核磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质检测设备

时间:2024年07月04日 来源:

岩石和土体是天然形成的多孔介质材料,其内部有大量不规则、多尺度的孔隙,并且还存在不同状态和不同数量的水分。由于土体和岩体的力学性质、工程的施工方法、及其边坡的安全稳定与其中水分和孔隙的变化息息相关,岩土体中的水分变化和孔隙变化对整个结构的力学性质有着很大的影响,因此,掌握岩土体中孔隙结构及水分变化对工程非常重要。核磁共振技术是一种可以测得多孔介质的微观结构及其内部水分分布状态的先进技术,在研究水和孔隙的变化上有突出贡献,对提高工程安全和工程质量非常有帮助。水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质磁共振分析仪可用于对土壤等多孔介质的孔隙度、孔隙大小分布的测量分析。核磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质检测设备

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水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质核磁共振(NMR)基本原理: 带自旋的原子核(1H) 1) 一个带电的自旋体产生一环形电流。从而形成微观磁场自旋磁矩; 2) 自旋磁矩与一般的小磁铁一样具有南北极; 3) 在无外加磁场时。物质中的原子核磁场的指向是无规则分布的。宏观磁矩M0为0宏观磁矩M0的形成; 4) 置于静磁场中原子核与磁场产生作用。沿着磁场方向定向排列。形成宏观磁矩M0 NMR信号产生原理 1) 样品进入检测区域。样品中中氢原子核的磁矩将沿着静磁场方向排列并形成宏观磁矩M0 2) 施加特定频率激发脉冲。宏观磁矩定向偏转 3) 脉冲结束。宏观磁矩定向恢复并产生核磁共振信号 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、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。核磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质检测设备水泥基材料-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。

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测井作为评价已钻探地层的经济方法,在测定孔隙度和流体饱和度方面已经取得了进步,但仍不能提供系统的渗透率估算。这就是为什么核磁共振技术在20世纪60年代引起石油工业的兴趣,当时研究人员发表的研究结果显示,核磁共振技术具有良好的渗透率相关性。然而,渗透率并不是这种新型脉冲回波核磁共振测井提供的***岩石物理效益。许多其他岩石物理参数——与矿物无关的总孔隙度;**于其他测井曲线的水、气、油饱和度;油的粘度——都是可以达到的。其他几个参数似乎也触手可及,从而确保这种新的均匀梯度核磁共振测井测量将被证明是迄今为止测井行业设计的**丰富的地层岩石物理单一来源。

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。 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分含量和水分分布进行研究。

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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。低场核磁共振技术对仪器环境要求不高,具有操作简单快捷、检测速度快、对人体无辐射。TD-NMR水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质原理

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岩芯湿性检测分析。核磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质检测设备

润湿性

自吸:已饱油岩样放入吸水仪中,如果岩石亲水,毛细作用下,水将自动吸入岩石将岩石中的油驱替出来,驱替出的油浮于仪器顶部,体积能够直接读出;如果岩石有亲油能力,则使用饱水岩样,置入油中,倒置读出驱出水量;由于岩石具有非均质性,既亲油又亲水,一般同一岩样重复做吸水驱油和吸油驱水实验;自吸离心法:除自吸外,利用离心机产生离心力将岩心毛管中可流动的液体排除,得到总的可流动毛管体积:水排比=自动吸水量/(自动吸水量+离心吸水(排油)量);油排比=自动吸油量/(自动吸油量+离心吸油(排水)量);自吸驱替法:与自吸离心法相似,不同在于将离心机旋转产生的离心力改为将岩心装入岩心夹持器中加压进行驱替;实验步骤:饱油(含束缚水)岩样自吸水,测排油量C,岩心放入夹持器,水驱油测油量D;水驱后(含残余油)自吸油,测排水量A,岩心放入夹持器,油驱水测水量B。油润湿指数=A/(A+B)水润湿指数=C/(C+D) 核磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质检测设备

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