TD-NMR水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质应用研究

MAGMED Cores HP20L 非常规岩芯核磁共振分析仪针对非常规岩芯极低孔隙度、纳米级微孔隙、极低渗透率、高有机质含量特点而设计。配备高温高压核磁共振岩芯夹持器。可模拟非常规岩芯在地层条件下的压力和温度环境。研究岩芯在不同压力和温度条件下油、水及有机质的变化。高温高压夹持器主体由钛合金材料制作。极大工作压力为围压10000psi（68.95MPa）。驱替压8000psi（55.16 MPa）。极高样品温度为120℃；可检测1英寸标准岩芯(25.4mm) 样品。极短回波间隔0.08毫秒。驱替时可进行实时磁共振测量。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。TD-NMR水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质应用研究

岩石中流体的扩散受到周围固体介质的限制，是一种受限扩散，其扩散系数、弛豫时间与岩石孔隙结构和表面性质有很大的关系，岩心流体中自旋核磁矩弛豫与扩散机理，对深入了解低渗透岩石孔隙结构和渗流特征有很大帮助．同时，岩心中表面润湿性与核磁共振参数的关系是润湿性研究的基础。岩心中弛豫时间测量基本的规律是：与孔壁表面接触越紧密，流体的弛豫时间越短．由于分子无规则热运动引起分子与孔壁的碰撞进而产生表面弛豫作用，孔径中的扩散和弛豫时间有非常紧密地联系．高精度核磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质有效孔隙度检测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。

低场核磁共振技术直接给出水泥浆体中水的信息，包括含量以及受限程度，因此可以用来反映水泥浆体在新搅拌阶段流动性的变化以及减水剂的作用，还可以半定量地表征水泥水化过程中水的消耗。 通过合成硅酸三钙和铁铝酸四钙单矿物，采用低场核磁共振对其水化进行表征，以及研究铁铝酸四钙含量对硅酸三钙核磁共振信号的影响。重要研究进展包括采用Pechini法合成硅酸三钙和铁铝酸四钙，采用横向弛豫时间-纵向弛豫时间（T1-T2）相关谱对水化进行表征

水泥基材料的水化、硬化体结构的形成及演化、水泥基材料内部不同水分之间的转化、吸水、干燥、水分在水泥基材料内部的扩散过程引起水分化学状态或所处环境物理状态的变化。 这种变化可用Ｈ核磁共振驰豫时间进行表征。研究表明，Ｈ驰豫时间谱可用于水泥水化过程、硬化体结构形成、孔结构、水分在水泥基材料内的传输过程等的表征，所得结果与其它方法所得结果有较好的一致性。 且核磁共振技术可表征水分在水泥基材料中的分布及传输，这是其它现代测试方法难以达到的。水泥基材料是构建多孔介质的关键组成部分。

孔径分布：岩石的孔隙分类一般按孔隙的等效毛细管半径划分：

1）超毛细管孔隙：流体重力作用下可自由流动（大裂缝、溶洞、未胶结或胶结疏松的砂岩）【孔隙直径>0.5mm；裂缝宽度>0.25mm】

2）毛细管孔隙：流体在外力作用下可自由流动（一般砂岩）【孔隙直径[0.2μm,0.5mm]；裂缝宽度[0.1μm,0.25mm]】

3）微毛细管孔隙：流体在自然压差下无法流动（泥岩）【孔隙直径<0.2μm；裂缝宽度<0.1μm】孔隙大小分布曲线及孔隙大小累积分布曲线： 水泥基材料与土壤、岩芯的相互作用影响多孔介质的性能。TD-NMR水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质应用研究

水泥基材料的选择和设计对多孔介质的性能有重要影响。TD-NMR水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质应用研究

规格化FID法（Normalization method）用于冻土未冻水含量的测量 传统利用FID信号的FIRST数据点进行冻土中未冻水含量的测量的方法，由于FID的First数据点的信号强度包含冻土中冰的信号，所以测得的未冻水含量远高于实际的未冻水含量。为了降低该影响，可使用规格化FID法（Normalization method）测量冻土中的未冻水含量。 规格化FID法的前提条件为：1. FID的信号强度与冻土中的未冻水含量成正比；2. 任何低于冰点的温度下的FID信号强度与任意一高于冰点的参考温度的FID信号强度的比值（FID信号强度的差值与温度的差值的比）恒定不变。TD-NMR水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质应用研究