無損傷水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)應(yīng)用研究

低場時(shí)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(qiáng)。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(jià)非常重要。 傳統(tǒng)的評價(jià)方法包括乙醇滴定法（MED）和水分滲透時(shí)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(jìn)行比較，且MED測試結(jié)果重復(fù)性較差。在WDPT法中：時(shí)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非常規(guī)巖芯油水飽和度檢測分析。無損傷水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)應(yīng)用研究

水泥基材料的水化、硬化體結(jié)構(gòu)的形成及演化、水泥基材料內(nèi)部不同水分之間的轉(zhuǎn)化、吸水、干燥、水分在水泥基材料內(nèi)部的擴(kuò)散過程引起水分化學(xué)狀態(tài)或所處環(huán)境物理狀態(tài)的變化。 這種變化可用Ｈ核磁共振馳豫時(shí)間進(jìn)行表征。研究表明，Ｈ馳豫時(shí)間譜可用于水泥水化過程、硬化體結(jié)構(gòu)形成、孔結(jié)構(gòu)、水分在水泥基材料內(nèi)的傳輸過程等的表征，所得結(jié)果與其它方法所得結(jié)果有較好的一致性。 且核磁共振技術(shù)可表征水分在水泥基材料中的分布及傳輸，這是其它現(xiàn)代測試方法難以達(dá)到的。高精度水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)孔徑分布檢測核磁共振是指具有固定磁距的原子核，在恒定磁場與交變磁場的作用下，與交變磁場發(fā)生能量。

低場核磁共振（NMR）巖心分析技術(shù)在現(xiàn)場測井和錄井中得到了廣闊應(yīng)用，它主要反映巖石內(nèi)部的含氫流體（包括油、氣、水）的分布狀況，并且可以結(jié)合其他手段間接反映巖石孔隙結(jié)構(gòu)的相關(guān)信息，它具有快速檢測、無損巖心、無污染、可重復(fù)檢測等特點(diǎn)。飽水巖石的弛豫時(shí)間（T2）分布存在著一種“擴(kuò)散耦合”效應(yīng)——巖石孔隙尺度變化大時(shí)，不同尺寸孔隙中的含氫流體往會(huì)相互擴(kuò)散而使巖石的T2分布趨于“平均化”，這使得 T2分布難以顯示這種復(fù)雜的孔徑分布。

潤濕性：存在兩種非混相流體時(shí)，其中某一相流體沿固體表面延展或附著的傾向性。衡量標(biāo)準(zhǔn)：1）接觸角：0-完全潤濕；<90-潤濕好；>90-潤濕不好，=180-完全不潤濕2）附著功：單位面積固-液界面在第三相（一般為空氣）中拉開所做的功接觸角越小，附著功越大潤濕反轉(zhuǎn)現(xiàn)象：固體表面+活性劑改變水油潤濕性（砂巖采油提高采收率）潤濕滯后現(xiàn)象：一相驅(qū)替另一相過程中出現(xiàn)的潤濕現(xiàn)象，分為靜潤濕滯后、動(dòng)潤濕滯后（接觸角-前進(jìn)角、后退角）測量方法：1）直接法：接觸角法2）吊板法：界面張力3）間接法：自吸或自吸離心法水泥基材料-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FFI、BVI、CBW等檢測分析。

MAGMED Cores HP20L 非常規(guī)巖芯核磁共振分析儀技術(shù)優(yōu)勢： 1)非常規(guī)巖芯核磁共振分析儀有高性能驅(qū)替系統(tǒng)。極大圍壓10000psi。極大驅(qū)替壓8000psi。極高溫度120℃； 2)非常規(guī)巖芯核磁共振分析儀可測0.02毫升水樣。誤差±0.5%。并可對氣體。如甲烷等直接測量； 3)非常規(guī)巖芯核磁共振分析儀特有T1-T2二維脈沖?？蓞^(qū)分樣品中不同的含氫組分。如水、油、氣、油母瀝青等； 4)非常規(guī)巖芯核磁共振分析儀與石油巖芯領(lǐng)域國際前沿科研機(jī)構(gòu)合作。標(biāo)準(zhǔn)的非常規(guī)巖芯分析流程，全力技術(shù)支持；水泥基材料與土壤、巖芯的相互作用影響多孔介質(zhì)的性能。無損傷水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)應(yīng)用研究

巖石和土體是天然形成的多孔介質(zhì)材料。無損傷水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)應(yīng)用研究

低場核磁共振（ＬＦ－ＭＭＲ）通過Ｈ原子能量變化判斷樣品中水分子的自由度、分析不同種類水分的含量，是一種快速、有效、無損的測量技術(shù)。國內(nèi)外學(xué)者利用低場核磁共振技術(shù)在食品水分檢測、凍土未凍水、低滲透巖心孔隙分布等方面進(jìn)行了大量研究。

根據(jù)拉莫定律，在給定磁場強(qiáng)度下，當(dāng)外加射頻頻率與１Ｈ核共振頻率相同時(shí)，１Ｈ才產(chǎn)生共振吸收。而１Ｈ核共振頻率由分子組成與結(jié)構(gòu)決定，即不同分子的１Ｈ具有不同的核磁共振頻率，因此施加特定外加射頻頻率，測水中的Ｈ而不測其他物質(zhì)中的Ｈ。１Ｈ低場核磁共振的弛豫時(shí)間長短與氫質(zhì)子的存在狀態(tài)及所處的物理化學(xué)環(huán)境有關(guān)，縱向弛豫Ｔ２越長，說明分子運(yùn)動(dòng)性越強(qiáng)，所受束縛力弱，反之，分子運(yùn)動(dòng)性弱，所受束縛力強(qiáng)。因此，利用Ｔ２值大小可以區(qū)別黏土的表面水化水、滲透水、自由水的類型。即采樣總信號幅值與物質(zhì)中水分子的氫質(zhì)子數(shù)呈正比，各種類型水的質(zhì)量比等于各自的核磁共振信號峰的面積比。利用聯(lián)合迭代重建技術(shù)（ＳＩＲＴ算法）反演Ｔ２離散點(diǎn)，可得離散型與連續(xù)型相結(jié)合的Ｔ２積分譜，峰面積為該狀態(tài)水分的信號幅值。 無損傷水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)應(yīng)用研究