低场核磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质孔隙度检测 江苏麦格瑞电子科技供应

低场时域核磁共振技术用于土壤中水分的运动机制研究 土壤作为一种包含多中成分：多种矿物质、多种有机质的复杂非稳态的多孔介质，其吸水后，水分的渗透机理与典型稳态多孔介质中水分的渗透机理相违背，而是先进入大孔，进入微孔则是一个缓慢、漫长的过程，这说明水分与土壤中的部分组分相互作用，从而改变了土壤的微观结构。典型的解释是：土壤吸水后，水分与土壤中的有机质相互作用，形成“凝胶相”，打开土壤中的微孔系，从而吸水膨胀。但内在机理有待进一步研究。 基于低场时域核磁共振技术，通过对土壤样品的各个单独组分（如蒙脱石、腐殖酸）及全土吸水后的弛豫时间测量和分析，得出：土壤中的水分进入微孔之所以是一个缓慢、漫长的过程，主要是因为土壤渗透如有机质和矿物颗粒的结合界面、破坏有机质和矿物颗粒之间的相互作用，从而使土壤中形成凝胶相，并打开矿物颗粒（蒙脱石粘土）的微孔系的时间较长。 MAGMED-Soil-2260磁共振土壤分析仪，能够精确、全力的采集土壤样品中所有孔径对应的弛豫时间信号，优化的软硬件配置，满足长时间在线测量要求，重复性好，为土壤中的水分运动机制研究提供一种精确、快速、方便的分析途径。土壤和岩芯在多孔介质中起到支撑和稳定作用。低场核磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质孔隙度检测

低场时域核磁共振技术（弛豫时间理论）以其无损、无侵入、检测时间短、可检测至更加微观的维度等特点，在土壤分析领域的应用越来越被科研工作者关注，尤其在土壤孔隙表征方面，包括孔径大小测量、孔径分布分析等。与X-Ray计算机断层扫描技术（X-Ray Computed tomography）相比，低场时域核磁共振技术检测更快，可对土壤中的纳米级孔隙进行定量分析，可用于研究土壤不同系统中的水动力学研究，如陶土/水系统、有机物/水系统等。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。一站式磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质分析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。

孔隙结构：单重、双重、三重孔隙介质；共六种孔隙结构类型

1、单重孔隙介质

1）粒间孔隙结构：由大小形状不同的颗粒组成，颗粒间间隙被胶结物质填充；（等效球体-等直径/变截面微毛细管-网络模型）

2）纯裂缝结构：不规则、不渗透；（裂缝网络分隔）

2、双重孔隙介质

1）裂缝-孔隙结构：粒间孔隙介质又被裂缝分隔为多个块状单元；（双重孔隙度、渗透率）

2）溶洞-孔隙结构：粒间孔隙岩石中分布着大的溶洞，尺寸超过毛细管大小；（两种流动规律：粒间孔渗流规律、溶洞孔纳维斯托克斯方程）

3、三重孔隙介质

1）孔隙-微裂缝-大洞穴

2）孔隙-微裂缝-大裂缝

MAGMED-Soil-2260高精度磁共振土壤分析仪是用于测试土壤等多孔介质的分析仪。该系统主要用于对样品水分物性。自由与束缚水。以及水分迁移的测量分析。可用于对土壤等多孔介质的孔隙度、孔隙大小分布的测量与分析。还可用于探测和研究样品中的固体有机质。 Soil-2260高精度磁共振土壤分析仪采用23MHz磁场强度及进口部件配置。可检测到样品中的微量含氢物质。在保证测量精度的同时。极大拓展了仪器的应用领域。如土壤修复情况评价、质地结构变化对水文特性的影响研究等。水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质磁共振分析仪可用于对土壤水分物性，自由水与束缚水水分迁移的测量分析。

核磁共振技术是利用岩石等多孔介质内部流体中H原子的核磁共振信号强度与流体体积成正比这一特性来实现岩石微观孔隙结构测量，T2图谱是核磁共振测得的直观结果之一。对于均质的纯净物，发生核磁共振时其内部每个原子核与周围环境的相互作用基本相同，因此可以用一个单一的弛豫时间T来表征被测样品的物性特征。而对于岩石这种多孔介质而言，情况要复杂的多。岩石矿物含量与构成不一，孔隙内的流体被岩石骨架分割在大小形状不一的孔道内，每个原子核与固体表面的接触机会不一样，导致每个原子核弛豫被加强的几率不等，因此，储层岩石内的流体弛豫不能用单一的弛豫时间来描述，而应当是一个分布。不同类型岩石内不同流体决定了各自具有不同的弛豫时间分布。增加核磁共振磁场强度能够提高检测的灵敏度，增加核磁共振磁场均匀性能够提高弛豫信号质量。低场核磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质孔隙度检测

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-岩芯等多孔介质孔隙度检测

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） 低场核磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质孔隙度检测