縱向弛豫(T1)和橫向弛豫(T2)是由質(zhì)子之間的磁相互作用引起的。從原子的角度來(lái)看，當(dāng)一個(gè)進(jìn)動(dòng)的質(zhì)子系統(tǒng)將能量傳遞給周圍環(huán)境時(shí)，弛豫就發(fā)生了。供體質(zhì)子弛豫到它的低能態(tài)，在低能態(tài)中質(zhì)子沿著B(niǎo)0的方向進(jìn)動(dòng)。同樣的轉(zhuǎn)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(huán)境轉(zhuǎn)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(duì)于固體中的質(zhì)子，T2比T1小得多?！?duì)于流體中的質(zhì)子：(1)當(dāng)流體處于均勻靜磁場(chǎng)時(shí)，T1近似等于T2。(2)當(dāng)流體處于梯度磁場(chǎng)并采用CPMG測(cè)量過(guò)程時(shí)，T2小于T1，其差異主要受磁場(chǎng)梯度、回波間距和流體擴(kuò)散率的控制。當(dāng)潤(rùn)濕流體填充多孔介質(zhì)(如巖石)時(shí)，T1和T2都急劇減小，并且弛豫機(jī)制不同于固體或流體中的質(zhì)子。巖石和土體是天然形成的多孔介質(zhì)材料。低場(chǎng)磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)高性能驅(qū)替系統(tǒng)

潤(rùn)濕性

自吸：已飽油巖樣放入吸水儀中，如果巖石親水，毛細(xì)作用下，水將自動(dòng)吸入巖石將巖石中的油驅(qū)替出來(lái)，驅(qū)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(qū)出水量；由于巖石具有非均質(zhì)性，既親油又親水，一般同一巖樣重復(fù)做吸水驅(qū)油和吸油驅(qū)水實(shí)驗(yàn)；自吸離心法：除自吸外，利用離心機(jī)產(chǎn)生離心力將巖心毛管中可流動(dòng)的液體排除，得到總的可流動(dòng)毛管體積：水排比=自動(dòng)吸水量/（自動(dòng)吸水量+離心吸水（排油）量）；油排比=自動(dòng)吸油量/（自動(dòng)吸油量+離心吸油（排水）量）；自吸驅(qū)替法：與自吸離心法相似，不同在于將離心機(jī)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力改為將巖心裝入巖心夾持器中加壓進(jìn)行驅(qū)替；實(shí)驗(yàn)步驟：飽油（含束縛水）巖樣自吸水，測(cè)排油量C，巖心放入夾持器，水驅(qū)油測(cè)油量D；水驅(qū)后（含殘余油）自吸油，測(cè)排水量A，巖心放入夾持器，油驅(qū)水測(cè)水量B。油潤(rùn)濕指數(shù)=A/（A+B）水潤(rùn)濕指數(shù)=C/（C+D） 麥格瑞水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)解決方案江蘇麥格瑞電子科技有限公司致力于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域、生命健康領(lǐng)域的磁共振產(chǎn)品的研制開(kāi)發(fā)、銷售及技術(shù)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(jìn)行檢測(cè)。將測(cè)試結(jié)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(gè)弛豫峰且均以短弛豫為主，弛豫時(shí)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(gè)弛豫峰表征一種狀態(tài)的水（化學(xué)結(jié)合水、 吸附水、孔隙水與自由水）。研究表明 ：化學(xué)結(jié)合水的橫向弛豫時(shí)間很短，試驗(yàn)無(wú)法采集到試件中化學(xué)結(jié)合水的信號(hào)，已知吸附水流動(dòng)性＜孔隙水流動(dòng)性＜自由水流動(dòng)性。T2 值小孔 隙就小，T2 值大孔隙就大，T2 與 r 正相關(guān)，因此核 磁共振T2 譜測(cè)試結(jié)果可間接反映試件內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)。 T2 時(shí)間越短，水的流動(dòng)性越差。因此，T2 譜的3個(gè)峰依次對(duì)應(yīng)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(hào)。

對(duì)于水泥中的結(jié)晶水，主要來(lái)自于水泥水化過(guò)程的產(chǎn)生的微晶相氫氧化鈣中的羥基信號(hào)、鈣礬石中的結(jié)晶水信號(hào)，其T2弛豫時(shí)間非常短~10us左右。常規(guī)的T1-T2測(cè)量方法能夠重聚由于化學(xué)位移各向異性、潛在的磁場(chǎng)不均勻性以及異核偶極耦合相互作用造成的磁化損失，對(duì)于氫氧化鈣中同核偶極耦合作用造成的信號(hào)損失無(wú)能為力，因此常規(guī)T1-T2測(cè)量方法檢測(cè)到水泥基材料中的固體信號(hào)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(duì)產(chǎn)生的同核偶極耦合作用造成的信號(hào)損失，因而可以檢測(cè)到水泥基材料中的固體信號(hào)。我們將多固體回波序列用于T1-T2弛豫測(cè)量，多固體回波序列(圖1)由標(biāo)準(zhǔn)二維弛豫序列結(jié)合固體回波組成。目前，該二維脈沖序列測(cè)量方法已用于巖芯、礦物等多孔介質(zhì)材料。我們將二維固體脈沖測(cè)量方法應(yīng)用于水泥樣本的研究中，目的是使用低場(chǎng)核磁共振技術(shù)獲得更完整的水泥材料中的固體信號(hào)。水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)低場(chǎng)核磁共振技術(shù)主要采用永磁體結(jié)構(gòu)，磁場(chǎng)強(qiáng)度一般在1.0 T以下。

基于低場(chǎng)時(shí)域核磁共振技術(shù)的土壤潤(rùn)濕性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)探索 土壤的潤(rùn)濕性其本質(zhì)機(jī)制是水分進(jìn)入土壤后所發(fā)生的一系列化學(xué)反應(yīng)。水分進(jìn)入土壤后，其有兩個(gè)進(jìn)程，first個(gè)為快速吸收，這主要是由于干燥的有機(jī)物吸水、膨脹，形成凝膠，并產(chǎn)生微孔；第二個(gè)進(jìn)程主要體現(xiàn)在具有憎水性的土壤中，即土壤顆粒表面的憎水性有機(jī)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(fā)生破壞，該過(guò)程伴隨少量的吸水量，且持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)。基于低場(chǎng)時(shí)域磁共振技術(shù)，通過(guò)測(cè)量土壤樣品中的水分的橫向弛豫時(shí)間及其分布發(fā)現(xiàn)：當(dāng)憎水性土壤暴露在水分中足夠長(zhǎng)的時(shí)間，其與同類型的潤(rùn)濕性能優(yōu)異的土壤將達(dá)到相同或相似的水分分布平衡狀態(tài)。基于此，低場(chǎng)時(shí)域核磁共振技術(shù)，為評(píng)價(jià)土壤的潤(rùn)濕性提供了一條可行的途徑：通過(guò)計(jì)算土壤樣品的加權(quán)平均T2橫向弛豫時(shí)間T2gm，即當(dāng)土壤樣品暴露于水中足夠長(zhǎng)的時(shí)間后，其T2gm持續(xù)降低，并在3周后，降低一個(gè)數(shù)量級(jí)，則說(shuō)明該土壤為憎水性土壤，潤(rùn)濕性能較差。 磁共振土壤分析儀，采用優(yōu)化的磁場(chǎng)強(qiáng)度、探頭系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)等硬件配置，功能強(qiáng)大的軟件分析系統(tǒng)，可對(duì)土壤樣品進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間在線精確測(cè)量，可為土壤潤(rùn)濕性評(píng)價(jià)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(zhì)磁共振分析儀可對(duì)水泥基材料不同配方選擇進(jìn)行研究。低場(chǎng)核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)土壤固體有機(jī)質(zhì)探測(cè)

水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)磁共振分析儀可對(duì)水泥基材料的微觀結(jié)構(gòu)、裂縫變化進(jìn)行分析。低場(chǎng)磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)高性能驅(qū)替系統(tǒng)

利用核磁共振資料的儲(chǔ)層分級(jí)評(píng)價(jià)，一般考慮影響孔隙結(jié)構(gòu)的因素主要是核磁譜形分布、孔隙度、 地層厚度等宏觀儲(chǔ)層參數(shù)，而對(duì)于極大孔喉半徑、 極大進(jìn)汞飽和度等反映儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)、儲(chǔ)層滲流特 性等微觀參數(shù)分析明顯不足。從宏觀尺度及微觀尺度2個(gè)方面進(jìn)行孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇，為儲(chǔ)層分級(jí)評(píng)價(jià)模型的建立提供更為可靠的依據(jù)。核磁共振T2分布譜所包含豐富的數(shù)字信息反映了巖石特定的物理信息。儲(chǔ)層中的可動(dòng)流體和束縛流體可以通過(guò)核磁共振測(cè)井進(jìn)行定量評(píng)價(jià)。低場(chǎng)磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)高性能驅(qū)替系統(tǒng)