大学物理核磁共振实验内容整合与扩展

对目前大学物理实验教材中的核磁共振实验内容进行了整合与拓展。将该实验内容分为两部分:现有教材中的实验内容为基础部分;横向弛豫时间的测定、横向弛豫时间与顺磁离子溶液浓度的关系、乙醇汽油低含水量的测定为拓展部分。学生可以根据专业需要及学习情趣进行选择性学习,满足了不同专业、不同层次学生的需要。     

水分随煤阶及水热变化的核磁共振研究

为了获得不同煤阶以及不同温度水热反应条件下煤中水分的变化规律,研究煤样核磁共振弛豫信号特性.研究发现,核磁共振(NMR)方法可以用于煤的水质量分数检测,能够检测出结晶水.水热反应可以有效地脱除煤中水分,反应温度越高,脱除效果越明显.随着煤阶的升高,煤中水分的横向弛豫时间变短,水分受束缚的程度变大;随着水热反应的温度升高,煤中水的质量分数大幅降低,横向弛豫时间变短,受束缚程度变大.     

页岩储层岩心磁共振实验参数选取方法研究

为了获得准确可靠的页岩岩心核磁共振实验结果,采集了10块四川盆地南缘的下志留统龙马溪组页岩,采用RecCore系列核磁共振岩样分析仪,针对实验参数与实验结果的关系开展了研究.通过设置不同的扫描次数(SCAN)、回波间隔(TE)、回波个数(NECH)及等待时间(RD),获得了核磁共振实验结果的变化规律.研究结果表明,等待时间、扫描次数以及回波个数的改变对实验结果影响较小,在一定范围内,应缩短等待时间、减少扫描次数及回波个数以提高实验效率.回波间隔大小的改变对实验结果影响较大,随着回波间隔的增大,页岩的核磁孔隙度明显减小,横向弛豫时间(T2)谱形态发生明显的谱峰右移及峰值减小.针对本次研究中采集的页岩岩心样品,可选取参数TE=350μs,RD=3000 ms,NECH=1024,SCAN=32进行岩心核磁共振测试,有利于高效、准确地获取页岩岩心核磁共振实验结果.     

页岩储层岩心核磁共振实验参数选取方法研究

为了获得准确可靠的页岩岩心核磁共振实验结果,采集了10块四川盆地南缘的下志留统龙马溪组页岩,采用RecCore系列核磁共振岩样分析仪,针对实验参数与实验结果的关系开展了研究。通过设置不同的扫描次数(SCAN)、回波间隔(TE)、回波个数(NECH)及等待时间(RD),获得了核磁共振实验结果的变化规律。研究结果表明,等待时间、扫描次数以及回波个数的改变对实验结果影响较小,在一定范围内,应缩短等待时间、减少扫描次数及回波个数以提高实验效率。回波间隔大小的改变对实验结果影响较大,随着回波间隔的增大,页岩的核磁孔隙度明显减小,横向弛豫时间(T_2)谱形态发生明显的谱峰右移及峰值减小。针对本次研究中采集的页岩岩心样品,可选取参数TE=350μs,RD=3 000ms,NECH=1 024,SCAN=32进行岩心核磁共振测试,有利于高效、准确地获取页岩岩心核磁共振实验结果。     

原油的核磁共振弛豫特性

地下原油的成分复杂,粘度变化范围很大,具有很宽的核磁共振(NMR)弛豫分布特性.研究原油的NMR弛豫特性随原油粘度、NMR仪器测量频率以及测量回波间隔(TE)等的不同而发生的变化,对利用NMR测井资料准确识别和评价油水层具有重要的指导意义.利用两种工作频率(2 MHz和23 MHz)的NMR谱分析仪器测量了不同粘度原油样品的NMR弛豫时间.结果表明:轻质油的纵向弛豫时间(T1)和横向弛豫时间(T2)近似相等,且在双对数坐标系下与原油粘度、粘度/温度的比值成反比关系;稠油的T1大于T2,其T1/T2比值随测量频率、粘度/温度比值的增加而增大;仪器测量频率对轻质油弛豫影响很小,而对稠油的弛豫影响较大;随测量回波间隔的增加,稠油的视横向弛豫时间增大,且幅度减小.     

基于低场核磁共振技术冷鲜羊肉品质快速无损检测研究

利用低场核磁共振技术,对冷鲜羊肉中结合水、不易流动水和自由水的分布和变化情况与肉的品质的相关性进行实验研究。实验结果表明,羊肉中的结合水弛豫时间(T_(21))和不易流动水弛豫时间(T_(22))以及二者与总水分相对含量随冷藏时间的变化呈明显的下降趋势,自由水(T_(23))也呈下降趋势,但总体水分含量呈上升趋势。此外,T_(21)、T_(22)和T_(23)与羊肉的pH值、TVB-N以及菌落总数均有显著的相关性。因此,低场核磁共振技术(LF-NMR)能够很好地表征冷鲜羊肉贮藏期间有关水分及品质变化情况。     

关于δ型跃迁弛豫时间的测量

介绍了α型跃迁、β型跃迁、δ型跃迁类型,对于弛豫过程、弛豫时间进行了阐述,用实验测量了δ型跃迁的弛豫时间.     

关于地面核磁共振方法资料岩石物理学解释的一些见解

地面核磁共振(SNMR)方法是直接探查地下水的地球物理新方法。本文概述了SNMR方法原理和弛豫、间歇时间等概念,详细讨论了纵向弛豫时间常数T1和横向弛豫时间常数T2及其与多孔介质孔隙大小、孔隙表面和液体磁性的关系,提出了一个假设:表面弛豫率ρ与岩石的磁化率κ和剩余磁化强度Ir成正比。还讨论了测量仪器的间歇时间对SNMR方法测量结果的影响。在上述论述的基础上,介绍了利用SNMR方法的定量解释结果来估算孔隙度和渗透率的方法。最后,在肯定SNMR方法可给水文地质学家提供有关信息的同时,还就SNMR方法应注意磁性对观测结果的影响、研制新仪器时需要改进和提高的几个技术问题提出建议。     

深层低渗-致密气层孔喉参数核磁共振测井定量解释

深层低渗-致密气储层孔隙结构复杂,孔隙结构参数测井解释成为储层评价的技术瓶颈之一.本文以东海盆地深层花港组典型低渗-致密气层为例,利用薄片、毛管压力测试、核磁共振实验等方法,对孔隙结构参数及储层核磁响应进行分析,建立了不同孔隙结构类型储层的测井核磁饱和谱与自由流体谱定量转换关系及平均孔喉半径的核磁自由流体谱测井解释模型,实现基于核磁共振测井的储层孔喉半径定量解释.研究结果表明:1)研究区核磁测试离心力合适取值为2.07 MPa;2)核磁自由流体谱与孔喉分布有良好的对应关系,两者在大孔喉为线性关系,在小孔喉为幂函数关系;3)核磁自由流体谱与核磁饱和流体谱存在定量关系,且二者的关系与饱和谱T_2弛豫时间区间及储层孔隙结构类型有关.     

相移光纤光栅横向受力传感特性研究

对相移光纤光栅(PS-FBG)的横向受力特性进行了理论和实验研究.采用传输矩阵法分析了PS-FBG的传输特性,并建立了光栅横向受力数学模型.理论分析表明,光栅透射谱阻带中的透射窗口在横向受力时会产生光谱分裂,且分裂距离与所受横向压力的大小成正比关系.实验在0~1 N的横向压力条件下,获得了1.4×10-3N/mm的灵敏度,实验结果与理论模拟相符.