氢核磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质液体饱和度检测

时间:2024年12月06日 来源:

油藏岩石的孔隙连通性是反映流体渗流难易程度的重要参数,对渗透率、有效孔隙度等岩石物理参数的评价具有重要作用.岩石的核磁共振弛豫性质分析在孔隙度、孔隙结构、渗透率、润湿性、流体饱和度及黏度等岩石物理参数评价方面发挥着重要作用。核磁共振弛豫信号是由流体的分子动力学和所处的物理化学环境共同决定.在通的孔隙中,流体分子的布朗运动会导致其所处的环境发生变化,这种变化会反映在核磁共振弛豫信号上.因此,只要通过一定的脉冲序列和量子相干,基于核磁共振技术就可以得到孔隙的连通性信息。水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质磁共振弛豫分析技术是核磁共振技术的一个分支被应用在各个行业。氢核磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质液体饱和度检测

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低场时域核磁共振技术用于土壤中水分的运动机制研究 土壤作为一种包含多中成分:多种矿物质、多种有机质的复杂非稳态的多孔介质,其吸水后,水分的渗透机理与典型稳态多孔介质中水分的渗透机理相违背,而是先进入大孔,进入微孔则是一个缓慢、漫长的过程,这说明水分与土壤中的部分组分相互作用,从而改变了土壤的微观结构。典型的解释是:土壤吸水后,水分与土壤中的有机质相互作用,形成“凝胶相”,打开土壤中的微孔系,从而吸水膨胀。但内在机理有待进一步研究。 基于低场时域核磁共振技术,通过对土壤样品的各个单独组分(如蒙脱石、腐殖酸)及全土吸水后的弛豫时间测量和分析,得出:土壤中的水分进入微孔之所以是一个缓慢、漫长的过程,主要是因为土壤渗透如有机质和矿物颗粒的结合界面、破坏有机质和矿物颗粒之间的相互作用,从而使土壤中形成凝胶相,并打开矿物颗粒(蒙脱石粘土)的微孔系的时间较长。 MAGMED-Soil-2260磁共振土壤分析仪,能够精确、全力的采集土壤样品中所有孔径对应的弛豫时间信号,优化的软硬件配置,满足长时间在线测量要求,重复性好,为土壤中的水分运动机制研究提供一种精确、快速、方便的分析途径。低场磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质仪器供应商土壤和岩芯在多孔介质中起到支撑和稳定作用。

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低场时域核磁共振技术用于水分在土壤中的运动机制研究: 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,其在吸水后,由于部分成分发生相态变化、各个成分之间的相互作用等,致使其水分先进入相对较大的孔隙,而进入微孔则是一个比较长的过程,这与具有稳定结构的多孔介质中水分的运动机制相反(典型多孔介质极先吸水的是微孔),这种现象可通过低场时域核磁共振技术持续检测土壤样品中的水分的弛豫时间明显的观察到。 从T2反演谱图上可以看出,随着时间的推移,大孔中的水(约1000ms)的含量逐渐减少(谱峰面积逐渐减小),小孔中的水(约2.5ms)逐渐增加(谱峰面积逐渐增大)。同时,随着时间的推移,所有谱峰的位置逐渐左移,这说明,水分与土壤中的部分成分发生作用,使土壤的孔径大小发生变化,重新分布。 MAGMED-Soil-2260磁共振土壤分析仪,能够精确、全力的采集土壤样品中所有孔径对应的弛豫时间信号,优化的软硬件配置,满足长时间在线测量要求,重复性好,为土壤中的水分运动机制研究提供一种精确、快速、方便的分析途径。

PM-1030 是用于测试水泥和混凝土样品的台式磁共振分析系统,仪器采用磁共振电子控制中心部件,配备的数据采集和分析软件。主要用于对水泥、混凝土和岩石材料中水分物性、孔隙物性、水化过程、干燥过程、水分迁移等的测量分析,材料的微观结构,裂缝变化,对水分的吸收,酸腐蚀研究,盐类在孔隙中的形成,致密水泥中的强力束缚水和水分对混凝土物理参数的影响。

本应用实验是干燥的灰水泥样本1-2与白水泥样本2-1CPMG(T2)信号与反演谱。主峰区域表示束缚水含量,其中白水泥样品中在主峰左侧出现一个额外的T2峰,可能为样品中结合水产生(进一步分析可参照下述T1-T2二维谱图),其中灰水泥样本主峰对应的弛豫时间(0.169ms)相较白水泥样本主峰(0.442ms)左移,可能的原因为灰水泥样本中含有铁磁质。 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。

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孔隙度:岩石中孔隙体积V_p(或岩石中未被固体物质填充的空间体积)与岩石总体积V_b的比值,用希腊字母ϕ表示:ϕ=V_p/V_b×100%

1)***孔隙度:岩石总孔隙体积V_p与岩石总体积V_b之比:ϕ_a=V_p/V_b×100%

2)连通孔隙度:岩石中相互连通的孔隙体积V_c与岩石总体积V_b之比:ϕ_c=V_c/V_b×100%

3)有效(含烃)孔隙度:岩石中含烃类体积V_e与岩石总体积V_b之比:ϕ_e=V_e/V_b×100%

4)流动孔隙度:流体能在其内自由流动的孔隙体积V_ff与岩石总体积V_b之比:

ϕ_ff=V_ff/V_b×100%

ϕ_a>ϕ_c≥ϕ_e>ϕ_ff 多孔介质具有高渗透性和良好的力学性能。低场核磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质土壤水文特性分析

多孔介质的研究有助于优化工程设计和降低工程成本。氢核磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质液体饱和度检测

低场核磁共振(NMR)岩心分析技术在现场测井和录井中得到了广阔应用,它主要反映岩石内部的含氢流体(包括油、气、水)的分布状况,并且可以结合其他手段间接反映岩石孔隙结构的相关信息,它具有快速检测、无损岩心、无污染、可重复检测等特点。饱水岩石的弛豫时间(T2)分布存在着一种“扩散耦合”效应——岩石孔隙尺度变化大时,不同尺寸孔隙中的含氢流体往会相互扩散而使岩石的T2分布趋于“平均化”,这使得 T2分布难以显示这种复杂的孔径分布。氢核磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质液体饱和度检测

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