氫核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)孔徑分布檢測

低場核磁共振是一種正在興起的快速無損檢測技術(shù)。具有測試速度快。靈敏度高、無損、綠色等優(yōu)點。已廣闊應(yīng)用在食品品質(zhì)控制、非酒精性脂肪肝等代謝疾病研究、石油勘探、水泥水化過程分析、水泥基材料不同配方選擇、土壤水分物性及孔隙物性研究、土壤固體有機質(zhì)探測、非常規(guī)巖芯總體孔隙度及有效孔隙度檢測、油水氣飽等水泥基材料、土壤、巖芯等多孔介質(zhì)領(lǐng)域。 水泥水化反應(yīng)幾分鐘后，核磁共振縱向弛豫時間分布呈現(xiàn)兩個峰，一個是在100ms附近，反映水泥顆粒周圍自由水的弛豫信息；另一個是在2ms附近，反映水泥凝結(jié)之前包裹在絮凝結(jié)構(gòu)中水的弛豫信息。研究發(fā)現(xiàn)，水泥水化進程中極長弛豫時間隨時間的變化呈現(xiàn)出５個階段，正好與水泥水化反應(yīng)的初始反應(yīng)、誘 導期、加速期、減速期和穩(wěn)定期相對應(yīng)。 通過質(zhì)子橫向弛豫來反映白水泥漿體的水化進程，發(fā)現(xiàn)從加水開始15min到200h，水泥漿體水化過程中出現(xiàn)５種不同的自旋質(zhì)子群。研究中用自旋－自旋弛豫時間和信號量百分比來表征不同種類的自旋質(zhì)子群，以此來監(jiān)測水泥漿體的水化進程，觀測研究結(jié)果與通過其它途徑測得的結(jié)果呈現(xiàn)良好一致性，證明了用核磁共振來研究水泥水化的可靠性。水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)磁共振分析儀可用于土壤孔隙物性研究（孔隙變化及微觀結(jié)構(gòu)分析）。氫核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)孔徑分布檢測

MAGMED Cores HP20L 非常規(guī)巖芯核磁共振分析儀針對非常規(guī)巖芯極低孔隙度、納米級微孔隙、極低滲透率、高有機質(zhì)含量特點而設(shè)計。配備高溫高壓核磁共振巖芯夾持器?？赡M非常規(guī)巖芯在地層條件下的壓力和溫度環(huán)境。研究巖芯在不同壓力和溫度條件下油、水及有機質(zhì)的變化。高溫高壓夾持器主體由鈦合金材料制作。極大工作壓力為圍壓10000psi（68.95MPa）。驅(qū)替壓8000psi（55.16 MPa）。極高樣品溫度為120℃；可檢測1英寸標準巖芯(25.4mm) 樣品。極短回波間隔0.08毫秒。驅(qū)替時可進行實時磁共振測量。一體式水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)技術(shù)特色核磁共振檢測技術(shù)特點：測量目標原子核的獨一性。

核磁共振由哈佛大學Purcell教授和斯坦福大學Bloch教授在1946 年獨自發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象之后，該項技術(shù)在科學研究和工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣闊。 在水泥基材料、土壤、巖芯等多孔介質(zhì)研究領(lǐng)域，Brown 和 Fatt 于 1956 年首先研究了多孔介質(zhì)中水的核磁共振弛豫特征，發(fā)現(xiàn)多孔介質(zhì)中水的弛豫時間遠小于其自由狀態(tài)的體弛豫時間。 根據(jù)核磁共振機制，由于多孔介質(zhì)中水的弛豫時間主要反映的是水的表面弛豫特征，即水與多孔介質(zhì)孔隙表面之間的相互作用力強弱，液固之間的作用力越強則液體的弛豫時間越短，否則液體的弛豫時間越長。

粘土結(jié)合水、毛細管結(jié)合水和可動水具有不同的孔隙大小和位置。烴類流體在孔隙空間中的位置與鹽水不同，通常占據(jù)較大的孔隙。它們在粘度和擴散系數(shù)上也與鹵水不同。核磁共振測井利用這些差異來表征孔隙空間中的流體。圖1.13定性地表示了巖石孔隙中不同流體的核磁共振性質(zhì)。一般來說，結(jié)合流體的T1和T2時間都很短，擴散速度也很慢(小D)，這是由于分子在小孔隙中的運動受到限制。游離水通常具有中等的T1、T2和D值。碳氫化合物，如天然氣、輕質(zhì)油、中粘度油和重油，也有非常不同的核磁共振特征。天然氣表現(xiàn)出很長的T1時間，但很短的T2時間和單指數(shù)型弛豫衰減。油的核磁共振特性變化很大，很大程度上取決于油的粘度。較輕的油具有高度的擴散，具有較長的T1和T2時間，并且通常表現(xiàn)為單指數(shù)衰減。隨著黏度的增加和碳氫化合物混合物變得更加復(fù)雜，擴散減少，就像T1和T2時間一樣，弛豫伴隨著越來越復(fù)雜的多指數(shù)衰減。基于孔隙流體信號的獨特核磁共振特征，已經(jīng)開發(fā)出應(yīng)用程序來識別并在某些情況下量化存在的碳氫化合物類型。核磁共振是指靜磁場中的自旋原子核在另一交變磁場中自旋能級發(fā)生塞曼分裂，共振吸收某一頻率的。

(1) 為了解水稻土轉(zhuǎn)變?yōu)樵O(shè)施蔬菜地后土壤水分的相態(tài)變化，該研究在田間土壤調(diào)查的基礎(chǔ)上，結(jié)合低場核磁測氫 技術(shù)，評價了田間狀態(tài)的水稻土和不同轉(zhuǎn)化年限設(shè)施蔬菜地土壤水分的相態(tài)分布情況。結(jié)果表明：隨著轉(zhuǎn)化時間的延長， 耕層土壤大孔隙吸持的自由水比重下降，土壤小孔隙吸持的束縛水比重上升，犁底層土壤水分的相態(tài)分布卻無明顯變化， 土壤水分吸持性能在轉(zhuǎn)化時間序列上呈現(xiàn)下降的趨勢，但長期施用有機肥可以優(yōu)化耕層質(zhì)量，提升土壤大孔隙吸持自由水的能力，改善土壤水分供釋性能；水稻土轉(zhuǎn)化為設(shè)施蔬菜地土壤 2 a 后，出現(xiàn)新犁底層，使得原有的耕層土壤變薄，土 壤水分吸持性能下降。核磁共振作為一種新的技術(shù)手段，可以實現(xiàn)實時、快速、準確地檢測土壤水分的相態(tài)變化，可為 設(shè)施農(nóng)業(yè)的可持續(xù)管理提供新的技術(shù)支持。其內(nèi)部有大量不規(guī)則、多尺度的孔隙，并且還存在不同狀態(tài)和不同數(shù)量的水分。氫核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)孔徑分布檢測

水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)磁共振分析儀可用于研究非常規(guī)巖芯的產(chǎn)油和產(chǎn)氣過程的實時模擬檢測。氫核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)孔徑分布檢測

核磁共振弛豫分析設(shè)備通常使用永磁體產(chǎn)生磁場。其磁場強度較低。體積相對于核磁共振波譜儀和核磁共振成像設(shè)備要小得多。而且通常不含梯度模塊。所以價格相對很低（幾十萬人民幣）。基本沒有維護費用。物質(zhì)的弛豫特性反映了物質(zhì)內(nèi)部原子核所處的化學環(huán)境以及分子之間的相互作用。所以弛豫特性能夠靈敏地反映出物體內(nèi)物質(zhì)所處環(huán)境的變化以及物體內(nèi)不同物質(zhì) 含量比例的變化。比如巖心中水的弛豫時間隨著孔隙的變小而變小、硫酸銅溶液的濃度越大其弛豫時間越短。因此。利用這一原理。弛豫分析技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)物體內(nèi)物質(zhì)的鑒別、物體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)分析以及物質(zhì)的定量分析。如牛奶摻假的檢測和定量分析、 木材和巖心的孔徑分布、種子中水分和油脂含量的測定以及油脂中固態(tài)脂肪含量的測定等等。氫核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)孔徑分布檢測