氢核磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质仪器咨询

时间:2024年05月14日 来源:

核磁共振技术作为一种无损的、非侵入式且可定量的检测方法,已经用于水泥基材料的水化过程的测量。大量研究表明,水泥基材料水化过程中存在结晶水、层间水、凝胶孔水和毛细孔水等四种成分,随着水化反应的进行,上述四种成分含量也会发生变化。1H核磁共振技术利用H原子作为探针,可以在不需要预处理、不破坏水泥样本结构的情况下,对水泥水化过程进行实时检测。目前,大多数用于水泥基材料的低场核磁共振分析方法都依赖于一维T1、T2测量方法,使用一维核磁共振测量方法对于准确解释水泥系统可能存在困难。因此,为了提高分辨率以及同时获得水泥样本的T1、T2弛豫信息,二维T1-T2相关测量方法开始用于水泥基材料的检测中,可获得清晰的水分子动力学、成分变化等相关信息。非常规岩芯磁共振分析仪可测0.02毫升水样,误差±0.5%,并可对气体,如甲烷等,可直接测量。氢核磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质仪器咨询

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核磁共振是指处于静磁场中的具有自旋属性的原子核。如氢(1H)、氟(19F)、碳(13C)等。在另一交变磁场作用下自旋能级发生塞曼分裂。共振吸收某一特定频率的射频辐射的物理过程。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。 低场核磁设备一般采用永磁体。测试样品介于两磁极中心。通过特殊的激励与信号处理即可得到稳定的核磁共振信号。主要测试参数包括纵向弛豫时间、横向弛豫时间、自扩散系数等。其体积与重量较小。易于移动。而且操作简单。易于维护。高精度水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质液体驱替对岩芯影响水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质磁共振分析仪可用于岩芯弛豫时间T1和T2、T1-T2 二维分布检测。

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低场核磁共振(LF-MMR)通过H原子能量变化判断样品中水分子的自由度、分析不同种类水分的含量,是一种快速、有效、无损的测量技术。国内外学者利用低场核磁共振技术在食品水分检测、冻土未冻水、低渗透岩心孔隙分布等方面进行了大量研究。

根据拉莫定律,在给定磁场强度下,当外加射频频率与1H核共振频率相同时,1H才产生共振吸收。而1H核共振频率由分子组成与结构决定,即不同分子的1H具有不同的核磁共振频率,因此施加特定外加射频频率,测水中的H而不测其他物质中的H。1H低场核磁共振的弛豫时间长短与氢质子的存在状态及所处的物理化学环境有关,纵向弛豫T2越长,说明分子运动性越强,所受束缚力弱,反之,分子运动性弱,所受束缚力强。因此,利用T2值大小可以区别黏土的表面水化水、渗透水、自由水的类型。即采样总信号幅值与物质中水分子的氢质子数呈正比,各种类型水的质量比等于各自的核磁共振信号峰的面积比。利用联合迭代重建技术(SIRT算法)反演T2离散点,可得离散型与连续型相结合的T2积分谱,峰面积为该状态水分的信号幅值。

达西定律描述饱和土中水的渗流速度与水力坡降之间的线性关系的规律,又称线性渗流定律。1856年由法国工程师H.P.G.达西通过实验总结得到。1852-1855年,达西进行了水通过饱和砂的实验研究,发现了渗流量Q与上下游水头差(h2-h1)和垂直于水流方向的截面积A成正比,而与渗流长度L成反比,即:Q=K*A*(h2-h1)/L。

非常规储层呈现低速非达西渗流特征,存在启动压力梯度;渗流曲线由平缓过渡的两段组成,较低渗流速度下的上凹型非线性渗流曲线和较高流速下的拟线性渗流曲线,渗流曲线主要受岩芯渗透率的影响,渗透率越低,启动压力梯度越大,非达西现象越明显。需要人工压裂注气液,增加驱替力,形成有效开采的流动机制。 小型核磁共振仪器能够从频率维度、空间维度和时间维度信息表征物体特性。

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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研究、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。 水泥水化反应几分钟后,核磁共振纵向弛豫时间分布呈现两个峰,一个是在100ms附近,反映水泥颗粒周围自由水的弛豫信息;另一个是在2ms附近,反映水泥凝结之前包裹在絮凝结构中水的弛豫信息。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产油产气过程模拟等检测分析。TD-NMR水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质高性能驱替系统

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微观结构、裂缝变化进行分析。氢核磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质仪器咨询

粘土结合水、毛细管结合水和可动水具有不同的孔隙大小和位置。烃类流体在孔隙空间中的位置与盐水不同,通常占据较大的孔隙。它们在粘度和扩散系数上也与卤水不同。核磁共振测井利用这些差异来表征孔隙空间中的流体。图1.13定性地表示了岩石孔隙中不同流体的核磁共振性质。一般来说,结合流体的T1和T2时间都很短,扩散速度也很慢(小D),这是由于分子在小孔隙中的运动受到限制。游离水通常具有中等的T1、T2和D值。碳氢化合物,如天然气、轻质油、中粘度油和重油,也有非常不同的核磁共振特征。天然气表现出很长的T1时间,但很短的T2时间和单指数型弛豫衰减。油的核磁共振特性变化很大,很大程度上取决于油的粘度。较轻的油具有高度的扩散,具有较长的T1和T2时间,并且通常表现为单指数衰减。随着黏度的增加和碳氢化合物混合物变得更加复杂,扩散减少,就像T1和T2时间一样,弛豫伴随着越来越复杂的多指数衰减。基于孔隙流体信号的独特核磁共振特征,已经开发出应用程序来识别并在某些情况下量化存在的碳氢化合物类型。氢核磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质仪器咨询

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