הרבה סיוע סופק על ידי מהנדס הכנופיה חן וטאו זאנג. עבודה זו מבחינה כלכלית נתמך על ידי את הגדולות המדינה מחקר פיתוח תוכנית סין (No.2016YFC0600202 גרנט), סין הגיאולוגי של (הרמטכ ל, מס ' גרנט DD20160183). אנו מודים הבודקים אנונימי על הערותיהם בונה את הנייר הזה השתפר מאוד.

1. הכנת הדוגמא
<ol><li>
אפיון מדגם
	<ol>
<li>למדוד את סך קרבון טבעי (TOC) באמצעות מנגנון TOC (ראה טבלה של חומרים) לטמפרטורה של 20 ° C ולחות יחסית של 65% (לפי תקן GB/T 19145-2003).</li>
		<li>לבצע מדידה השתקפות vitrinite במקטעי מלוטשת של פצלות באמצעות מיקרוסקופ photometer (ראה טבלה של חומרים).</li>
	</ol>
</li>
	<li>
ניקוי דגימת וריסוק הערה: כדי למנוע את ההשפעה של גורמים פנימיים וחיצוניים, כמו גם את inhomogeneity של פצלי ככל האפשר, בחר דגימת רוק פצלי גדול של מצעים אופקי המקורי עבור ניסוי זה.<ol>
<li>בחר דגימת רוק פצלי גדולים (בערך 20 ס מ, 15 ס מ רחב, ועוד 2 ס מ) המצעים אופקי המקורי.</li>
		<li>לנקות את הדגימה ואת כלי מוחצת עם סופג כותנה, פינצטה acetaldehyde.</li>
		<li>לרסק את beddingsample פצלי אופקי גדול המקורי לחתיכות קטנות עם פטיש, כך ניתן להניחה לתוך מטחנת חזק הגז שיורית. הפעם מוחצת מתאימים (כ- 3 דקות) ניתן למצוא דרך ניסויים מוקדמים.</li>
		<li>לאחר מכן, ניפוי המדגם לתוך 20-40, 40-60, 60-80, 80-100, 100-120 subsamples על ידי חלקיקים ניפוי הראשון דרך רשת 100-120, אז רשת 80-100, 60-80 רשת, 40-60 רשת, סוף סוף את רשת השינוי 20-40.</li>
		<li>למחוק את כל החלקיקים פצלי לא תואמות. יהיו כמה דוגמאות שהושלכו (כ- 5 גר') מתי הזמן ריסוק הוא 3 דקות.</li>
		<li>תווית כל מדגם כ- 20-40-1, 40-60-1, 60-80-1, 80-100-1, ו- 100-120-1 (זה G1 בתיבה על התוצאות נציג).</li>
		<li>לחזור על הפעולה הנ עם דגימה נוספת (כ-20 ס מ אורך 15 ס מ רחב, ו 2 ס מ; שימוש של פצלי שונים עם הרכב שונה או תוכן עניינים) וליצור ערכת ניסויים. אני חוזר ' ניגוד '. תווית כל מדגם כ- 20-40-2, 40-60-2, 60-80-2, 80-100-2, ו- 100-120-2 (G2 נציג תוצאות).</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. שיטות נסיוניות
<ol><li>הגדרת מעבדה
	<ol>
<li>מניחים את המכשירים באזור שקט, ללא רטט של מעבדה נקייה עם הפרעות אלקטרומגנטיות. הטמפרטורה של המעבדה צריכה להיות 10-40 ° C. הערה: הניסוי ייערך בטמפרטורת החדר לתקופות ממושכות של זמן (מספר ימים).</li>
		<li>שימוש זרם חילופין-230 וולט (±10%) 50 הרץ. ודא כל קו אספקת כוח השורש יש זרם גדול מ- 10 A והוא מטופל בבטחה עם חוט הקרקע. אם רשת החשמל הוא עני, ספק כוח נוסף אמור לשמש.</li>
		<li>השתמש בלוני גז בגז טוהר גבוהה (לא פחות מ- 99.999%). לתקן כל הצילינדרים בחוזקה.</li>
		<li>אם הגז מסוכן לניסוי, ודא המעבדה יש מתקני אוורור הפליטה, יחד עם מכשיר אזעקה גז מסוכן. משתמש באופן קבוע בועות סבון כדי לזהות הדלפות של חיבורי צנרת12.</li>
		<li>להמנע מאור שמש ישיר.</li>
	</ol></li>
	<li>להפעיל את המכשיר
	<ol>
<li>כוח על המחשב ולהתחיל התוכנית הראשית.</li>
		<li>פתח את הצילינדר וכוונן אותו על-ידי הפלט המתאים (התאמת הלחץ outgassing 5-6 בר ולחץ גליל גז לבר כ 70).</li>
		<li>הפעל את הכלי. כאשר הבקר צימוד הופעל על, הידית צריכה להישאר במצב כבוי. פתח כוח טורקי וחדר משאבת ואקום שמן.</li>
	</ol></li>
	<li>מדידה ריק
	<ol>
<li>לפרק את הבריכה מדגם, למקם את הדלי הריק מדגם נקי בפנים, ולהתקין את השרוול פורטל מתכת וקבלנות משנה. לבדוק את צימוד מסוג ZP/MP ולהתאים אותו למצב המתאים.</li>
		<li>לשלוט האיזון בבקר צימוד ומעביר אותה למצב כל בתפקידים מסוג ZP/MP1/MP2. לבחון את השינויים בקריאה איזון, ובדקו הקריאה נורמלי ויציב. אם חומר הקריאה שגוי או לא יציב, זה הכרחי כדי לכוונן את הרמות על כל מטר של הראש השטוח, בהתבסס על המצב, או המיקום גבוהות ונמוכות של הבורג תמיכה.</li>
		<li>לטעון את הדגימה, הטמפרטורה בקרה שמן אמבט הז'קט ובריכת כיסוי בידוד חום.</li>
		<li>העבר את כפתור בקר צימוד למצב מסוג ZP.</li>
		<li>להגדיר אותו לתוכנית מדידה ריק בתוכנה.<ol>
<li>לחץ כדי להגדיר את המדידה, שם תואר, בחר גז 2 ונוזלים אחרים ובחר אמבט נוזלים.</li>
			<li>הגדר את הטמפרטורה מדגם 50 ° C, הלחץ המקסימלי 70 בר, הצעד הלחץ ל- 7, לחץ הרמפה כדי בר 2/min, את תרם נוזלים עד 50 מעלות צלזיוס. הערה: עבור הבדיקה ריק, השתמש N2 (מומלץ) או He -הלחץ המתאים (0 - 70 בר). שוקלים הדלי הריק. כאשר הטמפרטורה הוא עקבי עם הטמפרטורה ניסיוני של ספיחה, שלשול תוכנית האתחול, אשר בדרך כלל לוקח 7-8 שעות. בסופו של דבר, האיכות ואת נפח דלי ריק ניתן להשיג באופן ידני כאשר זה נגמר (ראה שלב 2.8.1). התראה: 6 סטים של ברגים-והסתיר הבריכה הדגימה הם פירקו באמצעות ברגים שש-זווית פנימית קבועה ברגים של המכשיר. שים לב כי כאשר הקבוצה האחרונה של ברגים מוסר, הבריכה המדגם צריך שיתקיים להימנע מליפול.</li>
		</ol>
</li>
	</ol></li>
	<li>מכשיר איזון (במקרה הצורך) הערה: תנועה ההפעלה של המכשיר חייב להיות כוח רך, אחיד.<ol>
<li>אל תלחץ חזק את התמיכה איזון (אחרת, זה עלול לערער את האיזון) או להעביר את המיקום של המסגרת. בעת שימוש מפתח ברגים, להיזהר לא להפיל את הצינור חוצה חיישן בקרבת מקום לוהסתיר התפקיד.</li>
		<li>כאשר האיזון הוא אישר, העבר את מסוג ZP למצב כבוי.</li>
		<li>בדוק אם הטבעת O בוהסתיר הבריכה מדגם מותקן. החלף את הטבעת O אם יש נזק חמור או דפורמציה.</li>
		<li>להגדיר את הבריכה מדגם במאונך, כך אוגן עליון ותחתון מחוברים, אשר ישמור על המדינה בסך הכל אנכי.</li>
		<li>לבסוף, התקן 6 קבוצות של ברגים.<ol>
<li>השתמש מפתח ברגים כדי להדק את המנעולים, באמצעות שיטת הצמדה סימטריים על מנת להבטיח כי החיבור של הפנים מקורבות הדוקה, לא מוטה. מידת הצמדה 6 הקבוצות של ברגים צריך להיות עקבי ככל האפשר13.</li>
			<li>נהג כובע ספירלה תחת קבוצות 6 בריחים לשמור מקצה אחד מחוץ והסתיר, כדי למנוע קושי בעת התקנת את הז'קט אמבט שמן אחורי.</li>
		</ol>
</li>
		<li>אם משתמש חימום חשמלי, התקנת בידוד טרקוטה ותקן אותה באמצעות טבעת חישוק ללא חבילת צמר בידוד חיצוני.</li>
		<li>אם באמצעות חימום שמן אמבט, להתקין את הז'קט אמבט שמן מלמטה עד לבריכה לדוגמה, עד העליון ווהסתיר את העליון שטוח. התקן ושלושה ברגים בתחתית כדי לתקן את הז'קט אמבט שמן במקום.</li>
		<li>בדוק אם המיקום מסוג ZP/MP1/MP2 הקריאה לאיזון נורמלי ואז להזיז את הידית בקר צימוד למיקום מסוג ZP.</li>
	</ol></li>
	<li>Preprocessing מדידה
	<ol>
<li>לפרק את הבריכה מדגם ולמקם את הדגימה לתוך החבית הדגימה. לבדוק את צימוד מסוג ZP/MP ולהתאים אותם למצב המתאים.</li>
		<li>לטעון את הדגימה הבריכה ואת כיסוי בידוד חום חשמליים.</li>
		<li>העבר את כפתור בקר צימוד למצב מסוג ZP.</li>
		<li>התוכנית האתחול יפעל באופן אוטומטי. הגדר את תוכנית pretreatment בתוכנה. לחץ על כדי לקבוע תצורה של המדידה, שם כותרת, בחר בחר ואקום, החימום החשמלי, השוכן הטמפרטורה מדגם 150 ° C ו הטמפרטורה צימוד 20 ° C, הגדר את משך הזמן ב דקה 600. שלב זה בדרך כלל לוקח 10 h.</li>
	</ol></li>
	<li>ציפה מדידה
	<ol>
<li>לפרק נדן חימום חשמלי ולהתקין את הטמפרטורה בקרה שמן אמבט הז'קט ואת כיסוי בידוד תרמי, איזה isadhesive.</li>
		<li>הפעלת התוכנית מדידה ציפה בתוכנה, להגדיר את האמבטיה שמן חימום הטמפרטורה ב 50 מעלות צלזיוס, חום במשך כ 4 h 7 נקודות הלחץ יחולקו תחת הלחץ המקסימלי של 70 בר. התוכנית האתחול יפעל באופן אוטומטי. הערה: ציפה המדידה היא זהה לזו של המדידה ריק. התראה: למשוך את מקום האספקה של הכוח חום חשמליים לפני הסרת המפרק חיישן טמפרטורה בתחתית הבריכה הדגימה. לאחר טעינת המדגם, תזכרו לבדוק אם החיישן בטמפרטורה מוכנס.</li>
	</ol></li>
	<li>ספיחה מדידה
	<ol>
<li>הגדר את תוכנית מדידה וספיחה בתוכנה. הפעלת התוכנית וזה יפעל באופן אוטומטי.</li>
		<li>אם יש צורך בתהליך desorption, סידרו את זה בתוכנית המדידה וספיחה, לשמור על הטמפרטורה נוזלים תרם 50 ° C והגדר 19 נקודות הלחץ (למשל0, 10, 20, 40, 60, 80, 100, 150, 200, 250, 200, 150, 100, 80, 60, 40, 20, 10 ובר 0). לאחר מכן התחל את התוכנית, אשר יפעל באופן אוטומטי.</li>
		<li>הגדר את הלחץ באופן ידני, באמצעות משאבה בלחץ, כאשר לחץ הגז לא מצליח להשיג את הערך קבע באופן אוטומטי. התראה: בתום הניסוי, המכשיר באופן אוטומטי פליטה ולשמור על המדינה ואקום במשך תקופה של זמן. התוכנית תסתיים באופן אוטומטי, יהיה סגור כל השסתומים.</li>
	</ol></li>
	<li>חישוב
	<ol>
<li>ניתן לבחור את המערכת כדי לתקן באופן אוטומטי את תוצאות הניסוי באמצעות העקרונות הבאים. הקשר בין משקל הקריאה, מגש הקריאה, דוגמת ציפה, ציפה וספיחה הוא כדלקמן10,11,12,13: זא Δm - mSC - mS + (VSC + VS + VA) X p = זא: המוני של ספיחה גז; Δm: המוני של איזון קריאה; m.SC: המוני של מגש מדגם (מתקבל על ידי מדידה ריק); mS: המוני מדגם (מתקבל על ידי מדידה ציפה); VSC: נפח דגימה מגש (מתקבל על ידי מדידה ריק); VS: נפח דגימה (מתקבל על ידי מדידה ציפה); ויא: נפח של גז ספיחה מדגם (מתקבל על ידי מדידה ספיחה); Ρ(p,T,y): צפיפות שמחושבים משוואת המדינה או לקבוע באמצעות מדידה.</li>
	</ol></li>
	<li>השלמת
	<ol>
<li>צא מהתוכנית וסגור את המחשב. סגור את בלון גז ניסיוני.</li>
		<li>אם רק תקופה קצרה לאחר חוסר פעילות מתרחשת, לא יותר מ 3 ימים, לעצור את הכוח המכשיר, שאינה דרושה כדי לשמר את מצב צריכת החשמל של כל מערכת. אנו ממליצים כי הידית בקר צימוד מועבר למצב כבוי.</li>
		<li>אם הכלי צריך להעצר במשך זמן רב, הכוח של כל מערכת ניתן לבטל. לפני הכוח בקר צימוד כבוי, הידית צריך קודם להעביר למצב כבוי. לאשר אור המנורה כבוי האורות אחרים יוצאים ולאחר מכן סגור את הכוח בקר.</li>
	</ol></li>
</ol>

<ol>
	<li>Strapoc, D., Mastalerz, M., Schimmelmann, A., Drobniak, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Geochemical+constraints+on+the+origin+and+volume+of+gas+in+the+New+Albany+Shale+(Devonian-Mississippian),+eastern+Illinois+Basin.">Geochemical constraints on the origin and volume of gas in the New Albany Shale (Devonian-Mississippian), eastern Illinois Basin.</a> AAPG Bulletin. 94, 1713-1740 (2010).</li><li>Loucks, R. G., Ruppel, S. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mississippian+Barnett+Shale:+Lithofacies+and+depositional+setting+of+a+deep-water+shale-gas+succession+in+the+Fort+Worth+Basin,+Texas.">Mississippian Barnett Shale: Lithofacies and depositional setting of a deep-water shale-gas succession in the Fort Worth Basin, Texas.</a> AAPG Bulletin. 91, 579-601 (2007).</li><li>Curtis, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fractured+shale-gas+systems.">Fractured shale-gas systems.</a> AAPG Bulletin. 86, 1921-1938 (2002).</li><li>Montgomery, S. L., Jarvie, D. M., Bowker, K. A., Pallastro, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mississippian+Barnett+Shale,+Fort+Worth+basin,+north-central+Texas:+Gas-shale+play+with+multitrillion+cubic+foot+potential.">Mississippian Barnett Shale, Fort Worth basin, north-central Texas: Gas-shale play with multitrillion cubic foot potential.</a> AAPG Bulletin. 89, 155-175 (2005).</li><li>Jia, C. Z., Zheng, M., Zhang, Y. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Unconventional+hydrocarbon+resources+in+China+and+the+prospect+of+explora+exploration+and+development.">Unconventional hydrocarbon resources in China and the prospect of explora exploration and development.</a> Petroleum Exploration and Development. 39 (2), 129-136 (2012).</li><li>Hou, Y. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+pore+structure+on+methane+sorption+potential+of+shales.">Effect of pore structure on methane sorption potential of shales.</a> Petroleum Exploration and Development. 41 (2), 272-281 (2014).</li><li>Chalmers, G. R., Bustin, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+organic+matter+distribution+and+methane+capacity+of+the+lower+cretaceous+strata+of+northeastern+British+Columbia,+Canada.">The organic matter distribution and methane capacity of the lower cretaceous strata of northeastern British Columbia, Canada.</a> International Journal of Coal Geology. 70 (1-3), 223-239 (2007).</li><li>Kang, Y. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+particle+size+on+methane+sorption+capacity+of+shales.">Effect of particle size on methane sorption capacity of shales.</a> Natural Gas Geoscience. 28 (2), 272-279 (2017).</li><li>Wang, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adsorption+influence+factors+and+characteristics+of+adsorption+isotherm+for+shale+to+methane.">Adsorption influence factors and characteristics of adsorption isotherm for shale to methane.</a> Natural Gas Geoscience. 26 (3), 580-591 (2015).</li><li>Ruppel, T. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adsorption+of+methane+on+dry+coal+at+elevated+pressure.">Adsorption of methane on dry coal at elevated pressure.</a> Fuel. 53, 152-162 (1974).</li><li>Zhang, G. D., Han, Y. K., He, Z. P., Gao, X. Y., Chen, H. Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+sample+particle+size+on+the+adsorption+capacity+of+the+experimental+study+on+the+effect+of+shale+gas.">The sample particle size on the adsorption capacity of the experimental study on the effect of shale gas.</a> Exploration and Development. 6, 110-116 (2016).</li><li>Ross, D. J., Bustin, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impact+of+mass+balance+calculations+on+adsorption+capacities+in+microporous+shale+gas+reservoirs.">Impact of mass balance calculations on adsorption capacities in microporous shale gas reservoirs.</a> Fuel. 86 (17), 696-706 (2007).</li><li>Gasparik, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-pressure+methane+sorption+isotherms+of+black+shales+from+The+Netherlands.">High-pressure methane sorption isotherms of black shales from The Netherlands.</a> Energy &amp; Fuels. 26 (8), 4995-5004 (2012).</li><li>Ji, L. M., Luo, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+sample+size+on+volumetric+determination+of+methane+adsorption+in+clay+minerals.">Effect of sample size on volumetric determination of methane adsorption in clay minerals.</a> Natural Gas Geoscience. 23 (3), 535-549 (2012).</li><li>Wang, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+methane+sorption+capacity+of+Paleozoic+shales+from+the+Sichuan+Basin,+China.">The methane sorption capacity of Paleozoic shales from the Sichuan Basin, China.</a> Marine and Petroleum Geology. 44 (3), 112-119 (2013).</li><li>Zhang, X. D., Sang, S. X., Qin, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isotherm+adsorption+of+coal+samples+with+different+grain+size.">Isotherm adsorption of coal samples with different grain size.</a> Journal of China University of Mining and Technology. 34, 427-432 (2005).</li><li>Wang, Z. X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+discussion+on+the+structural+deformation+and+oil/gas+traps+on+the+western+side+of+the+Xuefeng+Mountain.">A discussion on the structural deformation and oil/gas traps on the western side of the Xuefeng Mountain.</a> Geological Bulletin of China. 31 (11), 1812-1825 (2012).</li><li>Xu, Z. Y., Liang, X., Wang, X. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controlling+factors+for+shale+gas+sweet+spots+distribution+in+the+Upper+Yangtze+region:+a+case+study+of+the+Upper+Ordovician+Wufeng+Fm-Lower+Silurian+Longmaxi+Fm,+Sichuan+Basin.">Controlling factors for shale gas sweet spots distribution in the Upper Yangtze region: a case study of the Upper Ordovician Wufeng Fm-Lower Silurian Longmaxi Fm, Sichuan Basin.</a> Natural Gas Industry. 36 (9), 35-43 (2016).</li><li>Chalmers, G. L., Bustin, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lower+cretaceous+gas+shales+in+northeastern+British+Columbia,+Part+I:+geological+controls+on+methane+sorption+capacity.">Lower cretaceous gas shales in northeastern British Columbia, Part I: geological controls on methane sorption capacity.</a> Bulletin of Canadian Petroleum Geology. 56 (1), 1-21 (2008).</li><li>Tan, J. Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Shale+gas+potential+of+the+major+marine+shale+formations+in+the+Upper+Yangtze+Platform,+South+China,+Part+II:+methane+sorption+capacity.">Shale gas potential of the major marine shale formations in the Upper Yangtze Platform, South China, Part II: methane sorption capacity.</a> Fuel. 129 (4), 204-218 (2014).</li><li>Zhao, Y. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Study+of+impact+factors+on+shale+gas+adsorption+and+desorption.">Study of impact factors on shale gas adsorption and desorption.</a> Natural Gas Geoscience. 25 (6), 940-946 (2014).</li><li>Xue, H. Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adsorption+capability+and+aperture+distribution+characteristics+of+shales:+taking+the+Longmaxi+Formation+shale+of+Sichuan+Basin+as+an+example.">Adsorption capability and aperture distribution characteristics of shales: taking the Longmaxi Formation shale of Sichuan Basin as an example.</a> Acta Petrolei Sinca. 34 (5), 826-832 (2013).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=U.S.+Shale+Gas:+An+Unconventional+Resource.+Unconventional+Challenges.">U.S. Shale Gas: An Unconventional Resource. Unconventional Challenges.</a> Halliburton Energy Services. , (2008).</li><li>Zhang, L. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adsorption+capacity+and+controlling+factors+of+the+Lower+Silurian+Longmaxi+Shale+Play+in+southern+Sichuan+Basin.">Adsorption capacity and controlling factors of the Lower Silurian Longmaxi Shale Play in southern Sichuan Basin.</a> Natural Gas Industry. 34 (12), 63-69 (2014).</li><li>Gasparik, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Geological+controls+on+the+methane+storage+capacity+in+organic-rich+shales.">Geological controls on the methane storage capacity in organic-rich shales.</a> International Journal of Coal Geology. 123 (2), 34-51 (2014).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Technically+Recoverable+Shale+Oil+and+Shale+Gas+Resources:+An+Assessment+of+137+Shale+Formations+in+41+Countries+Outside+the+United+States.">Technically Recoverable Shale Oil and Shale Gas Resources: An Assessment of 137 Shale Formations in 41 Countries Outside the United States.</a> U.S. Energy Information Administration. , (2013).</li><li>Gao, H. Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isotherm+adsorption+characteristic+of+marine+and+continental+shale+and+its+controlling+factors.">Isotherm adsorption characteristic of marine and continental shale and its controlling factors.</a> Natural Gas Geoscience. 24 (6), 1290-1297 (2013).</li><li>Josh, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Laboratory+characterization+of+shale+properties.">Laboratory characterization of shale properties.</a> Journal of Petroleum Science and Engineering. 88-89 (2), 107-124 (2012).</li><li>Li, W. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+model+for+shale+adsorption+gas+amount+under+a+certain+geological+condition+of+temperature+and+pressure.">A new model for shale adsorption gas amount under a certain geological condition of temperature and pressure.</a> Natural Gas Geoscience. 23 (4), 791-796 (2012).</li><li>Robens, E., Keller, J. U., Massen, C. H., Staudt, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sources+of+error+in+sorption+and+density+measurements.">Sources of error in sorption and density measurements.</a> Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. 55, 383-387 (1999).</li><li>Keller, J. U., Stuart, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Gas Adsorption Equilibria: Experimental Methods and Adsorptive Isotherms. , (2005).</li><li>Ji, W. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Geological+controls+and+estimation+algorithms+of+lacustrine+shale+gas+adsorption+capacity:+A+case+study+of+the+Triassic+strata+in+the+southeastern+Ordos+Basin,+China.">Geological controls and estimation algorithms of lacustrine shale gas adsorption capacity: A case study of the Triassic strata in the southeastern Ordos Basin, China.</a> International Journal of Coal Geology. 134-135 (1), 61-73 (2014).</li><li>Liang, M. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evolution+of+pore+structure+in+gas+shale+related+to+structural+deformation.">Evolution of pore structure in gas shale related to structural deformation.</a> Fuel. 197, 310-319 (2017).</li></ol>

המחברים אין לחשוף.

החומרים ששימשו בניסוי זה מוצגים בטבלה של חומרים. לפני הבריכה מדגם מוסר, זה יש לאשר כי טמפרטורה, לחץ בתוך הבריכה מדגם הם-לחץ וטמפרטורה רגילים; אחרת, יש סכנה של פציעה. אם הטמפרטורה גבוהה מדי, המתן הטמפרטורה טיפה ואז להסיר מדגם בריכה. אם הלחץ הוא גבוה מדי או נמוך מדי, באופן ידני להגדיר ל...

פצלי הוא סלע חימר עם סדין דק שמיכות, מבנה, אשר משמש גם סלע מקור פצלי גז וגם מאגר. פצלי יש חיזקו חזק המורכב של מיקרון-בקנה מידה ננו נקבוביות, graptolite מאובנים בדרך כלל מזוהה1,2,3.
פצלי גז הוא מנוצל באופן מסחרי בצלוחית יאנגצה, בדרום סין. כמו מערכת הדלק לא שגרתית המגישה סלע המקור והן מאגר עבור גז מתאן, פצלי גז נגזרת של החומר האורגני בתוך פצלות באמצעות תהליכים אימונופרוביוטיים ו/או תרמוגנית4,5. חנויות מאגרי הגז הטבעי נמצא באחת בשלוש צורות: חינם בתוך הנקבוביות ושברים, הספוחה הגז על פני השטח של חומר אורגני או מינרלים אורגניים, והגז התפרקה גז ב6,של ביטומן ומים -7. מחקרים קודמים מצביעים כי גז הספוחה חשבונות עבור 20-85% של הגז הכולל פצלי תצורות6. לפיכך, מחקר על יכולת ספיחה של פצלי, גורמי השליטה משמעותי חקר ופיתוח של משאב פצלי גז.
יכולת ספיחה מתאן של פצלי נרחב הוכר משתנה באופן משמעותי עם טמפרטורה, לחץ, לחות, בגרות, בהרכב המינרלים, חומר אורגני, סגולי1,4,5 6, ,7; מחקרים קודמים אישרו מתאם גדולה וברורה בין גורמים חיצוניים כמו טמפרטורה, לחץ, חום ולחות מתאן ספיחה.
עם זאת, מחקרים על הקשר בין גורמים פנימי כמו גודל החלקיקים, מתאן ספיחה שנויים במחלוקת. קאנג ג'י להציע כי קיבולת ספיחה מתאן של פצלי אותם דוגמאות גדל עם ירידה של חלקיקים בגודל8,14, בעוד Rupple, ג'אנג מאמינים הרלוונטיות בין גודל החלקיקים ספיחה הינה מוגבלת מבוסס על10,119,עקומות ספיחה איזותרמי. בנוסף, ללא תקנים עבור פרוטוקול הערכה פצלי גז ספיחה, מעבדות בסין החל בדרך כלל הפרוטוקולים הערכה ספיחה פחם להערכת פצלי גז ספיחה. כדי להבהיר את הקשר בין גודל החלקיקים ספיחה, כמו גם לחקור את אזור חיפושי פוטנציאליים, אנו להשיג דגימות פצלי ההפקדות פצלי ימיים עבים יצאתם Wuling בצלחת יאנגצה העליון. מנתח וספיחה gravimetric הוחל לנהל את איזותרמי. אני לא יודע ספיחה להשיג את הקשר בין גודל החלקיקים ספיחה.
השיטות נפחי ו- gravimetric הן השיטות העיקריות שנועדה לבדוק את ספיחה איזותרמי של פצלי. אחסון הוא הפרמטר מפתח השיטה נפחי, אשר מושפע בקלות טמפרטורה ולחץ12,13,14. בגלל חוסר הוודאות בניתוח שגיאה, התפשטות המצטבר במדידות ישירה באמצעות השיטה הנפחי לחישוב כמויות ספיחה מוביל טעות גדולה בתוצאות המדידה, הגורמת איזותרמה ספיחה חריגה של14 ,15. לעומת השיטה נפחי, שיטת gravimetric דורש פחות פרמטרים ותוצאות שגיאות קטנות יותר: כי המסה כולו, משקל ומסה של השיטה gravimetric אינם מושפעים הטמפרטורה ולחץ12. היא נחשבת שיטה מדעית יותר מדויק למדידת כמות theadsorption של ספיחה כיום.
מנתח וספיחה gravimetric משמש בניסוי זה, אשר יש לכל היותר בדיקות הלחץ של 70 MPa (700 בר), בטמפרטורה של 150 מעלות צלזיוס. טמפרטורה, הלחץ הנוצר על ידי מכשירים ישנים יותר נמוכים מדי toaccurately לדמות של טמפרטורה ולחץ של היווצרות עמוק מתחת לאדמה. המפתח באמצעות מנגנון ניתוח וספיחה מגיע האיזון ההשעיה מגנטי עבור מדויק במשקל דגימת החומר, עם דיוק של 10 µg. המנגנון מאמצת את מצב חימום במחזור שמן אמבט, טווח הטמפרטורות שבו יכול להיות נשלט במשך זמן רב בתוך 0.2 ° C. הדיוק של מכשירים ישנים הוא נמוך, ובכך השגיאה יהיה גדול מזה שהושג עם מכשירים חדשים. הפעולות ניסיוני מבוצעים עם התוכנה שסופקו על-ידי המנגנון. מערכת ההפעלה יעודכנו באופן קבוע כדי להבטיח שהניתוח קרוב תנאי המחתרת בפועל12.
איזון ההשעיה מגנטי (MSB) משמש בשיטה gravimetric כדי לבדוק את ספיחה איזותרמי מתאן של פצלי ללא מגע ישיר בין הדגימה את הציוד, בטמפרטורה רגילה ובלחץ. המדגם מונחת בבריכה מדידה, שבו ניתן להעביר את המשקל של המדגם האיזון דרך השעיה ללא מגע צימוד מנגנון12,13. תחת האיזון, יש מגנט על תנאי, נשלט על ידי הקונטרולרים שתוכנן במיוחד המאפשר התליה חינם של המגנט הקבוע להלן. המגנט הקבוע מחבר את חיישן מיקום, הדגימה עם המסגרת צימוד. הפונקציה של המסגרת צימוד היא זוג או הזיווג שבין המכולה מדגם מגנט קבוע התליה מוט14,15,16.
הדגימות נמדד שלנו הם שחור אורגני עשיר שיילס שהופקדו facies ימית של היווצרות מקסי ארוכות, Silurian נמוך ב- Daozhen, בפרובינצית. לתחום המחקר נמצא סאג Wuling, הלוח העליון יאנגצה, שגובל אגן סיצ'ואן צפון-מערב, אזור ההר Xuefeng טקטוניים מערב17. סאג Wuling אזור מעבר בין אגן סיצ'ואן אזור טקטוניים Xuefeng הרים, שזכה ים רדוד-עמוק מדף פיקדונות, והעברת מבניים, ימית פצלי שחור נרחב פיתחה את סילור מוקדם; סאג היה אז בחריפות נקודות המגע המוצגים על-ידי אירועים טקטוניים כמו הודו-סין תנועה, תנועה Yanshan והתנועה ההימליה, שבו נוצר קפלי multistage, תקלות, unconformities18. ימית פצלות שחור בסאג Wuling משמעותית הושפעה התנאים גיאולוגי מורכב, שבו נוצר עתודות פצלי הגז. כמו אזור העברה מבניים, סאג הוא הנקודה המתוקה לחקר פצלי גז, אשר מאופיין על ידי עיוות חלש יותר, טוב יותר פצלי גז דור שימור, וכל התנאים ההתאמה שבר טבעי יותר של מלכודות19.
וספיחה בלחץ גבוה המדידות נערכות בהתבסס על הליך סטנדרטית עם ההדרכה של פרוטוקול המנגנון ספיחה איזותרמי, אשר היה באופן מקיף הרחיב על פרסומים מספר10,11 , 12 , 13 , 14 , 15 , 16. הניסויים ספיחה איזותרמי הושלמו ב מעבדה מפתח של פצלי שמן, גז החקירה, הערכה של האקדמיה הסינית של מדעי. מדידה gravimetric מתבצעת עם איזון ההשעיה מגנטי (MSB) מבוצעת בארבעה שלבים: מדידה ריק, preprocessing, מדידה ציפה, ומדידה של ספיחה, desorption (איור 1, איור 2).

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:1587px;" width="1586">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:412px;">XRF D8 DISCOVER X-Ray diffractometer</td>
			<td style="width:427px;">Brook,Germany</td>
			<td style="width:140px;">204458</td>
			<td style="width:608px;">For mineralogy X-ray diffraction</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">EBSD three element integration system with spectrum&#160;</td>
			<td>EDAX,USA</td>
			<td>Trident XM4</td>
			<td>For nanoscale imaging (SEM)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Mercury injection capillary pressure (MICP)</td>
			<td>USA micromeritics Instrument company</td>
			<td>AutoPore IV 9520</td>
			<td>For the immersion method to measure macropores(Porosity)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Nitrogen gas adsorption at low temperature</td>
			<td>USA micromeritics Instrument company</td>
			<td>ASAP2460/2020</td>
			<td>For the low pressure nitrogen gas adsorption to measure mesopores and micropores(BET)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Finnigan MAT-252 mass spectrometer</td>
			<td>ThermoFinnigan,USA</td>
			<td>TRQ/Y2008-004</td>
			<td>For C isotope</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">LECO CS-230 analyzer&#160;</td>
			<td>Research Institute of Petroleum Exploration and Development</td>
			<td>617-100-800</td>
			<td>TOC apparatus</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">3Y-Leica MPV-SP photometer microphotometric system&#160;</td>
			<td>Leica,Germany</td>
			<td>M090063016</td>
			<td>Ro apparatus</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Magnetic Suspension Balance Isothermal adsorption analyzer</td>
			<td>Rubotherm,Germany</td>
			<td>2015-1974CHN</td>
			<td>For methane adsorption tests</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Sieve(20/40/60/80/100/120mesh)</td>
			<td>Sinopharm Chemical Reagent Beijing Co.Ltd</td>
			<td>200*50GB6003.102012</td>
			<td>Used to screen samples</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Absorbent cotton, hammer, tweezers and acetaldehyde</td>
			<td>Sinopharm Chemical Reagent Beijing Co.Ltd</td>
			<td>standard</td>
			<td>Used to clean materials</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Residual gas tight grinder</td>
			<td>Nantong Huaxing Petroleum Instrument Co., Ltd</td>
			<td>TY2013000237</td>
			<td>Sample smasher</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

experimental study of the relationship between particle size and methane sorption capacity in shale

כמות הספוחה פצלי גז הוא פרמטר מפתח בשימוש משאב פצלי גז והערכת בחירה באזור היעד, וזה גם תקן חשוב להערכת ערך כריית פצלי גז. כיום, מחקרים על הקשר בין חלקיקים בגודל של מתאן ספיחה שנויים במחלוקת. במחקר זה, משמש מנגנון ספיחה איזותרמי, במנתח וספיחה gravimetric, לבדוק את קיבולת ספיחה של גודל החלקיקים שונים פצלי כדי לקבוע את היחס בין גודל החלקיקים לבין יכולת ספיחה של פצלי. שיטת Thegravimetric דורש פחות פרמטרים, מפיקה תוצאות טובות יותר מבחינת דיוק ועקביות מאשר שיטות כמו השיטה הנפחי. מדידות gravimetric מתבצעים בארבעה שלבים: מדידה ריק preprocessing, מדידה ציפה, מדידות ספיחה, desorption. מדידה gravimetric נחשב כיום להיות שיטה יותר מדעי ומדויק של מדידת כמות ספיחה; עם זאת, זה זמן רב ודורש טכניקה מדידה קפדנית. איזון ההשעיה מגנטי (MSB) היא המפתח כדי לאמת את דיוק ועקביות של שיטה זו. התוצאות שלנו להראות כי קיבולת ספיחה, גודל החלקיקים נמצאים בקורלציה, אך לא מתאם ליניארי, את adsorptions של חלקיקים sieved לתוך רשתות 40-60, 60-80 נוטים להיות גדולים יותר. אנו מציעים כי מרבית ספיחה התואמים גודל החלקיקים הוא כ 250 מיקרומטר (60 mesh), שבירה פצלי גז.

<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57705/57705fig1.jpg"> איור 1 : הגדרת ניסיוני עבור גז gravimetric ספיחה-טמפרטורה גבוהה ולחץ. איור זה מציג את הסידור לניסוי ספיחה איזותרמי: () השמן אמבט חימום התקן על האמבטיה נוזלים; (b) חימום חשמלי מכשיר לחימום חשמ...

Watch this Scientific Journal Video about Experimental Study of the Relationship Between Particle Size and Methane Sorption Capacity in Shale at JoVE.com

Experimental Study of the Relationship Between Particle Size and Methane Sorption Capacity in Shale

ניסויי חקר הקשר בין גודל החלקיקים מתאן וספיחה מתוקף פצלי

אנו משתמשים מכשירים ספיחה איזותרמי, במנתח וספיחה gravimetric, כדי לבחון את יכולת ספיחה של גודל החלקיקים שונים של פצלי, כדי לברר את הקשר בין גודל החלקיקים לבין יכולת ספיחה של פצלי.

The amount of adsorbed shale gas is a key parameter used in shale gas resource evaluation and target area selection, and it is also an important standard ...

experimental-study-relationship-between-particle-size-methane

Research

JoVE Journal

Environment

7.5K Views.  Chinese Academy of Geological Sciences. אנו משתמשים מכשירים ספיחה איזותרמי, במנתח וספיחה gravimetric, כדי לבחון את יכולת ספיחה של גודל החלקיקים שונים של פצלי, כדי לברר את הקשר בין גודל החלקיקים לבין יכולת ספיחה של פצלי.

Video: Experimental Study of the Relationship Between Particle Size and Methane Sorption Capacity in Shale

The Use of an Automated System (GreenFeed) to Monitor Enteric Methane and Carbon Dioxide Emissions from Ruminant Animals

Ruminant animals (domesticated or wild) emit methane (CH4) through enteric fermentation in their digestive tract and from decomposition of manure during storage. These processes are the major sources of greenhouse gas (GHG) emissions from animal production systems. Techniques for measuring enteric CH4 vary from direct measurements (respiration chambers, which are highly accurate, but with limited applicability) to various indirect methods (sniffers, laser technology, which are practical, but with variable accuracy). The sulfur hexafluoride (SF6)&#160;tracer gas method is commonly used to measure enteric CH4 production by animal scientists and more recently, application of an Automated Head-Chamber System (AHCS) (GreenFeed, C-Lock, Inc., Rapid City, SD), which is the focus of this experiment, has been growing. AHCS is an automated system to monitor CH4 and carbon dioxide (CO2) mass fluxes from the breath of ruminant animals. In a typical AHCS operation, small quantities of baiting feed are dispensed to individual animals to lure them to AHCS multiple times daily. As the animal visits AHCS, a fan system pulls air past the animal&#8217;s muzzle into an intake manifold, and through an air collection pipe where continuous airflow rates are measured. A sub-sample of air is pumped out of the pipe into non-dispersive infra-red sensors for continuous measurement of CH4 and CO2 concentrations. Field comparisons of AHCS to respiration chambers or SF6 have demonstrated that AHCS produces repeatable and accurate CH4 emission results, provided that animal visits to AHCS are sufficient so emission estimates are representative of the diurnal rhythm of rumen gas production. Here, we demonstrate the use of AHCS to measure CO2 and CH4 fluxes from dairy cows given a control diet or a diet supplemented with technical-grade cashew nut shell liquid.

The Use of an Automated System GreenFeed to Monitor Enteric Methane and Carbon Dioxide Emissions from Ruminant Animals

Accuracy and precision of the techniques used to measure methane emissions from ruminant animals are critically important for the success of greenhouse gas mitigation efforts. This manuscript describes the principles and operation of an automated system to monitor methane and carbon dioxide mass fluxes from the breath of ruminant animals.

השימוש במערכת אוטומטית (GreenFeed) לפקח פליטות המעיים מתאן ופחמן דו חמצני מבעלי חיים מעלה הגירה

Ruminant animals (domesticated or wild) emit methane (CH4) through enteric fermentation in their digestive tract and from decomposition of manure during ...

Protocol for Measuring the Thermal Properties of a Supercooled Synthetic Sand-water-gas-methane Hydrate Sample

Methane hydrates (MHs) are present in large amounts in the ocean floor and permafrost regions. Methane and hydrogen hydrates are being studied as future energy resources and energy storage media. To develop a method for gas production from natural MH-bearing sediments and hydrate-based technologies, it is imperative to understand the thermal properties of gas hydrates.
The thermal properties' measurements of samples comprising sand, water, methane, and MH are difficult because the melting heat of MH may affect the measurements. To solve this problem, we performed thermal properties' measurements at supercooled conditions during MH formation. The measurement protocol, calculation method of the saturation change, and tips for thermal constants' analysis of the sample using transient plane source techniques are described here.
The effect of the formation heat of MH on measurement is very small because the gas hydrate formation rate is very slow. This measurement method can be applied to the thermal properties of the gas hydrate-water-guest gas system, which contains hydrogen, CO2, and ozone hydrates, because the characteristic low formation rate of gas hydrate is not unique to MH. The key point of this method is the low rate of phase transition of the target material. Hence, this method may be applied to other materials having low phase-transition rates.

We present a protocol for measuring the thermal properties of synthetic hydrate-bearing sediment samples comprising sand, water, methane, and methane hydrate.

פרוטוקול למדידת התכונות התרמיות של מדגם סודה בקירור סינתטי חול-מים-גז מתאן

Methane hydrates (MHs) are present in large amounts in the ocean floor and permafrost regions. Methane and hydrogen hydrates are being studied as future ...

Image-based Lagrangian Particle Tracking in Bed-load Experiments

Image analysis has been increasingly used for the measurement of river flows due to its capabilities to furnish detailed quantitative depictions at a relatively low cost. This manuscript describes an application of particle tracking velocimetry (PTV) to a bed-load experiment with lightweight sediment. The key characteristics of the investigated sediment transport conditions were the presence of a covered flow and of a fixed rough bed above which particles were released in limited number at the flume inlet. Under the applied flow conditions, the motion of the individual bed-load particles was intermittent, with alternating movement and stillness terms. The flow pattern was preliminarily characterized by acoustic measurements of vertical profiles of the stream-wise velocity. During process visualization, a large field of view was obtained using two action-cameras placed at different locations along the flume. The experimental protocol is described in terms of channel calibration, experiment realization, image pre-processing, automatic particle tracking, and post-processing of particle track data from the two cameras. The presented proof-of-concept results include probability distributions of the particle hop length and duration. The achievements of this work are compared to those of existing literature to demonstrate the validity of the protocol.

The manuscript presents a protocol for the conduction of bed-load sediment transport experiments where the moving particles are tracked by image analysis. The experimental facility, the procedures for run realization and data processing, and finally some proof-of-concept results are presented here.

תמונה מבוססי Lagrangian החלקיקים מעקב בניסויי מיטה לטעון

Image analysis has been increasingly used for the measurement of river flows due to its capabilities to furnish detailed quantitative depictions at a ...

Preparation of Authigenic Pyrite from Methane-bearing Sediments for In Situ Sulfur Isotope Analysis Using SIMS

Different sulfur isotope compositions of authigenic pyrite typically result from the sulfate-driven anaerobic oxidation of methane (SO4-AOM) and organiclastic sulfate reduction (OSR) in marine sediments. However, unravelling the complex pyritization sequence is a challenge because of the coexistence of different sequentially formed pyrite phases. This manuscript describes a sample preparation procedure that enables the use of secondary ion mass spectroscopy (SIMS) to obtain in situ &#948;34S values of various pyrite generations. This allows researchers to constrain how SO4-AOM affects pyritization in methane-bearing sediments. SIMS analysis revealed an extreme range in &#948;34S values, spanning from -41.6 to +114.8&#8240;, which is much wider than the range of &#948;34S values obtained by the traditional bulk sulfur isotope analysis of the same samples. Pyrite in the shallow sediment mainly consists of 34S-depleted framboids, suggesting early diagenetic formation by OSR. Deeper in the sediment, more pyrite occurs as overgrowths and euhedral crystals, which display much higher SIMS &#948;34S values than the framboids. Such 34S-enriched pyrite is related to enhanced SO4-AOM at the sulfate-methane transition zone, postdating OSR. High-resolution in situ SIMS sulfur isotope analyses allow for the reconstruction of the pyritization processes, which cannot be resolved by bulk sulfur isotope analysis.

Preparation of Authigenic Pyrite from Methane-bearing Sediments for In Situ Sulfur Isotope Analysis Using SIMS

Analyses of the sulfur isotopic composition (&#948;34S) of pyrite from methane-bearing sediments have typically focused on bulk samples. Here, we applied secondary ion mass spectroscopy to analyze the &#948;34S values of various pyrite generations to understand the diagenetic history of pyritization.

הכנה של פיריט Authigenic ממשקעים מתאן מניבי בחיי עיר גופרית איזוטופ ניתוח באמצעות סימס

Different sulfur isotope compositions of authigenic pyrite typically result from the sulfate-driven anaerobic oxidation of methane (SO4-AOM) and ...

Experimental Column Setup for Studying Anaerobic Biogeochemical Interactions Between Iron (Oxy)Hydroxides, Trace Elements, and Bacteria

Fate and speciation of trace elements (TEs), such as arsenic (As) and mercury (Hg), in aquifers are closely related to physio-chemical conditions, such as redox potential (Eh) and pH, but also to microbial activities that can play a direct or indirect role on speciation and/or mobility. Indeed, some bacteria can directly oxidize As(III) to As(V) or reduce As(V) to As(III). Likewise, bacteria are strongly involved in Hg cycling, either through its methylation, forming the neurotoxin monomethyl mercury, or through its reduction to elemental Hg&#176;. The fates of both As and Hg are also strongly linked to soil or aquifer composition; indeed, As and Hg can bind to organic compounds or (oxy)hydroxides, which will influence their mobility. In turn, bacterial activities such as iron (oxy)hydroxide reduction or organic matter mineralization can indirectly influence As and Hg sequestration. The presence of sulfate/sulfide can also strongly impact these particular elements through the formation of complexes such as thio-arsenates with As or metacinnabar with Hg.
Consequently, many important questions have been raised on the fate and speciation of As and Hg in the environment and how to limit their toxicity. However, due to their reactivity towards aquifer components, it is difficult to clearly dissociate the biogeochemical processes that occur and their different impacts on the fate of these TE.
To do so, we developed an original, experimental, column setup that mimics an aquifer with As- or Hg-iron-oxide rich areas versus iron depleted areas, enabling a better understanding of TE biogeochemistry in anoxic conditions. The following protocol gives step by step instructions for the column set-up either for As or Hg, as well as an example with As under iron and sulfate reducing conditions.

Experimental Column Setup for Studying Anaerobic Biogeochemical Interactions Between Iron OxyHydroxides, Trace Elements, and Bacteria

Fate and speciation of arsenic and mercury in aquifers are closely related to physio-chemical conditions and microbial activity. Here, we present an original experimental column setup that mimics an aquifer and enables a better understanding of trace element biogeochemistry in anoxic conditions. Two examples are presented, combining geochemical and microbiological approaches.

להגדרת הטור ניסיוני ללמוד אנאירובית Biogeochemical אינטראקציות בין והידרוקסידים ברזל (אוקסי), יסודות קורט, חיידקים

Fate and speciation of trace elements (TEs), such as arsenic (As) and mercury (Hg), in aquifers are closely related to physio-chemical conditions, such as ...

The Plant Infection Test: Spray and Wound-Mediated Inoculation with the Plant Pathogen Magnaporthe Grisea

Plants possess a powerful system to defend themselves against potential threats by pathogenic fungi. For agriculturally important plants, however, current measures to combat such pathogens have proved too conservative and, thus, not sufficiently effective, and they can potentially pose environmental risks. Therefore, it is extremely necessary to identify host-resistance factors to assist in controlling plant diseases naturally through the identification of resistant germplasm, the isolation and characterization of resistance genes, and the molecular breeding of resistant cultivars. In this regard, there is need to establish an accurate, rapid, and large-scale inoculation method to breed and develop plant resistance genes. The rice blast fungal pathogen Magnaporthe grisea causes severe disease symptoms and yield losses. Recently, M. grisea has emerged as a model organism for studying the mechanisms of plant-fungal pathogen interactions. Hence, we report the development of a plant virulence test method that is specific for M. grisea. This method provides for both spray inoculation with a conidial suspension and wounding inoculation with mycelium cubes or droplets of conidial suspension. The key step of the wounding inoculation method for detached rice leaves is to make wounds on plant leaves, which avoids any interference caused by host penetration resistance. This spray/wounding protocol contributes to the rapid, accurate, and large-scale screening of the pathotypes of M. grisea isolates. This integrated and systematic plant infection method will serve as an excellent starting point for gaining a broad perspective of issues in plant pathology.

The Plant Infection Test: Spray and Wound-Mediated Inoculation with the Plant Pathogen Magnaporthe Grisea

Here, we present a protocol to test plant virulence with the plant pathogen Magnaporthe grisea. This report will contribute to the large-scale screening of the pathotypes of fungi isolates and serve as an excellent starting point for understanding the resistant mechanisms of plants during molecular breeding.

הבדיקה זיהום צמח: ריסוס, בתיווך הפצע חיסון עם הפתוגן של צמח Magnaporthe Grisea

Plants possess a powerful system to defend themselves against potential threats by pathogenic fungi. For agriculturally important plants, however, current ...

Generating Homo- and Heterografts Between Watermelon and Bottle Gourd for the Study of Cold-responsive MicroRNAs

MicroRNAs (miRNAs) are endogenous small non-coding RNAs of about 20 - 24 nt, known to play important roles in plant development and adaptation. There is an accumulating evidence showing that the expressions of certain miRNAs are altered when grafting, an agricultural practice commonly used by farmers to improve crop tolerance to biotic and abiotic stresses. Bottle gourd is an inherently climate-resilient crop compared to many other major cucurbits, including watermelon, rendering it one of the most widely used rootstocks for the latter. The recent advancement of high-throughput sequencing technologies has provided great opportunities to investigate cold-responsive miRNAs and their contributions to heterograft advantages; yet, adequate experimental procedures are a prerequisite for this purpose. Here, we present a detailed protocol for efficiently generating homo- and heterografts between the cold-susceptible watermelon and the cold-tolerant bottle gourd, in addition to methods of tissue sampling, data generation, and data analysis. The presented methods are also useful for other plant-grafting systems, to interrogate miRNA regulations under various environmental stresses, such as heat, drought, and salinity.

Here we present a detailed protocol for efficiently making homo- and heterografts between watermelon and bottle gourd, in addition to methods of tissue sampling, data generation, and data analysis, for the investigation of cold-responsive microRNAs.

יצירת הומו - ו Heterografts בין אבטיח דלעת הבקבוק לחקר מיקרו Rna קר-תגובה

MicroRNAs (miRNAs) are endogenous small non-coding RNAs of about 20 - 24 nt, known to play important roles in plant development and adaptation. There is ...

Composition and Distribution Analysis of Bioaerosols Under Different Environmental Conditions

Variable microorganisms in particulate matter (PM) under different environmental conditions may have significant impacts on human health. In this study, we described a protocol for multiple analyses of the biological compositions in environmental PM. Five experiments are presented: (1) PM number monitoring by using a laser particle counter; (2) PM collection by using a cyclonic aerosol sampler; (3) PM collection by using a high-volume air sampler with filters; (4) culturable microbes collection by the Andersen six-stage sampler; and (5) detection of biological composition of environmental PM by bacterial 16SrDNA and fungal ITS region sequencing. We selected hazy days and a livestock farm as two typical examples of the application in this protocol. In this study, these two sampling methods, cyclonic aerosol sampler and filter sampler, showed different sampling efficiency. The cyclonic aerosol sampler performed much better in terms of collecting bacteria, while these two methods showed the same efficiency in collecting fungi. Filter samplers can work under low temperature conditions while cyclonic aerosol samplers have a sampling limitation for temperature. A solid impacting sampler, such as an Andersen six-stage sampler, can be used to sample bioaerosols directly into the culture medium, which increases the survival rate of culturable microorganisms. However, this method mainly relies on culture while more than 99% of microbes cannot be cultured. DNA extracted from the culturable bacteria collected by the Andersen six-stage sampler and samples collected by cyclonic aerosol sampler and filter sampler were detected by bacterial 16S rDNA and fungal ITS region sequencing.All the methods above may have wide application in many fields of study, such as environmental monitoring and airborne pathogen detection. From these results, we can conclude that these methods can be used under different conditions and may help other researchers further explore the health impacts of environmental bioaerosols.

Understanding the biological composition of environmental particulate matter is important for the study of its significant impacts on human health and disease spread. Here, we used three types of bioaerosol sampling methods and a biological analysis of airborne microbes to better explore airborne microbial communities under different environmental conditions.

הלחנה וניתוח הפצה Bioaerosols בתנאים סביבתיים שונים

Variable microorganisms in particulate matter (PM) under different environmental conditions may have significant impacts on human health. In this study, ...

Measuring the Shape and Size of Activated Sludge Particles Immobilized in Agar with an Open Source Software Pipeline

Experimental bioreactors, such as those treating wastewater, contain particles whose size and shape are important parameters. For example, the size and shape of activated sludge flocs can indicate the conditions at the microscale, and also directly affect how well the sludge settles in a clarifier.
Particle size and shape are both misleadingly &#39;simple&#39; measurements. Many subtle issues, often unaddressed in informal protocols, can arise when sampling, imaging, and analyzing particles. Sampling methods may be biased or not provide enough statistical power. The samples themselves may be poorly preserved or undergo alteration during immobilization. Images may not be of sufficient quality; overlapping particles, depth of field, magnification level, and various noise can all produce poor results. Poorly specified analysis can introduce bias, such as that produced by manual image thresholding and segmentation.
Affordability and throughput are desirable alongside reproducibility. An affordable, high throughput method can enable more frequent particle measurement, producing many images containing thousands of particles. A method that uses inexpensive reagents, a common dissecting microscope, and freely-available open source analysis software allows repeatable, accessible, reproducible, and partially-automated experimental results. Further, the product of such a method can be well-formatted, well-defined, and easily understood by data analysis software, easing both within-lab analyses and data sharing between labs.
We present a protocol that details the steps needed to produce such a product, including: sampling, sample preparation and immobilization in agar, digital image acquisition, digital image analysis, and examples of experiment-specific figure generation from the analysis results. We have also included an open-source data analysis pipeline to support this protocol.

The size and shape of particles in activated sludge are important parameters that are measured using varying methods. Inaccuracies arise from non-representative sampling, suboptimal images, and subjective analysis parameters. To minimize these errors and ease measurement, we present a protocol specifying every step, including an open source software pipeline.

מדידת לצורה ולגודל החלקיקים בוצה מופעל מרותק למיטה בטיפול אגר עם צינור תוכנה קוד פתוח

Experimental bioreactors, such as those treating wastewater, contain particles whose size and shape are important parameters. For example, the size and ...

Modeling the Size Spectrum for Macroinvertebrates and Fishes in Stream Ecosystems

The size spectrum is an inverse, allometric scaling relationship between average body mass (M) and the density (D) of individuals within an ecological community or food web. Importantly, the size spectrum assumes that individual size, rather than species&#8217; behavioral or life history characteristics, is the primary determinant of abundance within an ecosystem. Thus, unlike traditional allometric relationships that focus on species-level data (e.g., mean species&#8217; body size vs. population density), size spectra analyses are &#8216;ataxic&#8217; &#8211; individual specimens are identified only by their size, without consideration of taxonomic identity. Size spectra models are efficient representations of traditional, complex food webs and can be used in descriptive as well as predictive contexts (e.g., predicting responses of large consumers to changes in basal resources). Empirical studies from diverse aquatic ecosystems have also reported moderate to high levels of similarity in size spectra slopes, suggesting that common processes may regulate the abundances of small and large organisms in very different settings. This is a protocol to model the community-level size spectrum in wadable streams. The protocol consists of three main steps. First, collect quantitative benthic fish and invertebrate samples that can be used to estimate local densities. Second, standardize the fish and invertebrate data by converting all individuals to ataxic units (i.e., individuals identified by size, irrespective of taxonomic identity), and summing individuals within log2 size bins. Third, use linear regression to model the relationship between ataxic M and D estimates. Detailed instructions are provided herein to complete each of these steps, including custom software to facilitate D estimation and size spectra modeling.

This is a protocol to model the size spectrum (scaling relationship between individual mass and population density) for combined fish and invertebrate data from wadable streams and rivers. Methods include: field techniques to collect quantitative fish and invertebrate samples; lab methods to standardize the field data; and statistical data analysis.

מידול ספקטרום הגודל של מאקרוחסרי חוליות ודגים בזרם מערכות אקולוגיות

The size spectrum is an inverse, allometric scaling relationship between average body mass (M) and the density (D) of individuals within an ecological ...