一體式水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)技術(shù)介紹

低場(chǎng)時(shí)域核磁共振技術(shù)用于土壤中的孔隙分布研究 土壤作為一種非穩(wěn)態(tài)多孔介質(zhì)，其在吸水過(guò)程中，孔隙狀態(tài)發(fā)生變化，并形成新的孔隙分布狀態(tài)。通常對(duì)土壤等多孔介質(zhì)中的孔隙定性分為3大類：微孔（micropores）、中孔（mesopores）、大孔（macropores）。當(dāng)孔隙中填充水時(shí)，由于水中的氫原子核在不同尺寸的孔隙中，受到的束縛強(qiáng)度不同?；诘蛨?chǎng)時(shí)域核磁共振技術(shù)原理，當(dāng)氫原子在靜磁場(chǎng)中，受靜磁場(chǎng)作用，定向排列，形成宏觀磁矩，被一特定交變磁場(chǎng)激發(fā)后，吸收能量，使宏觀磁矩發(fā)生偏轉(zhuǎn)（90°、180°等），當(dāng)交變磁場(chǎng)撤除后，受靜磁場(chǎng)作用，宏觀此舉恢復(fù)到初始狀態(tài)，這一過(guò)程即共振。其中橫向弛豫時(shí)間T2是描述氫原子核弛豫快慢的特征參數(shù)，其大小反應(yīng)了氫原子核所處的環(huán)境，即束縛的越強(qiáng)烈，弛豫越快，T2越小。水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)磁共振分析儀可用于非常規(guī)巖芯的可動(dòng)與不可動(dòng)固體有機(jī)質(zhì)含量檢測(cè)分析。一體式水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)技術(shù)介紹

縱向弛豫(T1)和橫向弛豫(T2)是由質(zhì)子之間的磁相互作用引起的。從原子的角度來(lái)看，當(dāng)一個(gè)進(jìn)動(dòng)的質(zhì)子系統(tǒng)將能量傳遞給周圍環(huán)境時(shí)，弛豫就發(fā)生了。供體質(zhì)子弛豫到它的低能態(tài)，在低能態(tài)中質(zhì)子沿著B(niǎo)0的方向進(jìn)動(dòng)。同樣的轉(zhuǎn)移也有助于T2弛豫。此外，消相有助于T2松弛，而不涉及向周圍環(huán)境轉(zhuǎn)移能量。因此，橫向弛豫總是比縱向弛豫快;因此，T2總是小于等于T1?！?duì)于固體中的質(zhì)子，T2比T1小得多?！?duì)于流體中的質(zhì)子：(1)當(dāng)流體處于均勻靜磁場(chǎng)時(shí)，T1近似等于T2。(2)當(dāng)流體處于梯度磁場(chǎng)并采用CPMG測(cè)量過(guò)程時(shí)，T2小于T1，其差異主要受磁場(chǎng)梯度、回波間距和流體擴(kuò)散率的控制。當(dāng)潤(rùn)濕流體填充多孔介質(zhì)(如巖石)時(shí)，T1和T2都急劇減小，并且弛豫機(jī)制不同于固體或流體中的質(zhì)子。NMR水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)儀器特色水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)磁共振分析儀可用于土壤修復(fù)研究。

用核磁共振技術(shù)評(píng)價(jià)油氣藏儲(chǔ)層巖石潤(rùn)濕性源于對(duì)多孔介質(zhì)中潤(rùn)濕性流體和非潤(rùn)濕性流體弛豫時(shí)間特征的研究，實(shí)質(zhì)即是核磁共振弛豫譜對(duì)于多孔介質(zhì)中潤(rùn)濕性和非潤(rùn)濕性流體與固體孔隙表面作用力強(qiáng)弱特征的反映不同。潤(rùn)濕性是指當(dāng)巖石孔隙中存在兩種非混相流體時(shí)，其中某一相流體相對(duì)于另一相流體對(duì)于巖石孔隙表面具有更強(qiáng)的親和力或鋪展性。油氣藏儲(chǔ)層潤(rùn)濕性是儲(chǔ)層基本的物性特征之一，也是巖心專項(xiàng)分析的重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容之一。儲(chǔ)層巖石的潤(rùn)濕性是影響油水微觀分布、毛管力、相對(duì)滲透率、束縛水飽和度及殘余油飽和度等的因素之一，準(zhǔn)確評(píng)價(jià)儲(chǔ)層潤(rùn)濕性對(duì)于制定合理的油田開(kāi)發(fā)方案及提高采收率措施具有極為重要的指導(dǎo)作用。核磁共振技術(shù)作為一種快速、無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在石油工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用越來(lái)越廣闊。

核磁共振技術(shù)作為一種無(wú)損的、非侵入式且可定量的檢測(cè)方法，已經(jīng)用于水泥基材料的水化過(guò)程的測(cè)量。大量研究表明，水泥基材料水化過(guò)程中存在結(jié)晶水、層間水、凝膠孔水和毛細(xì)孔水等四種成分，隨著水化反應(yīng)的進(jìn)行，上述四種成分含量也會(huì)發(fā)生變化。1H核磁共振技術(shù)利用H原子作為探針，可以在不需要預(yù)處理、不破壞水泥樣本結(jié)構(gòu)的情況下，對(duì)水泥水化過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)。目前，大多數(shù)用于水泥基材料的低場(chǎng)核磁共振分析方法都依賴于一維T1、T2測(cè)量方法，使用一維核磁共振測(cè)量方法對(duì)于準(zhǔn)確解釋水泥系統(tǒng)可能存在困難。因此，為了提高分辨率以及同時(shí)獲得水泥樣本的T1、T2弛豫信息，二維T1-T2相關(guān)測(cè)量方法開(kāi)始用于水泥基材料的檢測(cè)中，可獲得清晰的水分子動(dòng)力學(xué)、成分變化等相關(guān)信息。水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)磁共振分析儀可對(duì)水泥基材料的水化過(guò)程進(jìn)行分析。

采用核磁共振測(cè)定水泥硬化漿體孔徑分布時(shí)不只可得到凝膠孔信息，而且操作簡(jiǎn)易，流程迅速，對(duì)樣品不產(chǎn)生任何損傷，具有很大的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用前景。同時(shí)，低場(chǎng)核磁共振技術(shù)還可用于研究水泥水化進(jìn)程和硬化漿體中水的擴(kuò)散。從分析水泥中順磁性物質(zhì)含量和來(lái)源對(duì)其核磁共振信號(hào)影響這個(gè)角度出發(fā)，尋找順磁性物質(zhì)對(duì)核磁共振信號(hào)的影響規(guī)律，并對(duì)低場(chǎng)核磁共振測(cè)定孔徑分布和化學(xué)結(jié)合水含量的方法進(jìn)行修正，提高測(cè)試方法的準(zhǔn)確性，可為使用低場(chǎng)核磁共振技術(shù)研究水泥水化進(jìn)程提供理論依據(jù)。低場(chǎng)核磁共振是一種正在興起的快速無(wú)損檢測(cè)技術(shù)。具有測(cè)試速度快，靈敏度高、無(wú)損、綠色等優(yōu)點(diǎn)。MAG-MED水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)系統(tǒng)原理

水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)磁共振弛豫分析技術(shù)是核磁共振技術(shù)的一個(gè)分支被應(yīng)用在各個(gè)行業(yè)。一體式水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)技術(shù)介紹

核磁共振技術(shù)是利用巖石等多孔介質(zhì)內(nèi)部流體中H原子的核磁共振信號(hào)強(qiáng)度與流體體積成正比這一特性來(lái)實(shí)現(xiàn)巖石微觀孔隙結(jié)構(gòu)測(cè)量，T2圖譜是核磁共振測(cè)得的直觀結(jié)果之一。對(duì)于均質(zhì)的純凈物，發(fā)生核磁共振時(shí)其內(nèi)部每個(gè)原子核與周圍環(huán)境的相互作用基本相同，因此可以用一個(gè)單一的弛豫時(shí)間T來(lái)表征被測(cè)樣品的物性特征。而對(duì)于巖石這種多孔介質(zhì)而言，情況要復(fù)雜的多。巖石礦物含量與構(gòu)成不一，孔隙內(nèi)的流體被巖石骨架分割在大小形狀不一的孔道內(nèi)，每個(gè)原子核與固體表面的接觸機(jī)會(huì)不一樣，導(dǎo)致每個(gè)原子核弛豫被加強(qiáng)的幾率不等，因此，儲(chǔ)層巖石內(nèi)的流體弛豫不能用單一的弛豫時(shí)間來(lái)描述，而應(yīng)當(dāng)是一個(gè)分布。不同類型巖石內(nèi)不同流體決定了各自具有不同的弛豫時(shí)間分布。一體式水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)技術(shù)介紹