Адрес: 105678, г. Москва, Шоссе Энтузиастов, д. 55 (Карта проезда)
Время работы: ПН-ПТ: с 9.00 до 18.00, СБ: с 9.00 до 14.00

Расчет воды в системе отопления: Расчет водяного теплого пола , онлайн калькулятор теплопотери

Содержание

Расчет объёмов для отопления: воды, баков, теплоносителя

Содержание статьи:

Любая отопительная система имеет ряд важных характеристик – номинальную тепловую мощность, расход топлива и объем компонентов. Вычисление последнего показателя требует внимательного и комплексного подхода. Как сделать корректный расчет объёмов для отопления: воды, баков, теплоносителя и других компонентов системы?

Необходимсоть вычисления отопления

Пример сложной системы отопления дома

Сначала следует определиться с актуальностью расчета объема воды в системе отопления или этого же показателя для батарей и расширительного бака. Ведь можно установить эти компоненты без сложных операций, руководствуясь только личным опытом и советами профессионалов.

Работа любой системы отопления сопряжена с постоянным изменением показателей теплоносителя – температуры и давления в трубах. Поэтому расчет отопления по объему здания позволит правильно укомплектовать теплоснабжение, исходя из характеристик дома. Кроме этого следует учитывать прямую зависимость эффективности работы от текущих паромеров. Так как рассчитать объем воды в системе отопления можно самостоятельно – эту процедуру рекомендуется выполнять во избежание появления следующих ситуаций:

  • Неправильный фактический тепловой режим работы, который не соответствует расчетному;
  • Неравномерное распределение тепла по отопительным приборам;
  • Возникновение аварийных ситуаций. Ведь как рассчитать объем расширительного бака для отопления, если не будет известен общая вместимость трубопроводов и батарей.

Для минимизации появления этих ситуаций следует своевременно рассчитать объем системы отопления и ее компонентов.

Вычисления параметров теплоснабжения выполняются еще перед монтажными работами. Они служат основой для подбора комплектующих.

Расчет объема теплоносителя в трубах и котле

Компоненты отопительной системы

Отправной точкой для вычисления технических характеристик компонентов является расчет объем воды в системе отопления. Фактически она является суммой вместимости всех элементов, начиная от теплообменника котла и заканчивая батареями.

Как рассчитать объем системы отопления самостоятельно, без привлечения специалистов или использования специальных программ? Для этого понадобиться схема расположения компонентов и их габаритные характеристики. Общая вместимость системы будет определяться именно этими параметрами.

Объём воды в трубопроводе

Значительная часть воды располагается в трубопроводах. Они занимают большую часть в схеме теплоснабжения. Как рассчитать объем теплоносителя в системе отопления, и какие характеристики труб нужно знать для этого? Важнейшей из них является диаметр магистрали. Именно он определит вместимость воды в трубах. Для вычисления достаточно взять данные из таблицы.

Диаметр трубы, мм Вместимость л/п.м.
20 0,137
25 0,216
32 0,353
40 0,555
50 0,865

В отопительной системе могут быть использованы трубы различных диаметров. В особенности это касается коллекторных схем. Поэтому объем воды в системе отопления вычисляется по следующей формуле:

Vобщ=Vтр1*Lтр1+ Vтр2*Lтр2+ Vтр2*Lтр2…

Где Vобщ – общая вместимость воды в трубопроводах, л, Vтр – объем теплоносителя в 1 м.п. трубы определенного диаметра, Lтр – общая протяженность магистрали с заданным сечением.

В сумме эти данные позволят рассчитать большую часть объема системы отопления. Но помимо труб есть и другие компоненты теплоснабжения.

У пластиковых труб диаметр вычисляется по размерам внешних стенок, а у металлических – по внутренним. Это может существенно для тепловых систем с большой протяженностью.

Расчет объема котла отопления

Теплообменник котла отопления

Корректный объем котла отопления можно узнать только из данных технического паспорта. Каждая модель этого отопительного прибора имеет свои уникальные характеристики, которые зачастую не повторяются.

Напольный котел может иметь большие габариты. В особенности это касается твердотопливных моделей. По факту теплоноситель занимает не весь объем котла отопления, а лишь небольшую его часть. Вся жидкость располагается в теплообменнике – конструкции, необходимой для передачи тепловой энергии от зоны сгорания топлива воде.

Если инструкция от отопительного оборудования была утеряна – для просчетов может быть взята ориентировочная вместимость теплообменника. Она зависит от мощности и модели котла:

  • Напольные модели могут вмещать от 10 до 25 литров воды. В среднем твердотопливный котел мощностью 24 кВт содержит в теплообменнике около 20 л. теплоносителя;
  • Настенные газовые менее вместительны – от 3 до 7 л.

Учитывая параметры для расчета объема теплоносителя в системе отопления вместимостью теплообменника котла можно пренебречь. Этот показатель варьируется от 1% до 3% от общего объема теплоснабжения частного дома.

Без периодической очистки отопления уменьшается сечение труб и проходной диаметр батарей. Это сказывается на фактической вместимости отопительной системы.

Расчет объёма расширительного бака отопления

Конструкция расширительного бака

Для безопасной работы отопительной системы необходима установка специального оборудования – воздухоотводчика, спускного клапана и расширительного бака. Последний предназначен для компенсации теплового расширения горячей воды и уменьшения критического давления до нормальных показателей.

Бак закрытого типа

Фактический объем расширительного бака для системы отопления – величина не постоянная. Это объясняется его конструкцией. Для закрытых схем теплоснабжения устанавливают мембранные модели, разделенные на две камеры. Одна из них заполнена воздухом с определенным показателем давления. Он должен быть меньше критического для отопительной системы на 10% -15%. Вторая часть заполняется водой из патрубка, подключенного к магистрали.

Для расчета объема расширительного бака в отопительной системе нужно узнать коэффициент его заполнения (Кзап). Эту величину можно взять из данных таблицы:

Таблица коэффициента заполнения расширительного бака

Помимо этого показателя потребуется определить дополнительные:

  • Нормированный коэффициент теплового расширения воды при температуре +85°С, Е – 0,034;
  • Общий объем воды в отопительной системе, С;
  • Начальное (Рмин) и максимальное (Рмакс) давление в трубах.

Дальнейшие вычисления объема расширительного бака для системы отопления выполняются по формуле:

Если в теплоснабжении используется антифриз или другая незамерзающая жидкость – значение коэффициента расширения будет больше на 10-15%. Согласно этой методике можно с большой точность рассчитать вместимость расширительного бака в отопительной системе.

Объем расширительного бака не может входить в общий теплоснабжения. Это зависимые величины, которые рассчитываются в строгой очередности – сначала отопление, а уже потом расширительный бак.

Открытый расширительный бачок

Открытый расширительный бак

Для вычисления объема открытого расширительного бака в системе отопления можно воспользоваться менее трудоемкой методикой. К нему предъявляются меньшие требования, так как фактически он необходим для контроля уровня теплоносителя.

Главной величиной является температурное расширение воды по мере повышения ее степени нагрева. Этот показатель равен 0,3% на каждые +10°С. Зная общий объем отопительной системы и тепловой режим работы можно вычислить максимальный объем бака. При этом следует помнить, он может быть заполнен теплоносителем только на 2/3. Предположим, что вместимость труб и радиаторов составляет 450 л, а максимальная температура равна +90°С. Тогда рекомендуемый объем расширительного бака вычисляется по следующей формуле:

Vбак=450*(0,003*9)/2/3=18 литров.

Полученный результат рекомендуется увеличить на 10-15%. Это связанно в возможными изменениями общего расчет объема воды в системе отопления при установке дополнительных батарей и радиаторов.

Если открытый расширительный бак выполняет функции контроля уровня теплоносителя – максимальный уровень его заполнения определяется установленным дополнительным боковым патрубком.

Расчёт объёма радиаторов и батарей отопления

Биметаллический радиатор отопления в разрезе

Для выполнения точного вычисления необходимо знать объём воды в радиаторе отопления. Этот показатель напрямую зависит от конструкции компонента, а также его геометрических параметров.

Также как и при вычислении объема отопительного котла, жидкость заполоняет не весь объем радиатора или батареи. Для этого в конструкции есть специальные каналы, по которым протекает теплоноситель. Корректное вычисление объёма воды в радиаторе отопления может быть выполнено только после получения следующих параметров прибора:

  • Межосевое расстояние между прямыми и обратным трубопроводами в батареи. Оно может составлять 300, 350 или 500 мм;
  • Материал изготовления. В чугунных моделях наполнение горячей водой намного больше, чем в биметаллических или алюминиевых;
  • Количество секций в батареи.

Лучше всего узнать точный объём воды в отопительном радиаторе из технического паспорта. Но если такой возможности нет – можно взять в расчет примерные величины. Чем больше межосевое расстояние у батареи – тем больший объем теплоносителя в ней поместится.

Межосевое расстояние Чугунные батареи, объем л. Алюминиевые и биметаллические радиаторы, объем л.
300 1,2 0,27
350 0,3
500 1,5 0,36

Для расчета общего объема воды в системе отопления с панельными металлическими радиаторами следует узнать их тип. Их вместимость зависит от количества нагревательных плоскостей – от 1 до 2-х:

  • У 1 типа батареи на каждые 10 см приходится 0,25 объема теплоносителя;
  • Для 2 типа этот показатель увеличивается до 0,5 л на 10 см.

Полученный результат необходимо умножить на количество секций или общую протяженность радиатора (металлического).

Для правильного расчета объема отопительной системы отопления с дизайнерскими радиаторами нестандартной формы нельзя применять вышеописанную методику. Их объем моно узнать только у производителя или его официального представителя.

Расчет объема теплового аккумулятора

Тепловой аккумулятор

В некоторых отопительных системах устанавливаются вспомогательные элементы, которые также частично могут заполняться теплоносителем. Наиболее вместительным из них является тепловой аккумулятор.

Проблема в вычислении общего объема воды в отопительной системе вместе с этим компонентом заключается в конфигурации теплообменника. Фактически тепловой аккумулятор не заполняется горячей водой из системы – он служит для ее нагрева от имеющейся в нем жидкости. Для корректного расчета нужно знать конструкцию внутреннего трубопровода. Увы, но производители не всегда указывают тот параметр. Поэтому можно воспользоваться примерной методикой вычислений.

Перед установкой теплового аккумулятора его внутренний трубопровод заполняется водой. Ее количество рассчитывается самостоятельно и учитывается при вычислении общего объема отопления.

Если отопительная система модернизируется, устанавливаются новые радиаторы или трубы – необходимо выполнить дополнительный перерасчет ее общего объема. Для этого можно взять характеристики новых приборов и вычислить их вместимость по вышеописанным методикам.

В качестве примера можно ознакомиться с методикой расчета расширительного бака:

Объем воды в системе отопления. Зависимость от мощности котла

Как подобрать мощность котла под  количество воды (объем) в системе отопления, или наоборот? Существует ли зависимость мощности от литров?
Такие вопросы часто волнуют владельцев отопительных систем…
Действительно, какая должна быть мощность котла, для системы с внутренним объемом 100 литров, например?

Нет ли в этом вопросе какого либо подвоха, направленного лишь на то, что бы мы приобретали лишнее оборудование, которое нам ни к чему?

Рассмотрим, как связаны мощность котла и емкость системы отопления, а также более важный вопрос о подборе насоса для определенной мощности котла…

 

Откуда берется вопрос о зависимости мощности от объема

Как продать лишний радиатор? Установив его в систему, потребитель ничего особого не приобретет и ничего не потеряет, кроме денег. Но дополнительная ощутимая прибыль продавцу будет.

Возникает удобный для наращивания продаж, но не имеющий технического смысла, вопрос о подгонке объема системы отопления под мощность котла. Например, если имеется 20 кВт-ный котел, то нужно докупить еще парочку радиаторов, чтобы объем системы достиг 100 (200, 300) литров, иначе котел не сможет работать на полную мощность… Клиенту ничего не остается, как достать кошелек и начинать отсчитывать дополнительно зеленые (желтые, синие…).

Сколько воды нужно под мощность котла

Вопрос об объеме воды внутри системы отопления имеет большую популярность, так как подогревается строй-бригадами и продавцами. Увеличивать количество оборудования по любой причине – любимое занятие монтажников.

Но технически выбор мощности котла никак не зависит от объема воды в системе отопления, поэтому вопрос о подборках объемов под мощность, или наоборот – выбор котла под литры воды, — не имеет практического смысла.

Котел отдаст всю свою мощность и на 100 литров воды и на 1000 литров. Разница будет лишь во времени нагревания и остывания. Маленькая система нагреется за 10 минут и будет остывать 10 минут, затем снова автоматика включит котел… Большая же будет греться 100 минут и затем остывать долго….

Системы класса low water – в чем преимущества

В последнее время существует тенденция по уменьшению внутреннего объема систем отопления, чтобы уменьшить их тепловую инерционность, для более быстрого нагрева и остывания.

Меньшее количеством воды более гибко и быстро реагируют на изменения температуры внутри здания. Малоемкостную систему котел быстрее разогреет, и она начнет быстрее отдавать тепло, когда это потребуется. После нагрева помещения, лишнего тепла в радиаторах окажется меньше, система быстрее остынет. В этом кроется небольшая экономия.

 

Какие радиаторы подобрать

Современные радиаторы и конвекторы имеют в разы меньший внутренний объем и теплоемкость, по сравнению со старыми чугунными. Уменьшение теплоемкости дает возможность немного экономить энергии, и делать отопление более гибким и комфортным.  Оно оперативней реагирует на изменения температуры, и не накапливает лишней энергии.

Но это больше теоретические выкладки. На практике же ощутимой разницы пользователи не замечают, они могут приобретать любые радиаторы, какие понравятся, какие имеются в магазинах, с полной уверенностью, что система будет работать нормально.

Что важно для мощности котла

Энергия, генерируемая котлом, должна отводиться от него и рассеиваться, — передаваться воздуху и предметам. Иначе котел закипит, расплавится, сгорит…

Через котел должен проходить определенный объем теплоносителя.
Именно количество воды в единицу времени, т.е. ее расход, важно подобрать под определенную мощность котла.

  • Не вдаваясь в расчеты, можно сказать, что через теплообменник 20 кВт должно проходить не менее 1000 литров воды в час. Насос должен это обеспечить.
  • Мощность радиаторов в доме должна быть чуть больше мощности котла, чтобы ее рассеивать, в противном случае система перегреется, закипит.

 

Подбор  насоса под мощность котла

Важно подобрать насос под мощность котла правильно. Насос должен преодолевать гидравлическое сопротивление системы так, чтобы объем проходящей по котлу воды был бы не менее требуемого, т.е. для 10 кВт-ного котла должно быть не менее 500 литров в час (0,5 м куб./ч.)

  • Производительность насоса 25-40 на 3-ей скорости составляет при напоре 3 метра не менее 0,75 м куб в час, что для большинства систем позволяет применять его с котлом до 15 кВт, при площадях до 150 м кв, а в коротких системах и с котлом 20 кВт.

  • Производительность насоса 25-60 при напоре 3м составляет уже 2,5 м куб в час, что дает возможность использовать его для котлов до 40 кВт и площадей отопления до 300 м кв…

Расчет системы отопления — давление, емкость, сопротивление, кпд, программа для расчета

Расчет системы отопления

Рассмотрим подробный расчет системы отопления частного дома. В нем представлена информация обо всех источниках тепла – как основных, так и вспомогательных, описаны все особенности монтажа.

Нередко еще на начальном этапе строительства частного дома возникает вопрос, касающийся системы отопления. Ведь правильно подобранное оборудование и выполненный монтаж позволят вам на протяжении многих лет наслаждаться теплом и уютом в собственном доме, получая высокий кпд системы отопления. Однако для создания такой качественной системы необходимо провести тщательный предварительный расчет системы отопления.

На сегодняшний день большинство владельцев частных домов, планируя отопительную систему, останавливают свой выбор на водяном отоплении. Рассмотрим, как же правильно производится расчет для нее.

Современные отопительные элементы

Крайне редко можно сегодня увидеть дом, в котором отопление выполняется исключительно воздушными источниками. К ним можно отнести электрические отопительные приборы: тепловентиляторы, радиаторы, УФО, тепловые пушки, электрические камины, печи. Рациональнее всего использовать их в качестве вспомогательных элементов при стабильно работающей основной отопительной системе. Причина их «второстепенности» — достаточно высокая себестоимость электроэнергии.

Основные элементы системы отопления

При планировании отопительной системы любого типа важно знать, что есть общепринятые рекомендации, касающиеся удельной мощности используемого нагревательного котла. В частности, для северных регионов страны она составляет примерно 1,5 – 2,0 кВт, в центральных — 1,2 – 1,5 кВт, в южных — 0,7 – 0,9 кВт.

При этом перед тем, как рассчитать систему отопления, для вычисления оптимальной мощности котла следует воспользоваться формулой:

W кот. = S*W / 10.

Расчет системы отопления зданий, а именно – мощности котла – важный этап при планировании создания отопительной системы. При этом важно обратить особенное внимание на следующие параметры:

  • суммарная площадь всех помещений, которые будут подключены к отопительной системе – S;
  • рекомендованная удельная мощность котла (параметр, зависящий от региона).

Для того чтобы максимально упростить расчет системы отопления онлайн, в некоторых случаях в качестве рекомендованной мощности котла можно брать 1.

Допустим, что необходимо рассчитать емкость системы отопления  и мощность котла для дома, в котором суммарная площадь помещений, которые необходимо отапливать S = 100 м2. При этом возьмем рекомендованную удельную мощность для центральных регионов страны и подставим данные в формулу. Получим:

Рекомендуем к прочтению:

W кот. = 100*1,2/10=12 кВт.

Что следует учитывать при планировании отопления

Подбирая наиболее подходящий тип отопительной системы, непременно следует учитывать площадь дома. Это важно, поскольку, например, однотрубная система с естественной циркуляцией прекрасно себя показывает только в домах, площадь которых не превышает 100 м2. А вот в доме, площадь которого значительно больше, она функционировать не сможет по причине довольно большой инертности.

Система отопления частного дома

Таким образом, предварительный расчет давления в системе отопления и планирование отопительной системы необходимы для того чтобы найти и спроектировать систему, использование которой в доме будет наиболее эффективным. На стадии предварительного планирования необходимо постараться учесть все особенности архитектуры строения. В частности, если здание достаточно большое и, соответственно, – площадь помещений, которые подлежат отапливанию, тоже большая, наиболее целесообразным является внедрение отопительной системы с насосом, который будет осуществлять циркуляцию теплоносителя.

При выборе места для установки циркуляционного насоса важно помнить одну особенность – при постоянном контакте с горячим теплоносителем отдельные элементы насоса значительно быстрее выходят из строя.

То есть, для более длительной работы оборудования такого типа его следует устанавливать на контур обрата, по которому уже остывший теплоноситель возвращается для повторного нагрева к котлу.

Система отопления с циркуляционным насосом

При этом есть определенные параметры, которым должен соответствовать  циркуляционный насос:

  • продолжительный срок эксплуатации;
  • низкий уровень энергопотребления;
  • высокая мощность;
  • надежность;
  • простота эксплуатации;
  • бесшумность и отсутствие вибрации во время работы.

Расчет отопительной системы

При планировании отопительной системы для частного дома наиболее сложным и ответственным этапом является проведение гидравлических расчетов – нужно определить сопротивление системы отопления.

Тем, кто никогда прежде не сталкивался с подобным, не рекомендуется производить объем системы отопления расчет самостоятельно. Гораздо лучше – обратится к специалистам, которые выполнят данную работу максимально качественно и быстро.

Ведь, берясь самостоятельно как рассчитать объем системы отопления, так и далее планировать систему, мало кто знает, что предварительно необходимо произвести некоторые графически-проектные работы. В частности, следует определить и отобразить на плане отопительной системы такие параметры:

  • тепловой баланс помещений, в которых будут расположены отопительные приборы;
  • тип наиболее подходящих отопительных приборов и теплообменных поверхностей, указать их на предварительном плане отопительной системы;
  • наиболее подходящий тип отопительной системы, подобрать наиболее подходящую конфигурацию. Также следует создать подробную схему расположения нагревательного котла, трубопровода.
  • выбрать тип трубопровода, определить необходимые для качественной работы дополнительные элементы (вентили, клапаны, датчики). Указать на предварительной схеме системы их расположение.
  • создать полную аксонометричную схему. В ней следует указать номера участков, их продолжительность и уровень тепловой нагрузки.
  • спланировать и отобразить на схеме основной отопительный контур. При этом важно учесть максимальный расход теплоносителя.

Принципиальная схема отопления

Двухтрубная отопительная система

Для любой отопительной системы расчетным участком трубопровода является тот сегмент, диаметр на котором не изменяется и где происходит стабильный расход теплоносителя. Последний параметр вычисляется из теплового баланса помещения.

Для расчета двухтрубной системы отопления следует провести предварительную нумерацию участков. Начинается она с нагревательного элемента (котла). Все узловые точки подающей магистрали, в которых происходит разветвление системы, необходимо отмечать заглавными буквами.

Рекомендуем к прочтению:

Двухтрубная отопительная система

Соответственные узлы, расположенные на сборных магистральных трубопроводах, следует обозначать черточками. Места ответвления  приборных веток (на узловом стояке) чаще всего обозначаются арабскими цифрами. Эти обозначения соответствуют номеру этажа (в случае, если внедрена горизонтальная отопительная система) или номеру стояка (вертикальная система). При этом в месте соединения потока теплоносителя данный номер обозначается дополнительным штрихом.

Для максимально качественного выполнения работы следует нумеровать каждый участок. При этом важно учитывать, что номер должен  состоять из двух значений – начала и конца участка.

Вертикальная отопительная система

При разработке предварительной план-схемы вертикальной отопительной системы для нумерации стояков следует использовать арабские цифры. При этом начало нумерации следует проводить от квартиры, которая на схеме изображена в верхнем левом углу, и постепенно перемещаться по часовой стрелке. Предварительный план со строгим соблюдением масштабности позволяет определить продолжительность отдельного участка отопительной системы с точностью до 0,1 м.

Вертикальная отопительная система

При планировании отопительной системы дома особое внимание программа для расчета системы отопления должна уделить определению тепловой нагрузки участков. Для этого следует вычислить плотность теплового потока, который отдается теплоносителем. При этом изначально выясняется уровень распределения тепловой нагрузки для всех отопительных элементов, присутствующих в сети, а уже после этого определяют и тепловую нагрузку отдельных участков системы.

При отображении тепловой нагрузки участка (Qi-j) на плане ее показывают над выносной линией. А под этой чертой обозначена продолжительность данного отрезка системы.

Однотрубная отопительная система

Пример расчета системы отопления, выполняемый при планировании однотрубной системы, является несколько более простым по сравнению с системой двухтрубной. Прежде всего, он содержит меньше особенностей, которые проявляются при определении необходимой для качественного отопления площади поверхности нагревательного элемента. Кроме того, в такой системе возникает сравнительно меньше сложностей при определении продолжительности и диаметра участков замыкающих.

Первым этапом расчетов для однотрубной отопительной системы является определение наиболее подходящего диаметра стояков.

При этом важным фактором является уровень давления в трубе. С другой стороны, расчеты можно производить и несколько по-иному – изначально определить диаметры трубы, используемой для основного контура, и только после этого – для замыкающих сегментов системы. При этом важно отобразить результаты исследований на графике – ведь в его помощью в дальнейшем будет производиться расчет коэффициента затекания.

Следует помнить, что количество воды, циркулирующей в системе, может изменяться под количеством многочисленных факторов. По этому, не следует относиться к количеству воды в системе, как к постоянной величине.

Системы водоснабжения

Системы горячего и холодного водоснабжения — проектные характеристики, производительность, размеры и многое другое

Центробежные насосы с регулируемой производительностью

Адаптация производительности насоса к изменяющимся требованиям процесса

Емкость накопителя холодной воды

Требуемая емкость накопителя холодной воды — обычно бывшее в употреблении оборудование и типы зданий

Хранение холодной воды на одного жителя

Хранение холодной воды для жителей обычных типов зданий, таких как фабрики, больницы, дома и т. д.

Медные трубы — потеря тепла

Потери тепла из неизолированных медных труб в различных разница температур между трубкой и воздухом

Медные трубы — изоляция и тепловые потери

Теплопотери в окружающий воздух из изолированных медных труб

Медные трубы — максимальная скорость воды

Скорость воды в медной трубке не должна превышать определенных пределов во избежание эрозии

Проектирование систем хозяйственно-бытового водоснабжения

Введение в общее проектирование систем хозяйственно-бытового водоснабжения — с напорными или гравитационными баками

Коэффициенты диффузии Газы в воде

Поток диффузии [кг / м 2 с] показывает, насколько быстро вещество растворяется в потоках другого вещества за счет градиентов концентрации.Константы диффузии [м 2 / с] приведены для нескольких газов в воде

Системы горячего водоснабжения — процедура проектирования

Методика расчета систем горячего водоснабжения

Бытовое водоснабжение — отложения извести

Отложения извести vs температура и потребление воды

Животноводство — Потребление воды

Водоснабжение, необходимое для сельского хозяйства и животных

Приспособления — WSFU против галлонов в минуту и литров / сек

Преобразование WSFU — Приспособления для водоснабжения — на GPM

Крепежные элементы и требуемый размер ловушки

No.приспособлений и требуемых размеров сифона

Требования к воде для приспособления

Требования к водоотводам

Размеры приспособлений и сифонов

Рекомендуемые размеры сифона для различных типов приспособлений

Коэффициент расхода — C v — для жидкости, пара и газ — Формулы и онлайн-калькуляторы

Коэффициент расхода и надлежащая конструкция регулирующих клапанов — Имперские единицы

Тепловые потери из неизолированных медных труб

Тепловые потери из неизолированных медных труб — размеры в диапазоне 1/2 — 4 дюйма

Тяжелые Вода — теплофизические свойства

Термодинамические свойства тяжелой воды (D 2 O) — плотность, температура плавления, температура кипения, скрытая теплота плавления, скрытая теплота испарения, критическая температура и др.

Горизонтальные трубы — поток на выходе vs.Длина нагнетаемого потока

Объемный расход горизонтальных труб

Размер трубопровода горячей и холодной воды

Рекомендуемые размеры труб горячей и холодной воды

Обратный трубопровод циркуляции горячей воды

Горячая вода может циркулировать через обратную трубу, если это происходит мгновенно требуется в светильниках

Потребление горячей воды на одного жителя

Потребление горячей воды на человека или жильца

Содержание горячей воды в приспособлениях

Содержание горячей воды в некоторых часто используемых приборах — бассейнах, раковинах и ваннах

Накопитель горячей воды Резервуары — размеры и вместимость

Размеры и вместимость резервуаров для горячей воды

Горячее водоснабжение — расход арматуры

Расчетный расход горячей воды в арматуре — умывальниках, душах, раковинах и ваннах

Подача горячей воды — расход в арматуру

Расход горячей воды ком. mon оборудование, как бассейны, раковины, ванны и душевые

Схема HVAC — онлайн-чертеж

Нарисовать схемы HVAC — онлайн с помощью инструмента для рисования Google Drive

Лед / вода — точки плавления при более высоком давлении

Онлайн-калькулятор, рисунки и таблицы, показывающие точки плавления льда в воду при давлении от 0 до 29000 фунтов на квадратный дюйм (от 0 до 2000 бар абс.).Температура указывается в ° C, ° F, K и ° R.

Изолированные трубы — Диаграммы тепловых потерь

Теплопотери (Вт / м) из изолированных труб — в диапазоне 1/2 — 6 дюймов — толщина изоляции 10 — 80 мм — перепады температур 20 — 180 градусов C

Максимальные скорости потока в водных системах

Скорость воды в трубах и трубах не должна превышать определенных пределов

Форсунки — расход воды

Расход воды форсунок

Онлайн-дизайн систем водоснабжения

Инструмент онлайн-проектирования для система водоснабжения

P&ID Diagram — Online Drawing Tool

Нарисуйте диаграммы P&ID онлайн в браузере с помощью Google Docs

PVC Pipes Schedule 40 — Потери на трение и диаграммы скорости

Потери на трение (psi / 100 ft) и скорость для потока воды в пластиковых трубах из ПВХ, график 40

Число Рейнольдса

Введение и определение безразмерного числа Рейнольдса — онлайн-калькуляторы

Определение размеров и выбор дисковых затворов

Выбор и определение размеров дисковых затворов для систем водоснабжения

Расчет размеров бытовых водонагревателей

Уравнения для расчета размеров бытового горячего водоснабжения — теплопроизводительность, коэффициент рекуперации и источник питания

Расчет параметров линий водоснабжения

Расчет параметров линий водоснабжения и распределения на основе Устройства для водоснабжения (WSFU)

Классификация нержавеющей стали

Нержавеющие стали обычно подразделяются на мартенситные нержавеющие стали, ферритные нержавеющие стали, аустенитные нержавеющая сталь, дуплексная (ферритно-аустенитная) нержавеющая сталь и дисперсионно-твердеющая нержавеющая сталь

Стальные трубные фланцы для водопроводных станций

Стальные трубные фланцы для водопроводных станций в соответствии с ANSI / AWWA C207-01

Скачки — Wate r Hammer

Быстро закрывающиеся или открывающиеся клапаны — или запуск и остановка насосов — могут вызвать скачки давления в трубопроводах, известные как гидроудары или гидроудары

Вертикальные трубы — поток нагнетания vs.Высота нагнетаемого потока

Объемный расход из вертикальных водопроводных труб

Объемное или кубическое тепловое расширение

Объемное температурное расширение с онлайн-калькулятором

Вода — плотность, удельный вес и коэффициент теплового расширения

Определения, онлайн-калькулятор, рисунки и таблицы с указанием плотности, удельного веса и коэффициента теплового расширения жидкой воды в диапазоне температур от 0 до 360 ° C и от 32 до 680 ° F — в британских единицах и единицах СИ

Вода — динамическая и кинематическая вязкость

Онлайн-калькулятор, рисунки и таблицы, показывающие вязкость воды в диапазоне температур от 0 до 360 ° C (от 32 до 675 ° F) — британские единицы и единицы СИ

Вода — энтальпия (H) и энтропия (S)

Рисунки и таблицы, показывающие энтальпию и энтропию жидкой воды как функция температуры — СИ и английские единицы

Вода — Теплота испарения

Только На калькуляторе представлены рисунки и таблицы, показывающие теплоту испарения воды при температурах от 0 до 370 ° C (32-700 ° F) — единицы СИ и британские единицы

Вода — деятельность человека и потребление

Активность и среднее потребление воды

Вода — Константа ионизации, pK w , нормальной и тяжелой воды

Константа ионизации (= константа диссоциации = константа самоионизации = ионный продукт = константа автопротолиза) воды и тяжелой воды, заданная как функция температуры (° C и ° F) на рисунках и в таблицах

Вода — Номер Прандтля

Рисунки и таблицы, показывающие Прандтля Число жидкой и газообразной воды при различных температуре и давлении, единицы СИ и британские единицы

Вода — свойства в условиях равновесия газ-жидкость

и таблицы, показывающие, как свойства воды изменяются вдоль кривой кипения / конденсации (давление пара, плотность, вязкость, теплопроводность, удельная теплоемкость, число Прандтля, температуропроводность, энтропия и энтальпия).

Вода — давление насыщения

Онлайн-калькулятор, рисунки и таблицы, показывающие давление насыщения водой (пара) при температурах от 0 до 370 ° C и от 32 до 700 ° F — в британских единицах и единицах СИ

Вода — удельный вес

Рисунки и таблицы, показывающие удельный вес жидкой воды в диапазоне от 32 до 700 ° F или от 0 до 370 ° C, с использованием плотности воды при четырех различных температурах в качестве эталона

Вода — удельная теплоемкость

Онлайн-калькулятор, рисунки и таблицы, показывающие удельная теплоемкость жидкой воды при постоянном объеме или постоянном давлении при температурах от 0 до 360 ° C (32-700 ° F) — единицы СИ и британские единицы

Вода — удельный объем

Онлайн-калькулятор, цифры и таблицы, показывающие удельный объем воды при температурах от 0 до 370 ° C и от 32 до 700 ° F — британские единицы и единицы измерения IS

Вода — скорость всасываемого потока

Рекомендуемые скорости потока воды o n стороны всасывания насосов

Вода — теплопроводность

Рисунки и таблицы, показывающие теплопроводность воды (жидкой и газовой) при различных температуре и давлении, в единицах СИ и британской системе мер

Вода — теплопроводность

Рисунки и таблицы, показывающие термическую коэффициент диффузии жидкой и газообразной воды при различной температуре и давлении, единицы СИ и британские единицы

Точки кипения воды при более высоком давлении

Онлайн-калькулятор, рисунки и таблицы, показывающие точки кипения воды при давлении от 14.От 7 до 3200 фунтов на кв. Дюйм (от 1 до 220 бар абс.). Температура указывается в ° C, ° F, K и ° R.

Точки кипения воды при давлении вакуума

Онлайн-калькулятор, цифры и таблицы, показывающие температуры кипения воды в различных единицах вакуума, СИ и британской системе мер.

Клапаны управления водой — расчет K v Значения

Конструкция регулирующих клапанов процесса воды и их значения K v

Объемный расход воды на выходе через шланг

Расход воды через шланги — диапазон давления 10 — 200 фунтов на квадратный дюйм (0.75 — 14 бар)

Водораспределительные трубы

Материалы, используемые в водораспределительных трубах

Расход воды — скорость подачи

Требуемая максимальная скорость потока в водных системах — напорная сторона насоса

Трубопроводы водоснабжения

Водоснабжение трубопроводы проходят от источника питьевой воды до внутренней части зданий

Водоснабжение — расчет потребности

Расчет ожидаемой потребности в водоснабжении в линиях обслуживания

Водоснабжение — арматура WSFU

WSFU используется для расчета водоснабжения системы обслуживания

Трубопроводы водоснабжения — Расчет

Расчет трубопроводов водоснабжения

Водоснабжение общественных зданий

Требуемое водоснабжение общественных зданий

Вода против пара — Критическая и тройная точка

Критическая точка — это место, где пар и жидкость я Неразличимая и тройная точка — это место, где лед, вода и пар сосуществуют в термодинамическом равновесии.

Медные трубы для рабочего давления, типы K, L и M

Бесшовные медные водопроводные трубы ASTM B88 — рабочее давление

Приспособления для двора — Расход воды

садовый инвентарь

Онлайн расчет свойств воды и пара

Онлайн расчет свойств воды и пара


Берндт Вишневски Richard-Wagner-Str.49 10585 Берлин
Тел .: 030 — 3429075 ФАКС: 030 34704037 электронная почта: [email protected]

Некоторые научные и технические данные в Интернете
немецкий

Расчет термодинамических свойств воды


Расчет термодинамических свойств перегретого пара
(верхний предел: 799 C, 1000 бар)


Расчет термодинамических свойств насыщенного пара

Рассчитаны следующие термодинамические свойства: плотность воды
, вода с динамической вязкостью, кинематическая вязкость воды, удельная внутренняя энергия воды, удельная энтальпия воды, удельная энтропия воды, удельная изобарная теплоемкость cp воды, удельная изохорная теплоемкость cv воды, теплопроводность воды, скорость звука воды.Пар плотности
, пар с динамической вязкостью, пар с кинематической вязкостью, удельная внутренняя энергия пара, удельная энтальпия пара, удельная энтропия пара, удельная изобарная теплоемкость cp пара, удельная изохорная теплоемкость cv пара, показатель адиабаты или показатель изоэнтропы каппа пара, теплопроводность пара, скорость звукового пара.



Термодинамические константы воды — H 2 O:

молярная масса

18.0152 [кг / кмоль]

газовая константа R

461,5 [Дж / (кг · К)]

показатель изоэнтропы

1,399

переменные критического состояния:

p критический

220,64 [бар]

T критический

647.096 или 373.946 [K или C]

плотность крит

322 [кг / м 3 ]

давление тройной точки p Tr

0,00611657 [бар]

Температура тройной точки

273,16 или 0,01 [K или C]
Температура кипения при нормальных условиях: 373.124 или 99,974 [K bzw. C]

Выпущено в июне 2007 г.

Википедия -> вода
Википедия -> Steam

Расширенные вычисления и графическое представление, даже на русском языке, Валерий Очков

Steamcalculation: если вы обнаружили ошибку, напишите по адресу: [email protected] Нет гарантии правильности. Расчет основан на формулах IAPWS-IF97 доктора Бернхарда Спанга.

CalcSteam — приложение для расчета пара для вашего iPhone / iPod touch

Определение водонасыщенности — PetroWiki

Определение водонасыщенности ( S w ) является наиболее сложным из петрофизических расчетов и используется для количественной оценки его более важного дополнения — углеводородной насыщенности (1 — S w ).Сложности возникают из-за того, что существует ряд независимых подходов, которые можно использовать для вычисления 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 нефти на месте (OOIP) или исходных объемах газа на месте (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 вертикально и площадно.При расчетах OOIP и OGIP важно помнить об относительной важности пористости и S w . 10% изменение объема пор (PV) в S w оказывает такое же влияние, как изменение объемного объема (BV) на 2% в пористости (в коллекторе с пористостью 20% BV).

Методы расчета водонасыщенности

S w в стволах скважин можно определить следующими основными методами:

  • S w расчеты по каротажным каротажам удельного сопротивления путем применения модели, связывающей S w с пористостью, удельным сопротивлением связанной воды и различными электрическими свойствами горных пород.
  • S w расчеты лабораторного капиллярного давления / насыщения ( P c / S w ) измерения с применением 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 зависит от наличия 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. Каротаж сопротивления ведется во всех скважинах, поэтому эти данные доступны для проведения стандартного анализа каротажа S w расчетов. Ключевым моментом при выполнении калиброванных расчетов S w является наличие данных специального анализа керна (SCAL) по образцам керна из конкретного коллектора; то есть, количество лабораторных электрических свойств и P c / S w измерений стержня-заглушки.

Метод, выбранный для расчета S w , часто представляет собой гибрид, сочетающий использование двух из этих основных источников данных. Например, данные OBM-core S w могут использоваться в сочетании с каротажными данными удельного сопротивления, чтобы расширить набор данных, используемый для включения всех скважин и всей углеводородной колонны. В качестве альтернативы, ядро ​​OBM S w данные могут использоваться в сочетании с данными P c / S w данными.Таким образом, данные OBM-core S w определяют значения S w для большей части коллектора, тогда как данные P c / S w определяют данные значения S w в интервале чуть выше контакта с жидкостью и, возможно, в областях месторождения, где доступны данные P c , а данные керна OBM — нет.

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 расчета S w , и их необходимо учитывать в начале проекта, чтобы определить, практически возможно ли заполнить пробелы в базе данных, чтобы использовать более точную S w — расчетный подход. В данном обсуждении предполагается, что точные значения пористости доступны из базы данных стандартного анализа керна и что пористость вычисляется по точкам на основе данных каротажа скважины.Обсуждение сосредоточено на конкретных аспектах, которые влияют на выбор методологии S w . Многие аспекты базы данных обсуждаются на странице петрофизической базы данных.

Журналы удельного сопротивления

Скважины

обычно имеют ту или иную разновидность логарифмических диаграмм или диаграмм индукционного сопротивления, поскольку 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 разбросаны по площади коллектора, но более поздние эксплуатационные скважины бурятся только в областях, выбранных для максимизации 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 мало каротажей 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, следует выбирать [1] и 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 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 каротажи сопротивления, и, в крайнем случае, имеющийся каротаж 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 пластовую нефть и газ, оставляя неизменным S w . Здесь вторжение РУО обычно не меняет глубинного пласта или удельного сопротивления зоны проникновения.При умеренных глубинах проникновения карты каротажной компании иногда используются для корректировки журнала глубокого чтения, чтобы получить лучшую оценку R t .

Каротажные каротажные диаграммы микрорезистентности с неглубоким считыванием на подставке 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 насыщенности углеводородов, S или .

Данные удельного сопротивления рыхлого рассола

Для точных расчетов S w с использованием каротажных диаграмм требуется точное значение удельного сопротивления рыхлого раствора, 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 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 расчета 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 отклонений R w в углеводородной колонке.

Третья оценка состава водоносного горизонта и воды и R w часто берутся 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 нефтяного или газового столба 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]

На рис. 1 показано изменение концентрации хлоридов с глубиной для резервуара в Эквадоре. [4] Содержание хлоридов обычно можно использовать для количественной оценки солености воды коллектора, из которой можно рассчитать R w в условиях коллектора с использованием стандартной зависимости удельного сопротивления воды отдиаграммы или алгоритмы хлоридов. Для резервуаров, в которых имеется значительное содержание CO 2 (3+ мол.%), Распределение ионов в условиях поверхности будет отличаться от распределения при температуре и давлении в резервуаре. 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 изменяется в зависимости от температуры. [1] Максимальная скважинная температура измеряется с помощью большинства прогонов каротажа и тестов бурового инструмента (DST), и они широко используются для оценки зависимости температуры отпрофиль глубины. Можно утверждать, что температура, необходимая для расчетов по удельному сопротивлению, является преобладающей температурой в объеме горной 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.

Данные SCAL по электрическим свойствам

Третий аспект проведения 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 = коэффициент пласта, R w = удельное сопротивление рассола и воды, а R 0 = удельное сопротивление горных пород при нулевой нефтегазонасыщенности (100% PV S w ). Построенные логарифмические данные (log 10 F и log 10 ϕ ) соответствуют линейной модели формы,

……………….. (2)

, где ϕ = пористость, a = постоянная цементации и м = показатель степени цементирования.Следовательно, м = — изменение log 10 F / изменение log 10 ϕ (наклон подгонки линии) и a = F при пористости 100% BV (пересечение 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 a = 1.0 и м = от 1,8 до 2,0 для его набора данных. Последующая работа исследователей Exxon для нескольких песчаниковых пород рекомендовала a = 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 Shell). [1] Однако карбонатная структура пор и трещин сильно различается, и могут потребоваться значения m от 1,0 до 3,0. Ясно, что м и не постоянны, а зависят от типа породы.

При построении этих данных о факторах формации обычно предполагается, что образцы породы имеют схожую 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 глинистых 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 значение 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. На основе измерений на каждой пробке керна строится логарифмический график I R в сравнении с 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 все еще широко используется, когда экспериментальные данные отсутствуют. 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 *) необходимы 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 выполнение удельного сопротивления горной породы, R 0 , испытания при нескольких значениях удельного сопротивления рассола и, следовательно, требует много времени. . Значения проводимости горной породы (1/ R 0 ) нанесены на график в зависимости от проводимости рассола (1/ R w ) для определения избыточной проводимости, возникающей из-за сланцев и глинистых минералов. Наклон подобранной линии обратен F *, коэффициенту образования WST.Избыточная проводимость моделируется как равная BQ v / F *, а B предполагается в этой модели всегда положительной. Параметр B представляет собой эквивалентную противоионную проводимость, [11] [12] , которая является функцией температуры и удельного сопротивления свободной воды. Q v оценивается на основе значений F * и B . Удельное сопротивление сердечника также измеряется, когда значение S w составляет менее 100% PV и вычисляются оба показателя WST м * и n * (см. Рис.4 и 5 соответственно). Следует отметить, что м *> м и n *> n , за исключением «чистых» песков.

  • Рис. 4 — Измеренный в лаборатории фактор удельного сопротивления пласта ( F ) в зависимости от пористости для керновых пробок из песка Шеннон, штат 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, дезагрегирования и, как следствие, 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 сланцевого песка, и, в отличие от WST, многие из них рассчитываются на основе эффективной пористости.Эти типы моделей обычно применяются с использованием показателей Арчи. При использовании данных об электрических свойствах 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 могут быть получены экспериментально несколькими способами.Все испытания на насыщение P c учитывают 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 и насыщение воздухом увеличиваются, воздух будет занимать все меньшие и меньшие поры. Пробка керна начинает эксперимент насыщенной 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 пропитывания P c .Обычно берутся только данные дренажа P c / S w , и для большинства ситуаций коллектора это релевантные данные, поскольку они соответствуют исходному заполнению ловушки нефти (или газа) процесс.

Данные капиллярного давления впрыска ртути (MICP) берутся на очищенных и высушенных кернах неправильной формы. Части активной зоны откачиваются до низкого вакуума, и ртуть нагнетается при увеличивающемся давлении, до 20000 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, потому что 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 , необходимо сравнить MICP 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 контактный угол (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 к сближению, когда выполняются базовые предположения; однако разброс может быть достаточным, чтобы предположить, что данные необходимо разделить на две или более групп (см. рис.6 ).

……………….. (5)

На основе графика J -функции в сравнении с S w техническая группа может определить, было ли получено достаточно данных, нужно ли собирать новые данные для заполнения частей 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 давления воздуха / рассола в капиллярах ( P c / S w ) и их преобразование в базис для функции J ; 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 РУО, 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] На многих месторождениях никогда не было скважин, заполненных РУО; 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 команды для выполнения расчетов S w .Лучше иметь как минимум две скважины, полностью забитые РУО с разных участков коллектора.

Для оценки данных керна OBM S w , они должны быть нанесены на график как S w в зависимости от логарифма 10 (проницаемость) или в зависимости от пористости для выявления выбросов и тенденций в 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 идентифицировать 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, являются точно такими же интервалами, 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 считыванием 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 отражают 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, как вариант,

……………….. (1b)

Эта модель [8] используется для полевых исследований во многих песчаниках 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 представляют собой проблему 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.

Сланец-песок модель

В модели с чистым песком пластовая вода является единственной электропроводящей средой.В глинистых породах значение R t подавлено, а расчеты Арчи 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 сланца на удельное сопротивление породы. 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 константа цементации a принята равной 1,0, но при необходимости может быть легко связана снова 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 для соседних толстых песков и всех параметров, 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, поскольку основан на легко доступных стандартных параметрах лог-анализа и дает достаточно надежные результаты. Формула была эмпирически смоделирована с полевыми данными в водоносных сланцевых 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 итерационного решения могут вычислять необоснованно отрицательные результаты S w .

……………….. (5)

……………….. (6)

Индонезийская модель, [9] и другие аналогичные модели, часто используются, когда данные по электрическим свойствам 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 ( V sh и R sh ), а также водное и глубокое удельное сопротивление ( 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 Ваксмана-Смитса-Томаса и двухводные модели

S wt , водонасыщенность общей пористости, рассчитывается в каждой точке данных коллектора путем итеративного решения сложных многопараметрических уравнений Ваксмана-Смитса-Томаса (WST) и уравнений двойной воды (DW) ( Уравнения 7 и 8 ). Для краткости детали [1] [11] [12] [13] [14] [24] [25] методов решения здесь не приводятся.Модели WST и DW относятся к системным моделям с полной 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), а Q V = CEC в мэкв / мл от общего PV. Показатели степени m * и n * относятся к общей PV.

  • Рис. 1 — Общая, эффективная и керновая пористость и связанная с ними водонасыщенность в глинистых песках (по Вудхаусу и Уорнеру [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 , 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 глинисто-связанной воды в сланцах, а R wf = удельное сопротивление свободной пластовой воды в свободных от сланца водных зонах. Из-за различных допущений модели, показатели DW m o и n o всегда должны быть меньше, чем показатели WST [24] и могут быть значениями, аналогичными показателям «чистого» песка .При правильном применении моделей WST и DW объем углеводородных пор ( V HCP ) должен быть одинаковым. Все расчеты S wt с помощью 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 выходные данные требуют преобразования в эффективную пористость, ϕ e , и эффективную водонасыщенность, S we , свойства преобразуются с помощью уравнений.9 и 10 соответственно.

……………….. (9)

и ……………….. (10)

Достоинства и недостатки логарифмических расчетов сопротивления

Наибольшая сила расчетов S w по каротажам R t заключается в том, что эти расчеты могут быть выполнены на каждой глубине нетто-продуктивности с достоверными 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 на основе S w в том, что необходимо выбрать модель для описания взаимосвязи S w до 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 предполагается постоянным в углеводородной колонне, 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 углеводородной колонны 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 sh . 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 моделей S w / R t либо основаны 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 мало данных, определяющих параметры, которые используются для поэтапных расчетов журнала S w . Следует предположить, что способ, которым водонасыщенность распределяется в пробках керна во время этих лабораторных экспериментов, аналогичен способу реального коллектора. 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 каротажа сопротивления, использует лабораторные измерения 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 введением ртути (MICP). Данные P c / S w измерены на выбранном наборе пробок керна коллектора, представляющих диапазон значений пористости и проницаемости (и, возможно, также литологии).

Эксперименты на центрифугах 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 1-G 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 необработанными 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 значений P c .

Пористая пластина P c Испытания пробок 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 кернах, и объем введенной ртути, несмачивающая фаза, преобразуется в значение S w . Это считается полным 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 пористых пластинах, где рассол присутствует в качестве фазы смачивания, глинистые минералы, вероятно, гидратируются, и их физически связанная вода вряд ли будет вытеснена во время испытания.Связанный с рассолом P c / S w Измерения могут дать общий или эффективный S w , в зависимости от конкретного используемого метода измерения пористости (т. Е. От того, занимала ли пористость глинисто-минеральная физически связанная вода включена или исключена из расчета пористости). Эффективные значения S w всегда ниже общих значений S w и должны быть очень низкими при высоких капиллярных давлениях, если имеется небольшая микропористость, не связанная с глинистыми 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 ) указаны в г / см 3 , а нижние индексы: r = резервуар, s = поверхность, h = углеводород и w = вода. В таблице 1 перечислены некоторые типичные значения [28] для IFT, σ и угол контакта θ , используемые 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 недоступны.

Набор P c / S w данные обычно преобразуются в математическое соотношение между S w как зависимая переменная и независимые переменные — пористость, проницаемость и 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 являются константами 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 диагенеза коллектора и / или вариации кривых P c / S w для различных частей интервала коллектора.

Глубина контакта нефти и воды коллектора (OWC) или контакта газа и воды (GWC) должна быть известна, чтобы произвести расчеты S w с использованием P c / S w методология.Расчеты S w производятся только выше этой глубины. На самом деле, H owc или H gwc относятся 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 коллектора, 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 инаблюдаемый OWC как глубина H owc = 0 может составлять несколько процентов от OOIP.

После разработки различных наборов коэффициентов и преобразования P c в H owc (или H gwc ), выполняется преобразование S Значение w 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 значений S w , доступных из этой методологии S w , как и при использовании журналов R t .

Сильные и слабые стороны расчета на основе капиллярного давления

Прочность S w расчеты из P c / S w Данные заключаются в том, что после корреляции с пористостью и высотой получается уникальный S w Значение доступно для всех скважин на всех глубинах нетто-продуктивного пласта 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. Другой потенциальный недостаток — точность значения IFT, используемого при преобразовании условий на поверхности в условия коллектора; 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. Четвертая потенциальная слабость 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 углеводородная колонна полностью или частично в цикле пропитывания, где пропитывание P c / S w данные необходимы для расчетов S w . , а не типовой дренаж P c / S w data. [32]

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

Третий метод определения S w в углеводородной колонне коллектора заключается в разрезании керна РУО и выполнении определения объема воды по Дину-Старку на стандартных кернах. Фут за футом S w Значения могут быть рассчитаны на основе этих объемов воды и соответствующих PV керновой пробки. Керны РУО обычно вырезаются только в нескольких скважинах на конкретном месторождении.Эти данные S w могут быть применены к другим скважинам без керна в коллекторе, 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 Значения из стандартного анализа керна Dean-Stark S w данные заключаются в том, что эти данные являются наиболее прямым измерением слияния коллектора S w значений выше зоны перехода нефть / вода или газ / вода. По сравнению с двумя описанными ранее методами и вариациями этих методов, подход 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 РУО S w Данные ограничены, потому что оператор резает керны с РУО 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, вплоть до стандартных измерений керна, необходимо контролировать и подробно анализировать, чтобы гарантировать, что все этапы были выполнены должным образом. Это требует от технической команды значительных затрат времени и усилий для обеспечения успеха; однако в некоторой степени тот же комментарий применим к методам расчета P c / S w и логарифмически / 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 каротажа 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, пропускают неплатежные точки и идентифицируют различные диапазоны пористости путем кодирования точек данных. .Данные, полученные с помощью логарифма удельного сопротивления S w , часто показывают V- или U-образную форму на этих графиках из-за эффектов уступа / пласта вблизи неплатных участков (сланцы). Наиболее точные значения S w в таких шаблонах обычно находятся на самых низких значениях S w , где коррекция тонкого слоя минимизирована. Аналогично тому, как описано в предыдущем разделе P c / S w , кривые зависимости высоты / насыщения часто подгоняются к этим каротажным значениям удельного сопротивления S w данных, позволяющих рассчитать геологические объемы углеводородов.Функциональные формы аналогичны описанным выше для P c / S w или аналогичны им. [31]

Обычный керн РУО с данными капиллярного давления

Потому что необходимо определить S w характеристики переходной зоны нефть / вода или газ / вода, а также потому, что данные OBM-core S w могут быть неверными или слишком низкими в этом интервале можно использовать данные P c / S w в сочетании с обычными данными OBM-core S w данными.Это можно сделать, сначала сопоставив данные OBM-core S w с пористостью и предположив, что эта взаимосвязь действительна выше переходной зоны нефть / вода или газ / вода. Функциональная форма этих первых отношений могла бы быть

……………….. (1)

Второй шаг — создать набор табличных данных, в котором корреляция S w / пористость используется для вычисления массива S w значений для больших H owc или H gwc значений и диапазон значений пористости.Для этой части набора данных предполагается, что S w не зависят 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 различные значения пористости.Статистические расчеты применяются ко всему набору данных. Функциональная форма этих вторых отношений может 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 действительного 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 несколько 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 для каждой зоны, так что значение V HCP на основе ядра равно которая рассчитана на основе данных диаграмм 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 по всему интервалу коллектора во всех скважинах. [29] [33] Этот подход предполагает, что значения R w , a и m были определены из других экспериментальных данных и данных пробы жидкости, так что R 0 можно рассчитать.

……………….. (3)

, где R 0 — это объемное удельное сопротивление при S w = 100% PV и рассчитывается по формулам . 4 и 5 . R t — это глубокое считывание каротажа сопротивления, а S wc — сердцевина 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 имеют вариацию 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 один и тот же ответ S w , то весьма вероятно, что это правильный S w .

Однако проблема возникает, когда, как это часто бывает, разные методы приводят к разным значениям и распределениям S w . Значения OBM-core S w могут быть выше или ниже, чем у двух других методов. Распространенное заблуждение, что OBM-core S w , скорее всего, 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 глинистого песка S w модель может не подходить для конкретного коллектора.Наряду со средними значениями 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

Арчи R t на основе S w Уравнение модели «чистых» песков. 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 одинаковые окончательные 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 V HCP результат.Для системы полной пористости V HCP = ϕ t × (1- S wt ), а для системы эффективной пористости V HCP = ϕ e × (1- S we ).

  • Рис. 1 — Общая, эффективная и керновая пористость и связанная с ними водонасыщенность в глинистых песках (по Вудхаусу и Уорнеру [7] ).

……………….. (6)

……………….. (7)

……………….. (8)

V HCP также можно оценить по комбинации пористости сердцевины и S по Дину-Старку S w , измеренной на сохраненных сердцевинах 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 за счет правильного использования 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 насыщения углеводородами (1 — S w ), а не абсолютная неопределенность в S w .При оценке неопределенностей в S w следует учитывать их важность в терминах 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 и известную систематическую погрешность ± 0.05 см 3 , где каждая погрешность относится к одному SD. PV типичного 1 дюйм. вставка керна 4,0 см 3 при пористости 20% BV. Одна только неопределенность объема воды приравнивается к 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 ± 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 равным интервалом и без учета качества породы. Однако, как обсуждалось ранее, образцы пробок не всегда выбираются случайным образом, поэтому необходимо 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 только примерно 2% полного объема ядра. Из-за этих многих факторов, по оценке авторов, неопределенности, аналогичные приведенным в отношении пористости, также распространяются на средние по зоне значения OBM-core S w . Измерения, в которых анализируются более крупные заглушки, уменьшают некоторые неопределенности.

Значения водонасыщенности, полученные по логарифмическому сопротивлению

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 R t и n . S w в этом случае неопределенность 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 глинистого песка и многих других источников, авторы полагают, что указанные диапазоны в равной степени применимы к общей систематической неопределенности S w средние по зоне значения. 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 данные о дренаже или пропитке. P c / S w . В большинстве случаев следует использовать кривые дренажа, но в некоторых случаях резервуар может находиться в цикле впитывания. В этих ситуациях неправильный выбор использования дренажа P c кривой может привести к ошибке PV S w на первых 100–200 футов над ВНК от +5 до 20%. [34] [35]

Второй фактор касается лаборатории P c / S w измерений. Если измерения не приводятся к равновесию, тогда значения S w при конкретном значении P c будут слишком высокими. Это может быть от +1 до 10% PV-эффекта 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 торца. Измерения объема воды имеют такую ​​же потенциальную ошибку, как обсуждалось для измерений OBM Dean-Stark S w (от ± 1 до 3% PV). Различия в процедурах лабораторных расчетов могут привести к дальнейшим отклонениям от ± 1 до 3% PV в заявленных P c / S w результатах 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 определенного интервала коллектора аппроксимируется кривой и представляется в окончательном лабораторном отчете в виде таблиц P c / S w значений для каждой основной заглушки.Неопределенность в применении 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 кривых. Эти неопределенности в первую очередь влияют на первые 100–200 футов над уровнем 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 P c / S w кривых (или уравнения) от поверхности к условиям коллектора, 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

а = Постоянная цементации Арчи
а * = Постоянная цементирования Ваксмана-Смитса
А = Коэффициент в различных уравнениях этой главы
B = 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
Ф. * = 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 насыщенности 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 = Удельное сопротивление горных пород при водонасыщенности 100% PV, Ом • м
R SD = Удельное сопротивление чистого песка, Ом • м
R sh = удельное сопротивление сланца, Ом • м
R т = истинное удельное сопротивление непроходимого глубокого пласта, Ом • м
R w = Удельное сопротивление рыхлых солей, 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 ср = водонасыщенность эффективной пористости,% ПВ
S WSD = водонасыщенность песка,% ПВ
S вес = водонасыщенность общей пористости,% ПВ
V класс = содержание глины,% БВ
В HCP = углеводородный поровый объем, л 3 , фут 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 = плотность матрицы или 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 сердечника,% 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

Список литературы

  1. 1.0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 Принципы интерпретации журналов / Приложения. 1989. Хьюстон, Техас: Schlumberger.
  2. ↑ Журналы интерпретации. 2000. Шугар Лэнд, Техас: Schlumberger.
  3. 3,0 3,1 3,2 Маккой Д.Д., младший, Х.Р.У., и Фишер Т.Э. 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., Блойс, 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 Поупон, А. и Лево, Дж. 1971. Оценка водонасыщенности сланцевых отложений. Аналитик журнала 12 (4).
  10. ↑ Винзауэр, У.О., Шерин Х.М., Массон П.Х. и Уильямс М., 1952. Удельное сопротивление песков, насыщенных рассолом, в зависимости от геометрии пор.AAPG Bull. 36 (2): 253-277.
  11. 11,0 11,1 11,2 11,3 Waxman, 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 Waxman, 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 пластовых вод 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 Heseldin, G.M. 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 Г. и Думануар 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 Грейберг. 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 для предоставления ссылок 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

Удельная теплоемкость — Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия

Удельная теплоемкость ( с ) — это особый тип теплоемкости.Удельная теплоемкость — это термодинамическое свойство, которое устанавливает количество тепла, необходимое для повышения одной единицы массы вещества на один градус температуры. [1] Различные диапазоны значений удельной теплоемкости наблюдаются для веществ в зависимости от степени, в которой они поглощают тепло. Термин теплоемкость может вводить в заблуждение, поскольку тепло q — это термин, используемый для добавления или удаления энергии через барьер для вещества или системы в результате повышения или понижения температуры соответственно.Температурные изменения — это на самом деле изменения энергии. Следовательно, удельная теплоемкость и другие формы теплоемкости являются более точными показателями способности вещества поглощать энергию при повышении температуры вещества.

Единицы очень важны для выражения любого термодинамического свойства; то же самое верно и для теплоемкости. Энергия в виде тепла выражается в джоулях (Дж) или килоджоулях (кДж), которые являются наиболее распространенными единицами, связанными с энергией. Одна единица массы измеряется в граммах или килограммах с учетом удельной теплоемкости.Один грамм — это стандартная форма, используемая в таблицах значений удельной теплоемкости, но иногда встречаются ссылки с использованием одного килограмма. Один градус температуры измеряется по шкале Цельсия или Кельвина, но обычно по Цельсию. Наиболее часто встречающимися единицами измерения удельной теплоемкости являются Дж / (г • ° C).

Факторы, определяющие удельную теплоемкость [изменение | изменить источник]

Температура и давление [изменить | изменить источник]

Два фактора, которые изменяют удельную теплоемкость материала, — это давление и температура.Удельная теплоемкость определяется при стандартном постоянном давлении (обычно атмосферном) для материалов и обычно указывается при 25 ° C (298,15 K). Используется стандартная температура, поскольку удельная теплоемкость зависит от температуры и может изменяться при различных значениях температуры. [2] Удельная теплоемкость упоминается как интенсивное свойство (en: Интенсивные и экстенсивные свойства интенсивное свойство.) Пока температура и давление находятся на стандартных эталонных значениях и не происходит фазового перехода, значение удельной теплоемкости любого материала остается неизменным независимо от массы присутствующего материала. [1]

Энергетические степени свободы [изменить | изменить источник]

Большой фактор в величине удельной теплоемкости материала лежит на молекулярном уровне в энергетической области: степени свободы (физика и химия), степени свободы, доступные для материала в фазе (твердой, жидкой или газовой), в которой нашлось. Энергетические степени свободы бывают четырех типов: поступательные, вращательные, вибрационные и электронные. Для достижения каждой степени свободы требуется минимальное количество энергии.Следовательно, количество энергии, которое может храниться в веществе, зависит от типа и количества энергетических степеней свободы, которые вносят вклад в вещество при данной температуре. [2] Жидкости обычно имеют больше низкоэнергетических мод и больше энергетических степеней свободы, чем твердые тела и большинство газов. Этот более широкий диапазон возможностей в пределах степеней свободы обычно приводит к большей удельной теплоемкости жидких веществ, чем твердых веществ или газов. Эту тенденцию можно увидеть в en: Теплоемкость № Таблица удельных теплоемкостей Таблица удельных теплоемкостей и сравнение жидкой воды с твердой водой (лед), медью, оловом, кислородом и графитом.

Удельная теплоемкость используется для расчета количества тепла, поглощенного при добавлении энергии к материалу или веществу за счет повышения температуры в определенном диапазоне. Расчет количества тепла или энергии, добавляемой к материалу, является относительно простым процессом, если записаны начальная и конечная температуры материала, указана масса материала и известна удельная теплоемкость. Удельная теплоемкость, масса материала и шкала температуры должны быть в одних и тех же единицах, чтобы точно выполнить расчет тепла.

Уравнение для расчета тепла ( q ) выглядит следующим образом:

Q = с × м × Δ T

В уравнении с — удельная теплоемкость в (Дж / г • ° C). м — масса вещества в граммах. Δ T относится к изменению температуры (° C), наблюдаемому в веществе. Принято считать, что начальную температуру материала вычитают из конечной температуры после нагрева, так что Δ T составляет T Конечная -T Начальная в уравнении.Подстановка всех значений в уравнение и умножение на них отменяет единицы массы и температуры, оставляя соответствующие единицы джоулей для тепла. Подобные расчеты полезны в en: Калориметрия калориметрия

  1. 1,0 1,1 Ebbing, Darrell D .; Гаммон, Стивен Д. Общая химия. Бельмонт: Брукс / Коул, 2013. Печать. п. 242.
  2. 2,0 2,1 Engel, Thomas .; Рид, Филипп. Физическая химия. Бостон: Пирсон, 2013.Распечатать. С. 25-27.

HVAC Калькулятор практических правил | Инструменты проектирования систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха

Раздел 4.0: Выбор входов

Раздел 4.1: Информация о здании

Первый шаг в использовании калькулятора HVAC Rule of Thumb Calculator — ввести информацию о здании, такую ​​как площадь с кондиционированием воздуха, тип здания, форма здания и местоположение здания. Каждый из этих вариантов будет более подробно рассмотрен в этом разделе.

Раздел 4.1.1: Площадь застройки

Площадь застройки — это не вся площадь, а только та площадь здания, которая будет кондиционироваться. Например, механические / электрические помещения, ванные комнаты, складские помещения часто не оборудованы кондиционерами. Зоны без кондиционирования следует исключить из входа в зону застройки.

Таблица 2: Используйте только кондиционированную зону во входной секции строительной области калькулятора.

В приведенном выше примере офисного здания вы должны использовать значение 110 000 кв. Футов в калькуляторе практических правил HVAC.

Раздел 4.1.2: Типы зданий

Тип здания используется для обеспечения соответствующего значения квадратного фута на тонну и расхода воздуха (CFM) на квадратный фут.

Квартира, средняя / высокая этажность

Описание: Этот тип здания может быть использован для квартир или кондоминиумов, которые больше, чем дома на одну семью или многоквартирные дома.Жилой дом этого типа может быть многоэтажным с более чем 10 этажами или среднеэтажным с 5 по 10 этажами. Эти квартиры часто обслуживаются центральной системой отопления, вентиляции и кондиционирования, но могут также обслуживаться отдельными сплит-системами для каждой квартиры. Квартиры могут быть студиями, однокомнатными и более просторными.

Рисунок 2: Квартира, средний / высокий уровень охлаждающей нагрузки, практическое правило

Охлаждающая нагрузка: Более высокие значения тоннажа и воздушного потока соответствуют квартирам в более жарком / более влажном климате с большим количеством внешних окон (окна и / или световые люки).

Аудитория, Церковь, Театр:

Описание: Аудитории, церкви и театры характеризуются высокой плотностью посетителей. Эти люди также ведут малоподвижный образ жизни. В зданиях такого типа высока потребность в охлаждении людей и требуется большое количество наружного воздуха. Другие сборочные площадки, такие как кафетерии, также могут использовать этот тип здания. Кухни не должны входить в зону кафетерия, потому что загрузка кухни в первую очередь зависит от конкретного оборудования.

Рис. 3: Аудитория, церковь, охлаждающая нагрузка театра, практическое правило

Охлаждающая нагрузка: Более высокие значения тоннажа и воздушного потока соответствуют зданиям, расположенным в более жарком / более влажном климате, потому что основная нагрузка в этих типах зданий будет связана с большим количеством вентилируемого воздуха, необходимого для всех людей. Более низкие значения тоннажа и воздушного потока соответствуют зданиям с более высокой стоимостью квадратного фута на человека.Как правило, вы не попадете в диапазон 400 квадратных футов на тонну, потому что эти типы зданий пытаются вместить как можно больше людей. Наиболее вероятно значение в диапазоне от 250 до 1,5 куб. Футов / мин.

Начальная школа, Средняя школа, Колледж:

Описание: Этот тип здания может использоваться для начальных школ, средней школы, университетов и колледжей. К сожалению, здание этого типа нельзя использовать для дошкольных учреждений и детских учреждений.Этот тип здания характеризуется, прежде всего, помещениями классного типа с высокой плотностью населения. В этом типе здания могут быть вспомогательные помещения с кондиционированием воздуха, такие как офисы и сборочные площадки, при условии, что эти помещения не превышают 20% от общей площади здания. Если у вас есть большие офисные помещения или сборочные площади, выделите эти области с помощью отдельного калькулятора.

Рис.4: Начальная школа, средняя школа, колледж, охлаждающая нагрузка, практическое правило

Охлаждающая нагрузка: Как и в предыдущей записи о сборках, более высокие значения тоннажа и воздушного потока соответствуют зданиям с более высокими значениями квадратных футов на человека и зданиям, расположенным в более жарком и более влажном климате.

Завод, Промышленный:

Описание: Заводы и здания промышленного типа обычно имеют низкие внешние нагрузки, низкие нагрузки людей, но высокие нагрузки оборудования. Эти нагрузки в первую очередь разумные, что требует более высоких требований к воздушному потоку. Могут быть небольшие вспомогательные конференц-залы или офисные помещения, поддерживающие здание, которые вы все равно можете включить в эту зону, если эти вспомогательные помещения не превышают 20% от общей площади здания.

Рисунок 5: Завод, промышленная холодильная нагрузка, практическое правило

Охлаждающая нагрузка: Более высокие значения тоннажа и воздушного потока соответствуют зданиям с более высокой плотностью оборудования, которые либо требуют свежего воздуха, либо выделяют большое количество тепла. Местоположение не должно влиять на здания, требующие минимального количества свежего воздуха, потому что на этих фабриках и в зданиях промышленного типа редко бывает оконное стекло.

Больница, медицинский:

Описание: Больницы и медицинские учреждения состоят в основном из палат для пациентов, кабинетов врачей, медпунктов, залов ожидания и вспомогательных вспомогательных помещений. Вы не должны включать хирургические кабинеты или лаборатории, требующие 100% наружного воздуха (OAIR). Есть еще один тип здания для этих типов пространств — 100% OAIR. Больницы и медицинские учреждения имеют много специального оборудования, такого как нагреватели и инкубаторы, которые способствуют охлаждающей нагрузке.Кроме того, эти здания также требуют большей вентиляции для поддержания определенной скорости воздухообмена.

Рисунок 6: Больница, медицинская охлаждающая нагрузка, практическое правило

Охлаждающая нагрузка: Более высокие значения тоннажа и воздушного потока соответствуют зданиям с большим тепловыделением медицинского оборудования, например, зданию с аппаратами МРТ или родильными комнатами, в отличие от стоматологического кабинета, в котором имеется меньшее тепловыделяющее оборудование.Некоторые медицинские учреждения также включают больше окон, что приведет к увеличению тоннажа и значений воздушного потока.

Гостиница, Мотель, Общежитие:

Описание: Гостиницы, мотели и общежития состоят в основном из спальных комнат. Вспомогательные вспомогательные помещения, такие как офисы и приемные, также включены в эту зону здания. В этих зданиях также есть лифты, и они отличаются высоким процентом оконного проема.К этому типу зданий не следует относить малоэтажные дома, такие как жилые дома. Подъемные квартиры должны быть жилого типа. Рестораны, расположенные в этих зданиях, могут использовать здания типа «Магазины».

Рис. 7. Охлаждающая нагрузка в отеле, мотеле, общежитии, практическое правило

Охлаждающая нагрузка: Более высокие значения тоннажа и воздушного потока соответствуют зданиям с большим тепловыделением медицинского оборудования, например, зданию с аппаратами МРТ или родильными комнатами, в отличие от стоматологического кабинета, в котором имеется меньшее тепловыделяющее оборудование.Некоторые медицинские учреждения также включают больше окон, что приведет к увеличению тоннажа и значений воздушного потока.

Библиотека, Музей:

Описание: Библиотеки и музеи состоят из пространств с большими открытыми площадями и чаще всего с минимальным фенестрированием. В этих помещениях более строгий контроль температуры и влажности, чтобы поддерживать состояние экспонатов и книг. В помещениях также обычно больше места для выставок и книг, что оставляет меньше места для людей.В этих помещениях также установлено минимальное количество оборудования для производства тепла.

Рис. 8: Библиотека, охлаждающая нагрузка музея, практическое правило

Охлаждающая нагрузка: Более высокие значения тоннажа и воздушного потока соответствуют зданиям, в которых может разместиться больше людей. Например, в здании с небольшим количеством экспонатов, таком как художественная галерея, будет меньше места для экспонатов, не производящих тепло, но больше места для людей.Увеличение количества людей увеличит охлаждающую нагрузку. Иногда эти здания будут иметь более высокий процент оконных проемов на их внешней структуре, что также увеличит охлаждающую нагрузку по направлению к верхнему пределу диапазона.

Кабинет:

Описание: Офисы характеризуются кабинетами с одним человеком на каждые 140 квадратных футов. В каждом шкафу обычно есть один компьютер и один экран.Частные офисы и вспомогательные вспомогательные помещения, такие как конференц-залы и комнаты отдыха, также включены в территорию здания. Большие столовые для сотрудников, которые превышают 20% от общей площади здания, не должны включаться в территорию застройки.

Рисунок 9: Охлаждающая нагрузка в офисе, практическое правило

Охлаждающая нагрузка: Более высокие значения тоннажа и воздушного потока соответствуют зданиям, которые имеют более высокие вычислительные нагрузки и большую нагрузку на людей.В некоторых офисных зданиях есть сотрудники с несколькими экранами и меньшей площадью на человека. Примером такого типа здания может быть правительственный командный центр. В других офисных зданиях также может быть более высокий процент оконных проемов, что приведет к более высокой нагрузке, либо большие принтеры и копировальные аппараты также могут вызвать более высокие нагрузки.

Жилой:

Описание: Жилой тип дома включает в себя малые и большие дома на одну семью.Также включены квартиры маршевого типа, которые находятся в диапазоне 1-5 этажей. Эти здания имеют минимальную нагрузку на оборудование, такое как телевизоры и компьютеры. Духовки и плиты, которые используются только изредка, обычно не влияют на расчетную охлаждающую нагрузку. Небольшие прачечные и помещения общего пользования также могут быть включены в территорию застройки, если эти зоны не превышают 20% от общей площади здания.

Рис.9: Холодильная нагрузка в жилых помещениях, практическое правило

Охлаждающая нагрузка: Большие односемейные дома и квартиры с высоким процентом оконного прохождения на внешнем фасаде будут иметь значения тоннажа и воздушного потока, близкие к верхнему пределу диапазона.

Серверы, компьютеры, электроника:

Описание: Эти типы помещений предназначены в первую очередь для зданий с большим количеством серверных стоек или большим количеством электронного оборудования. В этих зданиях обычно мало людей или совсем нет людей, и даже меньше окон. Офисов поддержки может быть несколько, но большая часть охлаждающей нагрузки приходится на серверы или электронное оборудование. Этот тип оборудования может выделять большое количество тепла и занимать очень мало места, что приводит к увеличению расхода воздуха на квадратный фут.Кроме того, серверы укладываются в стойки, чтобы занимать еще меньше строительной площади.

Рис.10: Серверы, компьютеры, охлаждающая нагрузка электроники, практическое правило

Охлаждающая нагрузка: Значения охлаждающей нагрузки сильно зависят от количества серверов или электроники в помещении. Если вы можете получить значения мощности оборудования или количество стоек, вы сможете лучше оценить охлаждающую нагрузку.В этом калькуляторе следует использовать только диапазон охлаждающей нагрузки, если информация об оборудовании неизвестна.

Магазины, Торговые центры:

Описание: К этому типу здания относятся магазины шаговой доступности, супермаркеты (без учета холодоснабжения морозильных камер), аптеки, магазины розничной торговли, парикмахерские, рестораны и кафетерии. В этих помещениях в основном находятся люди с нагрузками, которые немного превышают малоподвижный уровень активности.Также обычны высокие оконные нагрузки и минимальные нагрузки на оборудование, за исключением телевизионных экранов.

Рисунок 11: Магазины, торговые центры, охлаждающая нагрузка, практическое правило

Охлаждающая нагрузка: Более высокие значения тоннажа и воздушного потока предназначены для зданий с необычно большим количеством окон и более высокой плотностью людей, чем обычно. Например, парикмахерские и бутики могут иметь меньшую нагрузку на людей и только один фасад с оконными проемами, что соответствует более низким значениям охлаждающей нагрузки.Рестораны, кафетерии и крупные универмаги с более высокой плотностью посетителей и несколькими фасадами окон будут иметь более высокие значения охлаждающей нагрузки.

100% наружного воздуха (лаборатории, больница):

Описание: В помещениях с 100% наружным воздухом, таких как лаборатории и больничные помещения, обычно есть вытяжные шкафы или большое количество отработанного воздуха, необходимого для удаления загрязняющих веществ из помещения. Затем этот воздух необходимо заменить кондиционированным воздухом.Эти здания также имеют минимальное остекление и, следовательно, низкие внешние нагрузки. Есть минимальные нагрузки из-за компьютеров и другого тепловыделяющего оборудования.

Рисунок 12: Охлаждающая нагрузка 100% наружного воздуха (лаборатории, больница), практическое правило

Охлаждающая нагрузка: Более высокие значения тоннажа и воздушного потока в этом диапазоне должны напрямую соответствовать расположению в зданиях с более жаркими и более влажными расчетными условиями.В некоторых лабораториях может быть оборудование промышленного типа или другое оборудование, выделяющее большое количество тепла, из-за чего охлаждающая нагрузка и значения воздушного потока будут выше допустимого диапазона. Нижний предел диапазона больше подходит для зданий, в которых есть только компьютеры, копировальные аппараты и другое офисное оборудование.

Раздел 4.1.3: Форма здания

Форма здания определяет гидравлическое дистанционное управление как для насосов охлажденной воды, так и для расчетов вентиляционной установки.Если вы выберете здание квадратного типа, то длина гидравлически удаленной части будет в два раза больше стороны здания. Если вы выберете здание прямоугольного типа, то длина гидравлически удаленного объекта равна длине плюс ширина прямоугольника. Сторона квадратного здания и длина / ширина прямоугольного здания находятся с помощью приведенных ниже уравнений.

Рис. 13: Форма здания помогает определить гидравлически удаленный участок для расчетов как со стороны воздуха, так и со стороны воды.
Раздел 4.1.4: Местоположение здания

Параметры, доступные в раскрывающемся меню, могут не соответствовать вашему конкретному местоположению здания. В этом случае вы должны найти данные о ближайшей метеостанции в ASHRAE Fundamentals или по следующей ссылке ниже. Затем вам нужно найти значение охлаждающего сухого термометра 0,4% и соответствующий клапан влажного термометра и вставить эти значения, чтобы переопределить данные о местоположении. Затем вам нужно найти клапан с сухим термометром нагрева 1% и ввести это значение.

Значения 0,4% и 1% соответствуют количеству часов, в течение которых в этом месте в течение года будут поддерживаться температуры этих значений или ниже. Например, расчетные наружные условия при расчетной нагрузке охлаждения имеют расчетные условия 0,4%, что означает, что расчетные внешние условия будут происходить примерно 35 часов в году.

0,4% * 8780 часов = 35,04 часа

Обратные этим значениям также можно встретить в поле HVAC.Например, если вы проектируете свою систему отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха для наружных расчетных условий 0,4%, тогда ваша система может выдерживать охлаждающую нагрузку 99,6% часов в течение года.

Следующий термин, который вам следует понять, — это среднее совпадающее значение. Это среднее значение совпадающих значений в расчетных условиях на открытом воздухе. Например, допустим, значение сухого термометра охлаждения 0,4% составляет 99 ° F. Это значение или выше встречается в 0,4% часов в течение года. Однако, если температура по сухому термометру больше или равна 99 ° F, существует также набор совпадающих значений для влажного термометра.Условия могут быть следующими: 99 ° F / 87 ° F, 99 ° F / 84 ° F, 100 ° F / 89 ° F и т. Д. Среднее значение всех значений по влажному термометру за 35,04 часа является средним совпадающим влажным лампочка.

Таблица 3: Пример расчета условий нагрева и охлаждения для определенного места.

В предыдущей таблице показаны примеры условий, которые помогают укрепить концепцию средних совпадающих значений. Образец A — это 0.4% охлаждение по сухому термометру с температурой 98,5 ° F и среднее совпадающее значение по влажному термометру 66,3 ° F. Образец B представляет собой 1% охлаждающий сухой термометр и средние совпадающие значения по влажному термометру. Можно было бы ожидать, что эти значения будут ниже, так как они встречаются чаще, и это действительно показывает, что значения ниже. Образец C показывает влажный термометр с испарением 0,4%. Только 0,4% часов в году имеют состояние по влажному термометру этого значения или выше. Соответствующее среднее значение по сухому термометру в этих условиях показано как 92,8 ° F.

Раздел 4.2: Выбор типа системы охлаждения

Вы можете выбрать четыре типа системы. Краткое описание каждой системы показано в таблице ниже, а затем каждая система рассматривается более подробно после этого раздела.

Таблица 4: В этой таблице показан типичный диапазон, применимый для каждого типа системы.

В предыдущей таблице указан диапазон тонн, применимый для каждого типа системы.Эта таблица была создана с упором на рентабельность инвестиций. В сплит-системе конденсатор и испаритель охлаждаются воздухом, что приводит к низкому тепловому КПД при передаче тепла. Это увеличит потребление электроэнергии и эксплуатационные расходы. В системе охлажденной воды с воздушным охлаждением конденсатор охлаждается воздухом, а в испарителе — водяное охлаждение за счет охлажденной воды. Это увеличивает эффективность, но также увеличивает начальную стоимость строительства. Увеличение первоначальной стоимости строительства приведет к достаточной экономии электроэнергии только в том случае, если количество охлаждения будет высоким.Наконец, система водяного охлаждения с водяным охлаждением имеет конденсатор и испаритель с водяным охлаждением. Конденсатор охлаждается конденсаторной водой, а испаритель — холодной водой. Это увеличивает эффективность при полной нагрузке до 0,6 кВт / т.

Раздел 4.2.1: Сплит-система / Пакетный кондиционер

Сплит-системы состоят из наружного конденсатора с воздушным охлаждением и внутреннего фанкойла. Между двумя блоками находятся два комплекта трубопровода хладагента.Калькулятор рассчитает общий тоннаж, необходимый для охлаждения здания, а также разделит общий тоннаж поровну между количеством конденсаторов с воздушным охлаждением или фанкойлов, имеющихся в вашей системе. Например, вы можете предусмотреть по одному фанкойлу на каждую комнату в двухэтажной квартире без прохода. Однако у вас может быть один большой конденсаторный агрегат с воздушным охлаждением на каждый этаж, всего два компрессорно-конденсаторных агрегата с воздушным охлаждением.

Рис. 14: Сплит-система обычно состоит из нескольких внутренних и наружных блоков.Трубопровод хладагента соединяет внутренний и внешний блоки.

Трубопровод хладагента состоит из линии подачи жидкого хладагента (RL) и линии возврата горячего газообразного хладагента (RG). Жидкий хладагент (RL) поступает в фанкойл, где сначала расширяется до холодной насыщенной жидкости, а затем испаряется, поскольку жидкость используется для охлаждения воздуха, обдуваемого змеевиками испарителя. Затем газообразный хладагент (RG) направляется обратно в конденсаторную установку с воздушным охлаждением, где газ сжимается, а затем охлаждается и превращается в жидкость с помощью конденсирующих змеевиков и вентиляторов.Наконец, жидкий хладагент (RL) отправляется обратно в фанкойл, и цикл повторяется.

Раздел 4.2.2: Система водяного охлаждения с воздушным охлаждением, тип

Система водяного охлаждения с воздушным охлаждением состоит как минимум из одного чиллера с воздушным охлаждением, который использует наружный воздух для отвода тепла для цикла охлаждения. Эта система включает в себя чиллеры с воздушным охлаждением, расположенные на открытом воздухе, насосы охлажденной воды, которые также могут располагаться или не располагаться на открытом воздухе.Внутри здания установлены приточно-вытяжные установки с охлажденной водой (AHU) или фанкойлы (FCU). Эти блоки обычно состоят из змеевика с охлажденной водой, нагревательного змеевика, фильтра и вентилятора / двигателя.

Рис. 15. Система охлажденной воды с воздушным охлаждением состоит из чиллеров с воздушным охлаждением и насосов охлажденной воды. В эту систему также входит дополнительное оборудование, такое как система очистки воды, расширительный бак и воздухоотделитель. Однако это оборудование не требует значительной мощности.На воздушной стороне системы в этой системе также предусмотрены кондиционеры и / или фанкойлы.
Раздел 4.2.3: Система водяного охлаждения с водяным охлаждением, тип

Система водяного охлаждения с водяным охлаждением состоит по крайней мере из одного чиллера с водяным охлаждением, который использует воду конденсатора для отвода тепла для цикла охлаждения. Эта система включает чиллеры с водяным охлаждением, насосы охлажденной воды, водяные насосы конденсатора и вспомогательное оборудование, такое как система очистки воды, расширительный бак и воздухоотделитель, все они расположены в помещении.Дополнительно внутри здания установлены приточно-вытяжные установки с охлажденной водой (AHU) или фанкойлы (FCU). Эти блоки обычно состоят из змеевика с охлажденной водой, нагревательного змеевика, фильтра и вентилятора / двигателя. На открытом воздухе расположены градирни, которые используют испарительное охлаждение для охлаждения воды конденсатора.

Рис. 15. На этом рисунке показаны компоненты системы водяного охлаждения с водяным охлаждением. Система водяного охлаждения с водяным охлаждением состоит из чиллеров с водяным охлаждением, насосов охлажденной воды, водяных насосов конденсатора и градирен.В эту систему также входит дополнительное оборудование, такое как система очистки воды, расширительный бак и воздухоотделитель. Однако это оборудование не требует значительной мощности. На воздушной стороне системы в этой системе также предусмотрены кондиционеры и / или фанкойлы.
Раздел 4.3: Выбор типа системы отопления

Расчет мощности водоочистных сооружений

В этом посте я хочу поделиться с вами, как рассчитать мощность водоочистных сооружений.Я использовал этот термин, чтобы избежать недоразумений.

  • Сырая вода — это неочищенная вода, поступающая из источника воды, например из колодца, реки или морской воды
  • Техническая вода — это неочищенная вода, которая была обработана и использована на заводе, например, для личной гигиены (промывка), на коммунальных станциях, в градирне, составляет
  • Питьевая вода — это вода достаточно высокого качества, предназначенная для питья, приготовления пищи, стирки и безопасного душа / промывания глаз
  • Деминерализованная вода — это очищенная вода, которая обычно используется для химического разбавления МДЭА или питательной воды для котлов

Расчет мощности водоочистных сооружений начинается с потребности в деминерализованной воде, потребности в питьевой воде, потребности в хозяйственной воде и, наконец, в потребности в сырой воде.

Потребность в деминерализованной воде

У меня нет опыта в расчете потребности в деминерализованной воде для аминового контактора или химического разбавления. Итак, в этом посте я предполагаю, что деминерализованная вода используется в качестве питательной воды для котлов. Допустим, у нас есть котел мощностью 10 т / час. Предположим, что скорость продувки составляет 3%.

Потребность в деминерализованной воде = (1 + 3%) x 10 т / час = 10,3 т / час

Предполагая, что плотность воды составляет 995 кг / м3, поэтому потребность в деминерализованной воде составляет 10,35 м3 / ч или 45.57 галлонов США в минуту .

Потребность в питьевой воде

Предположим, питьевая вода предоставляется для аварийного душа / устройства для мытья глаз и здания.

  1. Аварийный душ = 20 галлонов США в минуту (на основе ANSI / ISEA Z358.1, работает 15 минут в день)
  2. Промывка глаз = 3 галлона США в минуту (на основе ANSI / ISEA Z358.1, работает 15 минут в день)
  3. Потребитель питьевой воды , предположительное количество человек 50 человек

Нормальное потребление включает питье, приготовление пищи и стирку

Питье = 2 л / чел / день

Приготовление = 60 л / чел. / День

Прачечная = 30 л / чел / сутки

Итого = 92 л / чел / сутки.Возьмем для расчета 100 л / чел / день

Для 50 человек общая сумма = 5000 л / день или 0,92 галлона США в минуту

Пиковая потребность обычно составляет 5-10 л / чел / ч. Таким образом, мы берем 10 л / чел / ч (всего = 500 л / ч или 2 галлона США в минуту)

Потребность в питьевой воде должна учитывать пиковый спрос = 20 + 3 + 2,2 = 95 · 104 25,2 галлонов США в минуту

Потребность в коммунальной воде

Допустим, техническая вода предназначена для личной гигиены, подключения к инженерным сетям и подпитки охлаждающей воды.

  1. Личная гигиена (включая смыв унитаза)

Расход = 110 л / чел / день

Непредвиденные обстоятельства = 11 л / чел / день (10%)

Итого = 121 л / чел / сутки

Предполагается, что 50 человек, итого 6050 л / день или 1,1 галлона США в минуту

  1. Коммунальная станция

Расход = 22 галлона США в минуту

  1. Подпитка охлаждающей воды

Подпитка охлаждающей воды зависит от испарения, сноса и продувки.

Для расчета подпитки охлаждающей воды примем:

Циркуляционный расход = 1000 галлонов США в минуту

Температура на входе = 95 F

Температура на выходе = 85 F

Цикл концентрации = 5

Потери на дрейф = 0,2% циркуляционного потока (варьируются от 0,1% до 0,2%)

Потери от испарения = 0,00085 x дельта T x циркуляционный расход = 0,00085 x (95-85) x 1000 = 8,5 галлонов США в минуту

Потери на дрейф = 0,2% x циркуляционный расход = 0.2% x 1000 галлонов США в минуту = 2 галлона США в минуту

Продувка = потери от испарения / (цикл концентрирования — 1) = 8,5 / (5-1) = 2,13 галлонов США в минуту

Подпитка охлаждающей воды = потери на испарение + дрейфовые потери + продувка = 8,5 + 2 + 2,13 = 12,63 галлонов США в минуту

Потребность в коммунальной воде = 1,1 + 22 + 12,63 = 35,73 галлонов США в минуту (пик)

После того, как мы определили всю потребность в воде, поместим ее в водный баланс.

Баланс водоочистных сооружений

Из водного баланса выше видно, что:

  • Вместимость комплекта технической воды (с использованием фильтрации и обратного осмоса) = 252.06 галлонов США в минуту
  • Вместимость упаковки для питьевой воды = 25,2 галлонов США в минуту
  • Вместимость пакета деминерализованной воды = 45,57 галлонов США в минуту

Вышеуказанная емкость не учитывает накопительный бак для каждого типа воды. Если вы используете хранилище воды в соответствующем резервуаре для хранения (резервуар для хранения технической воды, резервуар для хранения питьевой воды и резервуар для хранения деминерализованной воды), вы можете уменьшить емкость каждого водоочистного устройства. Дней хранения должно быть достаточно, чтобы потребность в воде всегда удовлетворялась.Возьмем, к примеру, время хранения 3 дня. Объем воды можно уменьшить на 50%, так что:

  • Емкость комплекта технической воды = 126,03 галлона США в минуту
  • Объем упаковки для питьевой воды = 12,6 галлонов США в минуту
  • Вместимость пакета деминерализованной воды = 22,78 галлонов США в минуту
  • Производительность распределительного насоса технической воды = 35,73 галлонов США в минуту (на основе предыдущего расчета)
  • Производительность распределительного насоса питьевой воды = 25,2 галлона США в минуту (на основе предыдущего расчета)
  • Мощность распределительного насоса деминерализованной воды = 45.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *