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使用LL MIP脉冲流控制器,降低MIP检测限制,增加系统使用率

LL MIP的开发是为了降低MIP检测极限,并提供远低于100ppb的VOCs总量的能力。随着羽流调查的深入,这些探测极限的降低意味着作业者的设备可以在现场使用更多的时间,而之前MIP设备没有使用过的地点也正在被调查中。


系统概述


LL MIP脉冲流量控制器

低电平MIP (LL MIP)是Geoprobe Systems公司开发的一项技术®这大大提高了MIP测井工具的灵敏度(从而提高了其实用性)。LL MIP技术的主要特点是扫过MIP膜内表面的载气流是脉冲的。这导致输送到MIP检测器的VOC污染物浓度增加。

低级别MIP可以使用任何类型的MIP探针或干线执行。要执行此方法,操作员需要添加MP9000脉冲流量控制器(图1)转到现时的MIP系统,并使用现时版本的DI采集软件。将MP9000添加到系统中非常简单,只需要重新安排气体管路连接。然后可以很容易地从系统中删除该控制器,以返回标准MIP日志记录。在方法之间切换只需要几分钟的时间。

LL MIP设备:GC和检测器,FI6000, MP9000, MP6505

图1:

LL MIP设备:GC和检测器,FI6000, MP9000, MP6505

一般的操作:
在标准的MIP操作中,载气不断扫过膜,将污染物输送到表面的探测器。在LL MIP方法中,当MIP探头停在土壤中的一个离散深度时,干线扫描流将被暂时停止。停止扫气流动允许污染物浓度建立在膜后面。这导致探测器的污染物响应峰更大更窄(图2和3)对于给定的化学浓度。位于MP9000内部的开关阀为MIP干线和检测器创建单独的流动路径;干线流量可以停止和重新启动,而不影响探测器基线或稳定性。当干线流量重新启动时,污染物质量(峰值)以约60ml/min的干线流速迅速扫到表面。通过MP9000连接到探测器。

标准MIP(50 -100秒)和低水平MIP(300秒)方法0.5ppm三氯乙烯响应的比较

图2:

标准MIP(50 -100秒)和低水平MIP(300秒)方法0.5ppm三氯乙烯响应的比较

低电平MIP操作在DI采集软件3.0或更新版本中实现自动化,该软件控制MP9000控制器的定时循环。该软件包括一个子程序,用于在MIP测井过程中以预设的深度间隔自动触发LL MIP循环。
LL MIP方法将大大提高MIP系统的灵敏度,但由此产生的检测限取决于标准MIP系统的灵敏度。为了达到尽可能低的检测限度,探头和干线需要是新的或验证干净的系统空白。探测器还需要在其维护程序中完全保持电流,在动员之前应测试灵敏度。用于绘制高水平污染物的设备将会由于污染物从膜和返回载气管道的解吸而导致假阳性结果。

标准和LL MIP方法中0.2,1.0和5.0ppm三氯乙烯的比较

图3:

标准和LL MIP方法中0.2,1.0和5.0ppm三氯乙烯的比较


示例日志


LL MIHPT登录图4从较低的EC和HPT压力值可以看出,顶部22英尺处可能存在高渗透性的砂层。整个测井层的渗透率都相当低,偶尔有较低的渗透率层。主要污染物分布在约37英尺到51英尺之间,主要在PID和XSD上检测到。由于化合物在XSD上反应,我们知道它们含有卤化可能是双键卤化由于PID确认,这需要在PID上反应电离势低于灯10.6eV。具有较低电离势的卤代化合物是典型的双键化合物。FID显示了在log的前5英尺内的一些响应,其他检测器无法确认。这是天然气或甲烷沉积物的共同特征,它们没有卤化,具有比灯更高的电离电位。在较低的污染区,由于FID对这些化合物的灵敏度较低,虽然FID的响应强度低于PID和XSD。另一项需要注意的是,如果PID在LL MIP模式下提供后台级别的响应非常常见,并且必须忽略较低的响应,则PID在整个日志中显示一致的响应。

LL MIHPT日志显示图(从左到右)EC, HPT压力(主轴),压测剖面(副轴),MIP-PID, XSD, FID和Est. K。

图4:

LL MIHPT日志显示图(从左到右)EC, HPT压力(主轴),压测剖面(副轴),MIP-PID, XSD, FID和Est. K。

LL MIHPT登录图5显示在顶部45英尺的低渗透土壤,如粉土和粘土,由较高的EC和HPT压力值显示。该地点在45英尺以下进入砂质地层,这是由该点以下较低的EC和HPT压力所指示的。主要污染物在大约15英尺到33英尺的位置,主要在PID和FID上检测到,没有XSD响应。由于对XSD没有反应,我们知道它是一种非卤代化合物。该日志来自一个前燃料服务站,所以PID和FID响应可能是芳香族和非芳香族燃料烃。

LL MIHPT日志显示图(从左到右)EC, HPT压力(主轴),压测剖面(副主轴),MIP-PID, FID, XSD, Est. K。

图5:

LL MIHPT日志显示图(从左到右)EC, HPT压力(主轴),压测剖面(副主轴),MIP-PID, FID, XSD, Est. K。

LL MIHPT登录图6从低EC和HPT压力值可以看出,顶部5英尺处的渗透性较低的粘土可能过渡到30英尺以下的砂质粉砂层。在30ft以下的地层是非常干净的砂层,EC和HPT值都很低。整个测井段的渗透率都很低,偶尔有渗透率低于50英尺的地层。该测井数据中存在不同的污染物,PID和FID只对顶部30英尺的石油烃有响应,但XSD显示35英尺-42英尺的卤化化合物,以及从52英尺到钻孔结束的化合物。这些XSD响应在PID上没有得到确认,这表明电离势可能太高,PID无法检测到。这通常发生在单键卤化化合物中。从这些地点采集了确认的地下水样本,1,2-二氯乙烷是35英尺到42英尺区域的主要污染物,在较低的部分主要是氯仿和四氯化碳。所有这些化合物的电离势都超过11eV,所以它们不会被PID检测到。

LL MIHPT日志显示图(从左到右)EC, HPT压力(主轴),压测剖面(副主轴),MIP-PID, FID, XSD, Est. K。

图6:

LL MIHPT日志显示图(从左到右)EC, HPT压力(主轴),压测剖面(副主轴),MIP-PID, FID, XSD, Est. K。


MIP法比较


低层MIP不会取代标准MIP日志记录,但会扩展MIP功能。当污染物浓度较低时,LL MIP最有用。图7在较低浓度的石油和氯化VOC的位置,显示了紧密间隔的标准MIP和LL MIP测井的叠加。LL MIP测井具有较强的信噪比,易于定义污染的存在和位置。在标准MIP日志中,如果放大基线,您可能能够识别污染物的存在,但有时您可能想知道基线移动是由于污染物还是探测器基线漂移造成的。该日志显示石油烃存在于日志的上半部分,有PID-FID响应,但没有XSD响应,在日志的下半部分有氯化污染物,如PID-XSD响应所示。污染物浓度过低而不能用传统MIP方法进行的项目可能是使用LL MIP方法进行调查的良好候选对象。该技术将为操作人员提供跟踪和绘制污染物羽流的能力,将某些污染物的浓度降到100ppb或以下。

配置标准(绿色阴影)和LL MIP日志叠加显示(从左到右)EC, MIP- pid, FID和XSD

图7:

配置标准(绿色阴影)和LL MIP日志叠加显示(从左到右)EC, MIP- pid, FID和XSD

中比较的MIP日志图8在较低浓度的氯化VOC位置显示紧密间隔的标准和LL MIP日志。虽然根据该位置的标准MIP日志很难甚至不可能识别VOC污染的存在,但LL MIP日志显示了较强的信噪比,污染的存在和位置很容易定义。

配置标准和LL MIP日志显示EC(棕色阴影)和XSD(绿色)

图8:

配置标准和LL MIP日志显示EC(棕色阴影)和XSD(绿色)

中比较的MIP日志图9再次在低浓度氯化VOC的位置显示紧密间隔的标准和LL MIP日志。在这个位置的标准MIP日志更容易辨别污染物可能出现在该日志中,然而LL MIP日志显示强信号到噪声,污染物的存在和位置很容易定义。

配置标准和LL MIP日志显示HPT压力(蓝色阴影)和XSD(绿色)

图9:

配置标准和LL MIP日志显示HPT压力(蓝色阴影)和XSD(绿色)

功能和选项


LL MIP脉冲流量控制器

LL MIP脉冲流量控制器

低电平MIP (LL MIP)是Geoprobe Systems公司开发的一项技术®这大大提高了MIP测井工具的灵敏度(从而提高了其实用性)。LL MIP技术的主要特点是扫过MIP膜内表面的载气流是脉冲的。这导致输送到MIP检测器的VOC污染物浓度增加。

低级别MIP可以使用任何类型的MIP探针或干线执行。要执行此方法,操作员需要添加MP9000脉冲流量控制器(图1)转到现时的MIP系统,并使用现时版本的DI采集软件。将MP9000添加到系统中非常简单,只需要重新安排气体管路连接。然后可以很容易地从系统中删除该控制器,以返回标准MIP日志记录。在方法之间切换只需要几分钟的时间。

LL MIP设备:GC和检测器,FI6000, MP9000, MP6505

图1:

LL MIP设备:GC和检测器,FI6000, MP9000, MP6505

一般的操作:
在标准的MIP操作中,载气不断扫过膜,将污染物输送到表面的探测器。在LL MIP方法中,当MIP探头停在土壤中的一个离散深度时,干线扫描流将被暂时停止。停止扫气流动允许污染物浓度建立在膜后面。这导致探测器的污染物响应峰更大更窄(图2和3)对于给定的化学浓度。位于MP9000内部的开关阀为MIP干线和检测器创建单独的流动路径;干线流量可以停止和重新启动,而不影响探测器基线或稳定性。当干线流量重新启动时,污染物质量(峰值)以约60ml/min的干线流速迅速扫到表面。通过MP9000连接到探测器。

标准MIP(50 -100秒)和低水平MIP(300秒)方法0.5ppm三氯乙烯响应的比较

图2:

标准MIP(50 -100秒)和低水平MIP(300秒)方法0.5ppm三氯乙烯响应的比较

低电平MIP操作在DI采集软件3.0或更新版本中实现自动化,该软件控制MP9000控制器的定时循环。该软件包括一个子程序,用于在MIP测井过程中以预设的深度间隔自动触发LL MIP循环。
LL MIP方法将大大提高MIP系统的灵敏度,但由此产生的检测限取决于标准MIP系统的灵敏度。为了达到尽可能低的检测限度,探头和干线需要是新的或验证干净的系统空白。探测器还需要在其维护程序中完全保持电流,在动员之前应测试灵敏度。用于绘制高水平污染物的设备将会由于污染物从膜和返回载气管道的解吸而导致假阳性结果。

标准和LL MIP方法中0.2,1.0和5.0ppm三氯乙烯的比较

图3:

标准和LL MIP方法中0.2,1.0和5.0ppm三氯乙烯的比较

LL MIHPT登录图4从较低的EC和HPT压力值可以看出,顶部22英尺处可能存在高渗透性的砂层。整个测井层的渗透率都相当低,偶尔有较低的渗透率层。主要污染物分布在约37英尺到51英尺之间,主要在PID和XSD上检测到。由于化合物在XSD上反应,我们知道它们含有卤化可能是双键卤化由于PID确认,这需要在PID上反应电离势低于灯10.6eV。具有较低电离势的卤代化合物是典型的双键化合物。FID显示了在log的前5英尺内的一些响应,其他检测器无法确认。这是天然气或甲烷沉积物的共同特征,它们没有卤化,具有比灯更高的电离电位。在较低的污染区,由于FID对这些化合物的灵敏度较低,虽然FID的响应强度低于PID和XSD。另一项需要注意的是,如果PID在LL MIP模式下提供后台级别的响应非常常见,并且必须忽略较低的响应,则PID在整个日志中显示一致的响应。

LL MIHPT日志显示图(从左到右)EC, HPT压力(主轴),压测剖面(副轴),MIP-PID, XSD, FID和Est. K。

图4:

LL MIHPT日志显示图(从左到右)EC, HPT压力(主轴),压测剖面(副轴),MIP-PID, XSD, FID和Est. K。

LL MIHPT登录图5显示在顶部45英尺的低渗透土壤,如粉土和粘土,由较高的EC和HPT压力值显示。该地点在45英尺以下进入砂质地层,这是由该点以下较低的EC和HPT压力所指示的。主要污染物在大约15英尺到33英尺的位置,主要在PID和FID上检测到,没有XSD响应。由于对XSD没有反应,我们知道它是一种非卤代化合物。该日志来自一个前燃料服务站,所以PID和FID响应可能是芳香族和非芳香族燃料烃。

LL MIHPT日志显示图(从左到右)EC, HPT压力(主轴),压测剖面(副主轴),MIP-PID, FID, XSD, Est. K。

图5:

LL MIHPT日志显示图(从左到右)EC, HPT压力(主轴),压测剖面(副主轴),MIP-PID, FID, XSD, Est. K。

LL MIHPT登录图6从低EC和HPT压力值可以看出,顶部5英尺处的渗透性较低的粘土可能过渡到30英尺以下的砂质粉砂层。在30ft以下的地层是非常干净的砂层,EC和HPT值都很低。整个测井段的渗透率都很低,偶尔有渗透率低于50英尺的地层。该测井数据中存在不同的污染物,PID和FID只对顶部30英尺的石油烃有响应,但XSD显示35英尺-42英尺的卤化化合物,以及从52英尺到钻孔结束的化合物。这些XSD响应在PID上没有得到确认,这表明电离势可能太高,PID无法检测到。这通常发生在单键卤化化合物中。从这些地点采集了确认的地下水样本,1,2-二氯乙烷是35英尺到42英尺区域的主要污染物,在较低的部分主要是氯仿和四氯化碳。所有这些化合物的电离势都超过11eV,所以它们不会被PID检测到。

LL MIHPT日志显示图(从左到右)EC, HPT压力(主轴),压测剖面(副主轴),MIP-PID, FID, XSD, Est. K。

图6:

LL MIHPT日志显示图(从左到右)EC, HPT压力(主轴),压测剖面(副主轴),MIP-PID, FID, XSD, Est. K。

低层MIP不会取代标准MIP日志记录,但会扩展MIP功能。当污染物浓度较低时,LL MIP最有用。图7在较低浓度的石油和氯化VOC的位置,显示了紧密间隔的标准MIP和LL MIP测井的叠加。LL MIP测井具有较强的信噪比,易于定义污染的存在和位置。在标准MIP日志中,如果放大基线,您可能能够识别污染物的存在,但有时您可能想知道基线移动是由于污染物还是探测器基线漂移造成的。该日志显示石油烃存在于日志的上半部分,有PID-FID响应,但没有XSD响应,在日志的下半部分有氯化污染物,如PID-XSD响应所示。污染物浓度过低而不能用传统MIP方法进行的项目可能是使用LL MIP方法进行调查的良好候选对象。该技术将为操作人员提供跟踪和绘制污染物羽流的能力,将某些污染物的浓度降到100ppb或以下。

配置标准(绿色阴影)和LL MIP日志叠加显示(从左到右)EC, MIP- pid, FID和XSD

图7:

配置标准(绿色阴影)和LL MIP日志叠加显示(从左到右)EC, MIP- pid, FID和XSD

中比较的MIP日志图8在较低浓度的氯化VOC位置显示紧密间隔的标准和LL MIP日志。虽然根据该位置的标准MIP日志很难甚至不可能识别VOC污染的存在,但LL MIP日志显示了较强的信噪比,污染的存在和位置很容易定义。

配置标准和LL MIP日志显示EC(棕色阴影)和XSD(绿色)

图8:

配置标准和LL MIP日志显示EC(棕色阴影)和XSD(绿色)

中比较的MIP日志图9再次在低浓度氯化VOC的位置显示紧密间隔的标准和LL MIP日志。在这个位置的标准MIP日志更容易辨别污染物可能出现在该日志中,然而LL MIP日志显示强信号到噪声,污染物的存在和位置很容易定义。

配置标准和LL MIP日志显示HPT压力(蓝色阴影)和XSD(绿色)

图9:

配置标准和LL MIP日志显示HPT压力(蓝色阴影)和XSD(绿色)

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