无损伤水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质分析

时间:2024年04月08日 来源:

土壤是一种具有复杂成分的多孔介质系统,包括粘土(伊利石、高岭石、蒙脱石等)、有机质(腐殖酸、酯等)等,作为一种非稳态多孔介质,其在吸水过程中孔隙状态发生变化,并形成新的孔隙分布状态。土壤中水分的渗透机理/水分迁移、水分子动力学等是一个复杂的过程,其对土壤微观结构的影响,直接影响土壤的相关特性,如土壤的持水能力、吸湿量、土壤污染等。水作为一种典型的含氢组分,是低场时域磁共振技术主要的检测目标物,通过对土壤吸水/失水过程中,土壤中水分弛豫时间的测量分析,可有效表征土壤的微观结果,土壤中水分的迁移情况、渗透机理、水分子动力学等,为土壤性能分析,如土壤的孔隙分布、土壤的污染研究等提供支撑。江苏麦格瑞电子科技有限公司立志成为磁共振仪器行业及磁共振技术应用的先驱者、引导者、合作者!无损伤水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质分析

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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。 低场磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质无损检测核磁共振测量方法一类是测量非均匀磁场中不同时间产生的回波串的信号衰减包络。

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孔隙结构:单重、双重、三重孔隙介质;共六种孔隙结构类型

1、单重孔隙介质

1)粒间孔隙结构:由大小形状不同的颗粒组成,颗粒间间隙被胶结物质填充;(等效球体-等直径/变截面微毛细管-网络模型)

2)纯裂缝结构:不规则、不渗透;(裂缝网络分隔)

2、双重孔隙介质

1)裂缝-孔隙结构:粒间孔隙介质又被裂缝分隔为多个块状单元;(双重孔隙度、渗透率)

2)溶洞-孔隙结构:粒间孔隙岩石中分布着大的溶洞,尺寸超过毛细管大小;(两种流动规律:粒间孔渗流规律、溶洞孔纳维斯托克斯方程)

3、三重孔隙介质

1)孔隙-微裂缝-大洞穴

2)孔隙-微裂缝-大裂缝

将比表面积为380m2/kg的普通硅酸盐水泥与铁渣粉混合制成不同铁渣含量的试样。试样真空保水后使用PM-1030磁共振水泥基材料分析仪进行检测。将测试结果反演得到曲线图,观察各试件饱水样T2 谱相似,均有2~3个弛豫峰且均以短弛豫为主,弛豫时间绝大部分在0.01ms~1ms 之间,在10ms~100ms和100ms~1000ms之间存在比例很小的峰。每个弛豫峰表征一种状态的水(化学结合水、 吸附水、孔隙水与自由水)。研究表明 :化学结合水的横向弛豫时间很短,试验无法采集到试件中化学结合水的信号,已知吸附水流动性<孔隙水流动性<自由水流动性。T2 值小孔 隙就小,T2 值大孔隙就大,T2 与 r 正相关,因此核 磁共振T2 谱测试结果可间接反映试件内部孔隙结构。 T2 时间越短,水的流动性越差。因此,T2 谱的3个峰依次对应饱水试件中吸附水、孔隙水和自由水中氢核的核磁共振信号。江苏麦格瑞电子科技有限公司坚持“人才是首要生产力”中心理念。

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油对T2分布的影响随孔隙中流体的不同而不同。水和轻质油图4.6(上)为水和轻质油充填水湿地层的体积模型。模型中各组分之间的明显边界并不意味着对应的衰变谱之间的明显边界。如果用较短的TE和较长的TW来测量回波序列,那么水将具有较宽的T2分布,而轻质油则倾向于在单个T2值附近显示更窄的分布水与轻质油的扩散系数差异不大;因此,两种流体之间的D对比不会很明显。轻质油和孔隙水的T1值差异很大;因此,两种液体之间的T1对比将被检测到。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不同配方选择进行研究。无损伤水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质分析

水泥基材料与土壤、岩芯的相互作用影响多孔介质的性能。无损伤水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质分析

润湿性:存在两种非混相流体时,其中某一相流体沿固体表面延展或附着的倾向性。衡量标准:1)接触角:0-完全润湿;<90-润湿好;>90-润湿不好,=180-完全不润湿2)附着功:单位面积固-液界面在第三相(一般为空气)中拉开所做的功接触角越小,附着功越大润湿反转现象:固体表面+活性剂改变水油润湿性(砂岩采油提高采收率)润湿滞后现象:一相驱替另一相过程中出现的润湿现象,分为静润湿滞后、动润湿滞后(接触角-前进角、后退角)测量方法:1)直接法:接触角法2)吊板法:界面张力3)间接法:自吸或自吸离心法无损伤水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质分析

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