水质饱和碳酸盐指数及稳定指数计算工具
结垢预测
结垢机理研究1.1 理论分析水垢一般都是具有反常溶解度的难溶或微溶盐类，它具有固定晶格，单质水垢较坚硬致密。
水垢的生成主要决定于盐类是否过饱和以及盐类结晶的生长过程。
水是一种很强的溶剂，当水中溶解盐类的浓度低于离子的溶度积时，他将仍然以离子状态存在于水中，一旦水中溶解盐类的浓度达到饱和状态时，设备粗糙的表面和杂质对结晶过程的催化作用就促使这些饱和盐类溶液以水垢形态结晶析出。
水垢的种类有很多，但通常油田水中只含有其中少数几种水垢。
最常见的水垢有碳酸盐类水垢，组成为CaCO3、MgCO3，但易被酸化去除，危害相对较小；而硫酸盐垢，组成成分有CaSO4、BaSO4、SrSO4，常常采用防垢方法加以阻止；铁化物垢组成为FeCO3、FeS、Fe（OH）2、Fe2O3。
实际上一般的结垢都不是单一的组成，往往是混合垢，只不过是以某种垢为主而已。
表2-13 常见垢的溶度积垢溶度积垢溶度积BaSO4 1.1×10-10SrSO4 3.2×10-7CaCO3 2.8×10-9FeS 8.3×10-13CaSO49.1×10-8FeCO3 3.2×10-11MgCO3 3.5×10-8Fe（OH）28.0×10-13注：溶度积温度为18～25℃（1）不相容论两种化学不相容的液体（不同层位含有不相容的离子的地层水、地层水和地面水、清水和污水）相混，因为含有不同离子或不同浓度的离子，就会产生不稳定的、易于沉淀的固体。
如宝浪油田，两个不同层位的水一混合就结垢，主要是因为一层含有SO42-，另一层含有Ba2+、Sr2+较多，混合后就生成BaSO4、SrSO4。
（2) 热力学条件变化当井下热力学和动力学条件不变时，即使有不相容的离子，并且为过饱和溶液也会处于稳定的状态。
在油井生产的过程中，压力的下降，温度的上升或流速的变化，均会导致高矿化度水结垢。
kh计算公式
“KH”计算公式可能指的是水族箱水的碳酸盐硬度（KH），这是衡量水抵抗pH 值变化能力的指标。
高KH 值表明水具有较大的缓冲pH 值变化的能力，而低KH 值则表明水容易发生快速的pH 值波动。
计算KH 的公式不是标准的，可能取决于所用测试套件的类型和测量单位。
但是，一个常用的公式是：
KH (dKH) = (滴定体积(ml) * 0.02) / 测试水的体积(L)
在此公式中，滴定体积（以毫升为单位）是将给定体积的水的pH 值降低0.3 个单位所需的酸量。
测试的水量（以升为单位）是水族箱中的水量。
结果以碳酸盐硬度(dKH) 表示。
请务必注意，此公式只是一个估计值，可能并不适用于所有测试套件或水样。
为获得更准确的结果，建议遵循测试套件制造商提供的说明。
循环水质计算工具 腐蚀率等
1500 60 500 1000 8.26 2.65 3.0 8.94 2.29 P.S.I结果 结垢
结垢
严重结垢
pHs = 9.3 + A + B - C - D RI = 2 * pHs - pH pHeq=1.465㏒全碱度+4.54 P.S.I=2pHs-pHeq
备注：1、电导率与TDS的关系是:TDS是电导率的0.45至0.6倍。2、饱和指数：以水实际pH及其饱和pH（pHs，朗格利 尔推导）的差值来判断水垢的析出。3、2pHs-pH的差值，雷格尔经验式，以替代饱和指数预测水质性能。4、结垢指 数：2pHs-pHeq的差值，帕克拉兹以总碱度反应冷却水的腐蚀及倾向性。5、三大指数对未加水质稳定剂的原水做水质 性能的初步判断。 计算结果 水体性质结果 计算公式 数据输入
饱和指数及稳定指数计算
饱和碳酸盐指数及稳定指数计算
输入
总固溶物, ppm 壁温. C 钙硬度, ppm CaCO3 总碱度, ppm CaCO3 pH 饱和指数 稳定指数 pHeq= P.S.I值
o
注释 A= B= C= D= pHs = L.S.I结果 R.S.I.结果 0.2 1.4 2.3 2.99 5.61 总溶解固体系数 温度系数 钙硬度系数 M-碱度系数 饱和pH 饱和pH值算式 稳定指数算式 平衡pH算式 结垢指数算式
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饱和指数及稳定指数计算
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饱和指数及稳定指数计算
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饱和指数及稳定指数计算
Pa
饱和指数及稳定指数计算
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饱和指数及稳定指数计算
水体性质对照表
L.S.I.﹥0 饱和指数 L.S.I.﹤0 L.S.I.＝0 R.S.I.﹥8.7 R.S.I.＝8.7～6.9 稳定指数 R.S.I.＝6.9～6.4 R.S.I.＝6.4～3.7 R.S.I. ﹤3.7 P.S.I.﹥6 结垢指数 P.S.I.﹤6 P.S.I.＝6 结垢 腐蚀 水质稳定 严重腐蚀 中等腐蚀 稳定 结垢 严重结垢 腐蚀 结垢 水质稳定
水质指数计算方法
水质指数计算方法水质指数是衡量水体质量的一个综合评价指标，它能够反映水体中污染物的浓度和对生态环境及人体健康的影响程度。
水质指数的计算方法包括多个指标的综合评估，下面将介绍几种常用的水质指数计算方法。
一、污染指数法污染指数法是通过将水样中各种污染物的浓度与相应的国家或地方标准进行对比，计算得到水质指数。
通常，根据水样中不同污染物的浓度，分别计算各个污染物的污染指数，然后将各个污染物的污染指数加权平均得到水质指数。
这种方法简单直观，能够综合考虑多种污染物对水质的影响，但需要准确测量各种污染物的浓度，并参考相应的标准。
二、综合污染指数法综合污染指数法是在污染指数法的基础上，引入了不同污染物对水质的毒性等级，通过对各种污染物的毒性等级进行加权计算，得到水质指数。
这种方法能够更加准确地评估水质的综合污染情况，但需要对不同污染物的毒性等级有较为准确的了解，并进行合理的加权计算。
三、变异系数法变异系数法是一种基于统计学方法的水质指数计算方法，它主要通过计算水样中各种污染物的变异系数，来评估水质的稳定性和污染程度。
变异系数是衡量数据变异程度的一个指标，可以反映出水样中污染物的分布情况和浓度变化趋势。
通过对水样中各种污染物的变异系数进行加权计算，得到水质指数。
这种方法能够较为客观地评估水质的变异性和污染程度，但需要较多的数据支持和统计学知识。
四、灰色关联度法灰色关联度法是一种基于灰色系统理论的水质指数计算方法，它通过对水样中各种污染物的浓度序列进行灰色关联度分析，得到水质指数。
灰色关联度是一种衡量序列相关性的指标，可以反映出不同污染物对水质的综合影响程度。
通过对水样中各种污染物的灰色关联度进行加权计算，得到水质指数。
这种方法能够较好地反映不同污染物之间的相互关系和综合影响，但需要较为复杂的计算和较长的序列数据。
水质指数的计算方法有污染指数法、综合污染指数法、变异系数法和灰色关联度法等。
每种方法都有其优缺点和适用范围，选择合适的计算方法需要根据具体情况和目的来确定。
水环境质量评价的普适指数公式
水环境质量评价的普适指数公式水环境质量评价的普适指数公式是一种用于综合评价水环境质量的指标体系，可以客观地描述和评估水体的污染状况和变化趋势。
它包括了水体中的物理、化学和生物参数，通过量化和综合这些指标，可以得出水环境质量的普适指数。
普适指数公式的基本形式如下：E=∑(Wi×Pi)其中，E表示水环境质量的普适指数，Wi表示第i个指标的权重，Pi表示第i个指标的评分值。
在具体应用中，可以根据实际情况选择适合的指标和权重。
以下是一些常用的指标和权重在公式中的应用示例：1.溶解氧指标（Wi=0.1）：溶解氧是反映水体中氧气含量的重要指标，对于维持水体中的生态系统和水生生物的生存至关重要。
溶解氧的评分值可以根据检测结果来确定。
2.化学需氧量（COD）指标（Wi=0.2）：COD是衡量水体中有机污染物含量的重要指标，其评分值可以根据检测结果来确定。
3.氨氮指标（Wi=0.15）：氨氮是评价水体污染程度的重要指标之一，其评分值可以根据检测结果来确定。
4.水体透明度（Wi=0.05）：透明度是反映水体中固体悬浮物含量的指标，对于评价水体浑浊程度有着重要的影响。
5.消化率指标（Wi=0.2）：消化率是评价水体中有机物降解能力的重要指标，可以通过实验数据来获得。
6.生态指数（Wi=0.3）：生态指数是评价水生生物多样性和水生态系统功能的重要指标，可以通过调查和采样分析获得。
公式中的权重可以根据实际需求进行调整，体现了各个指标在整体评价中的重要性。
根据不同的评价目标和要求，可以对指标和权重进行调整和优化，以得到更准确和可靠的水环境质量评价结果。
需要注意的是，水环境质量的评价不仅仅依赖于指标和权重的选择，还需要合理的采样和监测方法，并在评价过程中考虑到环境因素的影响。
只有综合考虑各个因素，才能得出准确和科学的水环境质量评价结果，为水环境保护和管理提供科学依据。
水中TIC、TOC的碳稳定同位素比值分析方法
δ13CVPDB-LSVEC （‰）
0.00 -10.00 -20.00
y = 1.3094x + 4.1966 R2 = 0.9998
-30.00
ห้องสมุดไป่ตู้
-40.00
-50.00 -50.00 -40.00 -30.00 -20.00 -10.00 0.00
溶液δ13CVPDB-LSVEC（‰）
用两种已知丰度的，且丰度值相差比较大的标准试剂 配制成的溶液，按不同体积比混合，制成多点不同丰 度的标准溶液，以实际测得的丰度值与计算的理论值 作一条标准曲线。
一、水溶液中有机碳稳定性同位素比值 的测定
试剂A：USGS 40 试剂B：USGS 41
编号
1 2 3 4 5 6
体积比 （VA:VB）（ml）
一、水溶液中有机碳稳定性同位素比 值的测定
• 根据标准曲线测得样品的丰度：
No.
1 2 3 4 5 6 avg. SD 参考值
USGS40 δ13CVPDB-LSVEC (‰)
-26.24 -26.64 -26.17 -26.58 -26.68 -26.27 -26.43
0.23 -26.39±0.04
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方法试验的主要内容： 一、水溶液中有机碳稳定性同位素 比值的测定；
二、水溶液中无机碳稳定性同位素 比值的测定。
5
实验设备与材料：
仪器与试剂：
PreCon-GC-IRMS 烘箱 过硫酸钾 85%磷酸 高纯氦气（99.999%) 去离子水
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预浓缩装置
气相色谱
质谱仪器
实验操作过程：
（2）将顶空瓶放入烘箱加热到100℃，时间为40min， 使有机碳完全氧化成CO2。 （3）冷却至室温后，用气密性注射器抽取顶空瓶上层 气体注入仪器precon进样口，进入质谱仪器测量碳同位 素比值。
水质饱和碳酸盐指数及稳定指数计算工具
Total
Calcium
Solids,
Temperature,
hardness,
Alkalinity,
ppm A
oF
B ppm CaCO3 C ppm CaCO3
50 0.07
32
2.6
3
0.08
1
75 0.08
34
2.57
4
0.2
2
100 0.1
36
2.54
5
0.3
3
150 0.11
38
2.51
6
0.38
4
200 0.13
40
300 0.14
42
400 0.16
44
2.48
7
0.45
5
2.45
8
0.51
6
2.43
9
0.56
7
600 0.18
46
800 0.19
48
1000 0.2
50
2.4
10
0.6
8
2.37
11
0.64
9
2.34
12
0.68
10
2000 0.23
52
2.31
13
0.72
11
1.56
88
91
1.56
89
92
1.57
90
93
1.57
91
94
1.58
92
95
1.58
93
96
1.58
94
97
1.59
95
98
1.59
96
99
水质饱和+稳定指数的计算
水质饱和+稳定指数的计算一、水质稳定指数的计算1.饱和指数（L.S.I.）L.S.I.=pH-pHs>0 结垢L.S.I.=pH-pHs=0 不腐蚀不结垢L.S.I.=pH-pHs<0 腐蚀其中pHs=（9.70+A+B）-（C+D）式中A——总溶解固体系数；B——温度系数；C——钙硬度系数；D——M-碱度系数。
2.稳定指数（R.S.I.）R.S.I.=2pHs- pH<6 结垢R.S.I.=2pHs- pH=6 不结垢不腐蚀R.S.I.=2pHs- pH>6 腐蚀3.结垢指数（P.S.I.）P.S.I.=2pHs- pH eq<6 结垢P.S.I.=2pHs- pH eq=6 稳定P.S.I.=2pHs- pH eq>6 腐蚀其中pH eq=1.465lg[M-碱度]+4.54式中M-碱度——系统中水的总碱度（以碳酸钙计），mg/L。
二、水质稳定判断1．Langelier 饱和指数L.S.I. = pH - pHs＞ 0 结垢L.S.I. = pH - pHs＝ 0 不腐蚀不结垢L.S.I. = pH - pHs＜0 腐蚀其中： pHs ＝PKz－ PKs＋ Pca ＋ PM-碱度＋2.5μKz、Ks以活度表示的碳酸的二级电离常数和碳酸钙的溶度积 M碱度以甲基橙为指示剂所测定的总碱度μ离子强度也可将上式进行简化如下：pH s ＝（9.7+A+B）－（C+D）Ａ总溶解固体系数; Ｂ温度系数; Ｃ钙硬度系数; ＤＭ碱度系数.Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ系数换算表：2．Ryznar 稳定指数R.S.I是由雷兹纳在实际工作中总结出的一个经验公式，计算式如下：R.S.I. = 2pH– pH ＜ 6 结垢s– pH ＝ 6 不腐蚀不结垢R.S.I. = 2pHR.S.I. = 2pH– pH ＞ 6 腐蚀s同L.S.I相比，R.S.I更接近实际，但同L.S.I一样未考虑水处理因素对结垢的影响，因此也只能对未作处理的原水作判断。
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结垢
6.42
pHs = 9.3 + A + B - C - D RI = 2 * pHs - pH pHeq=1.465㏒全碱度+4.54 Total Solids, ppm 50 75 100 150 200 300 400 600 800 1000 2000 3000 4000 5000 6000 Calcium hardness, ppm CaCO3 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33
B 2.6 2.57 2.54 2.51 2.48 2.45 2.43 2.4 2.37 2.34 2.31 2.28 2.25 2.22 2.2 2.17 2.14 2.11 2.09 2.06 2.04 2.03 2 1.97 1.95 1.92 1.9 1.88 1.86 1.84 1.82
C 0.08 0.2 0.3 0.38 0.45 0.51 0.56 0.6 0.64 0.68 0.72 0.75 0.78 0.81 0.83 0.86 0.88 0.9 0.92 0.94 0.96 0.98 1 1.02 1.03 1.05 1.06 1.08 1.09 1.11 1.12
1.56 1.56 1.57 1.57 1.58 1.58 1.58 1.59 1.59 1.6 1.6 1.61 1.61 1.61 1.62 1.62 1.63 1.63 1.64 1.64 1.64 1.65 1.65 1.66 1.66 1.66 1.67 1.67 1.67 1.68 1.68 1.68 1.69 1.69 1.7 1.7 1.7 1.71 1.71 1.71 1.72 1.72 1.72 1.73 1.73 1.73 1.74 1.74 1.74 1.75 1.75 1.75 1.75 1.76 1.76 1.76
144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199
Sheet1
146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 Page 4
88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143
670 680 690 700 710 720 730 740 750 760 770 780 790 800 810 820 830 840 850 860 870 880 890 900 910 9ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ0 930 940 950 960 970 980 990
Page 6
Sheet1
L.S.I.﹥0 L.S.I.﹤0
200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600 610 620 630 640 650 660
Sheet1
202 203 204 205 206 207 208 209 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600 610 620 630 640 650 660 670 680 Page 5
A 0.07 0.08 0.1 0.11 0.13 0.14 0.16 0.18 0.19 0.2 0.23 0.25 0.26 0.27 0.28
Temperature, o F 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92
1.77 1.77 1.77 1.78 1.78 1.78 1.78 1.79 1.79 1.79 1.8 1.8 1.8 1.8 1.81 1.81 1.81 1.81 1.82 1.82 1.82 1.82 1.83 1.83 1.83 1.84 1.84 1.84 1.84 1.85 1.85 1.85 1.85 1.85 1.86 1.86 1.86 1.86 1.87 1.87 1.87 1.87 1.88 1.88 1.88 1.88 1.89 1.89 1.89 1.89 1.89 1.9 1.9 1.9 1.9 1.91
饱和指数
结垢 腐蚀 水质稳定 严重腐蚀 中等腐蚀 稳定 结垢 严重结垢 腐蚀 结垢 水质稳定
L.S.I.＝0 R.S.I.﹥8.7 R.S.I.＝8.7～6.9 R.S.I.＝6.9～6.4
R.S.I.＝6.4～3.7 稳定指数 R.S.I. ﹤3.7 P.S.I.﹥6
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Sheet1
90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 Page 3
Sheet1
饱和碳酸盐指数及稳定指数计算
Input
总固溶物, ppm 壁温. C 钙硬度, ppm CaCO3 总碱度, ppm CaCO3 pH 饱和碳酸盐指数 稳定指数 pHeq=
o
Comments 250 40 121.1 198 8.16 1 6.2 7.90 A= B= C= D= pHs = 0.13 1.71 1.68 2.3 7.16 cond*0.6
Sheet1
690 700 710 720 730 740 750 760 770 780 790 800 810 820 830 840 850 860 870 880 890 900 910 920 930 940 950 960 970 980 990
2.44 2.45 2.45 2.46 2.47 2.47 2.48 2.48 2.49 2.49 2.5 2.51 2.51 2.52 2.52 2.53 2.53 2.54 2.54 2.55 2.55 2.56 2.56 2.57 2.57 2.58 2.58 2.58 2.59 2.59 2.6
32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87
1.13 1.15 1.16 1.17 1.18 1.19 1.2 1.21 1.23 1.24 1.25 1.26 1.26 1.27 1.28 1.29 1.3 1.31 1.32 1.33 1.34 1.34 1.35 1.36 1.37 1.37 1.38 1.39 1.39 1.4 1.41 1.42 1.42 1.43 1.43 1.44 1.45 1.45 1.46 1.47 1.47 1.48 1.48 1.49 1.49 1.5 1.51 1.51 1.52 1.52 1.53 1.53 1.54 1.54 1.55 1.55
1.8 1.78 1.76 1.74 1.72 1.71 1.69 1.67 1.65 1.64 1.62 1.6 1.58 1.57 1.55 1.53 1.51 1.5 1.48 1.46 1.44 1.43 1.41 1.4 1.38 1.37 1.35 1.34 1.32 1.31 1.29 1.28 1.27 1.26 1.24 1.23 1.22 1.21 1.19 1.18 1.17 1.16