TD-NMR水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)分析設(shè)備

低場時域核磁共振用于土壤潤濕性的檢測 土壤潤濕性（wettability）對土壤的性能參數(shù)之一，其表現(xiàn)為快速吸水，持水能力強。土壤的憎水性（repellency）是指土壤具有較差的潤濕性，其表現(xiàn)為植物生長緩慢、表面多塵、因缺少圖聚核而結(jié)構(gòu)一致，這種現(xiàn)象增加了地下水污染的可能性。土壤憎水性的成因包括：自然發(fā)生的、因火災(zāi)或污染產(chǎn)生等。污染引起的土壤憎水性通常是由于土壤長期暴露在液相或氣相的石油烴中。因此對于土壤潤濕性的評價非常重要。 傳統(tǒng)的評價方法包括乙醇滴定法（MED）和水分滲透時間法（WDPT），這兩種方法雖然檢測快速、易于操作，但也有著不可忽略的弊端。在MED法中：如果不忽略固-液分子相互作用性質(zhì)的差異的情況，那么土壤/水/空氣系統(tǒng)不能直接與土壤/乙醇水溶液/空氣系統(tǒng)進行比較，且MED測試結(jié)果重復(fù)性較差。在WDPT法中：時間維度的選擇過于隨意，且無特定的物理意義。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）。TD-NMR水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)分析設(shè)備

儲層巖體中的流體根據(jù)其賦存狀態(tài)分為可動流體和束縛流體。在毛管力和孔隙表面力作用下，束縛流體緊緊吸附在孔喉極其微小的孔隙中或較大孔隙的壁面處。在較大孔隙內(nèi)的流體受巖石骨架作用較弱，在一定的驅(qū)動力作用下可自由流動，稱為可動流體。在常規(guī)的儲層評價中，通常以孔隙度、滲透率和孔喉大小來反映儲層物性的好壞。對于低滲透儲層而言，受沉積、成巖作用，孔喉細小，孔隙連通性差，滲流通道狹窄，只測量孔隙度與滲透率是遠遠不夠的，還需考慮可動流體在總的飽和流體中所占的比例，并通過這一指標來表征儲層物性的好壞。 核磁共振技術(shù)基于流體弛豫特征，可以準確測量巖石的基本物性特征，獲取儲層可動流體飽和度。時域磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)分析儀小型核磁共振儀器能夠從頻率維度、空間維度和時間維度信息表征物體特性。

低場時域核磁共振技術(shù)用于土壤中水分的運動機制研究 土壤作為一種包含多中成分：多種礦物質(zhì)、多種有機質(zhì)的復(fù)雜非穩(wěn)態(tài)的多孔介質(zhì)，其吸水后，水分的滲透機理與典型穩(wěn)態(tài)多孔介質(zhì)中水分的滲透機理相違背，而是先進入大孔，進入微孔則是一個緩慢、漫長的過程，這說明水分與土壤中的部分組分相互作用，從而改變了土壤的微觀結(jié)構(gòu)。典型的解釋是：土壤吸水后，水分與土壤中的有機質(zhì)相互作用，形成“凝膠相”，打開土壤中的微孔系，從而吸水膨脹。但內(nèi)在機理有待進一步研究。 基于低場時域核磁共振技術(shù)，通過對土壤樣品的各個單獨組分（如蒙脫石、腐殖酸）及全土吸水后的弛豫時間測量和分析，得出：土壤中的水分進入微孔之所以是一個緩慢、漫長的過程，主要是因為土壤滲透如有機質(zhì)和礦物顆粒的結(jié)合界面、破壞有機質(zhì)和礦物顆粒之間的相互作用，從而使土壤中形成凝膠相，并打開礦物顆粒（蒙脫石粘土）的微孔系的時間較長。 MAGMED-Soil-2260磁共振土壤分析儀，能夠精確、全力的采集土壤樣品中所有孔徑對應(yīng)的弛豫時間信號，優(yōu)化的軟硬件配置，滿足長時間在線測量要求，重復(fù)性好，為土壤中的水分運動機制研究提供一種精確、快速、方便的分析途徑。

水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)低場核磁共振技術(shù)主要采用永磁體結(jié)構(gòu)，磁場強度一般在1.0 T以下，主要采集被檢測樣品的弛豫信息。它的特點是研究原子核在磁場中的一些特性。能提供核周圍的分子或環(huán)境的信息。并且氫核有極強的磁共振信號極容易被儀器探測。 低場核磁共振射頻探頭性能： 1) 探頭由射頻線圈和調(diào)諧匹配電路組成。是射頻磁場的發(fā)生裝置。也是核磁信號的接收裝置。 2) 探頭性能直接影響核磁共振信號的接收靈敏度。低性能探頭會導(dǎo)致核磁共振信號的降低甚至丟失。 3) 探頭性能直接決定核磁系 統(tǒng)的測量準確度。 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。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。

孔徑分布：巖石的孔隙分類一般按孔隙的等效毛細管半徑劃分：

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

3）微毛細管孔隙：流體在自然壓差下無法流動（泥巖）【孔隙直徑<0.2μm；裂縫寬度<0.1μm】孔隙大小分布曲線及孔隙大小累積分布曲線： 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)系統(tǒng)原理

非常規(guī)巖芯磁共振分析儀特有T1-T2二維脈沖，可區(qū)分樣品中不同的含氫組分，如水、油、氣、油母瀝青等。TD-NMR水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)分析設(shè)備

縱向弛豫(T1)和橫向弛豫(T2)是由質(zhì)子之間的磁相互作用引起的。從原子的角度來看，當一個進動的質(zhì)子系統(tǒng)將能量傳遞給周圍環(huán)境時，弛豫就發(fā)生了。供體質(zhì)子弛豫到它的低能態(tài)，在低能態(tài)中質(zhì)子沿著B0的方向進動。同樣的轉(zhuǎn)移也有助于T2弛豫。此外，消相有助于T2松弛，而不涉及向周圍環(huán)境轉(zhuǎn)移能量。因此，橫向弛豫總是比縱向弛豫快;因此，T2總是小于等于T1?！τ诠腆w中的質(zhì)子，T2比T1小得多?！τ诹黧w中的質(zhì)子：(1)當流體處于均勻靜磁場時，T1近似等于T2。(2)當流體處于梯度磁場并采用CPMG測量過程時，T2小于T1，其差異主要受磁場梯度、回波間距和流體擴散率的控制。當潤濕流體填充多孔介質(zhì)(如巖石)時，T1和T2都急劇減小，并且弛豫機制不同于固體或流體中的質(zhì)子。TD-NMR水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)分析設(shè)備