питомцев с объемом резервуара.

Гурами

Рыбка из отряда окунеобразных, с лабиринтовым органом. Именно благодаря строению этого аппарата гурами добывают воздух и обеспечивают себя кислородом.

Обязательное условие в аквариуме – это беспрепятственный доступ к атмосферному воздуху. В естественной среде гурами находили в сточных канавах, небольших, «стоячих» водоемах, где вода с низким уровнем кислорода.

Гурами и другим лабиринтовым рыбкам необходим доступ к атмосферному воздуху, а при транспортировке, закаченный в пакет кислород, может погубить рыбку, так как обжигает органы дыхания такого (лабиринтового) строения.

Лялиус

Еще один представитель водных обитателей, которому не нужна дополнительная аэрация. Это маленькая, яркая рыбка, с лабиринтовым аппаратом дыхания, относящаяся к семейству макроподовых.

Особого ухода не требует, в еде и содержании не прихотлив. Если в аквариуме установлен фильтр, лялиус будет чувствовать себя комфортней.

Аквариумная крышка предотвратит выпрыгивание обитателей из аквариума. А если в крышке встроено освещение, то растения будут активней расти, а следовательно создавать дополнительный рацион рыбкам и благоприятную микросреду.

Петушок

Самый популярный представитель лабиринтовых. Betta splendens поглощает атмосферный воздух, всплывая время от времени к поверхности, захватывает пузырек воздуха, из которого добывает кислород.

При хороших условиях эти рыбки живут до 3-4 лет. К уходу не требовательны, но чистота все же должна соблюдаться. На одну рыбку достаточно 3 л. воды.

Петушков часто выбирают как одного домашнего питомца в аквариуме. Но коряги, водоросли, гроты, освещение сделают жизнь петушка более радостной.

Замена воды должна проводиться как и в случае с другими видами рыб:

  • не реже 1 раза в неделю, в емкости от 10 до 20 л.,
  • если аквариум до 5 л., то подливать свежую воду необходимо 2 раза в неделю.

Лябиозы

Этого представителя лабиринтовых часто относят ошибочно к гурами, называя их медовыми. Но всё же эта рыбка носит название labiosa рода Trichogaster (до 2017 года род Colisa).

Сходство с гурами очень сильное, как внешне, так и в условиях содержания. Но вырастают они как правило крупнее, до 9 см.

Лябиозам не нужен аэратор, так как они обрабатывают воздух лабиринтовым аппаратом, добывая из атмосферы кислород. Учитывая эту особенность, рыбка чаще обитает в верхних слоях.

Аквариум, в котором содержится labiosa, необходимо оснащать «покровкой», то есть закрывать верх во избежание выпрыгивания их из «домика».

Есть мнение, что крышка нужна и для сохранения микроклимата над водой, чтобы рыбка в процессе поглощения кислорода не простыла.

Макроподы

Райская рыбка с дополнительным органом дыхания – лабиринтом. Самки любят прятаться в укрытие. Коряги, густые заросли, будут способствовать комфортному проживанию.

Аквариум должен быть накрыт крышкой, эти рыбки любят высоко прыгать, особенно когда охотятся. К температуре не требовательны и одинаково комфортно ощущают себя как в +16°С, так и в +25°С.

Акантофтальмус

Рыбка-вьюн, внешне похож на мини-змейку или крупного желтого червяка в черную полоску. Семейство – карповые. Предпочтительная температура – около 25°С.

В качестве обогащения кислородом использует атмосферный воздух, который проходит через кишечник. Кроме того, акантофтальмусы способны поглощать кислород через кожу. Для осуществления кожного дыхания этой рыбки, в воде должен быть кислород.

Для обогащения кислородом аэратор не обязателен, подойдет такое устройство, как флейта, которая работает через внутренний фильтр-помпу.

Но также подойдет и просто фильтр, выброс воды которого направлен на поверхность. Благодаря такому механизму фильтрации вода будет обогащаться кислородом.

Шиповка обыкновенная

Сobitis taeni – распространен по всей Европе. Название получила из-за характерного шипа в области жабр.

Перед переменой погоды рыбка начинает волноваться, активно плавает, захватывает чаще воздух с поверхности. В спокойном состоянии рыбка также дышит атмосферным воздухом, но поднимается к поверхности не так часто.

Воздух концентрируется в среднем отделе кишечника, и проходя к заднему отделу, обогащает кровь кислородом, через мелкие капилляры, находящиеся в кишечнике.

Но кишечное дыхание составляет около 20%, порядка 60% кислорода поглощается через кожу и еще 20% приходится на жаберное дыхание.

Эти показатели относительны и зависят от условий обитания. Соответственно, если вода в аквариуме бедна кислородом, то вьюны добывают его из атмосферы.

Существует предположение, исходя из которого, семейство вьюнов, имеющие кишечное дыхание, зарываются для того, чтобы не подниматься к поверхности воды. А поднимает их проглоченный пузырек воздуха в кишечнике, вот и всплывают дрейфующие вьюны на поверхность.

Сомики

Популярные рыбки для любителей аквариумов. Существует мнение, что сомикам воздух не нужен, но это не совсем так.

Есть виды, которые поглощают кислород из атмосферы, есть сомы, которые не нуждаются в высоком кислородном обогащении. К примеру, крапчатые сомы имеют кишечное дыхание, добывая кислород из атмосферного воздуха.

Анциструсы, птеригоплихты и другие L-сомы нуждаются в хорошем обогащении кислородом, а таракатумы и отонциклюсы могут обходиться небольшим содержанием h3O.

Сомы обитают в нижних слоях водоемов. Постоянно курсируя по дну и переворачивая грунт, поднимают муть со дна. Помпа-фильтр в аквариуме с сомиками обеспечит не только фильтрацию, но и обогащение воды кислородом.

Заключение

Рыбки, которым не нужен аэратор, в большинстве требуют доступа к атмосферному воздуху. Чтобы рыбки не выпрыгнули, хорошо закрывать аквариум крышкой. Между крышкой и поверхностью воды должно быть минимум 5 см.


Поделиться новостью в соцсетях

 


Компрессор для аэрации воды: коротко о главном

Компрессор для аэрации воды: коротко о главном

Компрессор для аэрации воды: коротко о главном


На сегодняшний день изобретено два основных варианта аэрации: напорная и открытой емкостью. Для осуществления первого вида необходим компрессор, чтобы нагнетать воздух в водопровод с давлением большим, чем давление жидкости в водопроводе на 0,3–0,6 атм. Далее мы обсудим, что такое компрессор для аэрации воды и какие особенности, покупая его, важно учитывать.



Из этой статьи вы узнаете:


  • Что такое аэрация воды


  • Как работает компрессор для аэрации воды


  • Какие параметры у компрессора для аэрации воды


  • Какие виды компрессора для аэрации воды бывают


  • Можно ли не использовать компрессор для аэрации воды

Что собой представляет аэрация воды


Очистка методом аэрации удаляет из воды такие примеси, как железо, марганец, сероводород. Его действие основывается на особенности названых элементов: контактируя с кислородом, они окисляются и выпадают в виде нерастворимого осадка. Он остается в фильтре.


К сожалению, чистить питьевую воду исключительно аэрацией невозможно. Однако данный шаг является обязательным, и без него нельзя себе представить полноценную фильтрацию.


Есть различные способы такой очистки жидкости. Правда, большая часть из них характеризуется высокой себестоимостью, чего нельзя сказать об аэрации. Она остается самым легким, недорогим, но эффективным вариантом.

Статьи, рекомендуемые к прочтению:

Напорный метод очистки


В случае с обычным контактом воды с воздухом, насыщение первой кислородом происходит слабо, долго. Чтобы процесс шел продуктивнее, применяется система, называемая аэрационной колонной для воды. Это устройство состоит из бака, компрессора, фильтра.


Аэрационная колонна подсоединяется к водопроводу, колодцу, откуда насос нагнетает в нее воду. Если бак наполнен, включается компрессор для аэрации воды, подающий воздух, – так реакция идет активно и за недолгое время.


Когда достигнуто определенное давление, лишний воздух сбрасывается, система работает дальше. Насыщенная воздухом вода фильтруется: так удерживаются окисленные, иными словами, твердые частицы железа, марганца и т. д. В итоге перед нами – очищенная вода.


Устройство аэрационной колонны:


  • герметичный бак, емкостью в пределах 100–500 л;


  • датчик для контроля потока воды;


  • компрессор для аэрации воды;


  • клапан для сброса давления.


Данный способ дает возможность качественно удалять из воды железо, в то время как сероводород выводится хуже. Поэтому профессионалы советуют применять дополнительные химические окислители, а значит, аэрационная колонна должно оснащаться соответствующим оборудованием.


Достоинства методики:


  • Жидкость приходит в максимальный контакт с кислородом, поскольку в самой системе компрессор для аэрации воды создает повышенное давление. В итоге получаются условия для хорошего окисления металлов.


  • Небольшие габариты делают такие механизмы удобными в быту.


  • Давление в водопроводе на выходе из системы не опускается.


Основной недостаток этого варианта – большая цена применяемой техники. В этом плане метод не так хорош, как безнапорный способ аэрации.

Безнапорный метод очистки


В данном случае жидкость попадает в аэрационную колонну сквозь форсунки, то есть небольшими каплями – так производится обогащение воздухом.


Также посредством компрессора для аэрации воды вода получает еще порцию кислорода – он направляется вглубь. При таком варианте очистки давление на выходе падает в связи с распылением. Во избежание этого недостатка покупают насосную станцию, а для колодца ее приобретать не нужно, она и так имеется.


Так как осадок после реакции окисления собирается на дне, требуется время от времени проводить чистку бака. Делают это минимум один раз в три месяца, однако на точную частоту влияет уровень загрязненности исходной жидкости.


Безнапорная система обезжелезивания включает такие компоненты:


  • герметичный бак объемом 400–700 л;


  • форсунки для распыления жидкости;


  • компрессор для аэрации воды с аэраторами и приспособлением для подачи воздуха;


  • насосная станция;


  • гидроаккумулятор;


  • фильтры;


  • блок управления.


Данная технология в большинстве случаев применяется для обработки промышленного уровня. К ее главным достоинствам относят возможность очищать большие объемы воды, причем в виде осадка выпадает как железо, так и марганец, сероводород.



Однако известны минусы такой методики с применением компрессора для аэрации воды: требуется насосная станция, позволяющая создать в системе нормальное давление, устройство отличается крупными габаритами, время от времени нужно освобождать емкость от оседающего на дно осадка.

Эжекторный метод аэрации


Этот способ – самый частый по использованию в домашних условиях, поскольку применяемое здесь устройство небольшое, недорогое. Данная методика действует за счет давления в системе, то есть ее не требуется питать от электричества.


Эжектор формирует область пониженного давления, поэтому воздух сквозь отдельное отверстие попадает прямо в водопровод. А обратный клапан не дает жидкости вылиться из трубы.


Интересно, что аэрационная колонна и другая техника, в том числе компрессор для аэрации воды, здесь не применяются. Обогащенная же воздухом вода идет в фильтр, из-за чего технология не способна составить полноценную конкуренцию способам очистки, о которых мы говорили чуть ранее.


Данный вариант неплох при обработке жидкости из колодца, водопровода, скважины. Немаловажно и то, что стоимость покупки и монтажа эжектора окажется предельно низкой.


Компрессоры для аэрации в нашем каталоге

Как работает компрессор для аэрации воды


Электродвигатель, расположенный в корпусе, подключается к сети 220 В. Два вентилятора остужают двигатель, устанавливаются они на обоих торцах вала. Также на корпусе расположен конденсатор, он требуется, чтобы запустить электродвигатель компрессора для аэрации воды.


Вращательное движение передается поршню от вала двигателя посредством эксцентрикового механизма, который совершает возвратно-поступательные движения. При опускании поршня происходит разряжение, которое закрывает клапан камеры нагнетания. Далее открывается клапан камеры всасывания, и воздух затягивается в цилиндрическую полость под поршнем. Во время подъема поршня в полости растет давление, из-за чего клапан камеры всасывания закрывается. Затем открывается клапан камеры нагнетания, куда попадает сжатый воздух, а после он уходит в линию нагнетания.












  Электрическая мощность


  190 Вт


  Параметры сети электропитания


   напряжение 220 В;


   максимальный ток 0,9 А;


   частота 50 Гц;


   наличие заземления


  Допустимая температура воздуха


  +5 °С до +40 °С


  Влажность


  до 90 %


  Запыленность


  Отсутствует


  Максимальное противодавление


  0,6 МПа


  Производительность при противодавлении


  0,35 МПа – 420 л/час


  Резьбовые отверстия вход (INLET) и выход (OUTLET)


  ¼”


  Габариты компрессора


  220х160х160


  Шум компрессора


  менее 50 дБ


Наиболее популярны следующие виды воздушных компрессоров для аэрации воды.


Данное устройство в продаже на нашем рынке уже более 10 лет, и все это время оно остается бесспорным лидером среди компрессоров для напорной аэрации воды. Требуется для нагнетания воздуха, прочих газов в напорные водопроводные магистрали. Отлично подходит для постоянного непрерывного функционирования. Плюcом машины признано то, что при этом она не перегревается. Ее графитовые подшипники работают в среднем на 20–25 тыс. часов, после чего они вместе с тефлоновой прокладкой поршня подлежат замене, а модель может работать снова.


Двигатель компрессора AP-2 охлаждается воздухом помещения при помощи встроенного вентилятора прямо через детали двигателя. Данный компрессор для аэрации воды является безмасляным. Так как у него открытый корпус, машина боится влаги и пыли. На входе находится фильтр из войлока, который необходимо время от времени чистить. Если вода вдруг попадает в камеру, компрессор легко разбирается, ремонтируется, ему не требуется замена запчастей, что немаловажно.



Но это устройство имеет и минусы. Оно много весит, довольно шумное и не очень удобно в установке. Также оно дает сильную вибрацию, наиболее чувствительную в домах из дерева. От изготовителя он поступает без вилки и реле давления. В комплекте поставки нет кронштейна, на который механизм крепится. То есть применяются неоригинальные крепления.


Также умельцы пытаются гасить вибрацию пружинами, резиновыми демпферами, которые помогают не полностью, ведь компрессор продолжать создавать вибрацию. Поэтому модель AIR PUMP AP-2 лучше ставить в котельных, отдаленных от жилых домов, – это может быть сухой подвал, отдельное здание. Либо данный компрессор для аэрации воды можно подвешивать на резинках.


Цена AP-2 – 370$.

  • Ручной компрессор для аэрации.


Воздушный аэратор или ручной компрессор для аэрации воды устанавливают на водозаборный кран. Такой вариант позволяет осуществить некоторое снижение потока, при этом жидкость смешивается с частицами воздуха. В этом случае из жидкости удаляются примеси песка и некоторых тяжелых металлов.


Вы без проблем можете определить, насколько правильно работает данное приспособление для крана. Из вашего аэратора должна идти струя молочного оттенка, богатая пузырьками воздуха. Однако важно, что когда вода попадает на предмет, она не разлетается брызгами, а обтекает его.


Данная конструкция довольно удобная. В механизме предусмотрены специальные отверстия: в них попадает воздух и потом смешивается с напором воды. В установке также есть сетчатые фильтры, первые два из них необходимы для очистки и правильного направления струи.


Аэраторы могут производиться из разного материала. Лучшим вариантом считается обезжелезиватель с никелированной, либо нержавеющей поверхностью. Немало потребителей выбирают изделия из пластика, в некоторых случаях устанавливается мини-компрессор для аэрации воды. И тот, и другой ненадежны, так как часто забиваются и не справляются с сильным потоком.


Плюсы и минусы насадки на кран:


  • низкая цена;


  • долгий срок службы;


  • снижения уровня шума, производимого прочими сантехническими приспособлениями;


  • простое обслуживание.


Среди недостатков здесь можно назвать только недолговечность конструкции.


Устройство важно правильно установить, а после этого проводить его качественное обслуживание и регулярную очистку.


В первую очередь снимите аэратор с крана. Здесь вам может понадобиться специальный ключ. Должна обязательно выпасть резиновая прокладка, посмотрите на нее, если появились повреждения, необходимо заменить этот расходник.


Далее из конструкции извлекаем цилиндр вместе с сетками. Проводим чистку всех сборных элементов, тут пригодится игла, нитка, проволока. Проверьте, все ли детали прочищены, и только после осмотра устанавливайте обратно.


Либо можно для продувки всех элементов использовать компрессор для аэрации воды. После собираем приспособление и надеваем его на кран. Оно снова готово к работе. Если устройство вышло из строя, просто купите новое.


Можно ли не использовать компрессор для аэрации воды


Несомненно, компрессор для аэрации воды из скважины необходим, если вы хотите, чтобы вода была пригодна для употребления в пищу. Однако цена установки для аэрации бывает слишком высока, из-за чего появляется резонный вопрос: можно ли сделать подобную систему самостоятельно? Да, можно, хотя это потребует очень много сил и времени.


Обсудим этапы создания аэратора в домашних условиях.


Нам необходима большая емкость для воды – рекомендуется выбрать бак из пищевого полиэтилена. Объем должен быть таким, чтобы помещалось количество, необходимое вашей семье на сутки. Но помните, что вода может занимать максимум 2/3 бака. Жидкость должна поступать из скважины в верхнюю часть бака и падать на дно небольшими струйками. Чтобы избежать переполнения бака, используйте поплавковый клапан.


Пока вода падает тонкими струйками, осуществляется ее контакт с воздухом, то есть железо удаляется без использования компрессора для аэрации воды. Плотно бак закрывать не требуется, поскольку внутри должна идти постоянная циркуляция воздуха. В его днище подготовьте кран, чтобы сливать осадок.


На российском рынке присутствует немало компаний, которые занимаются разработкой систем водоочистки. Самостоятельно, без помощи профессионала, выбрать тот или иной вид оборудования для очистки воды довольно сложно. И уж тем более не стоит пытаться смонтировать систему водоочистки самостоятельно, даже если вы прочитали несколько статей в Интернете и вам кажется, что вы во всем разобрались.


Наша компания Biokit предлагает широкий выбор систем обратного осмоса, фильтры для воды и другое оборудование, способное вернуть воде из-под крана ее естественные характеристики.


Специалисты нашей компании готовы помочь вам:


  • подключить систему фильтрации самостоятельно;


  • разобраться с процессом выбора фильтров для воды;


  • подобрать сменные материалы;


  • устранить неполадки или решить проблемы с привлечением специалистов-монтажников;


  • найти ответы на интересующие вопросы в телефонном режиме.


Доверьте очистку воды системам от Biokit – пусть ваша семья будет здоровой!


что такое и для чего нужен, подача воздуха для рыбок, своими руками (как сделать), нужна ли, способы (растения, улитки, компрессоры, распылители, фильтр, помпа, шланг, распылитель), без электричества (перекись водорода, таблетки, оксидаторы, озонирование), норма содержания, избыток

В природе листья растений поглощают углекислый газ и вырабатывают О2 при фотосинтезе. В водоемах растения выделяют кислород для всех существ. Но в замкнутом пространстве важно дать обитателям достаточно кислорода при большом количестве рыб и малой численности подводных растений. В этих случаях используется аэрация в аквариуме.

Что такое аэрация воды

Аэрация воды в аквариуме – процесс движения слоев жидкости. Аэрация аквариума насыщает аквариумную воду кислородом. Перемещение жидкости начинается выделением из аэрирующего устройства мелких пузырьков воды. Чем больше пространство устройства, тем быстрее проводится насыщение газом жидкости.

В озерах и реках процесс аэрирования происходит из-за волн, течений, ветров и обилия растений. В аквариуме это делают растения, хотя они ненадежный поставщик О2, т. к. употребляют кислород при дефиците углекислого газа или в темноте.

Нужна ли аэрация в аквариуме

Нет видов рыб, которым не нужен кислород в аквариуме. Есть рыбы, которые дышат атмосферным воздухом, они всплывают к верху воды и заглатывают его. Но большинству обитателей необходим О2.

Аквариум – это живой мир. В нем обитают не только поселенные людьми питомцы в виде рыб и других гидробионтов, но и аэробные бактерии, обитающие в грунте и в зарослях растений. Эти бактерии не опасны. Они поддерживают биологический баланс. В аквариуме без аэрации нарушается баланс, и обитатели не могут нормально существовать.

В неподвижной воде процесс проникновения частиц кислорода в толщу воды очень медленный. Частицы кислорода за сутки углубляются в воду только на 2 см. Для рыбок в аквариуме это очень мало. Поэтому воду необходимо самостоятельно обогащать О2. Делается это с помощью фильтров, компрессоров, распылителей.

Нужна ли с растениями

Растения в аквариуме выделяют достаточно О2, чтобы обеспечить жизнедеятельность небольшому количеству рыб. Но для многочисленных поселений растений должно быть очень много. Ночью растения тоже потребляют кислород, оставляя живых обитателей без ценного газа. Лучшим решением будет приобрести аэрирующие устройства.

Способы аэрации воды

Существует две разновидности аэрации воды.

Природный

Это выращивание растений или разведения улиток. При выращивании растений происходит выделение кислорода при фотосинтезе.

Улитки — индикатор количества газа. При обеднении жидкости кислородом они размещаются на листьях растений или на стенках аквариума. Если уровень кислорода нормальный, то улитки размещаются на дне или камнях.

Искусственный

Это использование оборудования для аэрирования. Используются — компрессоры и помпы.

Компрессор

Компрессоры распыляют в жидкости пузырьки, которые обогащают жидкость О2. Они должны работать в аквариуме беспрерывно.

Можно ли отключать компрессор

Устройства для аэрирования аквариума нельзя выключать. Многие начинающие аквариумисты выключают компрессоры для аэрации воды ночью, потому что эти устройства создают много шума. Этого делать категорически нельзя.

Ночью рыбы особенно нуждаются в аэрации, потому что подводные растения перестают выделять О2 и сами его поглощают. Аэрирующие устройства должны беспрерывно и постоянно работать для насыщения кислородом воды.

Распылители

Распылители воздуха находятся в составе компрессоров. С помощью распылителей, расположенных в грунте аквариума, воздух распределяется на пузырьки, которые компрессор закачал снаружи аквариума. Производится подача воздуха в аквариум. Пузырьки перемещают слои воды. Это помогает насытить жидкость кислородом.

Грунтовый фильтр

Грунтовые фильтры для аквариума выполняют похожую функцию с компрессором. Фильтры создают течения. Это способствует движению слоев воды. Верхний слой воды, контактирующий с воздухом, напитывается кислородом и течением опускается на дно. При покупке и установке грунтового фильтра компрессор не нужен.

Специализированные помпы

Помпы для аэрации воды оснащены фильтрующим устройством и каналами для подачи кислорода в аквариум. Она продувается воздухом намного лучше, чем компрессор. Пропускная способность помпы должна быть не меньше трети от объема аквариума.

Шланги и соединители

Шланги и соединители являются дополнительным атрибутом к компрессору или помпе. Они нужны для перемещения и перестановки устройств. Шланг и распылитель присоединяются для распределения пузырьков на большей площади по всему объему аквариума.

Аэрация без электричества

Подойдет для перевозки рыб при отсутствии электричества.

Перекись водорода

Перекись водорода – катализатор, который при попадании в воду распадается на кислород и воду. Она совершенно безвредна для подводных обитателей. Перекись используется для реанимации задохнувшихся рыб, для уничтожения вредных водорослей на растениях.

Кислородные таблетки

Кислородные таблетки необходимы для быстрого подъема уровня кислорода в воде. Еще одно предназначение – перевозка рыб за короткое время. В составе одной кислородной таблетки имеется 30 мг кислорода.

Оксидаторы

Оксидаторы работают за счет добавления перекиси водорода и катализатора. Происходит химическая реакция, результатом которой является выделения О2. Они используются при транспортировке рыб в условиях отсутствия электричества и человеческого вмешательства.

Ручной компрессор

Ручные компрессоры используются при перевозке рыбы при продаже. Такие компрессоры приводятся в действие без потребления электричества с помощью нажатий рук. Самый простой ручной компрессор можно сделать из резиновой камеры от велосипеда или мяча. В камеру нагоняют воздух и регулируют нажатиями.

Озонирование

Озонирование – это еще один вид аэрации. Его особенность в том, что вместо воздуха в воду поступают молекулы озона. Озон состоит из О2, поэтому озонирование эффективно. Озонирование обеззараживает аквариумы, избавляет от мути. Особенно это важно перед нерестом рыб. Оно проводится только при отсутствии в воде существ.

Что влияет на содержание кислорода

На содержание кислорода в аквариуме влияют:

  • Температура. В жидкости с повышенной температурой количество газа всегда меньше, чем с пониженной температурой. Повышенная температура опасна ускорением метаболизма. При ускоренном метаболизме организмы гидробионтов больше обычного потребляют О2 в тот момент, когда наблюдается его недостаток.
  • Растительный мир аквариума. Растения при свете выделяют О2, но ночью его же и потребляют.
  • Бактерии. Аэробные бактерии, проживающие в грунте, полезны для микрофлоры аквариума. Но при остатках корма, большом количестве отходов, бактерии активируются и активно размножаются. Большое количество аэробных бактерий принесут только вред, т. к. вызовет недостаток О2.

Как проверить уровень кислорода в аквариуме

Кислород в аквариуме проверяют устройствами и тестами для определения уровня О2, которые продают в зоомагазинах.

Норма содержания

Оптимальное количество кислорода в воде – 5–6 мг на литр жидкости. Допускается небольшое отклонение от этого показателя.

Избыток

Избыток кислорода будет образовывает воздушные капсулы в сосудах. Из-за этого рыба может погибнуть.

Аэрация своими руками

В зоомагазинах приобретаются разнообразные устройства, способные прочищать воздух. Но есть вариант сделать аэрацию в аквариуме своими руками.

Для изготовления компрессора для аквариума своими руками придется приобрести блок питания, моторчик.

Что понадобится:

  • Блок питания.
  • Небольшой моторчик (например, из принтера).
  • Крышка из пластмассы.
  • Свечи.
  • Резиновая трубка.
  • Переходник.
  • Воздушный шар.
  • Деревянная палочка (например, от леденца).
  • Палка термоклея.
  • Несколько деревянных брусков.
  • Фанера.
  • Проволока.
  • Резинка (например, из камеры велосипеда или мяча).

Как сделать своими руками компрессор для аэрирования:

  1. Воздушный шар разрезать ножницами наполовину.
  2. Взять крышку из пластмассы и просверлить в ней 2 отверстия (3 и 6 мм) на одинаковом расстоянии. Отшлифовать неровные края.
  3. Из резинки вырезаем фигуру формой подковы. Это будет клапан устройства. Клапан приклеивается ножками к внутренней части просверленной крышки. Широкая часть клапана должна закрывать отверстие в 3 мм.
  4. Вырезанную часть шарика натягиваем на крышку. Поверхность должна быть упругой, наподобие небольшого барабана. Приклеить скотчем, лишние части шарика обрезать.
  5. Из фанеры вырезаем небольшой прямоугольник. Он должен быть соразмерен с мотором. Приклеиваем мотор на фанеру.
  6. Теперь изготовим основу компрессора. Берем кусок фанеры и 2 бруска. Бруски приклеиваем к фанере в виде ножек, опор. Подготовленный мотор с фанерой приклеиваем в угол. В нижней части расположить разъем для присоединения блока питания.
  7. Палочку укорачиваем, она должна быть шириной не больше 8 мм. Используя шило, прокалываем отверстия сверху и сбоку. В отверстие сбоку ввести кусок проволоки. Получился эксцентрик. Его устанавливаем на вал мотора.
  8. Палочку от леденца укоротить на 4 см. Приклеить ее к подсвечнику. Чтобы присоединить ее к эксцентрику, просверливаем отверстие на боку палочки и прикрепляем. Другой конец палочки прикрепить с помощью клея в центр крышки с шариком. Приклеить крышку на фанеру.
  9. В крышке с шариком вырезать отверстие 6 мм. В отверстие зафиксировать переходник, присоединить резиновую трубку.

Аэратор готов к использованию.

Мнения аквариумистов

Приборы для аэрации в домашних водоемах – это не украшения аквариума, а нужные приспособления для поддержания хороших условий для рыб.

Если в резервуаре не подводных растений, производящих газообмен, то обязательно стоит оборудовать его приборами для аэрации.

Ошибки

  • О2 поступает в жидкость не из пузырьков, которые вырабатываются компрессором. Кислород находится над водой, на поверхности. В неподвижной воде насыщение газом слабое. Образование пузырей приводит к движению воды, образованию водных течений и хорошему газообмену жидкости.
  • При повышении температуры нужно в больше насыщать воду газами или всегда поддерживать постоянную температуру воды.
  • Многие аквариумисты не проводят тесты на содержание О2 в воде.
  • Важно оборудовать аэрирующими приспособлениями резервуары для выращивания мальков. В этих аквариумах кислород потребляет большая численность особей при стесненных условиях.

Аэрация поддерживает стабильный газообмен воды, разрушает пленки на поверхности жидкости. Поэтому оборудованный аэрационной системой резервуар будет надежным и безопасным жилищем для подводных обитателей.

Предыдущая

АквариумИнструкция для подготовки воды в аквариум

Следующая

АквариумПошаговая инструкция для изготовления аквариума своими руками из стекла

создаём в аквариуме условия, приближенные к природным



Содержание:









Для создания условий жизни водных обитателей в аквариуме аквариумисту необходимы знания биологических процессов, которые происходят в нашем искусственном водоеме. Пример таких процессов находим в природе.





Техногенные факторы, которыми человек воздействует на природу, уже привели к исчезновению некоторых разновидностей животных рыб и растений, которые содержатся ныне только в искусственной среде. И поэтому важно сохранить исчезающие виды хотя бы в условиях аквариума.





Задача аквариумиста — постараться создать условия в аквариуме, приближенные к природным. Тогда водные обитатели проявят палитру красок, порадуют бойким поведением, аппетитом и конечно же дадут потомство.


Роль кислорода в живой природе





Еще с начальной школы известно, что для живых организмов на Земле кислород — жизненный элемент первой необходимости, так как живые организмы дышат, поглощают кислород.





Поступая в клетки тела животного или растения, кислород вступает в реакцию с выделением энергии которая идет на те или иные жизненные процессы и углекислого газа (СО2), который выводится из организма, так как действует как яд.





Понять механизмы дыхания рыб и водных растений можно, разобравшись в реакциях растворения кислорода и углекислого газа в воде.





Основные газы, растворенные в воде и их соотношение в частях:







углекислый газ


кислород


азот


70


2


1


Количество газов в воде пропорционально показателям растворимости. Растворенные газы присутствуют в воде, поступая из атмосферного воздуха, или образуются непосредственно в аквариуме. Кислород образуется в результате фотосинтеза, при наличии живых растений в аквариуме, а в отсутствии растений — только из атмосферного воздуха и благодаря аэрации.





Для кислорода коэффициент диффузии в воздухе равен 11, а в воде — 0,000034 или в 320 000 раз ниже! А это означает, что условия для добывания кислорода у водных организмов намного хуже, чем у наземных.


  

Сколько кислорода может раствориться в воде?





В воде содержание кислорода в 20-30 раз меньше, чем в том же объёме воздуха. Количество кислорода, который растворяется в воде, называется нормальным. Коэффициент растворимости кислорода при 0 °С равен 0,04898 и в случае нормального давления этого газа, равного 60 мл рт.ст. (210 мл О2 в 1л. воздуха), в 1 л. воды будет растворено -210*0,04898=10,29 О2). С повышением температуры и солёности воды коэффициент растворимости уменьшается, и нормальное количество кислорода снижается.





При температуре 10°С максимальная растворимость кислорода составляет 11,3 мг/л, при 25°С -8,2мг/л, а в морской воде, при 25°С -4,8 мг/л. Содержание кислорода в аквариуме определяется равновесием между потреблением (окисление органики, дыхание) и пополнением (фотосинтез, аэрация, поверхностная диффузия). Понятно, что потребление кислорода связано с количеством аэробных (потребляющих кислород) организмов, чем аэробов больше, тем быстрее потребляется кислород.


Для всех ли аквариумов необходимо аквариумное оборудование?


В результате диффузии в стоячей воде молекула кислорода погружается на 1 см за час. В течение суток без перемешивания воды молекула не дойдет до дна аквариума, и, соответственно, не обеспечит необходимого содержания кислорода у дна аквариума, где живут аэробные микроорганизмы. Поэтому модные аквариумы-шары с лабиринтовыми рыбками при возможном перекорме рыбы лишаются нужных бактерий, некому перерабатывать остатки корма и экскременты, параметры воды скачут, рыбы слабеют и погибают!





Такие ситуации часто встречаются у новичков, которые упорно верят, что в аквариумах с лабиринтовыми рыбками не нужна никакая техника. Лабиринтовые рыбки дышат атмосферным кислородом, но бактерии — нет.



Кто потребляет кислород в аквариуме?





Потребляют кислород рыбы, растения и бактерии. Бактерии живут в аквариуме и влияют на содержание кислорода, а численность бактерий регулируется количеством органического вещества в аквариуме.


В аквариумах, в которых регулярно проводится очищение грунта, удаляются излишки органических веществ, содержание кислорода выше по сравнению с аквариумами, загрязненными органикой. Запущенные аквариумы с большим количеством ила на дне похожи по происходящим биологическим процессам на озера эвтрофного типа. Во время летней и зимней стагнации в озерах кислород в дефиците, и в придонном слое создаются анаэробные (бескислородные) условия. В старом аквариуме верхний слой грунта с большим количеством органики еще содержит кислород, а нижний слой, как в случае с эвтрофным озером, переходит в анаэробную зону, а это чревато образованием сероводорода и метана, крайне опасных газов.





В природных условиях: в реках, ручьях из-за постоянного перемешивания воды зон с резким недостатком кислорода нет. Поэтому подбирая фильтрующую технику для нашего аквариума, обратите внимание на производительность, пусть фильтр пропускает через себя минимум 2-3 объема аквариума в час.


Аквариумные рыбы и кислород


По отношению к кислороду водные организмы делятся на эвриоксибионтных (выживают при колебаниях уровня кислорода) и стенооксибионтных (колебания кислорода исключаются).



Концентрация кислорода, необходимая для нормальной работы органов рыбы, определяется:



  1. Размером рыбы (чем рыба больше, тем рыбе нужно больше кислорода).


  2. Возрастом (скорость и уровень обмена веществ различается у старой и молодой рыбы).


  3. Физиологическим состоянием (в стрессе, например, во время транспортировки, потребление кислорода возрастает).








Потребность в кислороде выше у тех рыб, которые в природе живут в бурных реках или подвижны. Например, Данио и

польза и вред, эффект для организма, отзывы

Основными компонентами, без которых невозможна жизнь на земле, являются вода и кислород. Все основные важные процессы жизнедеятельности жизненно важных органов связаны именно с водой. Особенно высока потребность в этих элементах людей, которые проживают в неблагоприятной обстановке экологического характера.

Кислород попадает в организм человека в основном через воду и воздух. Для сравнения следует указать наличие кислорода в воде и воздухе:

  • чистый природный воздух содержит до 21% этого газа;
  • природная вода в литре приблизительно содержит до 14 мг;
  • в очищенной воде остается только 5-9 мг на литр.

Оксигенированная вода – что это?

С помощью воды, обогащенной кислородом, можно удовлетворить практически полностью потребность организма в кислороде, этого количества будет достаточно для обеспечения всех жизненно важных процессов газом. Причем кислород, который растворен в воде, проникает в клетки человека напрямую. Не будут образовываться свободные радикалы, которые способны наносить вред организму, разрушая клетки.

Поэтому стоит обратить внимание на оксигенированную воду, которая является жидкой субстанцией, очень сильно насыщенной кислородом. Попадая в организм, молекулы газа быстро проникают в нужные клетки органов. Сначала кислородом наполняются слизистые оболочки рта, затем органы пищеварительной системы. Далее кислород попадает в кровь и поступает во все органы человека.

В чем состоят польза и вред воды, обогащенной кислородом? С этим стоит разобраться.

Польза такой воды

Вода, обогащенная кислородом, имеет ряд положительных сторон и приносит большую пользу организму:

  • быстро восстанавливает дефицит кислорода в тканях организма;
  • ускоряет обмен веществ и улучшает работу кровеносной системы;
  • способствует правильной работе пищеварительной системы;
  • благотворно влияет на иммунную систему организма в целом;
  • снимает усталость, повышая работоспособность;
  • прекрасно справляется с задачей ликвидации кислородного голодания;
  • благодаря поступлению кислорода в большом объеме ускоряется поглощение и усвоение минералов, аминокислот и протеинов;
  • способна поддержать уровень глюкозы на необходимом для нормального функционирования организма уровне;
  • улучшает работу головного мозга, восстанавливает концентрацию внимания;
  • благодаря регулярному употреблению такой воды кожа омолаживается.

В первую очередь приобретать и пить такую воду нужно тем, кто:

  • живет в мегаполисах с плохой экологической ситуацией, в частности с грязным воздухом;
  • много курит и часто употребляет алкогольные напитки;
  • активно занимается спортом;
  • работает на промышленных предприятиях с вредными условиями труда;
  • перенес тяжелые травмы или болеет;
  • восстанавливается после операций.

Особенно полезна вода, обогащенная кислородом, людям, страдающим болезнями легких и дыхательной системы в целом.

Обогащение воды кислородом

Большинство людей пользуется простой водопроводной водой, но именно она меньше всего содержит в себе кислорода, так как до момента попадания в квартиру через кран проходит несколько этапов очистки. Результатом очищающих процедур становится испарение газа в атмосферу.

Самое большое количество полезного газа насыщает воду озер, рек, океанов, ручьев, родников. В горных водных объектах кислорода еще больше. Обогащение происходит при падении воды в бурлящем виде с высоты.

Процесс естественного обогащения

Как уже было отмечено выше, природные источники больше всего насыщены кислородом. Газ в их воду поступает одновременно несколькими способами:

  • из атмосферы;
  • из дождя, тающего снега и льда;
  • в результате жизнедеятельности фитопланктона и прочих водорослей (большая часть кислорода в природных водоемах).

То, что именно водоросли и растительность водоемов больше всего насыщают воду кислородом, доказано научно. При этом они поставляют кислород не только в океан, но и в атмосферу.

Искусственное обогащение воды

Сегодня на прилавках магазинов располагается большой ассортимент воды, обогащенной кислородом. Различные промышленные предприятия разливают воду под высоким давлением. Но после открытия бутылки с таким продуктом важно выпить ее в течение 30 мин. Ведь искусственно введенный кислород испарится в атмосферу за 20-30 мин.

По количеству содержания кислорода в промышленной воде продукцию можно разделить:

  • на кислородную воду первой категории с содержанием газа 5 мг на 1 л;
  • продукт высшей категории, в котором содержится 9 мг кислорода на каждый литр.

Не стоит забывать, что в природных источниках содержание газа может достигать 14 мг/л. Если найти чистый родник, то это будет настоящий клад для человека, который хочет регулярно употреблять минеральную воду, обогащенную кислородом. Правда, найти такой источник очень сложно. Практически невозможно в промышленно развитых регионах.

«Стэлмас 02»

Какая вода, обогащенная кислородом, заслуживает доверия покупателя? Хорошим примером является продукция STELMAS 02, в которой содержится газ в большом объеме.

Она полностью соответствует всем характеристикам кислородной воды, обогащенной газом искусственным способом. Ее принимают для быстрого восстановления нехватки кислорода и улучшения работы пищеварительной системы и организма в целом.

Питьевая вода, обогащенная кислородом, которая выпускается под названием STELMAS 02, является запатентованным товаром, разливающимся на высокотехнологичном оборудовании. Эта вода, по заверению ученых, является очень хорошим средством, которое поможет усилить здоровье, повысить жизненный тонус кому угодно.

Важной особенностью воды «Стэлмас», обогащенной кислородом, является отсутствие противопоказаний.

Сегодня кислородная вода STELMAS 02 реализуется практически в каждой стране мира. Ее можно купить на прилавках специализированных магазинов или заказать в Интернете.

Как насытить воду в домашних условиях

Как обогатить воду кислородом в домашних условиях?

Самостоятельно можно приготовить вкусный коктейль, который поможет насытить организм необходимым количеством кислорода. По своей сути коктейль представлен воздушной пеной с большим содержанием полезного газа на основе пенообразователя и сокосодержащей основы. Подобные напитки с давних времен известны, так как используются для оздоровления в больницах, санаториях и на курортах.

Оборудование

Чтобы изготовить такое лакомство самостоятельно, нужно приобрести специальное оборудование, чтобы превращать сок и газ в пену.

  1. Источник кислорода. Наиболее распространенным вариантом является концентратор, который извлекает нужный газ из окружающего воздуха. Это обычный прибор бытового назначения, ему необходима сеть с напряжением 220 В. Также можно использовать кислородный баллон со специальным редуктором, объема которого хватит на длительный период. Но есть мобильный вариант, который удобно использовать даже в поездках – баллончик с кислородом, который продается в аптеках.
  2. Аппараты для создания пены. Для коммерческих целей лучше купить специальный кислородный коктейлер. Сегодня есть компактные устройства, пригодные для использования дома. Аппарат имеет емкость для соковой основы, а также специальный носик, через который и разливается полезный напиток по емкостям. Еще один вариант – кислородный миксер, который по принципу работы напоминает традиционный, только в процессе вспенивания к массе подается кислород.

Ингредиенты кислородного коктейля

Как уже было отмечено, чтобы изготовить полезное лакомство, потребуется пенообразователь и основа для напитка.

  1. Основа для напитка. В этих целях чаще всего используется сок. Главное, чтобы он был без мякоти. Можно обогатить кислородный коктейль витаминами, использовав морсы собственного приготовления из свежих ягод. Некоторые выбирают в качестве основы молоко, но жирность не выше 2,5%. Кто-то предпочитает усилить эффективность напитка, взяв в качестве основы отвары целебных трав. Но они перед использованием должны быть охлаждены до комнатной температуры.
  2. Пенообразователь. При самостоятельном приготовлении для личных целей целесообразнее всего в качестве генератора пены приобретать экстракт корня солодки. Некоторые берут желатиновый настой или самый простой сырой белок куриного яйца. С желатином процесс приготовления увеличивается, а при использовании белка есть опасность заразиться сальмонеллезом.

Процесс изготовления

Приготовление подобного коктейля очень простое. По классическому рецепту требуется:

  1. Взять сок и пенообразователь в пропорции 10:1, компоненты смешать и отправить во вспениватель.
  2. Подать кислород после полного погружения аппарата в основу. После запуска в стакане начнут образовываться пузырьки. Когда они полностью заполнят стакан, то можно прекращать процесс вспенивания.

Теперь главное – употребить лакомство сразу после приготовления, так как через некоторое время кислород испарится в атмосферу, а коктейль потеряет свои целебные свойства.

Проводить такую процедуру, как обогатить воду кислородом в домашних условиях, оказалось совсем не сложно. Отзывы подтверждают, что готовить воду не составляет трудностей, а эффект от ее применения наблюдается уже после нескольких приемов.

В заключение стоит сказать, что вода, обогащенная кислородом, и вкусный коктейль имеют большой перечень показаний. Но вот людям, которые страдают астмой, желчнокаменной и мочекаменной болезнями, интоксикацией организма или язвой желудка, от такого лакомства лучше отказаться.

Насыщение воды кислородом. Устройства и способы подачи кислорода

Доступность растворенного кислорода (РК) обычно является главным фактором, который ограничивает возможность увеличения плотности посадки в замкнутой системе водоснабжения. Измерение его концентрации проводится различными методами (подробнее). Использование только аэрации для обеспечения кислорода позволяет поддерживать плотность посадки 40 кг/м3. Однако внесение чистого кислорода с помощью оборудования эффективной подачи газа повышает плотность посадки до 120 кг/м3. В расчет берется разница концентрации растворенного кислорода на входе емкости культивирования (10 мг/л при аэрации или 18 мг/л подача чистого кислорода) и на выходе системы. Например, при концентрации растворенного кислорода на выходе 6 мг/л для дыхания рыбы доступно лишь 4 мг/л при аэрации (10 мг/л — 6 мг/л) и 12 мг/л при подачи чистого кислорода (18 мг/л — 6 мг/л). Таким образом, плотность посадки может возрасти с 40 кг/м3 до 120 кг/м3. Интересно, что концентрация побочных продуктов (твердого осадка) при возрастании плотности зарыбления также возрастает. Поэтому необходимо более эффективное их удаление, например, использование микросетчатого фильтра.

Запросы водных организмов в отношении концентрации кислорода зависят от многочисленных факторов, включающих плотность посадки, количества вносимого корма, уровня стресса, температуры воды и ряда других. Холодноводные виды нуждаются в 0,3-0,5 кг кислорода на 1 кг корма. При высоких температурах и наличии кислородного запроса со стороны биофильтра и других бактерий потребность в кислороде возрастает до 1 кг кислорода на 1 кг корма. Минимальные значения растворенного кислорода зависят также от потребностей конкретного вида рыб и условий выращивания. Тилапия может выживать при таких уровнях растворенного кислорода, при которых радужная форель или лосось погибают в течение считанных минут. Стоит отметить, что концентрация O2 менее 4-6 мг/л снижает ростовые показатели.

Плотность посадки можно повысить путем повышения количеств вносимого корма, когда решена проблема с доступностью кислорода и снижены такие лимитирующие факторы, как общий уровень азотсодержащих продуктов, CO2, объем емкости культивирования. Повышение плотности зарыбления должно быть экономически оправдано.

Таким образом, концентрация растворенного кислорода является одним из наиболее существенных лимитирующих факторов, определяющих количество выращиваемой рыбы.

Тем не менее, интенсификация снабжения воды чистым кислородом, равно как и аэрация, ограничена, потому что на каждые 10 мг/л потребляемого O2 образуется 1,0-1,4 мг/л TAN (общий уровень азота), 13-14 мг/л CO2 и 10-20 мг/л твердых частиц в осадке. При потреблении кислорода системой более 10-22 мг/л (в зависимости от щелочности, pH, температуры, видов рыб) лимитирующим фактором становится концентрация растворенного углекислого газа (без снятия и контроля pH).

Аэрация атмосферным воздухом (слева) и оксигенация кислородной смесью (справа).

Перенос газов

Аэрация — процесс контакта газов с водой.

Когда воздух контактирует с водой, растворенные газы в воде достигают равновесной фазы, согласно парциальному давлению газов в атмосфере. На растворение газов влияют два фактора, площадь поверхности раздела сред «воздух-вода» и разница парциальных давлений (концентраций) газов при насыщении и в воде. Например, если вода не насыщена газом, последний будет растворяться. В противном случае, при сверхнасыщении воды, газ начнет покидать воду. В простейшей капельной колонне можно удалять из воды сверхнасыщенный азот, тогда как кислород, не достигший этого состояния, напротив, начинает растворяться. Скорость переноса газов зависит от дефицита (или избытка) их в растворе. Она пропорциональна константе, известной как коэффициент переноса газа. Общий коэффициент переноса газа определяется условиями, созданными с конкретной системе подачи газа. Это составной показатель, включающий такие факторы, как коэффициент диффузии газов, толщина жидкостной пленки и площадь поверхности раздела фаз «воздух-вода». Озвученные факторы также обозначают пути для повышения общего количества переносимого газа. Например, можно уменьшить толщину жидкостной пленки за счет перемешивания и создания турбулентных потоков; путем уменьшения размера пузырьков, повысить площадь поверхности раздела фаз «воздух-вода»; либо увеличить концентрационный градиент.

Концентрационный градиент можно повысить путем введения чистого кислорода, установкой систем повышенного давления, сдерживанием парциального давления газа в атмосфере от резких изменений при его протекании по системе переноса (увеличением площади поверхности раздела фаз).

Чистый кислород контактирует с водой, где достигает сверхнасыщенного состояния. При этом из раствора уходит незначительная доля азота. В условиях обычной аэрации плотность посадки остается относительно низкой (менее 40 кг/м3), но обеспечивается контакт воды с атмосферным воздухом, что предотвращает накопление токсических концентраций углекислого газа.

Кислородная смесь в 5 раз повышает растворимость кислорода в воде по сравнению с аэрацией обычным воздухом (48,1 мг/л против 10,1 мг/л при 15 °C). Возрастание давления с 1 до 2 атмосфер приводит к возрастанию растворимости кислорода в два раза (97 мг/л против 48 мг/л при 15 °C).

В рыбоводстве чаще всего используется три источника кислорода: кислородная смесь под высоким давлением, сжиженный кислород и генерация кислорода на месте. Для гарантированного присутствия кислорода во многих хозяйствах предусмотрено, по крайней мере, два источника его получения. Кислородная смесь под высоким давлением, содержит от 3 до 7 м3 газа под давлением 170 атмосфер. С целью повышения емкости можно соединить вместе несколько баллонов. Вследствие своей дороговизны и ограниченной вместимости, кислородные баллоны используются только в качестве запасного средства, на крайний случай.

Также кислород можно генерировать на месте, используя адсорбцию с перепадом давления (PSA – “Pressure Swing Adsorption”) или вакуумное адсорбционное разделение (VSA – “Vacuum swing Adsorption”). В обоих случаях для избирательной адсорбции или абсорбции азота из воздуха для продукции смеси, обогащенной кислородом, используется молекулярный микрофильтр. На рынке представлены модели, производительностью 0,5-14 кг кислорода в час при 0,7-3,3 атмосферах. Для продукции смеси, содержащей 85-95% кислорода, требуется источник сухого, отфильтрованного воздуха, подаваемого под давлением 6,0-10,0 атмосфер. PSA и VSA операционные единицы функционируют периодически и включаются только по необходимости. Они очень надежны и не требуют большого ухода. Тем не менее, данное оборудование очень дорого стоит, равно и как его работа, что связано с необходимостью подачи воздуха под высоким давлением. Кроме того, так как для своей работы PSA и VSA единицы нуждаются в электричестве (1,1 кВт на 1 кг O2), на случай его отключения необходим запасной источник чистого кислорода.

Очень часто существует возможность получить жидкий кислород 98-99% чистоты, который может транспортироваться и храниться в контейнерах типа сосуда Дьюара. При 1 атмосфере жидкий кислород вскипает при -182.96°C, поэтому требуется специальный криогенный контейнер для хранения. Он может варьировать в размерах от 0,11 м3 до 38 м3, и обычно арендуется или поступает в лизинг от поставщиков, хотя небольшие емкости могут продаваться. Четыре с половиной литра жидкого кислорода эквивалентно 3,26 м3 газообразного кислорода. Максимальное давление в контейнере варьирует от 8,775 до 11,7 атмосфер. Перед использованием жидкий кислород испаряется непосредственно через теплообменники. Система хранения жидкого кислорода состоит из емкости для хранения, теплообменника-газификатора и регулятора давления. Использование данного оборудования зависит от транспортных расходов, и снижает затраты на поддержание и покупку PSA систем. Оборудование для хранения и подачи жидкого кислорода очень надежно и работает даже при отключении электричества. Проблемы наблюдаются при его использовании в качестве запасного варианта на случай отключения электричества, когда хранимого объема газа оказывается недостаточно. Необходимо внимательно отнестись к возможным рискам и подбирать контейнеры достаточного объема. Кислорода должно быть достаточно, по крайней мере, на 30 дней эксплуатации. При первых признаках ухудшения погодных условий и использовании сжиженной смеси благоразумно снизить количество вносимого корма, что уменьшит кислородные запросы рыб в течение следующих 24 часов.

Оборудование для оксигенации

В непрерывной жидкой фазе (пузырьки в воде): U-образные трубы, кислородные конусы (насыщение в нисходящем водном потоке), кислородный аспиратор, распылители.

Для переноса кислорода используются непрерывная газовая фаза (вода капает в воздухе): многоуровневые низконапорные оксигенаторы, упакованные или распыляющие колонны, колонны под давлением, закрытые механические поверхностные смесители.

Многоуровневые низконапорные оксигенаторы используются чаще всего, потому что они приспособлены для высокоскоростного потока с минимальным гидростатическим напором. Традиционный низконапорный оксигенатор был разработан Воттеном в 1989 году. В настоящее время созданы разнообразные схемы данного устройства, которые, однако, имеют один принцип работы. Оксигенатор состоит из распределительной пластины, находящейся над несколькими (5-10) прямоугольными камерами. Вода течет через заградительные пластины до конца канала, либо с помощью помпы направляется вверх от емкости с рыбой, через распределительную пластину, а затем падает через прямоугольные камеры. Камеры обеспечивают поверхность на границе раздела фаз, необходимую для смешивания и переноса газа. Нисходящий поток собирается на дне каждой камеры и покидает их. Весь чистый кислород вводится во внешнюю или первую прямоугольную камеру. Смесь газов в первой камере постепенно распространяется по всем камерам. При прохождении от камеры в камеру газовая смесь постепенно теряет кислород, который растворяется в воде. Наконец, остатки смеси покидают последнюю камеру. Каждая из прямоугольных камер газопроницаема. Отверстия между ними сделаны таким образом, чтобы препятствовать обратному смешиванию воды.

Определение водонасыщенности — PetroWiki

Определение водонасыщенности ( S w ) является наиболее сложным из петрофизических расчетов и используется для количественной оценки его более важного дополнения, насыщенности углеводородов (1 — S w ). Сложности возникают из-за того, что существует ряд независимых подходов, которые можно использовать для расчета S w . Сложность заключается в том, что часто, если не обычно, эти разные подходы приводят к несколько разным значениям S w , которые могут соответствовать значительным различиям в исходных объемах запасов нефти (OOIP) или исходных запасов газа (OGIP). .Задача технической группы состоит в том, чтобы решить и понять различия между значениями S w , полученными с использованием различных процедур, и прийти к наилучшему расчету S w и его распределению. по всему резервуару по вертикали и площадям. При расчетах OOIP и OGIP важно помнить об относительной важности пористости и S w . Изменение объема пор на 10% в S w оказывает такое же влияние, как изменение объемного объема (BV) на 2% в пористости (в резервуаре с пористостью 20% BV).

Методы расчета водонасыщенности

S w в стволах скважин можно определить следующими основными методами:

  • S w расчеты по каротажным диаграммам удельного сопротивления путем применения модели, связывающей S w с пористостью, удельным сопротивлением естественной воды и различными электрическими свойствами горных пород.
  • S w расчеты на основе лабораторного капиллярного давления / насыщения ( P c / S w ) измерения с использованием модели, относящейся к S w различным свойствам породы и флюидов и высоте над уровнем свободной воды.
  • S w расчеты с использованием определения объема воды на основе бурового раствора (OBM) и основной пробки по Дину-Старку.
  • Комбинации этих методов.

Этот список представлен в хронологическом порядке, в котором данные могут быть доступны, а не в порядке ранжирования, основанного на точности различных методов. Выбор метода расчета S w часто определяется доступностью различных типов данных.Если керны РУО не были вырезаны, этот метод нельзя использовать, если не потрачены средства на получение таких данных из одной или нескольких вновь пробуренных скважин. Это не высокие дополнительные затраты, если использование OBM планируется для других целей. Каротажи сопротивления ведутся во всех скважинах, поэтому эти данные доступны для проведения стандартного анализа S w расчетов. Ключевым моментом при выполнении калиброванных расчетов S w является наличие данных специального анализа керна (SCAL) для образцов керна из конкретного коллектора; то есть, количество выполненных лабораторных электрических свойств и P c / S w измерений стержня и пробки.

Метод, выбранный для расчета S w , часто является гибридом, сочетающим использование двух из этих основных источников данных. Например, данные OBM-core S w можно использовать в сочетании с каротажными данными удельного сопротивления, чтобы расширить используемый набор данных для включения всех скважин и всей углеводородной колонны. В качестве альтернативы, ядро ​​OBM S w data может использоваться в сочетании с P c / S w data.Таким образом, OBM-core S w data определяет значения S w для большей части резервуара, тогда как P c / S w данные определяют значения S w в интервале непосредственно над контактом с жидкостью и, возможно, в тех областях месторождения, где доступны данные P c , но нет данных по керну OBM.

Доступность и качество данных

В этом разделе обсуждались вопросы доступности входных данных и качества данных для каждого метода S w .Эти соображения часто определяют первоначальный выбор методологии для расчета S w , и их необходимо учитывать в начале проекта, чтобы определить, практически возможно ли заполнить пробелы в базе данных, чтобы использовать более точные данные. S w — расчетный подход. В этом обсуждении предполагается, что точные значения пористости доступны из базы данных стандартного анализа керна и что пористость вычисляется по точкам из каротажных диаграмм.Обсуждение сосредоточено на конкретных аспектах, которые влияют на выбор методологии S w . Многие аспекты базы данных обсуждаются на странице петрофизической базы данных.

Журналы электросопротивления

Скважины

обычно имеют ту или иную разновидность логарифмических диаграмм или диаграмм индукционного сопротивления, потому что они широко используются и потому, что правительственные постановления обычно требуют их регистрации. Как правило, это обеспечивает точечные данные от верхней части углеводородного столба вниз через любые интервалы водоносного горизонта, которые присутствуют.Однако на многих месторождениях ранние скважины тонко рассредоточены по площади коллектора, но более поздние эксплуатационные скважины бурятся только в областях, выбранных для максимального увеличения дебита и извлечения при минимизации затрат. Это означает, что часто несколько скважин пробуриваются с нисходящим уклоном, где столб углеводородов истончается из-за нижележащего водоносного горизонта или в потенциально тонких восходящих пределах коллектора. Следовательно, на таких участках может быть несколько каротажных диаграмм удельного сопротивления.

Латерологи предпочтительнее индукционного каротажа, когда буровой раствор имеет умеренную или высокую соленость.Это ограничение индукционных инструментов возникает из-за чрезмерного сигнала проводимости от ствола скважины и зоны проникновения фильтрата бурового раствора. Инструменты Deep Laterolog показывают слишком высокие значения при измерении непосредственно под ангидритом и солью, [1] и следует выбирать альтернативные кривые удельного сопротивления. Когда удельное сопротивление пласта, R t , очень велико, индукционные инструменты предыдущих поколений имели ограниченную точность, но современные инструменты значительно улучшены. Хотя глубинное индукционное измерение представляет собой скользящее среднее для многих вертикальных футов, современные инструменты включают в себя системы для деконволюции необработанного бревна и получения окончательного бревна с хорошим вертикальным разрешением.

Глубокое проникновение фильтрата бурового раствора на водной основе (WBM) влияет на все диаграммы удельного сопротивления, и, в крайнем случае, имеющийся журнал удельного сопротивления можно использовать только качественно. В противоположном крайнем случае, когда фильтрат бурового раствора на нефтяной основе (OBM) вторгается в углеводородный резервуар, вторгающийся фильтрат OBM обычно вытесняет только нефть и газ коллектора, оставляя неизменным S w . Здесь вторжение РУО обычно не меняет глубинного пласта или удельного сопротивления зоны проникновения.При умеренных глубинах проникновения карты каротажных компаний иногда используются для корректировки журнала глубокого чтения, чтобы получить лучшую оценку R t .

Каротажные каротажные диаграммы микрорезистентности с неглубоким считыванием на площадках измеряют R xo , удельное сопротивление зоны проникновения фильтрата бурового раствора. При использовании вместе с инструментами более глубокого считывания эти журналы предоставляют ценную информацию о подвижности пластовых флюидов, включая присутствие смол.В скважинах WBM они также обеспечивают оценку остаточной углеводородной насыщенности, S или .

Данные удельного сопротивления рыхлых солей

Для точных расчетов S w с использованием журналов удельного сопротивления требуется точное значение удельного сопротивления рыхлого рассола, R w , или его значения и распределение по пласту. Также требуются оценки температуры.

Первая проверка R w водоносного горизонта заключается в обратном вычислении кажущейся R w с помощью уравнения Арчи с использованием каротажных диаграмм удельного сопротивления с поправкой на вторжение и лучших оценок и m параметров.Поскольку S w обычно составляет 100% PV в интервале водоносного горизонта, значение n здесь не имеет значения.

Каротаж спонтанного потенциала (SP) предоставляет второй метод для расчета R w в скважинах, пробуренных с помощью WBM. Информация о составе и температуре фильтрата бурового раствора используется с отклонением SP для расчета R w . [1] [2] Процесс вычисления средней точности действителен для водоносного горизонта, но также действителен для углеводородной колонны, если высокое удельное сопротивление не подавляет реакцию SP.Когда измерения солености керна OBM недоступны, журнал SP предоставляет единственное свидетельство возможных вариаций R w в углеводородной колонке.

Третья оценка состава водоносного горизонта и воды и R w часто берется из проб, взятых во время гидродинамических испытаний интервала водоносного горизонта; однако R w нефтяной и / или газовой колонны не всегда совпадает с таковой для интервала водоносного горизонта. [3] [4] [5] Испытания потока в интервале водоносных горизонтов должны быть подтверждены и проверены на загрязнение от проникновения фильтрата бурового раствора.

Для нефтяной или газовой колонны определение значения или значений R w является гораздо более сложной задачей, поскольку пластовая вода не течет. Типичное, но не обязательно правильное первое предположение состоит в том, что столб углеводородов R w совпадает с колонкой нижележащего водоносного горизонта.Если скважины заполнялись керном с помощью РУО, пробки керна из углеводородных и водоносных интервалов могут быть проанализированы как по объему воды, так и по содержанию солей, особенно хлорид-иона, который почти во всех случаях доминирует на анионной стороне определения солености. [3]

Рис. 1 показывает изменение концентрации хлоридов с глубиной для резервуара в Эквадоре. [4] Содержание хлоридов обычно можно использовать для количественной оценки солености воды коллектора, на основании чего можно рассчитать R w в условиях коллектора, используя стандартное сопротивление воды в зависимости отдиаграммы или алгоритмы хлоридов. Для резервуаров, в которых имеется значительное содержание CO 2 (3+ мол.%), Распределение ионов в поверхностных условиях будет отличаться от распределения при температуре и давлении в пласте. При корректировке измерения поверхностной солености с условиями коллектора необходимо выполнить расчет равновесного распределения ионов.

  • Рис. 1 — Изменение солености пластовой воды в углеводородной колонне (нефтяное месторождение Виллано, Эквадор). [4] Холлин — это название пласта нефть-коллектор, а WOC — это контакт вода / нефть.Концентрация хлоридов в пластовом рассоле колеблется примерно от 2 000 до 35 000 ppm. Самая низкая инвазия относится к ограниченному проникновению фильтрата РУО в керны.

Температура пласта влияет на оценки S w , потому что для постоянного состава пластовой воды R w зависит от температуры. [1] Максимальная скважинная температура измеряется с помощью большинства прогонов каротажа и испытаний бурового инструмента (DST), и они широко используются для оценки зависимости температуры отпрофиль глубины. Можно утверждать, что температура, необходимая для оценок на основе удельного сопротивления S w , является преобладающей температурой в объеме породы, наблюдаемой прибором во время каротажа. В это время соответствующая порода, вероятно, будет холоднее, чем исходная температура пласта. Ошибка, вызванная обычным упрощением максимальной температуры, невелика, и проблема охлаждения обычно игнорируется.

Электрические свойства Данные SCAL

Третий аспект выполнения этих расчетов S w — это выбор модели для «электрической сети» в породе.Эти модели связывают S w с несколькими переменными пласта, включая удельное сопротивление объемного пласта и удельное сопротивление пластовой воды. Был опубликован ряд моделей, например [6] [7] :

  • Арчи
  • Ваксман-Смитс-Томас (WST)
  • Двойная вода (DW)
  • Индонезия

Производятся лабораторные измерения двух или более типов электрических свойств. Все эти модели предполагают однородный образец породы.

Показатели Арчи

Сначала набор очищенных пробок керна с диапазоном пористости полностью насыщается рассолом с известным удельным сопротивлением, и измеряется объемное удельное сопротивление каждой пробки керна. Для этой простейшей модели наклон линии, соответствующей логарифмическому графику набора данных, дает показатель цементации, м, а точка пересечения — постоянная цементации, [8] a (см. Рис. 2 , где a = 1 и м = 1,77). Эти параметры используются для точечного прогнозирования F по пористости; приводя к предсказаниям R 0 и S w .

……………….. (1)

, где F = фактор пласта, R w = удельное сопротивление рассола и воды, и R 0 = удельное сопротивление горных пород с нулевой нефтегазонасыщенностью (100% PV S w ). Построенные логарифмические данные (log 10 F и log 10 ϕ ) соответствуют линейной модели вида

……………….. (2)

, где ϕ = пористость, a = постоянная цементации и м = показатель степени цементирования.Следовательно, м = — изменение в log 10 F / изменение в log 10 ϕ (наклон подгонки линии) и a = F при пористости 100% BV (точка пересечения линии подгонки).

  • Рис. 2 — Фактор удельного сопротивления пласта ( F ), измеренный в лаборатории, в зависимости от пористости для керновых пробок месторождения Дуланг, Малайзия. [9]

Эта модель была разработана Арчи, [8] , который предложил как = 1.0 и м = 1,8–2,0 для его набора данных. Последующая работа исследователей Exxon для нескольких песчаниковых пород рекомендовала , = 0,61 и м, = 2,15 (формула Хамбла). [10] Карбонаты также были изучены и дали рекомендацию использовать м = 1,87 + 0,019 / ϕ ниже 9% BV (формула Шелл). [1] Однако карбонатная сеть пор и трещин сильно различается, и могут потребоваться значения m от 1,0 до 3,0. Ясно, что м не является постоянной величиной, но зависит от типа породы.

При построении этих данных о факторах формации обычно предполагается, что образцы горных пород имеют сходную геометрию пор, но с разными уровнями пористости и диагенеза. Значения экспоненты для конкретного коллектора, вероятно, дадут более точные результаты S w , чем всемирные корреляции. Однако перед определением значений для конкретного коллектора необходимо изучить описательные и экспериментальные данные, чтобы определить, нужно ли их разделять на различные группы, которые связаны с отчетливыми различиями в литологических свойствах, таких как:

  • Размер зерна
  • Сортировка
  • Содержание глины и минералов

В породах, частично насыщенных рассолом, соответствующее экспериментальное исследование включает измерение электрических свойств в зависимости от водонасыщенности.В этих экспериментах индекс удельного сопротивления ( I R ), отношение удельного сопротивления ненасыщенных пород к удельному сопротивлению 100% PV, насыщенных рассолом ( R т / R ). 0 ) измеряется как функция насыщения рассола. Например, в устройстве с пористой пластиной S w изменяется за счет увеличения давления газа и, следовательно, капиллярного давления на границе раздела газ / вода в порах.Рассол течет от основания пробки через пористую пластину. По результатам измерений на каждой заглушке керна строится график зависимости I R от S w (см. рис. 3 , где n = 1,64). Наклон линии (почти всегда принудительно проходит через I R = 1,0 при S w = 100% PV) — это показатель насыщения Арчи n (см. уравнения 3 и 4 ).На основе экспериментальных данных Арчи [8] рекомендовал, чтобы n = 2,0, и это значение до сих пор широко используется, когда экспериментальные данные недоступны. Хотя показатели цементации могут быть определены из анализа каротажа, показатели насыщения не могут и, следовательно, требуют внешней информации из данных керна.

……………….. (3)

и ……………….. (4)

, где n = показатель насыщения, наклон от начала координат нескольких точек данных; I R = индекс удельного сопротивления; и S w = фракционная водонасыщенность рассола.

  • Рис. 3 — Измеренный в лаборатории индекс удельного сопротивления пласта ( I R ) в зависимости от насыщения солевым раствором для керновых пробок из Дуланга, Малайзия. [9]

Обычно используется прямая подгонка, но при необходимости можно рассмотреть возможность подгонки по кривой. Кривизна часто является результатом содержания глинистых минералов, но также может быть результатом неоднородного распределения воды в масштабе пор (например, при наличии микропористых зерен породы).Когда в породах присутствует значительное количество глинистых минералов, требуются другие модели, чтобы расширить отношения Арчи. Модель WST, обсуждаемая далее, основана на лабораторных измерениях SCAL, включая катионообменную емкость (CEC).

Показатели Ваксмана-Смитса-Томаса и катионообменная емкость

показателей цементации и насыщения WST ( м * и n *) требуются для применения уравнения модели WST глинистый песок, обсуждаемого ниже. Количество катионообменных центров на грамм образца породы (CEC) может быть измерено в лаборатории несколькими методами и после преобразования в CEC на единицу PV используется в качестве параметра модели Q V . [11] [12] Наиболее надежное измерение Q V включает в себя определение удельного сопротивления горной породы, R 0 , испытания при нескольких значениях удельного сопротивления рассола и, следовательно, требует много времени . Значения проводимости горных пород (1/ R 0 ) нанесены на график в зависимости от проводимости рассола (1/ R w ), чтобы определить избыточную проводимость, вызванную сланцами и глинистыми минералами. Наклон подобранной линии обратно пропорционален F *, коэффициенту образования WST.Избыточная проводимость моделируется как равная BQ v / F *, и B предполагается в этой модели всегда положительным. Параметр B — это эквивалентная противоионная проводимость, [11] [12] , которая является функцией температуры и удельного сопротивления свободной воды. Q v оценивается из значений F * и B . Удельное сопротивление сердечника также измеряется, когда S w меньше 100% PV, и вычисляются оба показателя степени WST м * и n * (см. Рис.4 и 5 соответственно). Следует отметить, что м *> м и n *> n , за исключением «чистых» песков.

  • Рис. 4 — Фактор удельного сопротивления пласта ( F ), измеренный в лаборатории, в зависимости от пористости для керновых пробок из песка Шеннон, Вайоминг, США (по Килану и МакГинли [13] ). F и м — параметры Арчи, а F * и м * — параметры Ваксмана-Смитса-Томаса.

  • Рис. 5 — Измеренный в лаборатории индекс удельного сопротивления пласта ( I R ) в зависимости от насыщения солевым раствором для керновых пробок из песка Шеннон, Вайоминг, США (по Килану и МакГинли [13] ). n — показатель насыщения Арчи, а n * — показатель насыщения Ваксмана-Смитса-Томаса.

Другие методы CEC требуют разбивки, разделения и последующей частичной потери реальной геометрии электрической сети горной породы.Эти более простые методы, такие как метод аммиака, используют методы аналитической химии для измерения CEC. После измерения пористости и плотности зерна эта практическая лабораторная единица преобразуется в требуемый параметр Q v . [14] Эти более простые измерения CEC часто выполняются на кернах боковых стенок и используются вместе со значениями экспоненты, измеренными на кернах из соседних скважин.

Было разработано множество других моделей глинистого песка, и, в отличие от WST, многие рассчитываются на основе эффективной пористости.Эти типы моделей обычно применяются с использованием показателей Арчи. При использовании данных электрических свойств SCAL должна быть согласованность между моделью электрической сети, используемой для получения лабораторных параметров, и моделью, использованной в окончательных расчетах S w на основе журналов пористости и удельного сопротивления (например, Если лаборатория предоставляет стандартные значения Archie n , они не подходят для ввода в уравнение WST).

Капиллярное давление Данные SCAL

P c данные — это другой тип данных SCAL, которые можно получить экспериментально несколькими способами.Все испытания на насыщение P c реагируют на распределение пор породы по размерам и межфазные свойства различных систем твердое тело / жидкость. Эти данные получены путем обесцвечивания пробок керна с использованием центрифуги или аппарата с пористыми пластинами. Вначале очищенные и сухие пробки пропитываются водой или маслом. Затем жидкость вытесняется воздухом или азотом. Поскольку воздух очень несмачиваемый по сравнению с водой или маслом, использование этих пар жидкостей (воздух / вода или воздух / масло) означает, что по мере увеличения P c воздух сначала будет занимать самые большие поры.По мере того, как P c увеличивается, воздух будет занимать все меньшие и меньшие поры. Пробка керна начинает эксперимент, насыщаясь фазой смачивания, поэтому процесс десатурации предоставляет данные для кривой дренажа P c . После завершения процесса слива пробку керна можно вращать под жидкостью в эксперименте на центрифуге, насыщение жидкости увеличится, и будет построена кривая впитывания P c .Обычно берутся только данные дренажа P c / S w , и для большинства ситуаций коллектора это релевантные данные, потому что они соответствуют исходному заполнению масляной (или газовой) ловушки процесс.

Данные о капиллярном давлении впрыска ртути (MICP) берутся на очищенных и высушенных кернах неправильной формы. Кусочки активной зоны откачиваются до низкого вакуума, и ртуть нагнетается при увеличивающемся давлении, до 20 000 фунтов на квадратный дюйм, а иногда и выше.Поправки на адсорбированную воду из глинистых минералов, удаленную во время сушки, можно сделать с помощью метода Хилла-Ширли-Клейна. [15] Эксперимент MICP имеет то преимущество, что он проводится быстро, но не является настоящей системой смачивания / несмачивания. Образец нельзя использовать для последующих тестов SCAL, поскольку некоторое количество ртути остается в кернах в конце последовательности тестирования. Данные MICP широко используются для измерения распределения пор по размерам, но при рассмотрении вопроса о том, следует ли их использовать для точных расчетов S w , MICP следует сравнивать с воздухом / водой или воздухом / маслом P c / S w данные.

P c / S w данные обычно сначала сравниваются на основе Leverett « J -функция». [16] Данные P c преобразуются в базис функции J путем умножения каждого значения P c на квадратный корень из его проницаемости, деленной на пористость, а затем деления на IFT пары жидкостей, умноженное на угол контакта (см. Eq.5 ). J Значения функции различаются в зависимости от того, рассчитываются они в нефтяных или метрических единицах. Функциональный подход J предполагает одинаковое распределение пор по размерам во всех испытанных кернах. Таким образом, различные данные P c / S w имеют тенденцию сближаться, когда выполняются базовые предположения; однако разброс все еще может быть достаточным, чтобы предположить, что данные необходимо разделить на две или более групп (см. рис.6 ).

……………….. (5)

На основе графика J и графика S w техническая группа может определить, достаточно ли данных было получено, нужно ли собирать новые данные, чтобы заполнить части диапазонов данных, и указывают ли данные, что подгруппы уместны и необходимы. Кроме того, этот график показывает, есть ли существенные выбросы, которые следует исключить или изучить более подробно. Недостатком этого метода усреднения является введение в S w определения четырех измеренных параметров и связанных с ними ошибок (т.е.е., пористость, проницаемость, IFT и угол смачивания).

  • Рис. 6 — Примерные графики данных центрифужного капиллярного давления воздуха / рассола ( P c / S w ) и их преобразование в базис J -функции; данные с азиатского газового месторождения. Значение 100 psi для воздуха / рассола P c эквивалентно высоте над уровнем свободной воды от 200 до 350 футов, в зависимости от свойств пластового флюида, температуры и давления.

Данные капиллярного давления также могут быть усреднены различными моделями. [17] [18] Изучена взаимосвязь S w с проницаемостью, а затем и пористостью, после чего проводится проверка зависимости от высоты.

Данные водонасыщенности керна OBM

Последний тип данных S w , обсуждаемых здесь, — это данные, полученные в результате стандартного анализа керна пробок керна, вырезанных из кернов OBM, либо сохраненных как целые керны, либо с пробками керна, вырезанными на буровой площадке и сохраненными индивидуально.Эти данные получены пешком и представляют собой прямые измерения резервуара S w значений. [4] [5] [19] [20] [21] [22] Многие поля могли никогда не иметь лунок, заполненных OBM; другие могут иметь только одну или две скважины с РУО. Даже один анализ керна с РУО для всего интервала коллектора предлагает важные данные, которые могут повлиять на методологию технической группы для выполнения расчетов S w .Лучше иметь как минимум две скважины, полностью забитые РУО с разных участков пласта.

Для оценки OBM-керна S с данными , они должны быть нанесены на график как S w в зависимости от логарифма 10 (проницаемость) или пористости для выявления выбросов и тенденций данные. В частности, диапазон данных низкой пористости / низкой проницаемости должен быть исследован на предмет потенциальных проблем измерения. Иногда необработанные лабораторные измерения объема воды и данные PV необходимо проверить на предмет проблемных точек и, при необходимости, произвести пересчет.Наконец, данные следует разделить на различные возможные интервальные группировки, чтобы можно было определить любую необходимую зональность.

Если родственная вода коллектора вытекла из пробки керна на любом этапе до лабораторных измерений, данные OBM-керна S w явно не репрезентативны для коллектора на месте S w . Это, безусловно, происходит в водоносных пластах, а также может происходить в самых нижних интервалах переходных зон нефть / вода или газ / вода.Эти самые низкие интервалы, которые могут составлять от нескольких футов до приблизительно 30 футов, представляют собой точно такие же интервалы, в которых ожидается обводненность при начальной добыче нефти. Интервалы подвижной воды могут быть идентифицированы в скважинах с РУО, где удельное сопротивление индукционного каротажа по неглубоким показаниям выше, чем удельное сопротивление с глубоким показанием индукционного каротажа. Эта картина указывает на более высокую нефтенасыщенность в зоне проникновения по сравнению с исходной нефтенасыщенностью. Там, где наблюдается подвижная вода, измерения OBM-core S w не представляют собой измерения на месте S w и являются слишком низкими.

Применение каждого метода водонасыщения

Здесь обсуждаются методики количественной оценки S w в стволе скважины. Описаны основные особенности каждого подхода; однако в некоторых случаях есть варианты, которые не рассматриваются. Для каждой техники обсуждаются ее сильные и слабые стороны.

Каротаж скважин с сопротивлением и реляционная модель

Наиболее распространенный метод расчета S w — это использование каротажных диаграмм удельного сопротивления с моделью (эмпирической или теоретической), которая связывает S w с R t , R w , и пористость.Как упоминалось ранее, было опубликовано большое количество моделей R t / S w . Модели применяются в каждой точке данных в коллекторе, где доступны оценки удельного сопротивления, пористости и объема глинистых сланцев, если это необходимо. Оценка всех других необходимых параметров (постоянные или переменные R w значений, a , m , n , Q V , V sh , R 0 = F R w и т. Д.) уже обсуждалось ранее. Доступно несколько коммерческих программных пакетов, которые выполняют эти вычисления S w для различных моделей каротажа.

Чистый песок (Арчи) модель

……………….. (1а)

и, в качестве альтернативы,

……………….. (1b)

Эта модель [8] используется для полевых исследований во многих песчаниковых и карбонатных коллекторах с низким содержанием глинистых минералов. Это решение усиливается после того, как данные SCAL показали, что самое простое решение является удовлетворительным.Когда присутствует значительная доля смектита (монтмориллонита) и встречаются тонкослоистые песчаные и глинистые толщи, весьма вероятно, что потребуется одна из моделей сланцево-песчаных пород. Платы с низким удельным сопротивлением являются проблемой в нескольких нефтедобывающих районах, таких как побережье Мексиканского залива США, Египет и Индонезия, и запасы углеводородов могут быть упущены и оставлены неоткрытыми в результате подавления удельного сопротивления глинистыми минералами и сланцами.

Шали-песок модель

В модели с чистым песком пластовая вода является единственной электропроводящей средой.В глинистых породах R t подавлено, а вычисления Archie S w слишком велики. По мере изучения и экспериментального тестирования горных пород, богатых глинистыми минералами, были разработаны более сложные электрические модели для учета влияния геометрии проводящих глинистых минералов и сланцев на удельное сопротивление горных пород. Основная цель моделей сланцевого песка — определить рабочую взаимосвязь между S w с использованием параметров, аналогичных модели Арчи, но с учетом количества и конкретных электрических свойств глинистого минерала / сланца.Все модели глинистых песков сводятся к уравнению Арчи, когда сланцевый компонент равен нулю. Для простоты во всех моделях сланцевого песка постоянная цементации a принята равной 1,0, но, при необходимости, ее можно легко снова связать с членом R w .

Слоеный песок / сланец Модель

Модель параллельного резистора может использоваться для слоистых песков с несколькими тонкими параллельными слоями 100% глинистого сланца, чередующимися со слоями чистого песка.Тонкий в данном контексте означает, что имеется несколько пластов в пределах вертикального разрешения каротажного прибора удельного сопротивления.

……………….. (2)

где удельное сопротивление чистого песка. Для этой модели из слоистого сланца / песка эффективная пористость зависит просто от доли песка в насыпном объеме:

……………….. (3)

……………….. (4)

Значение ϕ sd может быть принято из соседних толстых песков, и все параметры, кроме S w песка, S wsd , можно оценить.

Poupon-Leveaux (Индонезия) модель

Модель Индонезии была разработана путем полевых наблюдений в Индонезии, а не при поддержке лабораторных экспериментальных измерений. [9] Он остается полезным, потому что основан на легко доступных стандартных параметрах лог-анализа и дает достаточно надежные результаты. Формула была эмпирически смоделирована с полевыми данными в водоносных глинистых песках, но подробные функциональные возможности для углеводородсодержащих песков не подтверждаются, за исключением здравого смысла и длительного использования. S w результаты формулы сравнительно легко вычислить, и, поскольку это не квадратное уравнение, оно дает результаты, которые всегда больше нуля. Некоторые из других моделей квадратичного и итеративного решения могут вычислять необоснованно отрицательные результаты S w .

……………….. (5)

……………….. (6)

Модель для Индонезии, [9] и другие аналогичные модели, часто используются, когда данные об электрических свойствах породы SCAL для конкретных месторождений недоступны, но также иногда используются, когда показатели SCAL не измеряют полный диапазон объемов сланца.Хотя изначально модель была смоделирована на основе индонезийских данных, ее можно применять везде. Входными данными являются эффективная пористость, ϕ e , объем глинистого сланца и удельное сопротивление ( В sh и R sh ), а также удельное сопротивление воды и глубины ( R ). w и R t ). Выход S w обычно принимается за водонасыщенность эффективной пористости, но недавно было высказано предположение, что выход, вероятно, оценивается как S wt . [7] Были предложены многие другие модели глинисто-песчаного каротажа [23] , но для краткости здесь не обсуждаются.

Модели Waxman-Smits-Thomas и двухводные модели

S wt , водонасыщенность общей пористости, рассчитывается в каждой точке данных коллектора путем итеративного решения сложного многопараметрического уравнения Ваксмана-Смитса-Томаса (WST) и уравнений двойной воды (DW) ( Уравнения 7 и 8 ). Для краткости подробности [1] [11] [12] [13] [14] [24] [25] методов решения здесь не представлены.Модели WST и DW относятся к системным моделям с общей пористостью / S w .

Модель WST основана на лабораторных измерениях удельного сопротивления, пористости и насыщенности реальных горных пород. [11] [12] [13] [14] Q v — катионообменная емкость (CEC) на единицу PV.

……………….. (7)

, где S wt = водонасыщенность общей пористости, как схематично показано на Рис.1 , B = удельная катионная проводимость в (1 / Ом • м) / (мэкв / мл), и Q V = CEC в мэкв / мл от общего PV. Показатели m * и n * применяются к общей PV.

  • Рис. 1 — Общая, эффективная и керновая пористость и связанная с ними водонасыщенность в сланцевых песках (по Woodhouse and Warner [7] ).

Модель DW [7] [24] [25] также основана на данных WST.В нем используется проводимость глинисто-связанной воды вместо коэффициента WST BQ v (см. уравнения 7, и 8 ) и альтернативного дескриптора объема сланца, S wb , насыщение физически связанной воды в общей PV (см. рис. 1 ). [1] [14] Когда V sh равно нулю, S wb равно нулю; и когда V sh составляет 100% BV, S wb и S wt также являются 100% PV.

……………….. (8)

, где R wb = удельное сопротивление глинистой воды в сланцах и R wf = удельное сопротивление свободной пластовой воды в свободных от сланца водных зонах. Из-за различных допущений модели, показатели DW м o и n o всегда должны быть меньше, чем показатели WST [24] , и могут быть значениями, аналогичными показателям «чистого» песка .Если модели WST и DW были применены должным образом, объем углеводородных пор ( V HCP ) должен быть одинаковым. Все расчеты S wt из методов WST и DW должны быть проверены, чтобы убедиться, что они больше S wb . После этой проверки они используются с ϕ t для получения V HCP . Для модели DW, когда выходы требуют преобразования в эффективную пористость, ϕ e , и эффективную водонасыщенность, S we , свойства преобразуются с помощью Eqs.9 и 10 соответственно.

……………….. (9)

и ……………….. (10)

Достоинства и недостатки логарифмических расчетов сопротивления

Наибольшая сила S w расчетов по каротажам R t заключается в том, что эти расчеты могут быть выполнены на каждой глубине нетто-продуктивности с действительными данными для всех скважин в базе данных каротажа. В расчетах можно учитывать любые подмножества входных параметров, относящихся к отдельным зонам.

Слабые стороны расчетов R t S w состоят в том, что необходимо выбрать модель для описания взаимосвязи S w R t , R w и множество других входных параметров. Любая модель является приближением к реальной природе поровой системы коллектора и, как правило, имеет ограничения, такие как способ моделирования проводимости глинистый минерал.Оценки каротажного анализа V sh довольно неопределенны, поэтому пескам, которые практически не содержат глинистых минералов, можно легко и неправильно отнести значительные объемы глины. В этих обстоятельствах могут применяться сложные модели глинистого песка, когда более целесообразно моделировать песок как чистый песок. На эффективную пористость также влияют неопределенные оценки V sh . R w часто считается постоянным в углеводородной колонке, и обычно имеется мало данных относительно R w , кроме образцов водоносного горизонта.В нескольких случаях, когда распределение R w было глубоко изучено, было обнаружено, что оно систематически варьируется в пределах углеводородного столба и не обязательно должно быть таким же, как в нижележащем водоносном горизонте. [3] [4] [5]

ЕКО можно измерить в лаборатории, но в пласте она должна быть оценена путем корреляции с пористостью или В ш . Для лабораторных измерений ЕКО существуют фундаментальные неопределенности, такие как степень изменения геометрии глинистого минерала из-за дезагрегации керна.Общая площадь поверхности и ЕКО могут быть увеличены путем измельчения (т.е. измельчения до крупнозернистых частиц). [26]

Другие входные параметры для S w / R t модели основаны либо на «мировом опыте» (например, параметры экспоненты по умолчанию в коммерческих пакетах программного обеспечения) или разработан на основе измерений электрических свойств горных пород SCAL на относительно небольшом количестве керновых пробок из интервала коллектора.Следовательно, имеется относительно немного данных, определяющих параметры, которые используются для поэтапных расчетов журнала S w . Следует предположить, что водонасыщенность распределяется в пробках керна во время этих лабораторных экспериментов, как в реальном коллекторе. Поскольку вода присутствует во время лабораторных измерений, глинистые минералы регидратируются во время тестов.

Лабораторные измерения капиллярного давления / насыщения

Секунда S w Метод, который полностью не зависит от каротажных диаграмм, использует данные лабораторных измерений P c / S w данных.Основная концепция использования данных о капиллярном давлении заключается в том, что резервуар пришел к капиллярному равновесию в течение геологического времени (миллионы лет с тех пор, как углеводороды вошли и заполнили ловушку резервуара). Это равновесие воспроизводится в лабораторных экспериментах с использованием методов центрифуги, пористой пластины и капиллярного давления с впрыском ртути (MICP). Данные P c / S w измеряются на выбранном наборе пробок керна коллектора, представляющих диапазон значений пористости и проницаемости (и, возможно, также литологии).

Эксперименты на центрифуге обычно проводятся на 1-дюймовом. керн закупоривается в течение нескольких дней в интенсивном гравитационном поле (до 1000 G) центрифуги и считается эквивалентным тому, что происходит в углеводородном резервуаре в течение миллионов лет в гравитационном поле 1G и на протяжении От 10 до сотен футов. Эти предположения широко принимаются как разумные при условии, что образцы не повреждаются во время испытаний в центрифуге. Сообщенные значения P c / S w не являются исходными лабораторными данными.В лаборатории средняя насыщенность определяется при каждой скорости центрифуги, и эти необработанные данные вводятся в математическую модель, чтобы преобразовать их в таблицу значений насыщенности торцевых поверхностей и P c .

Пористая пластина P c Испытания стержней керна проводятся при нескольких различных давлениях газа и обычно проводятся одновременно с экспериментами по удельному сопротивлению. После достижения равновесия без дальнейшего потока рассола при каждом давлении, S w остается постоянным вдоль каждой пробки и рассчитывается по его потере веса.

Испытания MICP проводятся на высушенных образцах керна, и объем введенной ртути, несмачивающая фаза, преобразуется в значение S w . Это считается общим S w , если при достаточно высоких давлениях ртуть входит как в микропористость, так и в пористость сухого глинистого минерала. И наоборот, для испытаний на центрифуге или с пористыми пластинами, где рассол присутствует в качестве фазы смачивания, глинистые минералы, вероятно, гидратируются, и их физически связанная вода вряд ли будет вытеснена во время испытания.Связанные с рассолом P c / S w измерения могут дать общее или эффективное S w , в зависимости от конкретного используемого метода измерения пористости (т. Е. От того, занята ли пористость глинисто-минеральная физически связанная вода включена или исключена из расчета пористости). Эффективные значения S w всегда ниже, чем общие значения S w и должны быть очень низкими при высоких капиллярных давлениях, если микропористость не связана с глиной минералами. [27]

Преобразование лаборатории P c / S w данных для пластовых условий требует знания IFT и угла контакта пары жидкостей, используемой в лаборатории, и свойства рассола и углеводородных флюидов в пластовых условиях. Они необходимы для расчета плотности каждой фазы и оценки межфазного натяжения (IFT) между парой флюидов в пластовых условиях. Значения P c (в фунтах на квадратный дюйм) преобразуются в вертикальную высоту над контактом углеводород / вода, H hwc (в футах), по следующей формуле:

……………….. (11)

, где плотности жидкости ( ρ ) выражены в г / см 3 , а индексы: r = резервуар, с = поверхность, h = углеводород и w = вода. В таблице 1 перечислены некоторые типичные значения [28] для IFT, σ , и угол смачивания θ , используемый в 11 . [29] и предоставляет приблизительные диапазоны коэффициентов для преобразования лабораторных данных P c в высоту над уровнем свободной воды водохранилища.Высота — P c Коэффициенты пересчета аналогичны для многих нефтегазовых пластов; сноски в Таблице 1 описывают значения, которые были приняты для расчета этих диапазонов. Были опубликованы более подробные сведения о корреляции IFT рассол / углеводород в зависимости от силы тяжести нефти или газа. [30] Краевой угол смачивания пласта, θ , обычно принимается равным 0 для газовых пластов и 0 или 30 ° для нефтяных пластов, потому что, как правило, данные по пластовым условиям отсутствуют.

Набор из P c / S w данные обычно преобразуются в математическое соотношение между S w как зависимой переменной и независимыми переменными — пористостью, проницаемость, а также H owc или H gwc . [18] [17] [31] Поскольку проницаемость обычно определяется как функция пористости, она часто не включается в качестве независимой переменной.Были использованы две математические формы:

……………….. (12)

и ……………….. (13)

, где A , B , C , D и E — константы аппроксимации кривой. В формуле. 13 , B позволяет удалять сингулярности на нулевой высоте.

При разработке коэффициентов для этих соотношений необходимо применять любое зонирование интервалов коллектора, а затем отдельные наборы коэффициентов, разработанные для каждой зоны.Зонирование может быть основано на геологической интерпретации истории отложений и диагенетики коллектора и / или вариации кривых P c / S w для различных частей интервала коллектора.

Для проведения расчетов S w с использованием P c / должна быть известна глубина контакта пласта нефть / вода (OWC) или газа / воды (GWC). S w методология.Расчеты S w производятся только выше этой глубины. На самом деле, H owc или H gwc относится к уровню свободной воды (FWL) (т.е. глубине, на которой P c = 0 и которая глубже наблюдаемых OWC или GWC). Для газового коллектора, состоящего из пород хорошего качества, разница между FWL и GWC обычно составляет 1 фут или меньше. Однако для нефтяного пласта, содержащего более тяжелую нефть, эта разница может составлять 10 футов или более, и, учитывая четырехстороннее закрытие антиклинальной структуры, влияние на объем OOIP между использованием FWL инаблюдаемая глубина OWC как H owc = 0 может составлять несколько процентов от OOIP.

После разработки различных наборов коэффициентов и преобразования P c в H owc (или H gwc ), S w Значение можно рассчитать для каждой точки данных в базе данных журнала, которая имеет допустимое значение пористости и находится выше OWC или GWC.Следовательно, будет такое же количество или более S w значений, доступных из этой методологии S w , что и при использовании журналов R t .

Сильные и слабые стороны расчета на основе капиллярного давления

Сила S w расчетов из P c / S w данных состоит в том, что после корреляции с пористостью и высотой получается уникальный S 9000 w Значение доступно для всех скважин на всех нетто-продуктивных глубинах с действительными значениями пористости в базе данных журнала.Это также применимо ко всему углеводородному столбу в любом месте коллектора после того, как значения пористости ствола скважины были распространены на полную сетку геоячеистой модели. Эти расчеты могут учитывать любую зональность и подмножества входных параметров, относящихся к отдельным зонам.

Потенциальная слабость подхода P c к расчетам S w заключается в том, было ли лабораторным измерениям предоставлено достаточно времени для достижения равновесия.В противном случае значения S w , особенно при высоких значениях P c, будут слишком высокими. Еще один потенциальный недостаток — точность значения IFT, используемого при преобразовании поверхностных условий в пластовые; к счастью, эти значения варьируются в ограниченном диапазоне для большинства пар углеводород / рассол. Третьим потенциальным недостатком является определение глубины FWL по сравнению с наблюдаемыми OWC или GWC. Четвертый потенциальный недостаток заключается в том, было ли собрано достаточно данных, чтобы репрезентативно, как по вертикали, так и по площади, зоны в коллекторе. [32]

Пятая потенциальная слабость связана со сложностью углеводородного наполнения и структурной истории коллектора. В простых ситуациях с залежами нефти и в большинстве ситуаций с залежами газа это не проблема. Однако для нефтяных коллекторов с гудроновыми матами и зонами с тяжелой нефтью возникают сложности из-за различной плотности нефти вблизи ВНК, включая возможность того, что гудронный мат имеет плотность углеводородов, очень близкую к плотности углеводородов реликтового рассола. Другой аспект может заключаться в том, находится ли весь углеводородный столбик или его части в цикле пропитывания, где пропитывание P c / S w данные необходимы для расчетов S w . , не типовой дренаж P c / S w data. [32]

OBM-керн-пробка Определение объема воды по Дину-Старку

Третий метод определения S w в углеводородной колонке коллектора заключается в разрезании керна РУО и выполнении определения объема воды по Дину-Старку на стандартных пробках керна. Фут на фут S w Значения могут быть рассчитаны на основе этих объемов воды и связанных с ними значений PV. Керны РУО обычно вырезаются только в нескольких скважинах на конкретном месторождении.Эти данные S w могут быть применены к другим скважинам коллектора без керна, если выявлены сильные корреляции между этими значениями и пористостью и / или проницаемостью. Эти данные недействительны в переходной зоне нефть / вода или газ / вода или в водоносном горизонте, интервалах, в которых рыхлый рассол подвижен. OBM-core S w значения могут быть либо выше, либо ниже, чем у двух других методов, описанных ранее.

Сильные и слабые стороны основных ценностей OBM

Сила S w значений из рутинного анализа керна Dean-Stark S w данных состоит в том, что эти данные являются наиболее прямым измерителем слияния коллектора S w значений выше зоны перехода нефть / вода или газ / вода. По сравнению с двумя методами, описанными ранее, и вариантами этих методов, метод OBM-core S w является прямым S w определением, а другие методы являются косвенными S w — подходы к расчету, требующие гораздо большего количества предположений и выводов.

Слабые стороны метода OBM S w заключаются в том, что он не применяется к нижним частям переходной зоны нефть / вода или газ / нефть, где фаза рассола имеет подвижность, и что, как правило, количество керна OBM S w Данные ограничены, потому что оператор вырезает керны с помощью OBM только в ограниченном количестве скважин из-за затрат. Первый из этих недостатков можно преодолеть, если использовать данные OBM S w в сочетании либо с картами удельного сопротивления, либо с данными P c / S w .

Еще одно соображение заключается в том, что весь проект, от составления бурового раствора до процедур обращения с керном и его консервации, до стандартных измерений керна, необходимо контролировать и детально анализировать, чтобы гарантировать, что все этапы были выполнены должным образом. Это требует от технической команды значительных затрат времени и усилий для обеспечения успеха; тем не менее, в некоторой степени тот же комментарий применим к методам расчета P c / S w и логарифмическим сопротивлением / S w , рассмотренным ранее.

Интеграция данных о водонасыщенности, полученных разными методами

В зависимости от доступности данных в конкретной ситуации коллектора, комбинация различных подходов S w может оказаться лучше, чем использование одного типа данных. Первым шагом на пути к комбинированному подходу является анализ базы данных коллектора для выявления любых значительных пробелов в вертикальном или площадном покрытии. Наиболее очевидный зазор часто возникает вблизи контакта с флюидом, потому что нет особых причин для бурения скважин в местах спада, особенно на стадии разработки пласта.Ниже описаны три примера комбинированных подходов.

Данные регистрации удельного сопротивления и капиллярного давления

Каротажное значение удельного сопротивления S w Результаты могут быть недоступны для всей углеводородной колонки коллектора. Чтобы заполнить пробелы и усреднить набор данных по точкам, обычно строят график S w как функцию высоты, чтобы исключить неплатежные точки и идентифицировать различные диапазоны пористости путем кодирования точек данных. .Данные по каротажу удельного сопротивления S w часто показывают V- или U-образную форму на этих графиках из-за эффектов уступа / пласта вблизи неплатных участков (сланцев). Наиболее точные значения S w в таких шаблонах обычно находятся на самых низких значениях S w , где поправка на тонкий слой минимизирована. Аналогично тому, как описано в предыдущем разделе P c / S w , кривые зависимости высоты / насыщения часто подгоняются к этим каротажным данным удельного сопротивления S w , позволяющие рассчитать геологические объемы углеводородов.Формы функций аналогичны описанным выше для P c / S w или аналогичны им. [31]

Стандартный керн OBM с данными капиллярного давления

Поскольку необходимо определить характеристики S w переходной зоны нефть / вода или газ / вода и потому что ядро ​​OBM S w данные могут быть неверными или слишком низкими в этом интервале можно использовать P c / S w данных в сочетании с обычным OBM-ядром S w данных.Это можно сделать, сначала сопоставив данные OBM-core S w с пористостью и предположив, что это соотношение действительно выше переходной зоны нефть / вода или газ / вода. Функциональная форма этих первых отношений могла бы быть

……………….. (1)

Вторым шагом является создание набора табличных данных, в котором корреляция S w / пористость используется для вычисления массива значений S w для больших H owc или H gwc значений и диапазон значений пористости.Для этой части набора данных предполагается, что S w не зависит от значений H owc или H gwc . Данные P c / S w , преобразованные в пластовые условия, используются для получения точек данных для низких значений H owc или H gwc и 9000 различные значения пористости.Статистические расчеты применяются ко всему набору данных. Функциональная форма этих вторых отношений могла бы быть

……………….. (2)

В этой функциональной форме граничные условия первого шага автоматически выполняются на втором шаге.

Стандартная активная зона РУО с данными каротажа сопротивления

Для устранения недостатка действующего ядра OBM S w данных в зоне перехода нефть / вода или газ / вода, о которой говорилось ранее, также можно объединить ядро ​​OBM S w данные с данными каротажа сопротивления для разработки общей методологии S w .Этот подход предполагает, что некоторое количество скважин было пробурено через ВНК или ГВК, так что есть каротажные значения удельного сопротивления через переходную зону нефть / вода или газ / вода. В этом подходе данные OBM-core S w используются для обратного вычисления значений показателя насыщения n по каждой зоне, так что значение V HCP на основе ядра равно которое рассчитано на основе данных регистрации удельного сопротивления (см. уравнение 2 ). Затем значения показателя насыщенности на основе керна, n, применяются к каротажным диаграммам удельного сопротивления скважины без керна для вычисления S w по точкам на всем интервале коллектора во всех скважинах. [29] [33] Этот подход предполагает, что значения R w , a и м были определены из других экспериментальных данных и данных проб жидкости, так что R 0 можно вычислить.

……………….. (3)

, где R 0 — объемное удельное сопротивление при S w = 100% PV и рассчитывается по уравнениям. 4 и 5 . R t — это глубокое считывание журнала удельного сопротивления, а S wc — это ядро ​​OBM S w над переходной зоной подвижная вода. Полученные обратно рассчитанные значения n на глубине керна усредняются для зоны. В некоторых случаях может оказаться, что n имеет вариацию по площади в пределах зоны, что следует учитывать в последующих расчетах.

……………….. (4)

……………….. (5)

Корректировка данных о водонасыщенности различными методами

Мы описали три методики определения водонасыщенности. Это в основном независимые методы; следовательно, их можно использовать вместе для определения точности расчетов S w по всей углеводородной колонне. Поскольку методы основаны на очень разных технических подходах и предположениях, если разные методы дают по существу одинаковый ответ S w , то весьма вероятно, что это правильный ответ S w .

Однако проблема возникает, когда, как это часто бывает, разные методы приводят к различным значениям и распределениям S w . Значения OBM-core S w могут быть либо выше, либо ниже, чем у двух других методов. Распространенное заблуждение о том, что OBM-core S w , вероятно, будет слишком низким, необоснованно. В очень большом резервуаре он может идти в обе стороны в зависимости от того, где он находится в резервуаре. [29] [33] Если значения сильно различаются, необходимо подробно рассмотреть два аспекта расчетов. Во-первых, необходимо проверить качество входных лабораторных данных и то, как они были преобразованы из исходных данных во входные значения для расчетов S w . Во-вторых, необходимо проверить допущения и модели, использованные для расчетов S w . Например, для данных P c / S w предполагаемая разница плотности нефти / воды может быть значительной ошибкой, или для сланцевого песка S w модель может не подходить для конкретного коллектора.Так же, как и средние значения S w , следует сравнивать средние значения зоны V HCP , полученные различными методами, что включает в себя пористость в сравнительных расчетах.

Совместимость основных, общих и эффективных систем

The Archie R t S w уравнения моделируют «чистые» пески. В различных других моделях сланцевого песка используется либо эффективная, либо полная система пористости.Хорошо известно, что эти базовые модели, если их правильно применить к одному и тому же пласту, должны дать одно и то же окончательное V HCP с помощью различных процедур расчета (см. Рис.1 и Уравнения 6 8 ). [1] ϕ t больше или равно ϕ e ; однако в то же время S wt больше или равно S we , и при совместном использовании соответствующие комбинации должны давать то же самое V HCP результат.Для системы с полной пористостью V HCP = ϕ t × (1- S wt ), тогда как для системы с эффективной пористостью V HCP = ϕ e × (1- S we ).

  • Рис. 1 — Общая, эффективная и керновая пористость и связанная с ними водонасыщенность в сланцевых песках (по Woodhouse and Warner [7] ).

……………….. (6)

……………….. (7)

……………….. (8)

V HCP также можно оценить по комбинации пористости сердцевины и Dean-Stark S w , измеренных на сохраненных кернах OBM. Несколько систем — основная, общая и эффективная — должны давать одни и те же фундаментальные результаты, и наиболее точная из них (метод OBM-core) может использоваться для калибровки и тестирования менее точных методов.При правильной настройке и применении (например, путем улучшения оценок V sh или значений IFT) все три метода дают одинаковые окончательные значения V HCP . Если они не согласны, необходимо изучить вероятные источники неопределенности и ошибки.

Совершенно непоследовательно и неправильно смешивать системы, например, сообщая об эффективной пористости с общим значением S w , об общей пористости с эффективным значением S w или стандартная пористость с эффективной S w .Совместимость системы также должна поддерживаться правильным использованием измерений SCAL и формул логарифмического анализа, когда они используются для калибровки журналов удельного сопротивления и методов P c / S w . Различия следует устранять по возможности. В той степени, в которой это не так, различия можно рассматривать как меру неопределенности в расчетах S w .

Неопределенности

Экономически важна неопределенность углеводородной насыщенности (1 — S w ), а не абсолютная неопределенность в S w .При оценке неопределенностей в S w необходимо учитывать их важность с точки зрения S o и S g . Неопределенности нескольких методов оценки S w сильно различаются.

Данные водонасыщенности керна OBM

Объем воды, извлеченный из одной пробки керна, может иметь случайную известную систематическую погрешность ± 0.05 см 3 , где каждая погрешность относится к одному SD. PV типичного 1-дюймового. вставка керна 4,0 см 3 при пористости 20% BV. Одна только неопределенность объема воды соответствует неопределенности S w ± 1% PV (0,05 / 4,0). Неопределенности пористости оказывают дополнительное влияние на этот расчет. [19] Ядро OBM S w с 20% PV, следовательно, имеет комбинированный диапазон 1-SD приблизительно от 18 до 22% PV.При более низкой пористости и более высоких значениях S w неопределенность объема воды может составлять ± 0,1 см 3 , что приводит к неопределенности S w в ± 3% PV, когда пористость составляет 15% BV. По мере уменьшения пористости неопределенность растет. Перед проведением измерений необходимо удалить воду из толуола и аппарата Дина-Старка, иначе значения S w будут завышены. Время экстракции, необходимое для извлечения воды, адсорбированной на глинистых минералах, увеличивает неопределенность.

Неопределенность среднего керна S w будет улучшена, если будут выбраны одна или две пробки на фут с одинаковым расстоянием и без учета качества породы. Однако, как обсуждалось ранее, образцы пробок не всегда выбираются случайным образом, поэтому следует проявлять осторожность, особенно в отношении значений S w , прогнозируемых на глубинах, где керн недоступен. С более широкой точки зрения следует также помнить, что 1-дюйм.пробки керна отбирают только примерно 2% от полного объема ядра. Из-за этих многих факторов, по оценкам авторов, неопределенности, аналогичные приведенным в отношении пористости, также распространяются на среднезонные значения OBM-core S w . Измерения, в которых анализируются более крупные заглушки, уменьшают некоторые погрешности.

Значения водонасыщенности, полученные на основе логарифма удельного сопротивления

Показания журнала, типичные показатели Арчи, полученные с помощью SCAL, и все другие связанные параметры являются неопределенными.Например, погрешность логарифма удельного сопротивления может составлять ± 50%, когда R t составляет 500 Ом • м. Наиболее важные составляющие неопределенности при низких значениях S w , вероятно, будут составлять R t и n . S w неопределенность в этом случае оценивается в ± 5% PV (т. Е. Если S w рассчитывается как 10% PV, диапазон 1-SD составляет от 5 до 15% PV) . [19] При более низких значениях пористости и более высокой водонасыщенности аналогичные методы привели к оценкам погрешности ± 9% PV.Учитывая, что дальнейшая неопределенность в окончательных расчетах S w может возникать из-за эффектов глинисто-песчаного грунта и многих других источников, авторы полагают, что указанные диапазоны в равной степени применимы к общей систематической неопределенности S w среднезональных значений. Все эти оценки составляют 1 стандартное отклонение; следовательно, в 32% случаев считается, что средние по зоне неопределенности превышают указанные диапазоны.

Значения водонасыщенности по капиллярному давлению

Оценки неопределенности являются суммой нескольких факторов.Большинство из этих факторов имеют наибольшее влияние на расчеты S w в первых 100–200 футов углеводородного столба над контактом с флюидом. Следовательно, поскольку переходная зона во многих нефтяных пластах значительно длиннее, чем в газовых, их воздействие будет сильнее в большинстве нефтяных пластов. Выше 200 футов значения S w обычно изменяются медленно; следовательно, прежде всего над переходной зоной нужно учитывать, проводятся ли лабораторные измерения в условиях равновесия.

Первый фактор в анализе неопределенности — это фундаментальное предположение относительно того, следует ли использовать дренаж или пропитку P c / S w . В большинстве случаев следует использовать кривые дренажа, но в некоторых случаях резервуар может находиться в цикле пропитывания. В этих ситуациях неправильный выбор использования дренажной кривой P c может привести к ошибке от +5 до 20% PV S w в первые 100–200 футов над ВНК. [34] [35]

Второй фактор касается лаборатории P c / S w измерений. Если измерения не приводятся к равновесию, то значения S w при конкретном значении P c будут слишком высокими. Это может быть эффект от +1 до 10% PV для большого диапазона H owc или H gwc .Другими ключевыми аспектами сообщаемых лабораторных результатов центрифуг являются то, как были определены необработанные лабораторные измерения объемов воды и как эти данные были преобразованы в зарегистрированные значения насыщения торцевой поверхности. Измерения объема воды имеют такую ​​же потенциальную ошибку, как обсуждалось для OBM Dean-Stark S w измерений (от ± 1 до 3% PV). Различия в процедурах лабораторных расчетов могут привести к дальнейшим отклонениям от ± 1 до 3% PV в заявленных результатах P c / S w при использовании тех же исходных лабораторных данных.Для испытаний с пористыми пластинами и других испытаний повторяющееся обращение с плохо закрепленными или нецементированными пробками керна может вызвать потерю зерна, что после окончательных расчетов приводит к небольшим ошибкам в S w .

Третий фактор — это то, как набор необработанных лабораторных данных для конкретного интервала коллектора аппроксимируется кривой и представляется в окончательном лабораторном отчете в виде таблиц P c / S w значений для каждой основной заглушки.Неопределенность в приложении возникает из-за того, как эти сообщенные значения усредняются для использования в расчетах S w для всего диапазона значений пористости и проницаемости коллектора. Эта неопределенность включает в себя то, как взвешиваются данные и искажают ли некоторые данные о потенциальных выбросах от одного или двух стержневых заглушек усредненные кривые P c / S w . Эти неопределенности в первую очередь влияют на первые 100-200 футов над горизонтом H owc или H gwc , так что их влияние зависит от толщины столба углеводородов и его распределения в зависимости от H owc или H gwc .

Последний фактор — это преобразование усредненных кривых (или уравнения) P c / S w (или уравнения) из условий поверхности в пласт, все из которых влияют на преобразование P c значений до H owc или H gwc значений. Это включает в себя ряд подфакторов, каждый со своим собственным уровнем неопределенности: IFT на поверхности и в пластовых условиях, разница плотностей пар флюидов в пластовых условиях, углы смачивания и глубина фактического FWL на месте по сравнению с OWC или GWC.Углы смачивания на поверхности и в пластовых условиях обычно считаются одинаковыми, поскольку нет данных, позволяющих действовать иначе. Для этих других факторов неопределенность значительно больше для нефтяного пласта, чем для газового коллектора; поскольку значения IFT могут быть низкими и по сравнению со значениями для газового коллектора, разница в плотности значительно меньше, особенно если есть вертикальное изменение плотности нефти, которое приводит к интервалу тяжелой нефти чуть выше OWC. Все эти факторы влияют на значения H owc или H gwc ; следовательно, их влияние на расчеты S w происходит преимущественно в первых 100-200 футов над флюидным контактом.

Таким образом, использование P c / S w данных может привести к S w неопределенность от ± 5 до 15% PV в нефти / воде или переходная зона газ / вода. Выше этой переходной зоны неопределенность связана с тем, были ли лабораторные данные взяты в условиях равновесия, и как различные кривые P c / S w были усреднены вместе.В этом диапазоне погрешность составляет от 3 до 10% PV.

Номенклатура

и = Постоянная цементации Арчи
и * = Постоянная цементирования Ваксмана-Смитса
А = Коэффициент в различных уравнениях этой главы
Б = Удельная катионная проводимость, [(1 / Ом • м) / (мэкв / мл)]
С = Коэффициент в различных уравнениях
D = Коэффициент в различных уравнениях
E = Коэффициент в различных уравнениях
Ф = Фактор образования Арчи
Факс * = Фактор образования Ваксмана-Смитса-Томаса
F HCP = футы углеводородных пор, л, фут [м]
H gwc = высота над контактом газ / вода, L, фут [м]
H hwc = высота над контактом углеводород / вода, L, фут [м]
H owc = высота над контактом нефть / вода, L, фут [м]
I R = индекс удельного сопротивления
J ( S w ) = Leverett J -функция
к = проницаемость, L 2 , мд [мкм 2 ]
м = Показатель цементирования Арчи
м * = Показатель цементирования Ваксмана-Смитса-Томаса
м или = показатель двухводной цементации
n = Показатель насыщенности Арчи
n * = Показатель насыщения Ваксмана-Смитса-Томаса
n o = показатель двойной водонасыщенности
P c = капиллярное давление, м / л 2 , psi
P CE = капиллярное давление на входе, м / л 2 , psi
Q v = катионообменная емкость суммарных ПВ, мг-экв / мл
r = коэффициент корреляции
R 0 = УЭС горных пород при водонасыщении 100% PV, Ом • м
R SD = Удельное сопротивление чистого песка, Ом • м
R sh = удельное сопротивление сланца, Ом • м
R т = истинное сопротивление непроходимого глубокого пласта, Ом • м
R w = Сопротивление естественного рассола, Ом • м
R wb = удельное сопротивление глинистой воды, Ом • м
R wf = Удельное сопротивление свободной пластовой воде, Ом • м
R xo = Микрорезистивное сопротивление зоны проникновения с малыми показаниями, Ом • м
S г = газонасыщенность,% ПВ
S или = нефтенасыщенность,% ПВ
S или = остаточная нефтенасыщенность до вытеснения воды,% ПВ
S w = водонасыщенность,% ПВ
S wb = насыщенность глинистой воды по общей пористости,% ПВ
S туалет = Насыщенность родной водой,% ПВ
S туалет = водонасыщенность керна,% ПВ
S we = водонасыщенность эффективной пористости,% ПВ
S WSD = водонасыщенность песка,% ПВ
S вес = водонасыщенность общей пористости,% ПВ
В класс = глинистость,% БВ
В HCP = поровый объем углеводородов, л 3 , футы 3 3 ]
В ш = содержание сланца,% BV
θ = угол контакта, град.
ρ b = насыпная плотность пласта, м / л 3 , г / см 3
ρ fl = плотность жидкости, м / л 3 , г / см 3
ρ h = плотность углеводородов, м / л 3 , г / см 3
ρ ma = матрица или плотность зерна, м / л 3 , г / см 3
ρ w = плотность воды, м / л 3 , г / см 3
σ = межфазное натяжение, м / т 2 , дин / см
ϕ = пористость,% BV
ϕ c = пористость сердцевины,% BV
ϕ cl = пористость глины,% BV
ϕ e = эффективная пористость,% BV
ϕ SD = Пористость песка,% БВ
ϕ sh = пористость сланца,% BV
ϕ т = общая пористость,% BV

Ссылки

  1. 1.0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 Принципы интерпретации журналов / Приложения. 1989. Хьюстон, Техас: Schlumberger.
  2. ↑ Таблицы интерпретации журналов. 2000. Шугар Лэнд, Техас: Schlumberger.
  3. 3,0 3,1 3,2 McCoy, D.D., Jr., H.R.W., and Fisher, T.E. 1997. Колебания солености воды в водохранилищах рек Ивишак и Саг в заливе Прудхо. SPE Res Eng 12 (1): 37-44. SPE-28577-PA.http://dx.doi.org/10.2118/28577-PA.
  4. 4,0 4,1 4,2 4,3 4,4 Ратмелл, Дж., Аткинс, Л.К., и Кралик, Дж. 1999. Применение исследований керна и обнажений с малой инвазией для планирования разработки месторождения Виллано. Представлено на Конференции нефтяных инженеров стран Латинской Америки и Карибского бассейна, Каракас, Венесуэла, 21-23 апреля 1999 г. SPE-53718-MS. http://dx.doi.org/10.2118/53718-MS.
  5. 5,0 5.1 5,2 Ратмелл, Дж. Дж., Блус, Дж. Б., Буллинг, Т. и другие. 1995. Низкая инвазия, синтетический буровой раствор на нефтяной основе в газовом пласте Ячэн 13-1 для расчета газовых месторождений. Представлено на Международной встрече по нефтяной инженерии, Пекин, Китай, 14-17 ноября 1995 г. SPE-29985-MS. http://dx.doi.org/10.2118/29985-MS.
  6. ↑ Барбер, Т. Д. 1985. Введение в инструмент двойной индукции Phasor. J Pet Technol 37 (9): 1699-1706. SPE-12049-PA. http://dx.doi.org/10.2118/12049-PA.
  7. 7,0 7,1 7,2 7,3 7,4 Woodhouse, R. и Warner, HR 2005. Оценка порового объема Sw и углеводородов в сланцевых песках — стандартные измерения керна на нефтяной основе по сравнению с несколькими каротажными анализами Модели. Представлено на Ежегодной технической конференции и выставке SPE, Даллас, Техас, 9-12 октября 2005 г. SPE-96618-MS. http://dx.doi.org/10.2118/96618-MS.
  8. 8,0 8,1 8,2 8.3 Archie, G.E. 1942. Каротаж удельного электрического сопротивления как средство определения некоторых характеристик коллектора. Пер. из AIME 146 (1): 54-62. http://dx.doi.org/10.2118/4-G.
  9. 9,0 9,1 9,2 9,3 Пупон А. и Лево Дж. 1971. Оценка водонасыщенности сланцевых отложений. Аналитик журнала 12 (4).
  10. ↑ Винзауэр, У.О., Шеарин Х.М., Массон П.Х. и Уильямс М., 1952 г. Удельное сопротивление насыщенных рассолом песков в зависимости от геометрии пор.AAPG Bull. 36 (2): 253-277.
  11. 11,0 11,1 11,2 11,3 Ваксман, M.H. и Смитс, L.J.M. 1968. Электропроводность нефтеносных сланцевых песков. SPE J. 8 (2): 107–122. SPE-1863-PA. http://dx.doi.org/10.2118/1863-PA.
  12. 12,0 12,1 12,2 12,3 Ваксман, M.H. и Томас, E.C. 1974. Электропроводность в Шалинских песках-I. Связь между насыщенностью углеводородами и индексом удельного сопротивления; II.Температурный коэффициент электропроводности. J Pet Technol 26 (2): 213-225. SPE-4094-PA. http://dx.doi.org/10.2118/4094-PA.
  13. 13,0 13,1 13,2 13,3 Килан, Д.К. и Макгинли, округ Колумбия, 1979. Применение емкости катионообмена в исследовании песка Шеннон в Вайоминге. Документ KK, представленный на Ежегодном симпозиуме SPWLA 1979 г., июнь.
  14. 14,0 14,1 14,2 14,3 Юхас, И.1979. Центральная роль Q v и солености пластовой воды в оценке сланцевых пластов. Аналитик журнала 20 (4).
  15. ↑ Хилл, Х.Дж., Ширли, О.Дж., и Кляйн, Г.Э. 1979. Связанная вода в сланцевых песках — ее связь с Q v и другими свойствами формации. Аналитик журнала 20 (3): 3.
  16. ↑ Leverett, M.C. 1941. Капиллярное поведение в пористых средах. Пер., AIME 142: 152.
  17. 17,0 17,1 Хезельдин, Г. 1974. Метод усреднения кривых капиллярного давления.Аналитик журнала 4 (3).
  18. 18,0 18,1 Джонсон А. 1987. Усредненные капиллярные данные по проницаемости: дополнение к каротажному анализу в полевых исследованиях. Документ EE, представленный на ежегодном симпозиуме SPWLA 1987 г., Лондон, июнь.
  19. 19,0 19,1 19,2 Вудхаус, Р. 1998. Точное определение водонасыщенности пласта по кернам нефтяного ила: вопросы и ответы из Прудхо-Бей и других источников. Аналитик журнала 39 (3): 23.
  20. ↑ Ричардсон, Дж.Г., Гольштейн, Э. Д., Ратмелл, Дж. Дж. и другие. 1997. Валидация водонасыщенности керна на нефтяной основе по получении из Прадхо-Бэй. SPE Res Eng 12 (1): 31-36. SPE-28592-PA. http://dx.doi.org/10.2118/28592-PA.
  21. ↑ Доу, Б.А. и Мердок, Д. 1990. Слоистые пески: оценка точности интерпретации каротажа программой отбора керна бурового раствора на нефтяной основе. Представлено на Ежегодной технической конференции и выставке SPE, Новый Орлеан, Луизиана, 23-26 сентября 1990 г. SPE-20542-MS. http://dx.doi.org/10.2118/20542-MS.
  22. ↑ Эгбогах, Э. и Amar, Z.H.B.T. 1997. Точное определение начальной / остаточной насыщенности снижает неопределенность при дальнейшей разработке и управлении резервуаром месторождения Дуланг на шельфе полуострова Малайзия. Представлено на Азиатско-Тихоокеанской конференции и выставке SPE по нефти и газу, Куала-Лумпур, Малайзия, 14-16 апреля 1997 г. SPE-38024-MS. http://dx.doi.org/10.2118/38024-MS.
  23. ↑ Worthington, P.F. 1985. Эволюция представлений о глинистых песках в оценке коллектора. Аналитик журнала 23 (1).
  24. 24,0 24,1 24,2 Клавье, К., Коутс, Дж., И Дюмануар, Дж. 1984. Теоретические и экспериментальные основы модели двойной воды для интерпретации сланцевых песков. SPE J. 24 (2): 153-168. SPE-6859-PA. http://dx.doi.org/10.2118/6859-PA.
  25. 25,0 25,1 Бест, Д.Л., Гарднер, Дж. С., и Думануар, Дж. Л. 1979. Компьютерные вычисления каротажа на буровой площадке. Документ Z представлен на ежегодном симпозиуме SPWLA 1979 года.
  26. ↑ Хафф, Г.F. 1987. Поправка на влияние измельчения на катионообменную способность бедных глиной песчаников. SPE Form Eval 2 (3): 338-344. SPE-14877-PA. http://dx.doi.org/10.2118/14877-PA.
  27. ↑ Брайант, В.Т. и Роберт Б. Трумэн, I. 2002. Правильный петрофизический анализ на основе керна удваивает размер поля Хапи. Представлено на Ежегодной технической конференции и выставке SPE, Сан-Антонио, Техас, 29 сентября — 2 октября 2002 г. SPE-77638-MS. http://dx.doi.org/10.2118/77638-MS.
  28. ↑ Основы свойств горных пород.2002. Абердин: Core Laboratories UK Ltd.
  29. 29,0 29,1 29,2 Holstein, E.D. и Уорнер, Дж., Х. Р. 1994. Обзор определения водонасыщенности для водохранилища Ивишак (Садлерочит), месторождение Прудхо-Бэй. Представлено на Ежегодной технической конференции и выставке SPE, Новый Орлеан, Луизиана, 25-28 сентября 1994 г. SPE-28573-MS. http://dx.doi.org/10.2118/28573-MS.
  30. ↑ Кац, Д.Л. и Фироозабади, А. 1978. Прогнозирование фазового поведения систем конденсат / сырая нефть с использованием коэффициентов взаимодействия метана.J Pet Technol 30 (11): 1649–1655. SPE-6721-PA. http://dx.doi.org/10.2118/6721-PA.
  31. 31,0 31,1 Харрисон, Б. и Цзин, X.D. 2001. Методы высоты насыщения и их влияние на объемные углеводородные оценки на местах. Представлено на Ежегодной технической конференции и выставке SPE, Новый Орлеан, Луизиана, 30 сентября — 3 октября 2001 г. SPE-71326-MS. http://dx.doi.org/10.2118/71326-MS.
  32. 32,0 32,1 Ричардсон, Дж. и Гольштейн Э.D. 1994. Сравнение водонасыщенности по измерениям капиллярного давления с данными по керну на нефтяной основе, пласт Ивишак (Садлерочит), месторождение Прудхо-Бэй. Представлено на Ежегодной технической конференции и выставке SPE, Новый Орлеан, Луизиана, 25-28 сентября 1994 г. SPE-28593-MS. http://dx.doi.org/10.2118/28593-MS.
  33. 33,0 33,1 Маккой, Д.Д. and Grieves, W.A. 1997. Использование журналов сопротивления для расчета водонасыщенности в заливе Прадхо. SPE Res Eng 12 (1): 45-51.SPE-28578-PA. http://dx.doi.org/10.2118/28578-PA.
  34. ↑ Люсия, Ф.Дж. 2000. Водохранилища Сан-Андрес и Грейбург. Представлено на конференции SPE по добыче нефти и газа пермского бассейна, Мидленд, Техас, 21-23 марта 2000 г. SPE-59691-MS. http://dx.doi.org/10.2118/59691-MS.
  35. ↑ Thai, B.N., Hsu, C.F., Bergersen, B.M. и другие. 2000. Программа бурения с засыпкой и реконфигурация структуры в Денвере. Представлено на конференции SPE по добыче нефти и газа пермского бассейна, Мидленд, Техас, 21-23 марта 2000 г.SPE-59548-MS. http://dx.doi.org/10.2118/59548-MS.

Интересные статьи в OnePetro

Используйте этот раздел, чтобы перечислить статьи в OnePetro, которые читатель, желающий узнать больше, обязательно должен прочитать

Внешние ссылки

Используйте этот раздел, чтобы предоставить ссылки на соответствующие материалы на других веб-сайтах, кроме PetroWiki и OnePetro.

См. Также

Оценка насыщенности

Интерпретация ГИС

Анализ каротажа в сланцевых отложениях

Определение проницаемости

Источники петрофизических данных

Примеры из практики петрофизического анализа

Петрофизика

PEH: Петрофизика

PEH: Петрофизические_приложения

Кислород (O) и вода

Кислород является самым распространенным элементом на Земле.Кислород существует как O 2 и O 3 (озон) и присутствует в ряде соединений, включая молекулы воды. Его можно найти растворенным в воде в виде молекул O 2 . Следовательно, содержание кислорода в морской воде составляет 85,7%.

Каким образом и в какой форме кислород реагирует с водой?

Газообразный кислород не реагирует с водой. Он растворим в воде и действует как окислитель:

O 2 + 2 H 2 O + 4 e -> 4 OH

Кислород может окислять органические вещества.Это в основном биологический процесс. Каждое отдельное соединение имеет механизм реакции, который можно описать с помощью электронного баланса. Примеры приведены ниже (за исключением H 2 O):

Fe 2+ + 0,25 O 2 -> Fe (OH) 3 + 2,5 H +
Mn 2 + + O 2 -> MnO 2 + 2 H +
NH 4 + + 2 O 2 -> NO 3 + 6 H +
CH 4 + 2 O 2 -> CO 2 + 4 H +

Эти механизмы показывают, что аммоний и метан применяют большое количество кислорода, и в результате реакции окисления образуются большие или меньшие количества кислоты.В нормальных условиях кислота в воде реагирует с HCO 3 , образуя CO 2 .
Атом кислорода очень реакционноспособен и образует оксиды практически со всеми другими элементами, за исключением гелия, неона, аргона и криптона. Также существует большое количество соединений, которые вступают в реакцию с водой.

Растворимость кислорода и кислородных соединений

Растворимость кислорода в воде при 25 o ° C и давлении = 1 бар соответствует 40 мг / л воды.В воздухе нормального состава парциальное давление кислорода составляет 0,2 атм. Это приводит к растворению 40 . 0,2 = 8 мг O 2 / л в воде, контактирующей с воздухом.
Растворимость кислорода сильно зависит от температуры и уменьшается при повышении температуры. Растворимость кислорода отрицательно коррелирует с количеством растворенных твердых веществ. Следовательно, растворимость кислорода в пресной воде превышает растворимость в морской воде на 1-3 мг / л, в зависимости от температуры.
Константа насыщения в реках и озерах в горных районах обычно ниже, чем в низинах, потому что она зависит от давления.

Почему в воде присутствует кислород?

Как было описано ранее, кислород растворяется естественным образом при контакте воды с воздухом. Кислород также применяется в коммерческих целях. Для промышленных целей элемент извлекается из воздуха примерно 100 млн тонн ежегодно. Из общего количества 55% применяется в производстве стали, 25% — в химической промышленности, а оставшаяся часть применяется в больницах, для запуска ракет и для резки металла. В химической промышленности применяется реакция кислорода и этилена, и образующийся оксид этилена применяется в качестве антифриза и полиэфира.Кислород очень реактивен, поэтому его можно использовать для разложения опасных веществ. Его также можно применять в качестве отбеливателя. Кислород в соединениях озона применяется для обеззараживания питьевой воды. При промышленном применении воды не загрязняются кислородом.


Какое влияние на окружающую среду оказывает кислород в воде?

Кислород окисляет другие вещества. Это происходит, например, во время пожаров, но также и внутри организмов, во время уничтожения бактерий и превращения металлов.
Всем растениям и животным требуется кислород для дыхания. Кислород очень важен, потому что он является частью ДНК и практически всех других соединений, имеющих биологическое значение. В легких кислород связан с атомами железа; центральные элементы гемоглобина. В результате этого механизма в крови может раствориться в общей сложности 200 см 3 кислорода, количество, которое явно превышает водорастворимое количество. Вместе с запасами энергии кислород вызывает мышечную активность и выработку тепла. Этот процесс выделяет углекислый газ, который выделяется и впоследствии поглощается растениями.Во время фотосинтеза растения производят дополнительный кислород. Растения содержат от 4,1 до 4,4% кислорода (по сухой массе).
Растворенный кислород — важный фактор, определяющий стабильность воды и выживание водных организмов. Микроорганизмы могут разлагать органические вещества в воде с помощью кислорода. Подача кислорода в единицу времени обозначается BOD (биохимическая потребность в кислороде). Органические загрязнители могут отрицательно влиять на водные организмы, поскольку они снижают БПК. Тепловое загрязнение вызывает ту же проблему, потому что растворимость кислорода ниже в более теплой воде.Это может быть следствием сброса охлаждающей воды на поверхностные воды.
В эвтрофных озерах и относительно замкнутых морских районах концентрация кислорода сильно уменьшается с глубиной. В некоторых случаях условия могут быть даже анаэробными. Естественными примерами влияния температуры на концентрацию кислорода в воде и воздействия на окружающую среду являются сезонные изменения температуры в озерах. Зимой вода везде имеет одинаковую температуру и концентрацию кислорода. Летом вода в поверхностных слоях более теплая, чем более глубокая, что снижает растворимость кислорода.Водоросли и растения в поверхностных слоях работают противоположно. Они производят большое количество кислорода при высоких температурах, в результате чего вода насыщается кислородом. Эти растения довольно быстро отмирают и разлагаются микроорганизмами с применением кислорода, которого сейчас много в поверхностных слоях источника воды. Однако органическое вещество часто оседает и остается на дне водоема в виде осадка. Это может вызвать дефицит кислорода в результате разложения. Когда в озерах установится экологическое равновесие, эти проблемы могут быть решены.Однако при выделении, избыточном удобрении и т. Д. Добавляются питательные вещества, которые необходимо разложить, и увеличивается цветение водорослей, концентрация кислорода может снизиться до уровня, при котором ни один организм не выживает. Это явление широко известно как эвтрофикация (эвтрофия = богатая питательными веществами, олиготрофная = бедная питательными веществами). Критическая концентрация кислорода для рыб достигается при 4 мг O 2 / л воды.
В виде чистого O 2 кислород обычно не выделяется в количествах, которые были бы опасны для любого аэробного организма.Теоретически такие концентрации достижимы, а критическое парциальное давление зависит от вида.
Атомы кислорода можно найти в ряде токсичных органических и неорганических соединений. Токсичные соединения представляют собой, например, гипероксиды и пероксиды. Некоторые вещества токсичны в условиях низкого содержания кислорода в воде, потому что дыхание организмов увеличивается и, следовательно, вещества абсорбируются быстрее. Для обязательных анаэробных организмов высокие концентрации кислорода токсичны.
Озон является загрязнителем окружающей среды, когда он присутствует в тропосфере.В стратосфере он действует как защитный слой, отражающий солнечное УФ-излучение. Без этого озонового слоя жизнь на Земле была бы невозможна. Ряд видов растений подвержены воздействию высоких концентраций озона в воздухе. Это проявляется не в виде видимых симптомов стресса, а скорее в виде ограничения роста.
Кислород состоит из трех стабильных и пяти нестабильных изотопов.

Какое влияние на здоровье оказывает кислород в воде?

Общая концентрация кислорода в организме человека составляет около 60% от общей массы тела.Это значение может сильно варьироваться, поскольку оно в основном присутствует в молекулах воды.
Как было объяснено ранее для других организмов, люди поглощают кислород через легкие, который затем передается различным органам через кровь. Его поставляют очень мелкие капилляры. Атом кислорода входит в состав гидроксильных, карбонильных и других функциональных групп. Он переносится через кровь в связке с гемоглобином и впоследствии накапливается в мышцах в виде миоглобина. Присутствие кислорода в питьевой воде благоприятно, так как он способствует образованию защитного покрытия на внутренней стороне металлических водопроводных труб.Для этого требуется концентрация 6-8 мг / л.
Кислородные радикалы несут ответственность за производные заболевания, такие как рак и сердечно-сосудистые заболевания.
Когда в воздухе концентрация кислорода ниже 3%, обычно следует смерть от удушья. При концентрации ниже 7% можно потерять сознание. Слишком много кислорода может быть смертельным. У спортивных дайверов, которые дышат чистым кислородом, часто возникают судороги. Дети, получающие слишком много кислорода в инкубаторах, обычно слепнут.
Кислород в виде озона может повредить легкие.Токсичные формы кислорода включают гипероксиды, пероксиды и гидроксильные радикалы.

Какие технологии очистки воды можно применять для удаления кислорода из воды?

Одна из причин, по которой может потребоваться удалить кислород из воды, заключается в том, что это может вызвать коррозию водопроводных труб. Эту проблему могут решить различные физические и химические процессы, например, ионообменные смолы. Основным принципом этого метода является реакция водорода с кислородом: 2H 2 + O 2 -> 2H 2 O.Эта реакция может декатализироваться различными соединениями, вызывая ее самопроизвольное завершение. Ионные смолы, содержащие палладий, могут снижать концентрацию кислорода в воде при наличии достаточного количества водорода. Гидразин — еще одно возможное восстанавливающее соединение, которое может применяться вместо водорода: O 2 + N 2 H 4 -> N 2 + 2 H 2 O.
Более простой метод, который нельзя применить к каждый повод — термическое удаление кислорода. Растворимость газа в воде при температуре испарения равна нулю.На этом основан принцип термической дегазации. Они работают как дегазаторы под давлением при небольшом избыточном давлении (до 5 бар) или как вакуумные дегазаторы при небольшом пониженном давлении.
С другой стороны, обогащение воды кислородом может способствовать удалению загрязняющих веществ. Это может быть достигнуто путем искусственной аэрации, например, путем направления воды через каскады, путем промывки воды через поверхностные аэраторы, путем подачи воздуха через напорные фильтры, путем добавления воздуха путем увеличения потока воды (например, в системе Вентури) или путем аэрации чистой водой. кислород.Аэрация применима на водоочистных установках, но также и в широких реках.
Кислород обладает очищающим действием, поскольку он необходим для микроорганизмов и окисляет соединения. Следовательно, загрязнение воды обозначается BOD или COD (химическая потребность в кислороде).
Часто применяемое значение BOD 5 указывает на концентрацию кислорода, применяемую микроорганизмами в течение пяти дней при 20 o ° C в аэробной среде для преобразования органических веществ в диоксид углерода, воду и новую биомассу.Он выражается в мг O 2 на литр сточных вод. Умножение этого числа на объем сточных вод дает количество опасных веществ. БПК 5 в единицу времени называется загрузкой БПК. Трудноразлагаемое вещество исключено из-за короткого времени измерения.
ХПК представляет собой количество кислорода (мг), необходимое для окисления всех окисляемых веществ на литр сточных вод. Это включает не только легко разлагаемые органические вещества, но также трудноразлагаемые и стойкие соединения (например, органические соединения хлора) и, следовательно, превышает значение BOD 5 .
Озон может применяться для очистки воды, например, для дезинфекции плавательных бассейнов или питьевой воды. Это более сильное дезинфицирующее средство, чем газообразный хлор, но защита от бактерий длится недолго. Озон является нестабильной формой кислорода и поэтому быстро превращается обратно в O 2 , что является благоприятным, поскольку озон вызывает повреждение легких.

Литература и другие элементы и их взаимодействие с водой

Как использовать и обслуживать концентратор кислорода?

Каждой машине необходимо техническое обслуживание, и концентратор кислорода не исключение, хотя техническое обслуживание требуется минимально.

Прежде чем научиться правильно обслуживать кислородный аппарат, необходимо знать, как его инициализировать / использовать.

Использовать кислородный концентратор так же просто, как включить телевизор. Необходимо выполнить следующие шаги:

Пациенту или его опекуну следует помнить о нескольких вещах при использовании кислородных аппаратов. Некоторые из этих вещей требуют особого внимания, а некоторые — всего лишь базовые методы обслуживания.

  • Использование стабилизатора напряжения

    Во многих странах люди сталкиваются с проблемой колебаний напряжения.Эта проблема может стать убийцей не только кислородного концентратора, но и любого бытового электрооборудования.

    После отключения электричества питание возвращается с таким высоким напряжением, что оно может повлиять на компрессор. Решить эту проблему можно, применив стабилизатор напряжения хорошего качества. Стабилизатор напряжения стабилизирует колебания напряжения и, следовательно, увеличивает срок службы стационарного концентратора кислорода.

    Использование стабилизатора напряжения не обязательно, но рекомендуется ; В конце концов, вы потратите много денег на покупку концентратора кислорода, и нет ничего плохого в том, чтобы потратить еще несколько долларов на покупку стабилизатора напряжения.

  • Размещение концентратора кислорода

    Кислородный концентратор можно разместить в любом месте дома; но во время работы его следует держать на расстоянии одного фута от стен, кровати, дивана и т. д.

    Вокруг воздухозаборника вашего кислородного концентратора должно быть 1-2 фута свободного пространства, так как компрессору внутри машины необходимо пространство для приема достаточного количества комнатного воздуха, который будет концентрироваться до чистого кислорода внутри машина.(Воздухозаборник может быть сзади, спереди или по бокам машины — в зависимости от модели).

    Если для забора воздуха не предусмотрен достаточный зазор, то есть вероятность того, что компрессор машины может нагреться, так как он не сможет принять достаточное количество окружающего воздуха, и машина подаст сигнал тревоги.

  • Фактор запыленности

    Пыль в окружающей среде играет очень важную роль в раннем обслуживании машины.

    Примеси в воздухе, такие как частицы пыли, которые отфильтровываются фильтрами машины. Эти фильтры забиваются через несколько месяцев полностью в зависимости от уровня пыли в атмосфере в помещении.

    Когда фильтр забивается, чистота кислорода падает. Когда это происходит, большинство машин начинают подавать сигнал тревоги. В таких случаях фильтры необходимо периодически заменять.

    Хотя удалить пыль из воздуха невозможно, следует избегать использования кислородного аппарата в пыльной среде ; также могут быть приняты основные меры предосторожности, чтобы уменьшить его, например, когда дом убирают, машину можно выключить и накрыть, потому что количество пыли во время уборки резко возрастает.

    Машина, если ее использовать в это время, может всосать всю пыль, что вскоре приведет к закупорке фильтра.

  • Отдых для машины

    Кислородные концентраторы сделаны таким образом, что могут работать в течение 24 часов. Но временами они сталкиваются с проблемой внезапного нагрева и остановки.

    Следовательно, после непрерывного использования в течение 7-8 часов концентратор должен отдохнуть в течение 20-30 минут.

    Через 20-30 минут пациент может включить концентратор и использовать его еще 7-8 часов, прежде чем снова дать ему отдохнуть в течение 20-30 минут.

    Когда аппарат выключен, пациент может использовать резервный баллон. Это продлит срок службы компрессора концентратора.

  • Мышь в домике

    Стационарные концентраторы кислорода сталкиваются с огромной проблемой из-за бегающей по дому мыши.

    В большинстве стационарных концентраторов кислорода есть вентиляционные отверстия под машиной или за ней.

    Во время работы на машине мышь не может попасть внутрь машины.

    Но когда машина остановлена, мышь может попасть внутрь и создать помехи , например, пережевывать провода и мочиться на печатной плате (PCB) машины. Как только вода попадает на печатную плату, машина выходит из строя. Печатные платы в отличие от фильтров довольно дорогие.

  • Фильтры

    В некоторых машинах есть шкаф / внешний фильтр снаружи, который можно легко вынуть.Этот фильтр следует очищать один раз в неделю (или чаще, в зависимости от условий эксплуатации) мыльной водой. Обратите внимание, что его следует полностью высушить, прежде чем снова положить в машину.

    Замену внутренних фильтров должен выполнять только уполномоченный сервисный инженер вашего поставщика оборудования. Эти фильтры реже требуют замены.

  • Увлажнитель Порядок очистки

    • Для увлажнения следует использовать чистую питьевую воду , чтобы избежать / отсрочить засорение отверстий бутылки в долгосрочной перспективе
    • Уровень воды не должен быть меньше / больше, чем соответствующие отметки минимального / максимального уровня на бутылке
    • Вода в бутылке должна быть заменена один раз в 2 дня
    • Бутыль необходимо очищать изнутри один раз в 2 дня
  • Основные меры предосторожности и методы очистки

    • Машину нельзя перемещать по пересеченной местности , где колеса машины могут сломаться.В таких случаях настоятельно рекомендуется поднять машину, а затем переместить.
    • Кислородная трубка не должна иметь перегибов или утечки из выпускного отверстия для кислорода, где она прикреплена к носовым канюлям.
    • Нельзя проливать воду на машину
    • Машину не следует держать вблизи огня или дыма
    • Внешний корпус машины следует очистить мягким бытовым чистящим средством , нанесенным с помощью губки / влажной ткани, а затем насухо протереть все поверхности.Не допускайте попадания жидкости внутрь устройства
  • Сводка

    • Используйте стабилизатор напряжения хорошего качества
    • Держите концентратор на расстоянии 1-2 фута от всех стен
    • Не используйте машину в пыльной среде
    • Регулярно выполняйте работу проверок выполнено
    • Не запускайте машину непрерывно в течение длительного времени. Дайте ему немного отдыха .
    • Используйте чистой воды в увлажнителе и заменяйте его каждые 2 дня.

    Все вышеперечисленные меры позволят продлить срок службы кислородного концентратора и снизить затраты на ремонт / обслуживание аппарата.

    Однако концентратор может выйти из строя в любой момент, поскольку в конце концов это машина.
    Поэтому настоятельно рекомендуется всегда иметь при себе резервный баллон, потому что сервисному инженеру также потребуется некоторое время, чтобы добраться до вашего дома для ремонта концентратора. В идеале следует иметь запасной баллон, рассчитанный на 24 часа.

    5.2 Потребность в растворенном кислороде и биохимическом кислороде | Мониторинг и оценка

    Что такое растворенный кислород и почему он важен?

    Поточная система производит и потребляет кислород. Он получает кислород из атмосферы и растений в результате фотосинтеза. Проточная вода из-за взбалтывания растворяет больше кислорода, чем стоячая вода, например, в водохранилище за плотиной. Дыхание водных животных, разложение и различные химические реакции потребляют кислород.

    Сточные воды очистных сооружений часто содержат органические материалы, которые разлагаются микроорганизмами, которые в процессе используют кислород. (Количество кислорода, потребляемого этими организмами при расщеплении отходов, известно как биохимическая потребность в кислороде или БПК. Обсуждение БПК и того, как его контролировать, включено в конец этого раздела.) Другие источники потребляющих кислород отходов включают ливневые стоки с сельскохозяйственных угодий или городских улиц, откормочных площадок и вышедших из строя септических систем.

    Кислород измеряется в растворенной форме как растворенный кислород (DO). Если кислорода потребляется больше, чем производится, уровень растворенного кислорода снижается, и некоторые чувствительные животные могут уйти, ослабнуть или умереть.

    Уровни DO колеблются в зависимости от сезона и в течение 24 часов. Они меняются в зависимости от температуры воды и высоты. Холодная вода содержит больше кислорода, чем теплая вода (Таблица 5.3), а вода содержит меньше кислорода на больших высотах. Тепловые выбросы, такие как вода, используемая для охлаждения оборудования на производственном предприятии или электростанции, повышают температуру воды и снижают содержание в ней кислорода.Водные животные наиболее уязвимы к пониженному уровню DO ранним утром в жаркие летние дни, когда сток воды низкий, температура воды высокая, а водные растения не производят кислород с захода солнца.

    Температура
    (° C)
    DO
    (мг / л)
    Температура
    (° C)
    DO
    (мг / л)
    Таблица 5.3


    Максимальное содержание растворенного кислорода в концентратах зависит от температуры

    0 14.60 23 8,56
    1 14,19 24 8,40
    2 13,81 25 8,24
    3 13,44 26 8,09
    4 13,09 27 7,95
    5 12,75 28 7,81
    6 12.43 29 7,67
    7 12,12 30 7,54
    8 11,83 31 7,41
    9 11,55 32 7,28
    10 11,27 33 7,16
    11 11.01 34 7,16
    12 10.76 35 6,93
    13 10,52 36 6,82
    14 10,29 37 6,71
    15 10,07 38 6,61
    16 9,85 39 6,51
    17 9,65 40 6,41
    18 9.45 41 6,41
    19 9,26 42 6,22
    20 9,07 43 6,13
    21 8,90 44 6,04
    22 8,72 45 5,95

    Отбор проб и оборудование

    В отличие от озер, где уровни DO, скорее всего, изменяются по вертикали в толще воды, DO в реках и ручьях изменяется более горизонтально по ходу водного пути.Это особенно актуально для небольших и мелких ручьев. В более крупных и глубоких реках может происходить некоторая вертикальная стратификация растворенного кислорода. Уровни DO в зонах перекатов, водопадов или водосбросов плотин и под ними обычно выше, чем в бассейнах и на более медленных участках. Если вы хотите измерить влияние плотины, было бы важно отобрать пробы на DO за плотиной, непосредственно под водосбросом и выше по течению от плотины. Поскольку уровни DO имеют решающее значение для рыбы, хорошее место для отбора проб — это бассейны, которые предпочитают рыбы, или районы нереста, которые они используют.

    Почасовой временной профиль уровней DO в месте отбора проб представляет собой ценный набор данных, поскольку он показывает изменение уровней DO от нижней точки непосредственно перед восходом солнца до верхней точки где-то в полдень. Однако это может оказаться непрактичным для программы мониторинга волонтеров. Важно отметить время отбора пробы DO, чтобы можно было определить, когда в суточном цикле были собраны данные.

    DO измеряется либо в миллиграммах на литр (мг / л), либо в «процентах насыщения». Миллиграммы на литр — это количество кислорода в литре воды.Процент насыщения — это количество кислорода в литре воды по отношению к общему количеству кислорода, которое вода может удерживать при этой температуре.

    пробы DO отбирают с помощью специальной бутылки BOD: стеклянной бутылки с «водолазкой» и пробкой из матового стекла. Вы можете наполнить бутылку прямо в ручье, если поток является ватным или водным, или вы можете использовать пробоотборник, который сбрасывают с моста или лодки в воду на достаточно большую глубину, чтобы погрузить пробоотборник. Пробоотборники можно изготовить или купить.Растворенный кислород измеряется в первую очередь либо с помощью некоторого варианта метода Винклера, либо с помощью измерителя и зонда.

    Метод Винклера

    Метод Винклера заключается в том, что сосуд для образца полностью заполняется водой (не остается воздуха, влияющего на результаты теста). Затем растворенный кислород «фиксируется» с помощью ряда реагентов, которые образуют кислотное соединение, которое титруют. Титрование заключается в добавлении по капле реагента, который нейтрализует кислотное соединение и вызывает изменение цвета раствора.Точка изменения цвета является «конечной точкой» и эквивалентна количеству кислорода, растворенного в образце. Образец обычно фиксируется и титруется в поле на месте отбора пробы. Однако можно подготовить образец в полевых условиях и доставить его в лабораторию для титрования.

    Наборы для измерения растворенного кислорода, использующие метод Винклера, относительно недороги, особенно по сравнению с измерителем и датчиком. Полевые наборы стоят от 35 до 200 долларов, и каждый набор содержит достаточно реактивов для проведения от 50 до 100 тестов DO.Реагенты для замены стоят недорого, и вы можете купить их уже отмеренными для каждого теста в пластиковых подушках.

    Вы также можете купить реагенты в больших количествах, во флаконах, и отмерить их мерной мерной ложкой. Преимущество подушек в том, что они имеют более длительный срок хранения и гораздо менее подвержены загрязнению или проливанию. Преимущество покупки большего количества в бутылках состоит в том, что стоимость одного теста значительно ниже.

    Основным фактором, влияющим на стоимость наборов, является метод титрования, в котором используется пипетка, титратор шприцевого типа или цифровой титратор.Титрование с помощью пипетки или шприца менее точное, чем цифровое титрование, потому что через отверстие капельницы пропускается большая капля титранта, и в микромасштабе размер капли (и, следовательно, объем титранта) может варьироваться от капли до падение. Цифровой титратор или бюретка (представляющая собой длинную стеклянную трубку с заостренным кончиком, как у пипетки) обеспечивают гораздо большую точность и однородность количества титранта, которое может пройти.

    Если ваша программа требует высокой степени точности и точности результатов DO, используйте цифровой титратор.Набор, в котором используется титратор типа глазной капельницы или шприца, подходит для большинства других целей. Более низкая стоимость этого типа полевого набора DO может быть привлекательной, если вы полагаетесь на несколько команд добровольцев для одновременного отбора проб на нескольких участках.

    Измеритель и зонд

    Измеритель растворенного кислорода — это электронное устройство, которое преобразует сигналы зонда, помещенного в воду, в единицы DO в миллиграммах на литр. Большинство измерителей и датчиков также измеряют температуру.Зонд заполнен солевым раствором и имеет избирательно проницаемую мембрану, которая позволяет DO переходить из водотока в солевой раствор. DO, который диффундировал в солевой раствор, изменяет электрический потенциал солевого раствора, и это изменение передается по электрическому кабелю на счетчик, который преобразует сигнал в миллиграммы на литр по шкале, которую доброволец может прочитать.

    Измерители

    DO дороже по сравнению с полевыми наборами, в которых используется метод титрования. Комбинации измеритель / зонд стоят от 500 до 1200 долларов, включая длинный кабель для подключения зонда к измерителю.Преимущество измерителя / зонда заключается в том, что вы можете быстро измерить растворенный кислород и температуру в любой точке потока, до которой вы можете добраться с помощью зонда. Вы также можете измерять уровни DO в определенный момент на постоянной основе. Результаты считываются непосредственно в миллиграммах на литр, в отличие от методов титрования, в которых окончательный результат титрования может быть преобразован с помощью уравнения в миллиграммы на литр.

    Однако измерители DO более хрупкие, чем полевые комплекты, и ремонт поврежденного измерителя может быть дорогостоящим.Измеритель / зонд необходимо тщательно обслуживать, и его необходимо калибровать перед каждым анализом пробы и, если вы выполняете много тестов, между взятиями проб. Из-за больших затрат в программе волонтеров может быть только один измеритель / зонд. Это означает, что только одна команда пробоотборников может пробовать DO, и им придется исследовать все участки. С другой стороны, с помощью полевых комплектов несколько команд могут брать пробы одновременно.

    Лабораторные испытания растворенного кислорода

    Если вы используете измеритель и зонд, вы должны проводить тестирование в полевых условиях; уровни растворенного кислорода в пробирке быстро изменяются из-за разложения органического материала микроорганизмами или производства кислорода водорослями и другими растениями в пробе.Это снизит ваше значение DO. Если вы используете вариант метода Винклера, можно «зафиксировать» образец в полевых условиях, а затем доставить его в лабораторию для титрования. Это может быть предпочтительнее, если вы отбираете образцы в неблагоприятных условиях или если вы хотите сократить время, затрачиваемое на сбор образцов. Также немного проще титровать образцы в лаборатории, и возможен больший контроль качества, поскольку все титрования может выполнять один и тот же человек.

    Как собирать и анализировать образцы

    Процедура отбора и анализа проб на растворенный кислород состоит из следующих задач:

    ЗАДАНИЕ 1 Подготовиться перед выездом на место отбора проб

    См. Раздел 2.3 — Соображения безопасности для получения подробной информации о подтверждении даты и времени отбора проб, соображениях безопасности, проверке расходных материалов и проверке погоды и направления. В дополнение к стандартному оборудованию для отбора проб и спецодежде при отборе проб на растворенный кислород необходимо включать следующее оборудование:

    При использовании метода Винклера

    • Этикетки для пробирок
    • Полевой комплект и инструкции по тестированию DO
    • Реагентов достаточно для количества тестируемых участков
    • Кеммерер, Ван Дорн или самодельный пробоотборник для сбора глубоководных проб
    • Нумерованный стеклянный флакон БПК со стеклянной пробкой (по 1 на каждую площадку)
    • Паспорт растворенного кислорода для записи результатов

    При использовании измерительного прибора и зонда

    • Измеритель DO и зонд (электрод) (ПРИМЕЧАНИЕ: Убедитесь, что измеритель откалиброван в соответствии с инструкциями производителя.)
    • Руководство по эксплуатации измерителя и зонда
    • Дополнительные мембраны и раствор электролита для зонда
    • Дополнительные батарейки для счетчика
    • Удлинитель
    • Паспорт растворенного кислорода для записи результатов

    ЗАДАЧА 2 Подтвердите, что вы находитесь в нужном месте

    Указания по отбору проб должны содержать конкретную информацию о точной точке в потоке, из которой вы должны отобрать пробу; например, «примерно в 6 футах от большого валуна вниз по течению от западной стороны моста.»Если вы не уверены, что находитесь в точном месте, запишите подробное описание того, где вы взяли образец, чтобы его можно было сравнить с реальным местом позже.

    ЗАДАНИЕ 3 Отобрать пробы и заполнить полевой технический паспорт

    Метод Винклера

    Используйте бутылку с БПК для взятия пробы воды. Наиболее распространенные размеры — 300 миллилитров (мл) и 60 мл. Убедитесь, что вы используете правильный объем для метода титрования, который будет использоваться для определения количества DO.Обычно на бутылке есть белая этикетка, которая, возможно, уже пронумерована. Если да, обязательно запишите этот номер в листе данных поля. Если ваша бутылка еще не пронумерована, поместите этикетку на бутылку (не на крышку, потому что крышка может быть случайно поставлена ​​на другую бутылку) и используйте водонепроницаемый маркер, чтобы вписать номер места.

    Если вы собираете повторяющиеся образцы, промаркируйте дубликат флакона правильным кодом, который должен быть определен до отбора проб лабораторией, поставляющей флаконы.Используйте следующую процедуру для отбора пробы для титрования по методу Винклера:

    1. Помните, что проба воды должна быть собрана таким образом, чтобы вы могли закрыть бутылку, пока она все еще находится в воде. Это означает, что вы должны иметь возможность дотянуться до воды обеими руками, а вода должна быть глубже бутылки для образца.
    2. Осторожно войдите в ручей. Встаньте лицом к одной из берегов.
    3. Соберите образец так, чтобы вы не стояли перед бутылкой.Снимите крышку с бутылки с БПК. Медленно опустите бутылку в воду, направив ее вниз по потоку, пока нижняя кромка отверстия не окажется под водой. Позвольте воде наполнять бутылку очень постепенно, избегая турбулентности (которая может привести к добавлению кислорода к образцу). Когда уровень воды в бутылке стабилизируется (она не будет полной, потому что бутылка наклонена), медленно поверните бутылку в вертикальное положение и полностью наполните ее. Держите бутылку под водой и дайте ей перетекать в течение 2 или 3 минут, чтобы не образовывались пузырьки воздуха.
    4. Закройте бутылку, пока она еще находится в воде. Выньте его из воды и осмотрите «воротник» бутылки чуть ниже дна пробки. Если вы видите пузырьки воздуха, вылейте образец и повторите попытку.
    5. «Исправьте» образец сразу же, следуя указаниям в комплекте:
      • Снимите пробку и добавьте в образец фиксирующие реагенты.
      • Немедленно вставьте пробку, чтобы воздух не попал в бутылку, и несколько раз переверните, чтобы перемешать.Этот раствор едкий. Ополосните руки, если на них попал раствор. При наличии кислорода образуется оранжево-коричневый хлопьевидный осадок.
      • Подождите несколько минут, пока хлопья в растворе не осядут. Снова переверните бутылку несколько раз и подождите, пока флок осядет. Это обеспечивает полную реакцию образца и реагентов. Теперь образец зафиксирован, и атмосферный кислород больше не может влиять на него. Если вы отправляете образец в лабораторию для титрования, никаких дальнейших действий не требуется.Вы можете хранить образец в холодильнике до 8 часов перед его титрованием в лаборатории. Если вы титруете образец в полевых условиях, см. Задача 4: Анализ образцов.

    Рисунок 5.7


    Отбор пробы воды для анализа содержания растворенного кислорода
    Направьте бутылку вниз по потоку и постепенно наполняйте ее. Крышка под водой, когда она полная

    Использование DO Meter

    Если вы используете измеритель растворенного кислорода, убедитесь, что он откалиброван непосредственно перед использованием.Проверьте кабельное соединение между зондом и измерителем. Убедитесь, что зонд заполнен раствором электролита, что на мембране нет складок и на поверхности мембраны нет пузырьков. Вы можете проверить точность измерителя в полевых условиях, откалибровав его в насыщенном воздухе в соответствии с инструкциями производителя. Или вы можете измерить образец воды, насыщенной кислородом, следующим образом. (ПРИМЕЧАНИЕ. Эту процедуру также можно использовать для проверки точности метода Винклера.)

    1. Наполните литровый стакан или ведро водопроводной водой. (Для этой цели вы можете принести галлонный кувшин с водой.) Отметьте номер бутылки как «кран» на лабораторном листе.
    2. Налейте эту воду туда и обратно в другой стакан 10 раз, чтобы насытить воду кислородом.
    3. Используйте измеритель для измерения температуры воды и занесите ее в столбец температуры воды в полевом листе технических данных.
    4. Найдите температуру воды в вашем «водопроводном» образце в таблице 5.3. Используйте измеритель, чтобы сравнить концентрацию растворенного кислорода в вашем образце с максимальной концентрацией при этой температуре в таблице. Ваш образец должен быть в пределах 0,5 мг / л. Если это не так, повторите проверку и, если ошибка не исчезла, проверьте батареи измерителя и следуйте процедурам устранения неполадок, приведенным в руководстве производителя.

    После включения глюкометра подождите 15 минут перед калибровкой. После калибровки не выключайте глюкометр, пока образец не будет проанализирован.После того, как вы убедились, что измеритель работает правильно, вы готовы к измерению уровней DO в месте отбора проб. Вам может понадобиться удлинительная штанга (это может быть просто кусок дерева), чтобы подвести зонд к нужной точке отбора проб. Просто прикрепите зонд к концу удлинительной стойки. Устройство для извлечения мяча для гольфиста хорошо работает, потому что оно складное и его легко транспортировать. Чтобы использовать зонд, действуйте следующим образом:

    1. Поместите зонд в струю ниже поверхности.
    2. Установите измеритель на измерение температуры и дайте показаниям температуры стабилизироваться.Запишите температуру в полевом листе данных.
    3. Переключите измеритель на измерение растворенного кислорода.
    4. Запишите уровень растворенного кислорода в полевом листе технических данных.

    ЗАДАНИЕ 4 Проанализировать образцы

    Для метода Винклера можно использовать три типа аппаратов для титрования: капельницы, цифровые титраторы и бюретки. Капельница и цифровой титратор подходят для использования в полевых условиях. Бюретку удобнее использовать в лаборатории (рис. 5.8). В волонтерских программах чаще всего используется капельница или цифровой титратор.Для титрования с помощью капельницы или шприца, что относительно просто, следуйте инструкциям производителя. Следующая процедура предназначена для использования цифрового титратора для определения количества растворенного кислорода в фиксированной пробе:

    Рисунок 5.8


    Титрование образца DO с помощью бюретки
    1. Выберите объем образца и картридж для титрования тиосульфатом натрия для цифрового титратора, соответствующие ожидаемой концентрации растворенного кислорода в соответствии с таблицей 5.4. В большинстве случаев вы будете использовать картридж 0,2 Н и образец объемом 100 мл.
    2. Вставьте чистую трубку подачи в картридж для титрования.
    3. Присоедините картридж к корпусу титратора.
    4. Держите титратор кончиком картриджа вверх. Поверните ручку подачи, чтобы выпустить воздух и несколько капель титранта. Сбросьте счетчик на 0 и протрите наконечник.
    5. Используйте градуированный цилиндр для измерения объема пробы (от «фиксированной» пробы во флаконе с БПК объемом 300 мл) в соответствии с таблицей 5.4.
    6. Перенесите образец в колбу Эрленмейера на 250 мл и поместите колбу на магнитную мешалку с мешалкой. Если вы находитесь в поле, вы можете вручную покрутить колбу, чтобы перемешать.
    7. Поместите наконечник трубки подачи в раствор и включите мешалку, чтобы перемешать образец, одновременно поворачивая ручку подачи.
    8. Титровать до бледно-желтого цвета.
    9. Добавьте две полные пипетки раствора индикатора крахмала и встряхните, чтобы перемешать. Появится сильный синий цвет.
    10. Продолжайте титровать, пока образец не станет прозрачным. Запишите необходимое количество цифр. (Цвет может появиться снова через несколько минут, но это не повод для беспокойства. «Первое» исчезновение синего цвета считается конечной точкой.)
    11. Рассчитайте мг / л растворенного кислорода = требуемые цифры Х-разрядный множитель (из таблицы 5.4).
    12. Запишите результаты в соответствующий столбец таблицы данных.

    Некоторые стандарты качества воды выражаются в процентах насыщения.Для расчета процентного насыщения образца:

    1. Найдите температуру пробы воды, измеренную в полевых условиях.
    2. Найдите максимальную концентрацию вашего образца при этой температуре, как указано в таблице 5.3.
    3. Рассчитайте процент насыщения, разделив фактически растворенный кислород на максимальную концентрацию при температуре образца.
    4. Запишите процент насыщения в соответствующем столбце таблицы данных.
    Ожидаемый
    Диапазон
    Образец
    Том
    Титрование
    Картридж
    Разряд
    Множитель
    Таблица 5.4


    Выбор объема пробы и соответствующие значения для титрования Винклера

    1-5 мг / л 200 мл 0,2 ​​с. 0,01
    2-10 мг / л 100 мл 0,2 ​​с. 0,02
    10+ мг / л 200 мл 2.0 N 0,10

    ЗАДАНИЕ 5 Верните образцы и полевые таблицы данных в лабораторию / пункт выдачи

    Если вы используете метод Винклера и доставляете образцы в лабораторию для титрования, перепроверьте, чтобы убедиться, что вы записали необходимую информацию для каждого участка в полевой лист данных, особенно номер бутылки и соответствующий номер участка и время сбора образцов.Доставьте в лабораторию свои образцы и полевые спецификации. Если вы уже получили результаты анализа растворенного кислорода в полевых условиях, отправьте спецификации своему координатору отбора проб.

    Что такое биохимическая потребность в кислороде и почему это важно?

    Биохимическая потребность в кислороде, или БПК, измеряет количество кислорода, потребляемого микроорганизмами при разложении органических веществ в проточной воде. БПК также измеряет химическое окисление неорганических веществ (т.е. извлечение кислорода из воды посредством химической реакции).Тест используется для измерения количества кислорода, потребляемого этими организмами в течение определенного периода времени (обычно 5 дней при 20 ° C). На скорость потребления кислорода в потоке влияет ряд переменных: температура, pH, присутствие определенных видов микроорганизмов, а также тип органических и неорганических материалов в воде.

    БПК напрямую влияет на количество растворенного кислорода в реках и ручьях. Чем выше БПК, тем быстрее в потоке истощается кислород.Это означает, что высшим формам водных организмов доступно меньше кислорода. Последствия высокого БПК такие же, как и для низкого растворенного кислорода: водные организмы подвергаются стрессу, задыхаются и умирают.

    Источники БПК включают листья и древесные остатки; мертвые растения и животные; навоз животных; сточные воды с целлюлозно-бумажных комбинатов, очистных сооружений, откормочных площадок и предприятий пищевой промышленности; выходящие из строя септические системы; и городские ливневые стоки.

    Рекомендации по отбору образцов

    На БПК

    влияют те же факторы, что и растворенный кислород (см. Выше).Например, аэрация речной воды порогами и водопадами ускоряет разложение органических и неорганических материалов. Следовательно, уровни БПК на участке отбора проб с более медленными и более глубокими водами могут быть выше для данного объема органических и неорганических материалов, чем уровни для аналогичного участка в сильно аэрированных водах.

    Хлор также может влиять на измерение БПК, подавляя или уничтожая микроорганизмы, которые разлагают органические и неорганические вещества в образце. Если вы отбираете пробы в хлорированной воде, например, ниже сточных вод очистных сооружений, необходимо нейтрализовать хлор тиосульфатом натрия.(См. APHA, 1992.)

    Для измерения БПК требуется отбор двух проб на каждом участке. Один тестируется сразу на содержание растворенного кислорода, а второй инкубируется в темноте при 20 ° C в течение 5 дней, а затем проверяется на количество оставшегося растворенного кислорода. Разница в уровнях кислорода между первым и вторым тестами в миллиграммах на литр (мг / л) — это количество БПК. Это количество кислорода, потребляемого микроорганизмами для расщепления органических веществ, присутствующих в пробирке для образцов во время инкубационного периода.Из-за 5-дневной инкубации анализы следует проводить в лаборатории.

    Иногда к концу 5-дневного инкубационного периода уровень растворенного кислорода равен нулю. Это особенно актуально для рек и ручьев с большим количеством органических загрязнений. Поскольку неизвестно, когда была достигнута нулевая точка, невозможно определить уровень BOD. В этом случае необходимо разбавить исходную пробу с коэффициентом, который приведет к конечному уровню растворенного кислорода не менее 2 мг / л.Для разведения следует использовать специальную воду для разбавления. (См. APHA, 1992.)

    Требуется некоторое экспериментирование, чтобы определить подходящий коэффициент разбавления для конкретного участка отбора проб. Конечным результатом является разница в растворенном кислороде между первым измерением и вторым после умножения второго результата на коэффициент разбавления. Более подробная информация представлена ​​в следующем разделе.

    Как собирать и анализировать образцы

    Процедуры отбора проб для тестирования БПК состоят из тех же шагов, которые описаны для отбора проб на растворенный кислород (см. Выше), с одним важным отличием.На каждом участке второй образец собирается в бутыль с БПК и доставляется в лабораторию для тестирования DO после 5-дневного инкубационного периода. Выполните те же действия, что и для измерения растворенного кислорода, с учетом следующих дополнительных соображений:

    • Убедитесь, что у вас есть две бутылки BOD для каждого участка, где вы будете брать пробы. Бутылки должны быть черными, чтобы предотвратить фотосинтез. Если у вас нет бутылки с черным или коричневым стеклом, можно обернуть прозрачную бутылку черной электротехнической лентой.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *