单扫描快速采样方法及其在NMR中的应用

单扫描快速采样方法利用空间编码技术,只需单次扫描就能获得二维及多维核磁共振(NMR)谱数据,极大地缩短了二维和多维核磁共振谱的采样时间,有望在NMR领域得到广泛的应用.该文以离散编码单扫描快速采样方法为例阐明了单扫描快速采样方法的原理,介绍了连续幅度调制、连续相位调制等各种单扫描快速采样新方法及其在NMR领域中的应用,指出了单扫描快速采样方法的局限性,并对其未来发展进行了展望.

基于NMR和X-CT的不同煤阶煤储层物性定量表征

随着煤层气田开发程度逐渐深入,煤储层物性定量表征与评价对煤层气规模开发愈发重要。为解决常规煤储层物性表征技术存在的尺度局限性,采用了核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance Technology,NMR)和X-CT(Computed Tomography,X-CT)扫描等技术,实现了煤储层孔裂隙的跨尺度、原位态及完整性表征,为准确获取煤储层孔裂隙等物性参数提供新途径。研究依托神府区块中低阶煤和柿庄南区块高阶煤样品,开展核磁共振和CT扫描实验,快速、准确、定量地获得了煤储层孔隙类型、孔径分布、孔隙连通性、有效孔隙度和孔裂隙空间配置等煤储层物性参数,形成了一套可应用于不同煤阶煤储层物性定量表征的分析技术。

致密砂岩动态渗吸排驱核磁共振在线实验——以松辽盆地北部扶余油层为例

为进一步明确致密油藏动态渗吸过程基质孔隙的动用特征,分析闷井渗吸转排驱的时机对致密油开发效果的影响。利用核磁共振在线扫描开展致密砂岩渗吸排驱过程中不同孔隙流体动用实验,选取松辽盆地北部扶余油层致密砂岩岩心,开展动态渗吸排驱与核磁共振联测实验,结合矩阵转换法建立弛豫时间与孔隙半径的关系,量化分析渗吸排驱过程中基质内油和压裂液的分布情况,并推算了基质渗吸作用距离。结果表明:压裂液渗吸阶段,大孔主要起渗吸排油通道作用,中孔和小孔对渗吸采收率起主要贡献,占总渗吸采收率的75.22%,渗吸速度在前8 h内保持较高水平,初期由中孔和大孔贡献,中期以小孔和微孔为主;渗吸96 h转排驱后的总采收率和压裂液返排率达到最高值,分别为40.73%和55.38%;实验模拟的基质动态渗吸作用距离约为11 cm,通过相似原理换算出现场闷井时间30 d。研究成果对松辽盆地致密油开发方案制定具有指导意义。

煤成烃的成因与评价

据荧光显微镜和共聚焦激光显微镜对煤中壳质组、微壳质体的定量观测和煤与煤岩组分的13CNMR分析测定,以及煤岩显微组分的热演化生烃模拟实验结果,讨论了煤的富氢组分与煤的大分子结构中甲基、α亚甲基,次甲基含量对煤成液态烃和气态烃的控制作用,并提出了针对低演化烟煤阶段煤成气与油的评价指标。由于我国多数含煤盆地是以富含镜质组和惰质组的腐殖煤为主,因此决定了含煤盆地的油气勘探方向主要是煤成天然气。只有少数含煤盆地的含煤岩系中,广泛存在壳质组和微壳质组含量较高的煤分层,才具有煤成油的实际勘探前景,如吐哈盆地等。

基于低场核磁和差示量热扫描的面条面团水分状态研究

为了解低水分面条面团中水分的存在状态,明确真空度及和面时间对水分状态的影响,该研究以3个小麦品种(济麦20、宁春4号、济麦22)磨制的面粉为材料,采用真空和面制作低水分面条面团(含水率35%),采用低场核磁共振技术(LF-NMR,low-field nuclear magnetic resonance)和差示量热扫描(DSC,differential scanning calorimetry)2种技术,测定不同真空度(0、0.06、0.09 MPa)和搅拌时间(4、8、12 min)下面团中水分的形态和分布,并进一步分析2种技术测定水分形态结果的相关性。结果表明,在低水分面条面团中,水分主要以弱结合水形态存在。不同品种的小麦粉面团的水分形态及分布存在差异,强筋小麦粉(济麦20)制作面团的水分自由度较低。真空和面(0.06 MPa)可以促进水分与面筋蛋白的相互作用,降低面团中水分子流动性,促进水分结构化;而非真空或过高真空度均会导致面团中水分自由度增加。济麦20、济麦22小麦粉和面时间为8 min时,面团水分流动性较低;而宁春4号小麦粉面团在4 min时,水分自由度较低;继续搅拌,深层结合水减少、弱结合水增多。LF-NMR和DSC测得面团水分状态的结果具有一致性。LF-NMR测得的弱结合水峰面积百分比与DSC测得的可冻结水百分比具有相同的变化趋势(r=0.695),且深层结合水峰面积百分比与非冻结水百分比具有相同的变化趋势(r=0.564)。研究结果为认识制面过程中水分的作用,优化和面工艺和调整产品特性提供参考。

缝洞型碳酸盐岩油藏介质理论

岩心测试结果表明，塔河缝洞型碳酸盐岩油藏基岩块中微裂缝发育，在长度约5am的岩心中明显可见微裂缝约5～20条，微裂缝交替成网络状分布，但充填程度较高。74％的岩心渗透率低于0．1×10^-3μm。26％的岩心渗透率分布在0．1×10^-3～5×10^-3μm^2之间，孔隙度分布在1％。2％范围内。CT显示基岩块中微裂缝发育，薄片资料显示在岩心内部存在极少数粒间孔、溶蚀孔。NMR测试平均可动流体饱和度为30．17％，可动流体主要存在于微裂缝之中。岩块的渗储能力主要由基岩块中的微裂缝贡献。基于对储层的认识，微裂缝发育的塔河碳酸盐岩油藏基岩块可以视为一种微裂缝为储渗空间的等效连续介质。以该等效连续介质为基础，可与主裂缝系统构成双重介质模型，或与主裂缝、溶洞系统构成复杂介质模型。

核磁共振测井的预极化分析与优化

分析核磁共振预极化的必要性与设计原理,针对现有预极化方法不能兼顾较大T1范围与极化效率的问题,提出一种基于过极化、欠极化和调理磁场的分级快速预极化改进方法。利用Bloch极化方程,在特定运动速度与T1范围条件下完成预极化场的优化设计。结果表明,该方法不但可以有效节省核磁共振运动测量过程中的极化时间,而且具有适用T1范围广的优势,能够为核磁共振测井传感器与脉冲序列设计提供新的思路和重要依据。

亲水多糖对鲜湿面货架期内水分迁移及老化进程的影响

利用低场核磁共振、差示量热扫描、Avrami数学模型研究瓜尔胶、可溶性大豆多糖、卡拉胶对鲜湿面贮藏期间水分迁移、热力学参数、老化动力学的影响。结果表明:贮藏7 d的鲜湿面结合水含量:瓜尔胶>可溶性大豆多糖>卡拉胶>空白组(P<0.05);不易流动水含量:瓜尔胶>卡拉胶>可溶性大豆多糖>空白组(P<0.05);自由水含量:空白组>可溶性大豆多糖>卡拉胶>瓜尔胶(P<0.05)。多糖主要作用于淀粉及面筋蛋白表面极性基团所吸引的结合水;同时多糖对3种水分流动性的束缚并非呈单一的线性关系,且能抑制鲜湿面淀粉老化过程中重结晶融化起始温度(T_0)、重结晶融化终止温度(T_c)、老化焓(?H)的上升速率;老化动力学方程:Y_(空白组)=0.732x-0.946,Y_(卡拉胶)=0.744x-1.192,Y_(瓜尔胶)=0.791x-1.328,Y_(可溶性大豆多糖)=0.752x-1.114。

不同原料堆制有机肥腐殖酸的化学组成与结构特征

采用元素分析、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、固体^(13)C核磁共振(NMR)以及电镜扫描技术,对3种不同物料堆积的有机肥(T1,玉米杆:牛粪:菜籽饼=60:50:30;T2,玉米杆:废次烟草:牛粪:菜籽饼=35:25:40:30;T3,烟秆:废次烟叶:猪粪:菜籽饼=30:30:40:30)中腐殖酸的化学组成与结构特征进行了初步研究。结果显示:(1)不同有机肥中腐殖酸的C、H、N、O的含量均表现为T3>T2>T1;(2)FT-IR分析显示,T3样品中腐殖酸的双键H和苯环H较T1、T2样品多;T2样品在1050 cm^(-1)处的吸收强度相对较强;1710 cm^(-1)处的吸收峰T3样品最明显,含有羧基和羰基官能团最多,T1样品中最少。(3)固体^(13)C-NMR分析结果显示,脂肪碳(δ0~50)含量T3样品最高,含氧脂肪碳(δ50~110)含量T1样品最高,芳香碳(δ110~160)含量T2样品最高,δ160~230的羧基碳和羰基碳含量表现为T2=T3>T1;(4)电镜扫描结果显示,3种腐殖酸颗粒的表面具有维管状结构和孔隙,维管结构数量表现为T3>T2>T1,孔隙数量则表现为T1>T2>T3。以上结果表明,3种腐殖酸的化学组成与结构特征有着明显差异。

低温贮藏条件下青鱼肉中蛋白和组织结构的变化对鱼肉品质的影响

采用低场核磁共振技术、差示扫描量热法和组织切片等方法,研究了贮藏温度(4、-0.5、-3和-20℃)对青鱼肉中水分和蛋白变化及其青鱼肉品质的影响。差示扫描量热法测定结果显示:在4和-0.5℃下主要是肌浆蛋白发生变化,而在-3和-20℃下主要是肌球蛋白结构发生改变。组织切片结果显示:在4和-0.5℃条件下鱼肉肌纤维结构相对完整,而在-3和-20℃条件下受冰晶影响,鱼肉肌纤维结构破坏严重。低场核磁共振结果同差示扫描量热法测定结果和组织切片结果一致,在4和-0.5℃条件下青鱼肉中水分分部状态稳定,不易流动水变化缓慢,而在-3和-20℃条件下水分分布状态变化明显,其中不易流动水变化最明显。与此对应,汁液流失率在4和-0.5℃条件下较低,而在-3和-20℃条件下较高。鱼肉剪切力在-0.5和-3℃下逐步下降,而在4和-20℃下,前3天变化迅速,随后变化缓慢。不同贮藏温度下,青鱼肉中蛋白和组织结构的变化会影响鱼肉中水分的分布状态,进而导致鱼肉汁液流失率和质构的变化呈现出不同的趋势。

三乙酸甘油酯对酚醛树脂固化的影响

通过差示扫描量热法(DSC)、^(13)C核磁共振(^(13)C NMR)和电喷雾电离质谱(ESI-MS)方法,研究了常温碱性条件下三乙酸甘油酯对酚醛(PF)树脂固化行为的影响。结果表明:三乙酸甘油酯的加入,增加了PF树脂固化反应放热峰的数量,在一定程度上促进了树脂的固化;第1个放热峰出现在150~160℃,且随着三乙酸甘油酯添加量的增加,放热峰逐渐提前,放热量增大;第2个放热峰的温度高于纯PF树脂的放热峰,且随着三乙酸甘油酯添加量的增加,第2个放热峰逐渐提前;证明了酚羟基醚化反应的存在。试验证明了亚甲基醌结构的真实存在,并认为亚甲基醌是一种反应产物而非活性中间体;推测亚甲基醌在酚醛树脂中可能的反应机理,并指出三乙酸甘油酯仅参与了亚甲基醌结构生成的过程,并不参与酚醛树脂的缩聚反应。

羟丙基-β-环糊精对泊洛沙姆温敏凝胶形成的影响

研究羟丙基-β-环糊精(HP-β-CyD)对泊洛沙姆温敏凝胶形成的影响。分别采用变温1H NMR和差示扫描量热法测定泊洛沙姆温敏凝胶及含不同浓度HP-β-CyD的泊洛沙姆温敏凝胶中EO-CH2-和PO-CH3上质子的化学位移情况以及溶液到凝胶的热变化情况。随着HP-β-CyD浓度的增加,在胶凝温度(T sol-gel)附近泊洛沙姆分子中EO-CH2-和PO-CH3上质子的δ明显向低场位移,胶束化和胶凝化温度分别由12.79℃和14.69℃升至14.93℃和28.13℃。HP-β-CyD可使泊洛沙姆温敏凝胶的T sol-gel有不同程度的升高。

黔北凤冈地区牛蹄塘组页岩气勘探与开发潜力

黔北凤冈地区为页岩气重要目的层——下寒武统牛蹄塘组的典型分布区块之一,为分析其页岩气储集与开采条件,以该组页岩样品为研究对象,采用X射线衍射、扫描电镜、液氮低温吸附和核磁共振等方法进行实验测试。结果表明：（1）黔北凤冈地区下寒武牛蹄塘组页岩矿物组成以石英为主,脆性矿物含量高,黏土矿物含量低,黏土矿物以伊利石为主;（2）页岩孔隙以有机质纳米级孔、矿物溶蚀孔、矿物晶间孔、铸模孔为主,大量发育闭合—半闭合微裂隙;（3）液氮吸附实验表明页岩的比表面积和孔体积都较大,吸附脱附曲线存在H2型滞后环,页岩内部存在大量“墨水瓶”形孔隙,微孔是页岩比表面积和孔体积的主要贡献者;（4）核磁共振实验反映页岩孔隙的连通性差,所测的页岩孔径分布与液氮吸附实验孔径分布具有一致性,即页岩孔径主要分布在3-10 nm之间。结论认为,黔北牛蹄塘组储层条件有利于页岩气储集与压裂,页岩气开采条件较好。

聚合物凝胶在多孔介质中封堵效果实验

为了分析聚合物凝胶在多孔介质中的封堵规律,利用岩心实验结合核磁共振(NMR)、扫描电镜(SEM)微观分析技术,从聚合物浓度、注入速度及注入量的角度研究凝胶对岩心的封堵效果。结果表明:在一定的凝胶体系实验条件下,当凝胶浓度升高时,突破压力和封堵率提高,核磁共振T2谱峰面积逐渐缩小,水占岩心孔隙度分量逐渐下降,凝胶在岩心中的运移能力变弱,胶体滞留量增多,封堵性能变好;较快的凝胶注入速度会导致岩心突破压力和封堵率降低,核磁共振T2谱峰面积增大,水占孔隙度分量升高,岩心中的凝胶滞留量减少,封堵效果变差;当凝胶注入量增加时,压力曲线变化幅度逐渐增大,突破压力和封堵率提高,核磁共振T2谱峰面积逐渐减小,水占孔隙度分量下降,岩心中各处的凝胶滞留量大幅提高,胶体的运移能力下降,封堵效果变好。

聚合物凝胶调剖剂运移特性及封堵效果

封堵调剖是油藏注水开发中、晚期控水稳油的重要技术,为了认清调剖剂的运移特性和封堵机理,进行调剖剂及注采参数的优化。利用扫描电镜的方法,通过岩心驱替实验,定性或定量描述调剖剂在多孔介质内的运移状态和封堵性能,并给出调剖剂与储层物性参数的配伍性判定原则。结果表明:随着聚合物质量浓度的增加,聚合物调剖剂的成胶效果变好,调剖剂黏度增加,凝胶调剖剂网格结构变得更加紧实,壁厚增加,网格空洞减少,而当聚合物质量浓度大于1500 mg/L后,调剖剂成胶效果增加不再明显;剪切力对于聚合物凝胶成胶效果影响较大;聚合物凝胶在低渗透率岩心中封堵效果更好;当封堵率大于99%、突破压力大于0.4 MPa时,可以形成有效封堵;当封堵率小于等于95%、突破压力小于等于0.2 MPa时,无法形成有效封堵;介于两者之间则为运移—封堵状态。研究成果为改善聚合物凝胶调剖效果提供技术支持。

仪器分析在甲壳素与壳聚糖及其衍生物中的应用

综述红外光谱、紫外光谱、核磁共振、质谱、扫描电镜、X射线衍射在甲壳素与壳聚糖及其衍生物的官能团、结构、形貌等研究中的应用,并对仪器分析在甲壳素与壳聚糖及其衍生物中的应用和发展前景进行展望。

P(MMA/EA)/PEG-TPE半互穿网络聚合物的合成

为提高聚甲基丙烯酸甲酯/聚乙二醇聚氨酯(PMMA/PEG-TPE)半互穿网络聚合物的相容性,探索了在PEG-TPE中将甲基丙烯酸甲酯(MMA)与丙烯酸乙酯(EA)共聚形成P(MMA/EA)/PEG-TPE半互穿网络聚合物(S-IPN)。红外光谱和核磁共振氢谱分析表明丙烯酸酯基本反应完全,PEG-TPE的单体转化率达到89%;动态热机械分析(DMA)显示P(MMA/EA)/PEG-TPE的玻璃化转变温度峰较同组成比例的PMMA/PEG-TPE内移,甚至在组成比为10/90,30/70的体系中形成了单一的玻璃化转变峰,且扫描电镜(SEM)中表面形貌也变得较柔顺,表明体系的相容性和互穿程度进一步提高。

用软件定标技术扩展EM－360L核磁共振谱仪的温度适应范围

利用计算机控制和数据处理技术对进口核磁共振谱仪加以改造，使其测试所要求的环境温度由原来的恒温（２０±１℃）降至室温。其精度保持不变，硬件方案简捷可靠、软件利用一个标准样品的已知参数来校正系统的刻度单位，算法采用动态的可调刻度单位标定其它样品的测试结果，取得了较为理想的效果。

砂砾岩储集层聚合物驱油微观机理——以克拉玛依油田七东1区克拉玛依组下亚组为例

为揭示聚合物在砂砾岩储集层的驱油过程,选择有代表性的岩心样品,通过驱替过程中在线CT扫描监测和核磁共振方法,分析了克拉玛依油田七东1区克拉玛依组下亚组砂砾岩储集层不同模态孔隙结构岩心样品在水驱和聚合物驱过程中油水动用特征及水驱和聚合物驱后剩余油分布规律。研究表明:不同模态孔隙结构岩心样品驱油效率差异显著,聚合物驱效率最高的是双模态孔隙结构岩心样品;不同模态孔隙结构样品驱油规律一致,水驱首先动用高含油饱和度区域,聚合物驱进一步扩大原先水驱波及区域,低含油饱和度区域及孤岛状孔隙中原油基本未被动用。

姜黄素结合胡椒碱对冷链物流运输过程中三文鱼保鲜效果的影响

为研究在冷链物流运输过程中姜黄素与胡椒碱对三文鱼品质变化的影响,采用理化指标(硬度、弹性、持水力、挥发性盐基氮值、硫代巴比妥酸值、游离氨基酸)、微生物指标(菌落总数、嗜冷菌总数、产H_(2)S菌数、假单胞菌数和乳酸菌数)对三文鱼的品质进行分析,并利用激光共聚焦显微镜(confocal laser scanning microscop,CLSM)和低场核磁共振分别观察微活菌分布和水分迁移情况。结果表明,未经处理的对照组样品在贮藏7 d后的菌落总数达到了7.80 lgCFU/g,而姜黄素与胡椒碱的复合保鲜剂处理组仅达到6.96 lgCFU/g,CLSM的图像也表明复合保鲜剂能够抑制微生物在样品中的生长和扩散,并且在贮藏过程中质构以及持水力的下降也同样受到抑制,根据低场核磁共振的结果也可看出,2种保鲜剂能够在一定程度上保持三文鱼样品的新鲜度,尤其是复合保鲜剂效果最好。因此,可考虑用0.5 mg/mL姜黄素+0.5 mg/mL胡椒碱的复合保鲜剂对冷链物流过程中的三文鱼进行保鲜。