时域核磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质油水气饱和度检测

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。核磁共振弛豫分析技术则根据物体内部不同物质的弛豫特性实现物质组分的鉴别和定量分析。时域核磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质油水气饱和度检测

通过不同含水量土壤在静置不同时间后的一维弛豫时间分析，可推断：水分进入土壤后，将立即渗透至不受约束的有机质中，形成凝胶相，不受约束矿物颗粒（粘土）的微孔中，这一过程很短。然而随着水分的进入，土壤的组分单元将与水分产生相互作用，如水分渗透进有机质与矿物颗粒的结合界面，从而阻断之间的氢键连接、离子键连接、共价键连接等，甚至还伴随着水解作用的产生，随着这些约束的破坏，其产物如分离出的有机质和矿物颗粒进一步吸水，从而终达到水分传输分布的平衡状态，反推，当如土壤失水干燥时，伴随着凝胶相失水坍塌、有机质与矿物质在界面作用下，重新分型聚集，封闭微孔等。这可有效表征土壤在吸水/失水过程中微观结构的变化，对土壤中水分的迁移、水分子动力学研究等提供依据，同时，这一微孔打开/封闭的过程，将极有可能使污染物在土壤中聚集，从而形成土壤污染。T2弛豫时间反演谱图累加值，可有效用于土壤总体含水量的测量，开展土壤持水能力的研究。磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质孔隙度检测水泥基材料的选择和设计对多孔介质的性能有重要影响。

核磁共振技术在水泥基材料中得到了广阔地应用，该技术在水泥基材料中的应用主要包括三大类: 水泥水化进展表征、水泥浆体孔结构演化表征和水泥化学相关信息表征。运用低场核磁共振技术测试水泥的水化进程，该技术可在不破坏样品的前提下，利用水分子中质子的弛豫特性研究水泥基材料中水的含量及其分布的变化，具有快速、连续和无损的优势。随着水化反应的进行，水的状态从自由水向化学结合水、物理吸附水和孔隙水转变。核磁共振技就是通过探测不同结合状态的水分子中的质子信号来研究水化过程。

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。

用核磁共振技术评价油气藏储层岩石润湿性源于对多孔介质中润湿性流体和非润湿性流体弛豫时间特征的研究，实质即是核磁共振弛豫谱对于多孔介质中润湿性和非润湿性流体与固体孔隙表面作用力强弱特征的反映不同。润湿性是指当岩石孔隙中存在两种非混相流体时，其中某一相流体相对于另一相流体对于岩石孔隙表面具有更强的亲和力或铺展性。油气藏储层润湿性是储层基本的物性特征之一，也是岩心专项分析的重点研究内容之一。储层岩石的润湿性是影响油水微观分布、毛管力、相对渗透率、束缚水饱和度及残余油饱和度等的因素之一，准确评价储层润湿性对于制定合理的油田开发方案及提高采收率措施具有极为重要的指导作用。核磁共振技术作为一种快速、无损检测技术在石油工业领域中的应用越来越广阔。多孔介质的研究有助于提高工程结构的稳定性和耐久性。磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质孔隙度检测

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利用核磁共振资料的储层分级评价，一般考虑影响孔隙结构的因素主要是核磁谱形分布、孔隙度、 地层厚度等宏观储层参数，而对于极大孔喉半径、 极大进汞饱和度等反映储层孔隙结构、储层渗流特 性等微观参数分析明显不足。从宏观尺度及微观尺度2个方面进行孔隙结构参数的选择，为储层分级评价模型的建立提供更为可靠的依据。核磁共振T2分布谱所包含丰富的数字信息反映了岩石特定的物理信息。储层中的可动流体和束缚流体可以通过核磁共振测井进行定量评价。时域核磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质油水气饱和度检测