小核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)的應(yīng)用

采用核磁共振測(cè)定水泥硬化漿體孔徑分布時(shí)不只可得到凝膠孔信息，而且操作簡(jiǎn)易，流程迅速，對(duì)樣品不產(chǎn)生任何損傷，具有很大的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用前景。同時(shí)，低場(chǎng)核磁共振技術(shù)還可用于研究水泥水化進(jìn)程和硬化漿體中水的擴(kuò)散。從分析水泥中順磁性物質(zhì)含量和來(lái)源對(duì)其核磁共振信號(hào)影響這個(gè)角度出發(fā)，尋找順磁性物質(zhì)對(duì)核磁共振信號(hào)的影響規(guī)律，并對(duì)低場(chǎng)核磁共振測(cè)定孔徑分布和化學(xué)結(jié)合水含量的方法進(jìn)行修正，提高測(cè)試方法的準(zhǔn)確性，可為使用低場(chǎng)核磁共振技術(shù)研究水泥水化進(jìn)程提供理論依據(jù)。水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)低場(chǎng)核磁共振技術(shù)主要采用永磁體結(jié)構(gòu)，磁場(chǎng)強(qiáng)度一般在1.0 T以下。小核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)的應(yīng)用

磁共振水泥基材料分析儀技術(shù)性能 1)10MHz磁共振頻率和30mm直徑的樣品尺寸。提高測(cè)量的信噪比。確保儀器的高靈敏度； 2)特殊的探頭設(shè)計(jì)。探頭死時(shí)間短于15us?？赏暾牟杉瘶悠分泄腆w及液體信號(hào)。從而獲得全力的物理屬性和含氫分子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)； 3)高效的探頭散熱模式?？蓪y(cè)量時(shí)探頭產(chǎn)生的熱量帶出。確保測(cè)量的穩(wěn)定性； 4)基于貝葉斯算法的磁共振信號(hào)一維反演分析功能?？蓽?zhǔn)確獲得T1和T2弛豫時(shí)間分布；專(zhuān)有的二維數(shù)據(jù)分析方法?？芍亟MT1 -T2 /T2 -T2二維相關(guān)譜圖； 5)基于PID算法的溫控系統(tǒng)。使磁體的場(chǎng)強(qiáng)變化保持在200Hz/h。確保測(cè)量結(jié)果的可靠性與穩(wěn)定性； 6)較短的樣品管設(shè)計(jì)。便于水泥樣品的配置和制作； 7)在增加附件的前提下。升級(jí)帶有溫度場(chǎng)系統(tǒng)。進(jìn)行相關(guān)的對(duì)樣品進(jìn)行變溫實(shí)驗(yàn)。時(shí)域磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域小型核磁共振儀器能夠從頻率維度、空間維度和時(shí)間維度信息表征物體特性。

規(guī)格化FID法（Normalization method）用于凍土未凍水含量的測(cè)量 傳統(tǒng)利用FID信號(hào)的FIRST數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行凍土中未凍水含量的測(cè)量的方法，由于FID的First數(shù)據(jù)點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度包含凍土中冰的信號(hào)，所以測(cè)得的未凍水含量遠(yuǎn)高于實(shí)際的未凍水含量。為了降低該影響，可使用規(guī)格化FID法（Normalization method）測(cè)量?jī)鐾林械奈磧鏊俊?規(guī)格化FID法的前提條件為：1. FID的信號(hào)強(qiáng)度與凍土中的未凍水含量成正比；2. 任何低于冰點(diǎn)的溫度下的FID信號(hào)強(qiáng)度與任意一高于冰點(diǎn)的參考溫度的FID信號(hào)強(qiáng)度的比值（FID信號(hào)強(qiáng)度的差值與溫度的差值的比）恒定不變。

孔徑分布：巖石的孔隙分類(lèi)一般按孔隙的等效毛細(xì)管半徑劃分：

1）超毛細(xì)管孔隙：流體重力作用下可自由流動(dòng)（大裂縫、溶洞、未膠結(jié)或膠結(jié)疏松的砂巖）【孔隙直徑>0.5mm；裂縫寬度>0.25mm】

2）毛細(xì)管孔隙：流體在外力作用下可自由流動(dòng)（一般砂巖）【孔隙直徑[0.2μm,0.5mm]；裂縫寬度[0.1μm,0.25mm]】

3）微毛細(xì)管孔隙：流體在自然壓差下無(wú)法流動(dòng)（泥巖）【孔隙直徑<0.2μm；裂縫寬度<0.1μm】孔隙大小分布曲線(xiàn)及孔隙大小累積分布曲線(xiàn)： 水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)磁共振分析儀可用于非常規(guī)巖芯的油水氣等在地層條件下的驅(qū)替檢測(cè)分析。

測(cè)井作為評(píng)價(jià)已鉆探地層的經(jīng)濟(jì)方法，在測(cè)定孔隙度和流體飽和度方面已經(jīng)取得了進(jìn)步，但仍不能提供系統(tǒng)的滲透率估算。這就是為什么核磁共振技術(shù)在20世紀(jì)60年代引起石油工業(yè)的興趣，當(dāng)時(shí)研究人員發(fā)表的研究結(jié)果顯示，核磁共振技術(shù)具有良好的滲透率相關(guān)性。然而，滲透率并不是這種新型脈沖回波核磁共振測(cè)井提供的***巖石物理效益。許多其他巖石物理參數(shù)——與礦物無(wú)關(guān)的總孔隙度;**于其他測(cè)井曲線(xiàn)的水、氣、油飽和度;油的粘度——都是可以達(dá)到的。其他幾個(gè)參數(shù)似乎也觸手可及，從而確保這種新的均勻梯度核磁共振測(cè)井測(cè)量將被證明是迄今為止測(cè)井行業(yè)設(shè)計(jì)的**豐富的地層巖石物理單一來(lái)源。水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)磁共振分析儀可研究水泥基材料的微觀結(jié)構(gòu)、裂縫變化。低場(chǎng)時(shí)域核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域

水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)弛豫分析技術(shù)可獲得物質(zhì)中與分子動(dòng)力學(xué)特性相關(guān)的弛豫信號(hào)。小核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)的應(yīng)用

達(dá)西定律描述飽和土中水的滲流速度與水力坡降之間的線(xiàn)性關(guān)系的規(guī)律，又稱(chēng)線(xiàn)性滲流定律。1856年由法國(guó)工程師H.P.G.達(dá)西通過(guò)實(shí)驗(yàn)總結(jié)得到。1852-1855年，達(dá)西進(jìn)行了水通過(guò)飽和砂的實(shí)驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)了滲流量Q與上下游水頭差（h2-h1）和垂直于水流方向的截面積A成正比，而與滲流長(zhǎng)度L成反比，即：Q=K*A*（h2-h1）/L。

非常規(guī)儲(chǔ)層呈現(xiàn)低速非達(dá)西滲流特征，存在啟動(dòng)壓力梯度；滲流曲線(xiàn)由平緩過(guò)渡的兩段組成，較低滲流速度下的上凹型非線(xiàn)性滲流曲線(xiàn)和較高流速下的擬線(xiàn)性滲流曲線(xiàn)，滲流曲線(xiàn)主要受巖芯滲透率的影響，滲透率越低，啟動(dòng)壓力梯度越大，非達(dá)西現(xiàn)象越明顯。需要人工壓裂注氣液，增加驅(qū)替力，形成有效開(kāi)采的流動(dòng)機(jī)制。 小核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)的應(yīng)用