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(cè)

低場(chǎng)核磁共振是一種正在興起的快速無(wú)損檢測(cè)技術(shù)。具有測(cè)試速度快。靈敏度高、無(wú)損、綠色等優(yōu)點(diǎn)。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(guò)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(jī)質(zhì)探測(cè)、非常規(guī)巖芯總體孔隙度及有效孔隙度檢測(cè)、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(shí)間分布呈現(xiàn)兩個(gè)峰，一個(gè)是在100ms附近，反映水泥顆粒周?chē)杂伤某谠バ畔ⅲ涣硪粋€(gè)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(jìn)程中極長(zhǎng)弛豫時(shí)間隨時(shí)間的變化呈現(xiàn)出５個(gè)階段，正好與水泥水化反應(yīng)的初始反應(yīng)、誘 導(dǎo)期、加速期、減速期和穩(wěn)定期相對(duì)應(yīng)。 通過(guò)質(zhì)子橫向弛豫來(lái)反映白水泥漿體的水化進(jìn)程，發(fā)現(xiàn)從加水開(kāi)始15min到200h，水泥漿體水化過(guò)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(shí)間和信號(hào)量百分比來(lái)表征不同種類(lèi)的自旋質(zhì)子群，以此來(lái)監(jiān)測(cè)水泥漿體的水化進(jìn)程，觀測(cè)研究結(jié)果與通過(guò)其它途徑測(cè)得的結(jié)果呈現(xiàn)良好一致性，證明了用核磁共振來(lái)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(cè)

MAGMED Cores HP20L 非常規(guī)巖芯核磁共振分析儀針對(duì)非常規(guī)巖芯極低孔隙度、納米級(jí)微孔隙、極低滲透率、高有機(jī)質(zhì)含量特點(diǎn)而設(shè)計(jì)。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(jī)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(cè)1英寸標(biāo)準(zhǔn)巖芯(25.4mm) 樣品。極短回波間隔0.08毫秒。驅(qū)替時(shí)可進(jìn)行實(shí)時(shí)磁共振測(cè)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(cè)技術(shù)特點(diǎn)：測(cè)量目標(biāo)原子核的獨(dú)一性。

核磁共振由哈佛大學(xué)Purcell教授和斯坦福大學(xué)Bloch教授在1946 年獨(dú)自發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象之后，該項(xiàng)技術(shù)在科學(xué)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(shí)間遠(yuǎn)小于其自由狀態(tài)的體弛豫時(shí)間。 根據(jù)核磁共振機(jī)制，由于多孔介質(zhì)中水的弛豫時(shí)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(qiáng)弱，液固之間的作用力越強(qiáng)則液體的弛豫時(shí)間越短，否則液體的弛豫時(shí)間越長(zhǎng)。

粘土結(jié)合水、毛細(xì)管結(jié)合水和可動(dòng)水具有不同的孔隙大小和位置。烴類(lèi)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?cè)谡扯群蛿U(kuò)散系數(shù)上也與鹵水不同。核磁共振測(cè)井利用這些差異來(lái)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(lái)說(shuō)，結(jié)合流體的T1和T2時(shí)間都很短，擴(kuò)散速度也很慢(小D)，這是由于分子在小孔隙中的運(yùn)動(dòng)受到限制。游離水通常具有中等的T1、T2和D值。碳?xì)浠衔铮缣烊粴?、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(zhǎng)的T1時(shí)間，但很短的T2時(shí)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(kuò)散，具有較長(zhǎng)的T1和T2時(shí)間，并且通常表現(xiàn)為單指數(shù)衰減。隨著黏度的增加和碳?xì)浠衔锘旌衔镒兊酶訌?fù)雜，擴(kuò)散減少，就像T1和T2時(shí)間一樣，弛豫伴隨著越來(lái)越復(fù)雜的多指數(shù)衰減?；诳紫读黧w信號(hào)的獨(dú)特核磁共振特征，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出應(yīng)用程序來(lái)識(shí)別并在某些情況下量化存在的碳?xì)浠衔镱?lèi)型。核磁共振是指靜磁場(chǎng)中的自旋原子核在另一交變磁場(chǎng)中自旋能級(jí)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(chǎng)核磁測(cè)氫 技術(shù)，評(píng)價(jià)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(shí)間的延長(zhǎng)， 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(wú)明顯變化， 土壤水分吸持性能在轉(zhuǎn)化時(shí)間序列上呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，但長(zhǎng)期施用有機(jī)肥可以?xún)?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(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、快速、準(zhǔn)確地檢測(cè)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(cè)

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(guò)程的實(shí)時(shí)模擬檢測(cè)。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(cè)

核磁共振弛豫分析設(shè)備通常使用永磁體產(chǎn)生磁場(chǎng)。其磁場(chǎng)強(qiáng)度較低。體積相對(duì)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?xún)r(jià)格相對(duì)很低（幾十萬(wàn)人民幣）。基本沒(méi)有維護(hù)費(fèi)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(xué)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(shí)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(shí)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(cè)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(cè)定以及油脂中固態(tài)脂肪含量的測(cè)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(cè)