低场时域核磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质系统原理

物质的弛豫特性反映了物质内部原子核所处的化学环境以及分子之间的相互作用，所以弛豫特性能够灵敏地反映出物体内物质所处环境的变化以及物体内不同物质含量比例的变化，比如岩心中水的弛豫时间随着孔隙的变小而变小、硫酸铜溶液的浓度越大其弛豫时间越短。因此，利用这一原理，弛豫分析技术能够实现物体内物质的鉴别、物体内部的结构分析以及物质的定量分析。 核磁共振弛豫分析技术作为核磁共振技术的一个重要分支，核磁共振弛豫分析技术具有较低的应用成本和广阔的应用前景，在各行各业发挥着越来越重要的、不可替代的作用。水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质低场核磁共振技术主要采用永磁体结构，主要采集被检测样品的弛豫信息。低场时域核磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质系统原理

核磁共振技术是利用岩石等多孔介质内部流体中H原子的核磁共振信号强度与流体体积成正比这一特性来实现岩石微观孔隙结构测量，T2图谱是核磁共振测得的直观结果之一。对于均质的纯净物，发生核磁共振时其内部每个原子核与周围环境的相互作用基本相同，因此可以用一个单一的弛豫时间T来表征被测样品的物性特征。而对于岩石这种多孔介质而言，情况要复杂的多。岩石矿物含量与构成不一，孔隙内的流体被岩石骨架分割在大小形状不一的孔道内，每个原子核与固体表面的接触机会不一样，导致每个原子核弛豫被加强的几率不等，因此，储层岩石内的流体弛豫不能用单一的弛豫时间来描述，而应当是一个分布。不同类型岩石内不同流体决定了各自具有不同的弛豫时间分布。一站式磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质仪器特色水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质磁共振分析仪可对水泥基材料的水化过程进行分析。

.表层沃土商品土中腐殖酸（humic acids，HA） 提取及HA覆层sand样品的制作；重油中沥青（Asphaltenes）提取及沥青覆层sand样品的制作； 标准样品0.002 M CuSO4溶液的弛豫时间当量240us（1MHz）；Bulk蒸馏水的弛豫时间当量2500ms； 3.5cm直径、5cm高的样品管；承装样品的高度略小于1.5cm（磁场的MORE检测区域），加盖，特氟龙胶带缠绕，防止蒸发； 以1滴/秒的速度滴加蒸馏水，直至样品的上表面有一薄层液体，模拟下雨的情况； 如果不加水，NMR测得的都是噪音信号，这说明该文章中所使用的NMR设备和测量方法无法测得固体有机质信号； 前后两次测量土壤样品的幅值误差小于4%（验证重复性）； 标准样品的幅值误差小于5%，整个实验周期内（约20天）； NMR定量测量水含量与Mass balance方法（天平）误差小于5%，NMR定量测量含水量的精度达到0.01g；

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。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。

基于低场时域核磁共振技术的土壤润湿性评价标准的探索 土壤的憎水性是土壤润湿性差的直接体现，通常是由于土壤中的有机物在土壤表层形成一层覆层，从而阻碍水分在土壤中的吸收。 从低场时域核磁共振技术理论来看，土壤润湿性差主要表现为：土壤的水分以自由水的形式存在，其横向弛豫时间（T2）当量通常大于1000ms量级。土壤润湿性优主要表现为：土壤中的水分快速吸收，以束缚水形式存在，其横向弛豫时间（T2）反演谱图上有两个在在1ms-10ms，10ms-100ms当量的谱峰。因此，通过计算其弛豫时间的几何平均数，即加权平均T2弛豫时间，可定性评价土壤的润湿性：在土壤样品中加水后，短时间内（几天）持续测量其横向弛豫时间T2，并计算加权平均横向弛豫时间T2gm，如T2gm大于1000ms，那么该土壤样品润湿性差，表现为憎水性；如T2gm小于1000ms，且变化不大，那么该土壤样品润湿性好，持水能力强。 MAGMED磁共振土壤分析仪，以其优化的场强、探头系统等硬件配置，功能强大的软件分析系统，可对土壤样品中的水分信息进行全力精确的测量，可为土壤润湿性评价分析提供一种高效、快捷、精确分析途径。非常规岩芯分析仪具有高性能驱替系统，及大围压1万psi，及大驱替压8千psi，最高温度120℃。一站式磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质分析

低场核磁共振弛豫分析仪软件是整个仪器的灵魂。主要完成射频脉冲发射和信号检测的控制。低场时域核磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质系统原理

.规格化FID法（Normalization method）用于冻土未冻水含量的测量 传统利用FID信号的FIRST数据点进行冻土中未冻水含量的测量的方法，由于FID的First数据点的信号强度包含冻土中冰的信号，所以测得的未冻水含量远高于实际的未冻水含量。为了降低该影响，可使用规格化FID法（Normalization method）测量冻土中的未冻水含量。 规格化FID法的前提条件为：1. FID的信号强度与冻土中的未冻水含量成正比；2. 任何低于冰点的温度下的FID信号强度与任意一高于冰点的参考温度的FID信号强度的比值（FID信号强度的差值与温度的差值的比）恒定不变。低场时域核磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质系统原理

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