Отбор проб растворенных в воде газов

Отбор проб растворенного в воде газа различен в зависимости от поставленной цели исследования газа и в зависимости от характера вскрытия водоносного горизонта. Растворенннй газ можно отбирать либо без выделения его из воды, либо с одновременннм разделением воды и газа. Первий способ от-бора применяется весьма ограниченно и только для таких газов, которные химически связаны с водой (Н2S и СО2) и могут определяться путем химического анализа воді. Гораздо чаще используется методика отбора проб растворенного газа с отделением его от води, что дает возможиость провести полный газовый анализ содержащихся в растворенном газе компоиентов.

Отбор проб растворенных газов без разделения газа и води. Такого рода проби могут бить отобрани из источников, неглубоких колодцев и самоизливающих скважин. Различают сифонный и вакуумный способы отбора. Оба эти способа ставят своей целью предотвратить дегазацию води при поступлении ее в бутилку и не допустить захват газов из воздуха.

По сифонному способу пробу отбирают резиновой трубкой, погруженной в воду источника или самоизливаюшей скважины, создают необходимое для работи сифона колено в трубке, противоположный конец трубки опускают на дно бутылки, замеряют время, необходимое для заполнения бутылки испытуемой водой, а затем продолжают пропускать воду через бутыль, давая ей свободно вытекать. Производят 4-5-кратное вытеснение воды. При этом последние порции проби с растворенным в ней газом поступают уже не в бутыль, заполненную воздухом, а непосредственно в воду, вытесняя избыток ее из бутыли. Отобранная проба растворенного газа герметически закупоривается, заливается замазкой, снабжается этикеткой э транспортируется в лабораторию.

По вакуумному способу пробу отбирают в бутылку, из которой предварительно нужно выкачать воздух. Бутылка для этого закрывается пробкой, в пробку вставляются две трубки с резиновыми шлангами на них: трубка 1 для подключения насоса, трубка 2 - для отбора пробы (рис. 2.9). Трубку 2закрывают зажимом, через трубку 1 выкачивают воздух из бутылки в течение 10-15 минут. Затем зажимают шланг трубки 1; шланг трубки 1, открыв его, погружают в воду испытуемого обьекта; благодаря вакууму в бутылке вода заполнит ее. Бутылку после этого герметически закупоривают, снабжают этикеткой и транспортируют в лабораторию.

Отбор проб растворенных газов с разделением газа и воды (бутылью Савченко). Методика отбора проб растворенных газов с разделением воды и газа зависит от характера вскрытия водоносного горизонта. Из источников, неглубоких колодцев и самоизливающих скважин газ можно отбирать при помощи бутыли Савченко (рис. 2.10), которая представляет собой широкогорлую градуированную через 1 л бутыль объемом 5—12 л. Горло ее герметически закрыто резиновой пробкой 2, в которую герметически вставлены три металлические трубки 3, 4, 5 с надетыми на них резиновыми шлангами и зажимами. Трубки 3 и 4 выступают в бутыль ниже уровня пробки на 1—2 см, трубка 5 — на 3—5 см. К нижнему концу трубки 4 прикреплена футбольная камера 6.

Принцип действия бутыли следующий: тем или иным способам в ней создается разряжение. Поступающая в бутыль вода с растворенным в ней газом благодаря вакууму дегазируется, причем газ собирается в верхней части бутыли, вода в нижней. Вытеснение газа из бутыли производят раздуванием камеры, которая вытесняет газ в специальный сосуд для отбора пробы его.

Опробование газа с помощью бутыли Савченко можно производить вакуумным и сифонным способом.

Вакуумное заполнение бутыли Савченко. 1. Закрыть бутыль Савченко герметически пробкой. Пробку в месте соприкосновения ее с бутылью обвернуть изоляционной лентой в несколько рядов (8—10).

2. Откачать воздух из камеры, с этой целью открыть зажим шланга 4 и подключить его к насосу Комовского на разряжение. Откачивать насосом в течение 5-6 минут. Закрыть зажим шланга 4 и отключить его от насоса.

3. Шланг 5 погрузить в воду испытуемого объекта таким образом, чтобы глубина погружения была не менее 20—30 см. Открыть зажим.

4. Шланг 3 подключить к насосу Комовского на разряжение к открыть зажим.

5. Медленно, равномерно, откачивать воздух из бутыли, следя за поступлением воды в бутыль по шлангу 5. Когда ее поступит 15-20 см3, закрыть зажим шланга 5. Оставить шланг в воде испытуемого объекта.

6. Продолжать откачивать воздух из бутыли в течение 30-35 минут для создания вакуума в ней. Остаточное давление не должно быть более 2-3 мм, что проверяется подключением манометра, который помещают между бутылью и насосом.

7. Закрыть зажим шланга 3, отключить его от насоса.

8. Открыть зажим шланга 5. При этом произойдет заполнешие бутыли водой из испытуемого объекта. Заполнять бутыль до метки 8 л. Затем плотно закрыть зажим шланга 5. Не вынимать шланг из воды.

9. Произвести дегазацию воды, энергично взбалтывая бутыль в течение 5-6 минут. Нужно следить, чтобы шланг 5 не выскочил из воды, так как из него уйдет вода и произойдет захват воздуха.

10. Открыть зажим шланга 4 и дать камере свободно расшириться для того, чтобы привести газ в бутыли к атмосферному давлению.

11. Вытеснить газ в подготовленные для этой цели бутылки. Для этого шланг 4 подключить к насосу на нагнетание, а конец шланга 5 осторожно, не выпустив из него воду, подвести под горло бутылки с водой, опрокинутой и погруженной до половины к ведро с водой (бутылка, в которую отбирается проба, не должна содержать ни одного пузырька воздуха, что достигается заполнением бутылки доверху и опрокидыванием ее под водой).

12. Открыть зажим шланга 5 и, медленно вращая ручку насоса, вытеснить газ. Работу насоса прекращают и отключают шланг 4 тогда, когда по шлангу 5 пойдет вода и будет выходить в бутылку в виде небольшого фонтанчика.

13. Измерить температуру воды в бутыли Савченко. С этой целью или открыть бутыль и погрузить в нее термометр, или выливать воду через шланги на термометр.

14. Бутылку с отобранной пробой газа в опрокинутом виде под водой закрыть пробкой, вынуть из воды и, не переворачивая, тщательно вытереть горлышко, пробку и залить замазкой. Пробу снабдить этикеткой, транспортировать пробу в лабораторию в опрокинутом виде.

Сифонное заполнение бутыли Савченко. 1. На дно открытой бутыли опустить шланг большого диаметра, герметически подключенный к водоисточнику (к каптажной трубе родника, к обсадной трубе самоизливающей скважины и т. д.).

2. Заметить время, в течение которого заполняется бутыль водой из исследуемого объекта, и продолжать перелив в нее до тех пор, пока вода сменится 5-6 раз.

3. Вставить пробку в бутыль, одновременно осторожно вынимая шланг, по которому создавался перелив; затем быстро закрыть бутыль пробкой, плотно вставить ее и обвернуть изоляционной лентой (рекомендуется камеру перед помещением в бутыль смочить водой для удаления с ее поверхности воздуха).

4. Подключить насос к камере при помощи шланга 4, поста­вив насос на нагнетание. Шланги 5 и 3 опустить в ведро с водой исследуемого объекта. Открыть зажимы шлангов 5, 3 и 4. Осто­рожно раздувать камеру, вращая ручку насоса до тех пор, пока в бутыли останется 8 л воды (вода будет выливаться через шланги 3 и 5 в ведро).

5. Закрыть зажимы шлангов 5 и 3, не вынимая их из воды. Шланг 4 переключить к насосу на разряжение и откачивать воздух из камеры до полного ее опадания и затем еще 2-3 минуты для создания вакуума в камере. Закрыть зажим шланга 4.

6. Произвести дегазацию воды, энергично взбалтывая бутыль в течение 5-6 минут (не вынимая шланг 5 из воды).

7. В дальнейшем поступать точно так же, как и при отборе газа вакуумным способом (см. пункты 10, 11, 12, 13, 14, 15 хода работы при вакуумном заполнении бутыли).

В некоторых случаях растворенные газы приходится отбирать из нефтяных скважин, подающих водонефтяную эмульсию. При насосной эксплуатации нефтяной залежи растворенный газ можно отбирать при помощи бутыли Савченко как сифонным, так и вакуумным наполнением бутыли.

а) Если скважина подает водонефтяную эмульсию с большим содержанием воды (более 80%), то растворенный газ следует брать сифонным способом, герметически подключив шланг для перелива к выкидной трубе скважины.

В процессе перелива нефть, скапливаясь в верхней части бутыли, будет выброшена порциями воды, поступающими из скважины; остатки нефти удалятся при раздувании камеры. При отборе растворенного газа сифонным способом из эксплуатационных нефтяных скважин нужно следить, чтобы пленки нефти не попали в водный затвор, который оставляется в бутылке, куда набирается проба газа (при хранении пробы нефтяная пленка повлияет на изменение химического состава газа).

б) Если скважина подает водонефтяную эмульсию с небольшим количеством воды, растворенный газ отбирают вакуумным способом, прибегая к дополнительному сосуду большой емкости (20—30 л). В качестве такого дополнительного сосуда можно использовать либо специальные бачки, либо большие стеклянные бутыли. В бачок или бутыль создается перелив по шлангу, герметически подключенному к выкидной трубе скважины и опущенному другим концом на дно бутыли. Перелив продолжают в течение 5-6-кратного времени наполнения бутыли, затем бутыль закрывают пробкой и дают эмульсии отстояться - сверху скапливается нефть, внизу - вода. Под слой нефти в бутыль погружают на дно резиновый шланг, затягивают в него ртом воду, и этот конец шланга опускают в ведро с водой, над которым будет отбираться газ. При помощи стеклянного переходника (трубочки) соединяют шланг от большой бутыли со шлангом 5 бутыли Савченко, где предварительно создан вакуум способом, описанным выше (см. вакуумное наполнение бутыли Савченко). Бутыль Савченко наполняют испытуемой водой, открыв зажим шланга 5. Так как шланг соединен переходником со шлангом, спущенным в большую бутыль, то вода из этой бутыли из-под слоя нефти будет поступать в бутыль Савченко. Когда бутыль заполнится до метки 8 л, зажим шланга 5 плотно закрывают, отключают его от переходника и, не вынимая шланга 5 из воды, проделывают все операции, описанные в пунктах 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 вакуумного наполнения бутыли.

Для полной характеристики газонасыщенности воды, упругости газа, вычисления некоторых типичных коэффициентов газового состава и пр. необходим одновременный отбор спонтанного и растворенного газа из данного водолункта. При опробовании самоизливающих и эксплуатационных скважин с большим дебитом газа и воды одновременность опробования достигается применением газоотделителей или траппов в комбинации с бутылью Савченко. Спонтанный газ отбирается из верхней отводной трубы газоотделителя. Поступающая из нижней отводной трубы, вода с растворенным в ней при атмосферном давлении газом собирается в бутыль Савченко, в которой производится полное разгазирование воды.

При опробовании скважин с небольшим дебитом (см. отбор проб газа из слабогазирующей и слабофонтанирующей скважины) спонтанный газ из них отбирается описанным выше способом и одновременно отбирается растворенный газ бутылью Савченко. Для предохранения пробы растворенного газа от захвата пузырьков свободного газа на конец шланга, идущего от бутыли в устье скважины, надевается специальный стаканчик, играющий роль экрана.

Дата добавления: 2014-01-14