縱向弛豫(T1)和橫向弛豫(T2)是由質子之間的磁相互作用引起的。從原子的角度來看,當一個進動的質子系統將能量傳遞給周圍環境時,弛豫就發生了。供體質子弛豫到它的低能態,在低能態中質子沿著B0的方向進動。同樣的轉移也有助于T2弛豫。此外,消相有助于T2松弛,而不涉及向周圍環境轉移能量。因此,橫向弛豫總是比縱向弛豫快;因此,T2總是小于等于T1。·對于固體中的質子,T2比T1小得多。·對于流體中的質子:(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(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子。巖石和土體是天然形成的多孔介質材料。低場磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質高性能驅替系統
潤濕性
自吸:已飽油巖樣放入吸水儀中,如果巖石親水,毛細作用下,水將自動吸入巖石將巖石中的油驅替出來,驅替出的油浮于儀器頂部,體積能夠直接讀出;如果巖石有親油能力,則使用飽水巖樣,置入油中,倒置讀出驅出水量;由于巖石具有非均質性,既親油又親水,一般同一巖樣重復做吸水驅油和吸油驅水實驗;自吸離心法:除自吸外,利用離心機產生離心力將巖心毛管中可流動的液體排除,得到總的可流動毛管體積:水排比=自動吸水量/(自動吸水量+離心吸水(排油)量);油排比=自動吸油量/(自動吸油量+離心吸油(排水)量);自吸驅替法:與自吸離心法相似,不同在于將離心機旋轉產生的離心力改為將巖心裝入巖心夾持器中加壓進行驅替;實驗步驟:飽油(含束縛水)巖樣自吸水,測排油量C,巖心放入夾持器,水驅油測油量D;水驅后(含殘余油)自吸油,測排水量A,巖心放入夾持器,油驅水測水量B。油潤濕指數=A/(A+B)水潤濕指數=C/(C+D) 麥格瑞水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質解決方案江蘇麥格瑞電子科技有限公司致力于醫學領域、生命健康領域的磁共振產品的研制開發、銷售及技術理念的推廣。
將比表面積為380m2/kg的普通硅酸鹽水泥與鐵渣粉混合制成不同鐵渣含量的試樣。試樣真空保水后使用PM-1030磁共振水泥基材料分析儀進行檢測。將測試結果反演得到曲線圖,觀察各試件飽水樣T2 譜相似,均有2~3個弛豫峰且均以短弛豫為主,弛豫時間絕大部分在0.01ms~1ms 之間,在10ms~100ms和100ms~1000ms之間存在比例很小的峰。每個弛豫峰表征一種狀態的水(化學結合水、 吸附水、孔隙水與自由水)。研究表明 :化學結合水的橫向弛豫時間很短,試驗無法采集到試件中化學結合水的信號,已知吸附水流動性<孔隙水流動性<自由水流動性。T2 值小孔 隙就小,T2 值大孔隙就大,T2 與 r 正相關,因此核 磁共振T2 譜測試結果可間接反映試件內部孔隙結構。 T2 時間越短,水的流動性越差。因此,T2 譜的3個峰依次對應飽水試件中吸附水、孔隙水和自由水中氫核的核磁共振信號。
對于水泥中的結晶水,主要來自于水泥水化過程的產生的微晶相氫氧化鈣中的羥基信號、鈣礬石中的結晶水信號,其T2弛豫時間非常短~10us左右。常規的T1-T2測量方法能夠重聚由于化學位移各向異性、潛在的磁場不均勻性以及異核偶極耦合相互作用造成的磁化損失,對于氫氧化鈣中同核偶極耦合作用造成的信號損失無能為力,因此常規T1-T2測量方法檢測到水泥基材料中的固體信號比較困難。而固體回波可以重聚氫氧化鈣中孤立的1/2自旋對產生的同核偶極耦合作用造成的信號損失,因而可以檢測到水泥基材料中的固體信號。我們將多固體回波序列用于T1-T2弛豫測量,多固體回波序列(圖1)由標準二維弛豫序列結合固體回波組成。目前,該二維脈沖序列測量方法已用于巖芯、礦物等多孔介質材料。我們將二維固體脈沖測量方法應用于水泥樣本的研究中,目的是使用低場核磁共振技術獲得更完整的水泥材料中的固體信號。水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質低場核磁共振技術主要采用永磁體結構,磁場強度一般在1.0 T以下。
基于低場時域核磁共振技術的土壤潤濕性評價標準探索 土壤的潤濕性其本質機制是水分進入土壤后所發生的一系列化學反應。水分進入土壤后,其有兩個進程,first個為快速吸收,這主要是由于干燥的有機物吸水、膨脹,形成凝膠,并產生微孔;第二個進程主要體現在具有憎水性的土壤中,即土壤顆粒表面的憎水性有機物覆層與載體-土壤顆粒之間的連接,因水分的滲透作用而發生破壞,該過程伴隨少量的吸水量,且持續時間較長。基于低場時域磁共振技術,通過測量土壤樣品中的水分的橫向弛豫時間及其分布發現:當憎水性土壤暴露在水分中足夠長的時間,其與同類型的潤濕性能優異的土壤將達到相同或相似的水分分布平衡狀態。基于此,低場時域核磁共振技術,為評價土壤的潤濕性提供了一條可行的途徑:通過計算土壤樣品的加權平均T2橫向弛豫時間T2gm,即當土壤樣品暴露于水中足夠長的時間后,其T2gm持續降低,并在3周后,降低一個數量級,則說明該土壤為憎水性土壤,潤濕性能較差。 磁共振土壤分析儀,采用優化的磁場強度、探頭系統、溫控系統等硬件配置,功能強大的軟件分析系統,可對土壤樣品進行長時間在線精確測量,可為土壤潤濕性評價分析提供一種高效、快捷、精確分析途徑。水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質磁共振分析儀可對水泥基材料不同配方選擇進行研究。低場核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質土壤固體有機質探測
水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質磁共振分析儀可對水泥基材料的微觀結構、裂縫變化進行分析。低場磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質高性能驅替系統
利用核磁共振資料的儲層分級評價,一般考慮影響孔隙結構的因素主要是核磁譜形分布、孔隙度、 地層厚度等宏觀儲層參數,而對于極大孔喉半徑、 極大進汞飽和度等反映儲層孔隙結構、儲層滲流特 性等微觀參數分析明顯不足。從宏觀尺度及微觀尺度2個方面進行孔隙結構參數的選擇,為儲層分級評價模型的建立提供更為可靠的依據。核磁共振T2分布譜所包含豐富的數字信息反映了巖石特定的物理信息。儲層中的可動流體和束縛流體可以通過核磁共振測井進行定量評價。低場磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質高性能驅替系統