岩石孔隙结构与渗流特征核磁共振研究综述

准确评价岩石的孔隙结构与渗流特征对于制定安全高效的能源开采实施方案具有重要的指导意义。以分析核磁共振技术在研究岩石孔隙结构和渗流特征方面的应用现状和发展方向为目标,在简要介绍传统测量方法的基础上,通过对大量文献的研究分析,综述了使用核磁共振技术(NMR)测量岩石孔隙结构与渗流特征的发展历史、研究成果及研究现状等内容,分析了核磁共振技术的基本原理、适用范围及优缺点,指出了目前研究的局限性及需要进一步研究的内容。结果表明:核磁共振技术在能源地质、生命科学、航空航天等众多领域均有广泛应用。在岩土工程领域,该技术可以快速、准确的测定岩石的孔隙率、渗透率、可动流体饱和度等基本物性参数,当岩芯中有流体时,能直观地观测到岩芯内流体的渗流过程,为后续多孔介质微观孔隙结构的研究提供了新思路;在岩石孔隙结构与渗流特征研究方面,核磁共振技术与传统研究方法相比具有其独特优势,但是岩芯中顺磁物质及含氢物质的存在使得测量结果与实际情况存在一定的误差。因此,今后的研究应致力于减小这些因素对测量结果的影响,同时建立渗流过程中不同时刻流体渗流量与渗流特征的函数关系。

分水钻具的设计及其数值模拟分析

岩(矿)心采取率低是单管取心钻进的主要问题。在钻进时由于冲洗液对岩心的冲刷作用,使岩(矿)心中的矿物颗粒不断被冲洗液带走,造成岩心缺失、岩心采取率过低。从钻具内部流速分布、冲洗液冲刷作用、岩心采取率、冲洗液携粉等角度出发,分析了单管钻进时造成岩心采取率过低的原因,采取分流、降速等方法,设计了一套可以在一定程度上提高岩心采取率的分水单管钻具,通过数值模拟,证明了该钻具在满足及时清除孔底岩粉的条件下,能使单管钻具中岩心周围冲洗液流速降低25%左右,进而解决常规单管钻进岩心采取率不足等问题。