NMR水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质孔隙度检测

时间:2024年08月07日 来源:

由饱水与离心状态下的核磁共振T2谱可以看出,束缚水主要集中在小孔隙空间或者极少部分的大孔隙中,这是由于孔隙结构的非均质性对由静电力和毛管作用引起的束缚水的形成有很大影响,对于较大孔隙中的束缚水,主要是由于孔隙的形状不规则而在孔隙的死角处形成束缚水。定量地区分吸附孔和渗流孔对于储层岩石的评价具有重要意义。吸附孔是指在离心力作用下,此流体不能被排出的孔隙,而渗流孔是指水可以在其中自由流动或者在一定的压力下水容易离心出来的孔隙。水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质磁共振分析仪可对混泥土水化养护进行分析。NMR水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质孔隙度检测

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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。麦格迈水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质检测原理核磁共振是指具有固定磁距的原子核,在恒定磁场与交变磁场的作用下,与交变磁场发生能量。

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孔径分布:岩石的孔隙分类一般按孔隙的等效毛细管半径划分:

1)超毛细管孔隙:流体重力作用下可自由流动(大裂缝、溶洞、未胶结或胶结疏松的砂岩)【孔隙直径>0.5mm;裂缝宽度>0.25mm】

2)毛细管孔隙:流体在外力作用下可自由流动(一般砂岩)【孔隙直径[0.2μm,0.5mm];裂缝宽度[0.1μm,0.25mm]】

3)微毛细管孔隙:流体在自然压差下无法流动(泥岩)【孔隙直径<0.2μm;裂缝宽度<0.1μm】孔隙大小分布曲线及孔隙大小累积分布曲线:

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。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。

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土壤中的水分传输机制与土壤污染 水分进入土壤后,将立即渗透至水分不受约束的区域,如不受约束的有机质中,形成凝胶相,不受约束矿物颗粒(粘土)的微孔中,颗粒与颗粒之间的孔隙中(中孔、大孔/毛细孔中),这一过程很短。然而随着水分的进入,土壤的组分单元将与水分产生相互作用,如水分渗透进有机质与矿物颗粒的结合界面,从而阻断之间的氢键连接、离子键连接、共价键连接等,甚至还伴随着水解作用的产生,随着这些约束的破坏,其产物如分离出的有机质和矿物颗粒进一步吸水,从而极终达到水分传输分布的平衡状态,当如土壤失水干燥时,上述过程使可逆的,伴随着凝胶相失水坍塌、有机质与矿物质在界面作用下,重新分型聚集,封闭微孔等。这一微孔打开/封闭的过程,将极有可能使污染物在土壤中聚集,从而形成土壤污染。水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质磁共振分析仪可用于土壤水分物性研究(冻土未冻水研究、水分迁移研究)。氢核磁核磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质孔径分布检测

核磁共振弛豫分析技术则根据物体内部不同物质的弛豫特性实现物质组分的鉴别和定量分析。NMR水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质孔隙度检测

低场时域核磁共振技术是一种正在兴起的快速、无损的检测技术。具有无侵入。无损。测试速度快。灵敏度高。不需要对样品进行特殊预处理等优点。主要通过测量在静态磁场中的不同物理、化学、生物环境下的氢原子核的共振信号——时域信号。进而获得研究者所需要的样品的物理化学信息。所测得的整体弛豫时间的幅值与样品中所有含氢物质总量成线性关系。通过与定量标样(已知体积)的弛豫时间幅值比对。可获得样品中含水率信息、渗流及渗透率信息。NMR水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质孔隙度检测

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