低场时域核磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质应用领域示例

时间:2024年07月02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。水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质磁共振分析仪可用于探测和研究多孔样品中的固体有机质。低场时域核磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质应用领域示例

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PM-1030磁共振水泥基材料分析仪技术参数:

 1)磁体类型:稀土永磁体;

 2)磁场强度:(10MHz); 

磁共振水泥分析仪应用领域:

 1)水泥的水化过程分析;

 2)水泥基材料不同配方选择、不同掺料对水化过程的影响分析;

 3)混凝土、水泥基材料耐久性分析、混凝土水化养护分析;

 4)其他岩石等多孔介质研究;

 磁共振水泥分析仪主要测量分析项目 :

1)弛豫时间T1和T2;

 2)总孔隙度和有效孔隙度; 

3)孔径分布;

 4)水分迁徙和水化过程;

 5)水分含量和水分分布; 

6)自由水和束缚水含量;

 7)液体饱和度; T1-T2二维弛豫时间分布。 低场磁共振水泥基材料-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对水泥基材料对水分的吸收及酸腐蚀进行研究。

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低场时域核磁共振技术(弛豫时间理论)以其无损、无侵入、检测时间短、可检测至更加微观的维度等特点,在土壤分析领域的应用越来越被科研工作者关注,尤其在土壤孔隙表征方面,包括孔径大小测量、孔径分布分析等。与X-Ray计算机断层扫描技术(X-Ray Computed tomography)相比,低场时域核磁共振技术检测更快,可对土壤中的纳米级孔隙进行定量分析,可用于研究土壤不同系统中的水动力学研究,如陶土/水系统、有机物/水系统等。核磁共振弛豫理论应用在70年代极先被引入土壤研究领域,用于测量土壤样品中的水含量,之后随着技术理论的越来越成熟,应用范围越来越广,如泥煤样品中水的表征、水与土壤的相互作用、有机物与土壤的相互作用等。而对于土壤孔隙特征的表征应用则开始于90年代,从极初的辅助定性分析,到精确定量表征,从精度要求不高的大尺寸孔隙表征,到纳米级孔隙的分布研究,从单一的表征孔隙,到研究土壤中溶质变化、土壤中有机质和陶土膨胀对孔隙影响的系统研究,与土壤科学研究领域传统方法相比,低场时域核磁共振技术正以其独特的技术先进性,成为土壤科学研究领域越来越重要的研究手段和方法。

非常规岩芯核磁共振分析仪静态测量参数 1)总体孔隙度及有效孔隙度; 2)油水气饱和度; 3)总体有机质含量(TOC); 4)可动与不可动(固体)有机质含量; 5)岩芯经过其他处理前后对比; 非常规岩芯核磁共振分析仪动态测量参数 1)天然气在岩芯中的各种状态(自由气、孔隙气、凝结气); 2)可动与不可动(固体)有机质随温度和压力的变化; 3)岩芯中油和水的温度压力特性; 4)液体驱替对岩芯的影响; 5)产油和产气过程的实时模拟检测; 6)岩芯在驱替过程中渗透率的变化;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孔隙物性研究(孔隙度分析、孔径大小分布)。

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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。研究发现,水泥水化进程中极长弛豫时间随时间的变化呈现出5个阶段,正好与水泥水化反应的初始反应、诱 导期、加速期、减速期和稳定期相对应。 通过质子横向弛豫来反映白水泥浆体的水化进程,发现从加水开始15min到200h,水泥浆体水化过程中出现5种不同的自旋质子群。研究中用自旋-自旋弛豫时间和信号量百分比来表征不同种类的自旋质子群,以此来监测水泥浆体的水化进程,观测研究结果与通过其它途径测得的结果呈现良好一致性,证明了用核磁共振来研究水泥水化的可靠性。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)。低场时域核磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质应用领域示例

水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质磁共振分析仪可用于可动与不可动(固体)有机质随温度和压力的变化分析。低场时域核磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质应用领域示例

根据核磁共振T2谱,不只可以得到孔隙度、渗透率等储层常规物性参数,而且与离心、水驱油等实验技术相结合,还可以获得可动流体百分数、剩余油微观分布状态等储层评价所需的参数。与孔隙度、渗透率等常规物性参数不同,润湿性是一个与储层岩石矿物成分、孔隙流体数量和类型等有关的相对特征参数,并且其在油藏水驱开发过程中会发生一定程度的变化。根据核磁共振弛豫机制,T2谱上弛豫时间较长的核磁信号对应岩石中较大孔隙中的流体,T2谱上弛豫时间较短的核磁信号对应细微孔隙中的流体。低场时域核磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质应用领域示例

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