高精度TD-NMR水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质技术介绍

储层岩体中的流体根据其赋存状态分为可动流体和束缚流体。在毛管力和孔隙表面力作用下，束缚流体紧紧吸附在孔喉极其微小的孔隙中或较大孔隙的壁面处。在较大孔隙内的流体受岩石骨架作用较弱，在一定的驱动力作用下可自由流动，称为可动流体。在常规的储层评价中，通常以孔隙度、渗透率和孔喉大小来反映储层物性的好坏。对于低渗透储层而言，受沉积、成岩作用，孔喉细小，孔隙连通性差，渗流通道狭窄，只测量孔隙度与渗透率是远远不够的，还需考虑可动流体在总的饱和流体中所占的比例，并通过这一指标来表征储层物性的好坏。 核磁共振技术基于流体弛豫特征，可以准确测量岩石的基本物性特征，获取储层可动流体饱和度。水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质磁共振分析仪可对水泥基材料的微观结构、裂缝变化进行分析。高精度TD-NMR水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质技术介绍

核磁共振弛豫理论应用在70年代极先被引入土壤研究领域，用于测量土壤样品中的水含量，之后随着技术理论的越来越成熟，应用范围越来越广，如泥煤样品中水的表征、水与土壤的相互作用、有机物与土壤的相互作用等。而对于土壤孔隙特征的表征应用则开始于90年代，从极初的辅助定性分析，到精确定量表征，从精度要求不高的大尺寸孔隙表征，到纳米级孔隙的分布研究，从单一的表征孔隙，到研究土壤中溶质变化、土壤中有机质和陶土膨胀对孔隙影响的系统研究，与土壤科学研究领域传统方法相比，低场时域核磁共振技术正以其独特的技术先进性，成为土壤科学研究领域越来越重要的研究手段和方法。高精度TD-NMR水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质技术介绍其内部有大量不规则、多尺度的孔隙，并且还存在不同状态和不同数量的水分。

根据核磁共振T2谱，不只可以得到孔隙度、渗透率等储层常规物性参数，而且与离心、水驱油等实验技术相结合，还可以获得可动流体百分数、剩余油微观分布状态等储层评价所需的参数。与孔隙度、渗透率等常规物性参数不同，润湿性是一个与储层岩石矿物成分、孔隙流体数量和类型等有关的相对特征参数，并且其在油藏水驱开发过程中会发生一定程度的变化。根据核磁共振弛豫机制，T2谱上弛豫时间较长的核磁信号对应岩石中较大孔隙中的流体，T2谱上弛豫时间较短的核磁信号对应细微孔隙中的流体。

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。水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质磁共振分析仪可用于天然气在岩芯中的各种状态（孔隙气凝结气）检测分析。

用核磁共振研究掺防冻剂的白水泥浆体的结冰抗冻行为，发现在－２℃时核磁共振信号出现突变，这是由于大于50nm孔隙里面的水出现结冰。同时还发现掺以硝酸钙为主的防冻剂会减少尺寸在3～10nm 范围内的孔隙数量，形成相对粗大的孔隙（尺寸不小于30nm的孔隙数量有所增加），这将促使防冻剂在混凝土内部孔隙中更好地渗透扩散，增强其作用效果。用核磁共振质子纵向弛豫研究了高效减水剂对白水泥浆体水化进程的影响，发现高效减水剂可以延长水泥浆体工作性的保持时间，并且明显加速水泥的水化。小型核磁共振仪器能够从频率维度、空间维度和时间维度信息表征物体特性。高精度TD-NMR水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质技术介绍

水泥基材料与土壤、岩芯的相互作用影响多孔介质的性能。高精度TD-NMR水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质技术介绍

表层沃土商品土中腐殖酸（HA） 提取及HA覆层sand样品的制作；重油中沥青（Asphaltenes）提取及沥青覆层sand样品的制作； 标准样品0.002 M CuSO4溶液的弛豫时间当量240us（1MHz）；Bulk蒸馏水的弛豫时间当量2500ms； 3.5cm直径、5cm高的样品管；承装样品的高度略小于1.5cm（磁场的MORE检测区域），加盖，特氟龙胶带缠绕，防止蒸发； 以1滴/秒的速度滴加蒸馏水，直至样品的上表面有一薄层液体，模拟下雨的情况； 如果不加水，NMR测得的都是噪音信号，这说明该文章中所使用的NMR设备和测量方法无法测得固体有机质信号； 前后两次测量土壤样品的幅值误差小于4%（验证重复性）； 标准样品的幅值误差小于5%，整个实验周期内（约20天）； NMR定量测量水含量与Mass balance方法（天平）误差小于5%，NMR定量测量含水量的精度达到0.01g；高精度TD-NMR水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质技术介绍