NMR水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质弛豫分析

时间:2023年11月22日 来源:

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 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中油和水的温度压力特性检测分析。NMR水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质弛豫分析

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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。NMR水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质有效孔隙度检测水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质磁共振分析仪可用于非常规岩芯的可动与不可动固体有机质含量检测分析。

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计算机断层扫描成像技术(CT):根据CT技术扫描岩芯样品得到的断面图像进行高精度微米纳米尺度上的计算机三维建模,建立页岩的孔隙几何、矿物分布、吼道分布、渗透率、流体渗流通道等属性模型,被称为数字岩芯技术。受限于样品规格、图像识别分辨率、复杂算法,以及且数据处理耗时耗力。

岩芯核磁共振检测:低场核磁共振(NMR)方法以测试样品规格多样(块样,柱样,全直径岩芯均可)、测试速度快、获取岩芯物性信息丰富、对样品无损害等优势在砂岩、煤岩、碳酸盐岩、致密砂岩、页岩等油气资源勘探开发领域得到了***的发展和应用。低场核磁共振技术已被广泛应用于储层实验评价研究的各个方面,如孔隙度、孔径分布、核磁渗透率、孔隙结构、润湿性、气水相互作用、束缚流体与可动流体识别、油气水识别、伪毛细管压力曲线转换、残余油分布、流体可视化研究、甲烷等温吸附曲线、高温高压驱替等等。

(1) 为了解水稻土转变为设施蔬菜地后土壤水分的相态变化,该研究在田间土壤调查的基础上,结合低场核磁测氢 技术,评价了田间状态的水稻土和不同转化年限设施蔬菜地土壤水分的相态分布情况。结果表明:随着转化时间的延长, 耕层土壤大孔隙吸持的自由水比重下降,土壤小孔隙吸持的束缚水比重上升,犁底层土壤水分的相态分布却无明显变化, 土壤水分吸持性能在转化时间序列上呈现下降的趋势,但长期施用有机肥可以优化耕层质量,提升土壤大孔隙吸持自由水的能力,改善土壤水分供释性能;水稻土转化为设施蔬菜地土壤 2 a 后,出现新犁底层,使得原有的耕层土壤变薄,土 壤水分吸持性能下降。核磁共振作为一种新的技术手段,可以实现实时、快速、准确地检测土壤水分的相态变化,可为 设施农业的可持续管理提供新的技术支持。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(自由水和束缚术含量)。

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纵向弛豫(T1)和横向弛豫(T2)是由质子之间的磁相互作用引起的。从原子的角度来看,当一个进动的质子系统将能量传递给周围环境时,弛豫就发生了。供体质子弛豫到它的低能态,在低能态中质子沿着B0的方向进动。同样的转移也有助于T2弛豫。此外,消相有助于T2松弛,而不涉及向周围环境转移能量。因此,横向弛豫总是比纵向弛豫快;因此,T2总是小于等于T1。·对于固体中的质子,T2比T1小得多。·对于流体中的质子:(1)当流体处于均匀静磁场时,T1近似等于T2。(2)当流体处于梯度磁场并采用CPMG测量过程时,T2小于T1,其差异主要受磁场梯度、回波间距和流体扩散率的控制。当润湿流体填充多孔介质(如岩石)时,T1和T2都急剧减小,并且弛豫机制不同于固体或流体中的质子。低场核磁共振弛豫分析仪软件用在计算机上的上位机部分,实现向仪器通信发送控制指令。核磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质系统应用领域

非常规岩芯磁共振分析仪特有T1-T2二维脉冲,可区分样品中不同的含氢组分,如水、油、气、油母沥青等。NMR水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质弛豫分析

核磁共振技术通过对岩样进行核磁共振测试,快速获得储层渗透率、孔隙度、含油饱和度、可动流体百分数和可动水饱和度等物性和流体参数,为有效储层的划分、评价与油水层识别等提供了有效的方法和手段,在非常规油气藏领域得到了广阔的应用.利用核磁共振技术可快速得到岩石孔隙度、渗透率、油水饱和度等多项物性参数。在定量研究孔隙介质的表面性质(如润湿性)等方面也有独特的优势;可动流体百分数是目前核磁共振技术测试应用较广阔的一项重要参数,在评价低渗透油气田开发潜力方面起到了重要作用。NMR水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质弛豫分析

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