NMR水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质系统原理

核磁共振技术在水泥基材料中得到了广阔地应用，该技术在水泥基材料中的应用主要包括三大类: 水泥水化进展表征、水泥浆体孔结构演化表征和水泥化学相关信息表征。运用低场核磁共振技术测试水泥的水化进程，该技术可在不破坏样品的前提下，利用水分子中质子的弛豫特性研究水泥基材料中水的含量及其分布的变化，具有快速、连续和无损的优势。随着水化反应的进行，水的状态从自由水向化学结合水、物理吸附水和孔隙水转变。核磁共振技就是通过探测不同结合状态的水分子中的质子信号来研究水化过程。水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质磁共振分析仪可用于非常规岩芯的岩芯湿性检测分析。NMR水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质系统原理

.规格化FID法的方法为：1. 所有测得的低于冰点的温度下的FID信号以任一高于冰点的温度的FID信号进行规格化；2. 在规格化后的FID曲线上确定，所有规格化后的FID曲线水平平行的点（即从该时间后，规格化话后的FID曲线水平平行）。则该时间点对于的FID信号的强度用于计算冻土中未冻水含量。 FIDx=(FID10-FID5)Tx/（T10-T5）+(FID5T10-FID10T5)/(T10-T5)----(1) 根据公式（1）确认不同温度Tx下的FIDx的大小：其中FID10、FID5分别为10℃和5℃时的FID信号强度，T10=10℃、T5=5℃。 Wu=FIDX60Wg/FIDX-----（2） 根据公式（2）计算x温度下的冻土中的未冻水含量Wu，其中FIDx由公式（1）确认，FIDx60为x温度下的FID信号在60us时的信号强度（60us时规格化后的FID曲线水平平行，对于不同样品该时间点不同），Wg为样品中的重力水含量。MAGMED系列水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质仪器特色岩石和土体是天然形成的多孔介质材料。

对于水泥中的结晶水，主要来自于水泥水化过程的产生的微晶相氢氧化钙中的羟基信号、钙矾石中的结晶水信号，其T2弛豫时间非常短~10us左右。常规的T1-T2测量方法能够重聚由于化学位移各向异性、潜在的磁场不均匀性以及异核偶极耦合相互作用造成的磁化损失，对于氢氧化钙中同核偶极耦合作用造成的信号损失无能为力，因此常规T1-T2测量方法检测到水泥基材料中的固体信号比较困难。而固体回波可以重聚氢氧化钙中孤立的1/2自旋对产生的同核偶极耦合作用造成的信号损失，因而可以检测到水泥基材料中的固体信号。我们将多固体回波序列用于T1-T2弛豫测量，多固体回波序列(图1)由标准二维弛豫序列结合固体回波组成。目前，该二维脉冲序列测量方法已用于岩芯、矿物等多孔介质材料。我们将二维固体脉冲测量方法应用于水泥样本的研究中，目的是使用低场核磁共振技术获得更完整的水泥材料中的固体信号。

测井作为评价已钻探地层的经济方法，在测定孔隙度和流体饱和度方面已经取得了进步，但仍不能提供系统的渗透率估算。这就是为什么核磁共振技术在20世纪60年代引起石油工业的兴趣，当时研究人员发表的研究结果显示，核磁共振技术具有良好的渗透率相关性。然而，渗透率并不是这种新型脉冲回波核磁共振测井提供的***岩石物理效益。许多其他岩石物理参数——与矿物无关的总孔隙度;**于其他测井曲线的水、气、油饱和度;油的粘度——都是可以达到的。其他几个参数似乎也触手可及，从而确保这种新的均匀梯度核磁共振测井测量将被证明是迄今为止测井行业设计的**丰富的地层岩石物理单一来源。低场核磁共振技术对仪器环境要求不高，具有操作简单快捷、检测速度快、对人体无辐射。

水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质核磁共振(NMR)基本原理: 带自旋的原子核（1H） 1) 一个带电的自旋体产生一环形电流。从而形成微观磁场自旋磁矩； 2) 自旋磁矩与一般的小磁铁一样具有南北极； 3) 在无外加磁场时。物质中的原子核磁场的指向是无规则分布的。宏观磁矩M0为0宏观磁矩M0的形成； 4) 置于静磁场中原子核与磁场产生作用。沿着磁场方向定向排列。形成宏观磁矩M0 NMR信号产生原理 1) 样品进入检测区域。样品中中氢原子核的磁矩将沿着静磁场方向排列并形成宏观磁矩M0 2) 施加特定频率激发脉冲。宏观磁矩定向偏转 3) 脉冲结束。宏观磁矩定向恢复并产生核磁共振信号 低场核磁共振是一种正在兴起的快速无损检测技术。具有测试速度快。灵敏度高、无损、绿色等优点。已广阔应用在食品品质控制、非酒精性脂肪肝等代谢疾病、石油勘探、水泥水化过程分析、水泥基材料不同配方选择、土壤水分物性及孔隙物性研究、土壤固体有机质探测、非常规岩芯总体孔隙度及有效孔隙度检测、油水气饱等水泥基材料、土壤、岩芯等多孔介质领域。土壤和岩芯的物理和化学性质影响多孔介质的性能。小核磁水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质

核磁共振磁体的主要指标有磁场强度、磁场均匀性、磁场的温度稳定性。增加磁场强度能够。NMR水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质系统原理

核磁共振对天然岩石饱和油、水两相的不同润湿性状态研究表明：核磁共振弛豫谱在反映储层岩石润湿性变化过程的准确性和敏感性，与常规润湿性评价方法相比其具有实验效率高、无需多次改变岩石原始流体饱和度分布状态等优点。核磁共振技术能够较为准确地评价地下油气藏储层岩石的润湿性特征，而且可以反映润湿性发生变化的微观机制，储层岩石润 湿性动态演化不只与原油组成有关，而且与黏土含量及其类型密切相关。核磁共振在岩心高温老化过程中发现T2弛豫时间较短的核磁信号变化幅度较小， 而T2弛豫时间较长的核磁信号变化较为明显，认为老化过程 中岩石润湿性变化主要发生在较大孔隙中。NMR水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质系统原理