基于CPMG和FID核磁共振实验的页岩有机质定量评价方法

中国陆相页岩油中未转化的有机质占比高,有机质的定量评价对于页岩油勘探开发至关重要。核磁共振是一种快速、无损的探测技术,已广泛用于油气勘探开发领域。然而现有Carr-Purcell-Meiboom-Gill(CPMG)采集模式受仪器最短回波间隔的限制,难以有效探测有机质等超短弛豫组分信号。引入了自由感应衰减(Free-Induction-Decay,FID)采集模式,通过数值模拟和实验测量比较了CPMG与FID采集模式在页岩有机质评价方面的差异,提出了一种基于CPMG和FID的页岩有机质定量评价方法。研究表明,有效信号的起始采集时间对页岩有机质评价至关重要,核磁共振仪器死区时间为17μs,采集时间步长为1μs的FID测量能够提供页岩有机质和流体组分含量,而回波间隔为0.6 ms的CPMG测量只能够提供流体组分含量。这两种测量结果的差值与总有机碳含量(TOC)、裂解烃含量(S_2和(S_(2-1)+S_(2-2)))等多项地球化学特征参数之间具有强相关性,其中,与TOC和(S_(2-1)+S_(2-2))的决定系数分别高达0.910和0.837,证明该方法可以用于有机质的定量评价。

基于模拟正交矢量锁定放大的SNMR信号采集系统

为了对地下水信息进行反演，确定地下水水量、地层结构等信息，根据乘法型正交矢量锁定放大器的基本原理，设计了基于模拟正交矢量锁定放大的SNMR（Surface Nuclear Magnetic Resonance）信号采集系统。系统利用CPLD（Complex Programmable Logic Device）和D／A转换器，使地下水核磁共振信号和参考信号相乘，实现信号正交功能，提取出自由感应衰减（FID：Free Induction Decay）信号，获得地面核磁共振找水探测的各关键参数。模拟正交法软硬件设计简单，进一步改善了信噪比。该地面核磁共振找水仪采集系统在探寻地下水源中已得到验证，采样频率可根据各地Lamor频率的不同在250～1000Hz范围内进行程控调整。

极化^(3)He系统核磁共振FID信号的激光探测

极化率测量装置是极化^(3)He系统的重要组成部分之一.本文介绍了一套在极化^(3)He系统上搭建的激光探测自由感应衰减核磁共振(FID NMR)信号的实验装置,该装置有望为^(3)He极化率的高精度实时测量提供新的途径.激光探测法的原理是法拉第旋光效应,该方法使用一束线偏振光探测极化^(3)He磁矩绕主磁场进动的FID信号,实验结果表明相较于拾波线圈探测方法,激光探测方法的信噪比提高了106%,对^(3)He的极化率测量更精确.该探测方法有望替代传统的拾波线圈,广泛地应用于^(3)He极化系统的极化率测量或精密测量实验中.

利用核磁共振自由感应衰减曲线测定木材含水率

为定量测定木材含水率,以水分子中的质子为探针,利用核磁共振技术探究木材内部水分的变化情况。通过对胡桃木、红橡木和水曲柳解吸过程中,水分变化的核磁共振自由感应衰减曲线(FID)进行分析,发现木材的含水率与核磁共振的FID信号量高度线性相关,相关系数均超过0.99;因此,可以通过建立含水率与核磁共振FID信号的标准曲线实现木材含水率的核磁共振定量测量。同时,可以根据绝干木材的核磁共振FID信号量比较不同材种基本密度的大小。

基于时域核磁共振技术的木材吸湿过程研究

木材吸湿会对其力学性能和尺寸稳定性产生影响,深入了解木材吸湿过程中水分状态的变化有重要意义.利用时域核磁共振(TD-NMR)技术,以美国黄杨木和红橡木作为研究对象,对木材吸湿过程中水分状态和弛豫特性进行研究.结果显示:吸湿过程的前4h,两种木材试件结合水峰面积迅速增大,自由水峰面积无明显增长,说明在吸湿初期,增加的水分主要以结合水为主;在达到吸湿平衡后,红橡木试件内自由水峰面积约为黄杨木试件内自由水峰面积的2倍,这是由于与黄杨木相比,红橡木管孔孔径较大,因此在吸湿过程中,红橡木的自由水吸湿速度较快,吸湿量大于黄杨木.

两种不同核磁共振仪器的比较

目的本文旨在帮助学习者全面认识目前开设的磁共振实验所用到的两种不同磁共振仪器。方法对两种仪器构造、所开设实验项目及实验仪器特点3方面进行了详细的对比分析。结果核磁共振实验仪构造比较简单,采用扫场的方法进行磁共振信号的观察测量,可扩展性差,进行实验数目少;而HT-3DNMR-25磁共振成像仪结构较复杂,不仅能够观察磁共振信号,测量弛豫时间T1与T2,而且引入了梯度磁场,能够对样品进行二维或三维成像,扩展性强。结论两种磁共振设备结合使用,既观察磁共振现象又进行医学磁共振成像。

光泵抽运~3He极化程度监控系统的设计与实现

极化3He的一项重要应用是中子的极化.中国绵阳研究堆(CMRR)已建立国内首个自旋交换光学泵浦(SEOP)极化3He中子极化系统.为了监测3He的极化率随时间的相对变化情况,本文首先设计了基于核磁共振(NMR)技术的3He相对极化率测量系统,通过Matlab控制程序实现了对3He相对极化率的定时检测.然后对拾波线圈的构形和信噪比(SNR)进行了优化.结果表明当绕线长度一样时,Brooks构形的线圈有利于提高SNR;当线圈的平均半径为(a0+d)/2√(a0为3He气室的半径,d为拾波线圈与气室之间的距离)时,其SNR最高.最后对该系统的本底噪声进行了测量,发现其主要来源于环境噪声(0.27μV/√Hz)和数据采集(DAQ)卡的噪声(0.40μV√/Hz),系统的总噪声功率谱密度约为√0.16+0.073G2^μv/√Hz(G为放大器的增益倍数).