一体式水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质应用介绍

粘土结合水、毛细管结合水和可动水具有不同的孔隙大小和位置。烃类流体在孔隙空间中的位置与盐水不同，通常占据较大的孔隙。它们在粘度和扩散系数上也与卤水不同。核磁共振测井利用这些差异来表征孔隙空间中的流体。图1.13定性地表示了岩石孔隙中不同流体的核磁共振性质。一般来说，结合流体的T1和T2时间都很短，扩散速度也很慢(小D)，这是由于分子在小孔隙中的运动受到限制。游离水通常具有中等的T1、T2和D值。碳氢化合物，如天然气、轻质油、中粘度油和重油，也有非常不同的核磁共振特征。天然气表现出很长的T1时间，但很短的T2时间和单指数型弛豫衰减。油的核磁共振特性变化很大，很大程度上取决于油的粘度。较轻的油具有高度的扩散，具有较长的T1和T2时间，并且通常表现为单指数衰减。随着黏度的增加和碳氢化合物混合物变得更加复杂，扩散减少，就像T1和T2时间一样，弛豫伴随着越来越复杂的多指数衰减。基于孔隙流体信号的独特核磁共振特征，已经开发出应用程序来识别并在某些情况下量化存在的碳氢化合物类型。非常规岩芯分析仪与石油岩芯领域国际科研机构合作，标准的非常规岩芯分析流程，全力的技术支持。一体式水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质应用介绍

纵向弛豫(T1)和横向弛豫(T2)是由质子之间的磁相互作用引起的。从原子的角度来看，当一个进动的质子系统将能量传递给周围环境时，弛豫就发生了。供体质子弛豫到它的低能态，在低能态中质子沿着B0的方向进动。同样的转移也有助于T2弛豫。此外，消相有助于T2松弛，而不涉及向周围环境转移能量。因此，横向弛豫总是比纵向弛豫快;因此，T2总是小于等于T1。·对于固体中的质子，T2比T1小得多。·对于流体中的质子：(1)当流体处于均匀静磁场时，T1近似等于T2。(2)当流体处于梯度磁场并采用CPMG测量过程时，T2小于T1，其差异主要受磁场梯度、回波间距和流体扩散率的控制。当润湿流体填充多孔介质(如岩石)时，T1和T2都急剧减小，并且弛豫机制不同于固体或流体中的质子。一站式水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质高性能驱替系统核磁共振弛豫分析技术则根据物体内部不同物质的弛豫特性实现物质组分的鉴别和定量分析。

油对T2分布的影响随孔隙中流体的不同而不同。水和轻质油图4.6(上)为水和轻质油充填水湿地层的体积模型。模型中各组分之间的明显边界并不意味着对应的衰变谱之间的明显边界。如果用较短的TE和较长的TW来测量回波序列，那么水将具有较宽的T2分布，而轻质油则倾向于在单个T2值附近显示更窄的分布水与轻质油的扩散系数差异不大;因此，两种流体之间的D对比不会很明显。轻质油和孔隙水的T1值差异很大;因此，两种液体之间的T1对比将被检测到。

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非常规岩芯FFI、BVI、CBW等检测分析。

润湿性

自吸：已饱油岩样放入吸水仪中，如果岩石亲水，毛细作用下，水将自动吸入岩石将岩石中的油驱替出来，驱替出的油浮于仪器顶部，体积能够直接读出；如果岩石有亲油能力，则使用饱水岩样，置入油中，倒置读出驱出水量；由于岩石具有非均质性，既亲油又亲水，一般同一岩样重复做吸水驱油和吸油驱水实验；自吸离心法：除自吸外，利用离心机产生离心力将岩心毛管中可流动的液体排除，得到总的可流动毛管体积：水排比=自动吸水量/（自动吸水量+离心吸水（排油）量）；油排比=自动吸油量/（自动吸油量+离心吸油（排水）量）；自吸驱替法：与自吸离心法相似，不同在于将离心机旋转产生的离心力改为将岩心装入岩心夹持器中加压进行驱替；实验步骤：饱油（含束缚水）岩样自吸水，测排油量C，岩心放入夹持器，水驱油测油量D；水驱后（含残余油）自吸油，测排水量A，岩心放入夹持器，油驱水测水量B。油润湿指数=A/（A+B）水润湿指数=C/（C+D） 核磁共振磁场的温度稳定性限制了磁体的使用环境。永磁体的磁场强度主要受限于磁体材料。麦格迈水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质系统

水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质核磁共振检测技术特点： 测量目标原子核的特一性。一体式水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质应用介绍

两种二维核磁共振方法的测量结果中较明显的差异在于峰D的位置处的信号强度。从图中可以看出相比于使用常规T1-T2测量方法的结果，使用solidechoT1-T2测量方法可以得到更多的核磁共振信号。由于固体回波可以重聚氢氧化钙固体中存在的同核偶极耦合，可以认为峰D位置的是水泥水化过程中生成的固体产物的信号，通过进一步验证，得出峰D主要为钙矾石中结晶水的信号。另外，整体看峰C和峰D所在的区域，solidechoT1-T2测量方法测得的信号强度比常规T1-T2测量方法测得的信号强度高出31%，主要增强了峰D位置处的信号。综上所述，solidechoT1-T2测量方法可以获得更加完整的固体信号，对利用低场核磁共振技术开展水泥水化过程中的固体产物如氢氧化钙的定量研究具有重要意义。一体式水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质应用介绍