低场核磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质水泥基材料配方选择

核磁共振由哈佛大学Purcell教授和斯坦福大学Bloch教授在1946 年独自发现现象之后，该项技术在科学研究和工业领域的应用日益广阔。 在水泥基材料、土壤、岩芯等多孔介质研究领域，Brown 和 Fatt 于 1956 年首先研究了多孔介质中水的核磁共振弛豫特征，发现多孔介质中水的弛豫时间远小于其自由状态的体弛豫时间。 根据核磁共振机制，由于多孔介质中水的弛豫时间主要反映的是水的表面弛豫特征，即水与多孔介质孔隙表面之间的相互作用力强弱，液固之间的作用力越强则液体的弛豫时间越短，否则液体的弛豫时间越长。水泥基材料与土壤、岩芯的相互作用影响多孔介质的性能。低场核磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质水泥基材料配方选择

计算机断层扫描成像技术(CT)：根据CT技术扫描岩芯样品得到的断面图像进行高精度微米纳米尺度上的计算机三维建模，建立页岩的孔隙几何、矿物分布、吼道分布、渗透率、流体渗流通道等属性模型，被称为数字岩芯技术。受限于样品规格、图像识别分辨率、复杂算法，以及且数据处理耗时耗力。

岩芯核磁共振检测:低场核磁共振（NMR）方法以测试样品规格多样（块样，柱样，全直径岩芯均可）、测试速度快、获取岩芯物性信息丰富、对样品无损害等优势在砂岩、煤岩、碳酸盐岩、致密砂岩、页岩等油气资源勘探开发领域得到了***的发展和应用。低场核磁共振技术已被广泛应用于储层实验评价研究的各个方面，如孔隙度、孔径分布、核磁渗透率、孔隙结构、润湿性、气水相互作用、束缚流体与可动流体识别、油气水识别、伪毛细管压力曲线转换、残余油分布、流体可视化研究、甲烷等温吸附曲线、高温高压驱替等等。 低场核磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质水泥基材料配方选择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。

MAGMED-Soil-2260磁共振土壤分析仪系统是一款用于测试土壤等多孔介质的专业分析仪器。仪器基于低场时域核磁共振原理。采用目前世界上极先进的核磁共振电子控制部件、专业的数据采集和分析软件、以及对样品分析所制定的测量规程。使得该仪器成为强有力的核磁共振分析的工具。 Soil-2290磁共振土壤分析仪通过测量样品中不同含氢组分的弛豫时间信息。从而获得样品的相关信息。同时Soil-2290可满足长时间在线测量。对于样品因外部条件变化而引起的微观结构、裂缝变化。盐类在孔隙中的形成。水分在样品中的扩散等进行实时测量。通过前后测量结果的对比实现上述研究。

核磁共振弛豫分析设备通常使用永磁体产生磁场。其磁场强度较低。体积相对于核磁共振波谱仪和核磁共振成像设备要小得多。而且通常不含梯度模块。所以价格相对很低（几十万人民币）。基本没有维护费用。物质的弛豫特性反映了物质内部原子核所处的化学环境以及分子之间的相互作用。所以弛豫特性能够灵敏地反映出物体内物质所处环境的变化以及物体内不同物质 含量比例的变化。比如岩心中水的弛豫时间随着孔隙的变小而变小、硫酸铜溶液的浓度越大其弛豫时间越短。因此。利用这一原理。弛豫分析技术能够实现物体内物质的鉴别、物体内部的结构分析以及物质的定量分析。如牛奶掺假的检测和定量分析、 木材和岩心的孔径分布、种子中水分和油脂含量的测定以及油脂中固态脂肪含量的测定等等。水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质磁共振分析仪可对混泥土水化养护进行分析。

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。多孔介质具有高渗透性和良好的力学性能。低场核磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质水泥基材料配方选择

核磁共振检测技术特点：测量目标原子核的独一性。低场核磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质水泥基材料配方选择

低场核磁共振（ＬＦ－ＭＭＲ）通过Ｈ原子能量变化判断样品中水分子的自由度、分析不同种类水分的含量，是一种快速、有效、无损的测量技术。国内外学者利用低场核磁共振技术在食品水分检测、冻土未冻水、低渗透岩心孔隙分布等方面进行了大量研究。

根据拉莫定律，在给定磁场强度下，当外加射频频率与１Ｈ核共振频率相同时，１Ｈ才产生共振吸收。而１Ｈ核共振频率由分子组成与结构决定，即不同分子的１Ｈ具有不同的核磁共振频率，因此施加特定外加射频频率，测水中的Ｈ而不测其他物质中的Ｈ。１Ｈ低场核磁共振的弛豫时间长短与氢质子的存在状态及所处的物理化学环境有关，纵向弛豫Ｔ２越长，说明分子运动性越强，所受束缚力弱，反之，分子运动性弱，所受束缚力强。因此，利用Ｔ２值大小可以区别黏土的表面水化水、渗透水、自由水的类型。即采样总信号幅值与物质中水分子的氢质子数呈正比，各种类型水的质量比等于各自的核磁共振信号峰的面积比。利用联合迭代重建技术（ＳＩＲＴ算法）反演Ｔ２离散点，可得离散型与连续型相结合的Ｔ２积分谱，峰面积为该状态水分的信号幅值。 低场核磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质水泥基材料配方选择