低场核磁共振分析石灰石粉-水泥水化及孔结构

采用低场核磁共振技术对不同掺量石灰石粉的水泥浆体早期水化过程和孔结构进行分析,并测试石灰石粉-水泥砂浆的抗压强度。结果表明,随着水化时间延长,石灰石粉-水泥浆体的横向弛豫谱峰会向短弛豫方向移动,且峰强逐渐减弱。与纯水泥相比,掺入5%石灰石粉可有效降低水泥浆体可蒸发水量,增加反应程度,改善孔结构,从而提高抗压强度。掺入10%~20%石灰石粉的水泥浆体反应程度低于纯水泥浆体,孔结构劣化,抗压强度降低。

基于低场核磁共振分析石膏中的水分含量

采用低场核磁共振技术对石膏中的水分含量进行测定,结果表明:低场核磁共振可用于快速测定工业石膏中的水分含量,且采用混合称重法建立的水质量和核磁信号量标准定标曲线的重复性测试结果稳定,偏差较小。石膏的核磁横向弛豫时间主要在0.2~1.0 ms,测试温度越高,石膏的核磁信号强度越低,这主要是由于温度的提高导致石膏发生了相转变。此外,通过低场核磁测试和理论计算可快速获得混合石膏中各类石膏的成分比例。

纳米颗粒在储层微通道壁面吸附过程的微观作用能研究

为探明纳米颗粒与储层微通道壁面的吸附机理,在分析油基和水基分散液中纳米颗粒与储层微通道壁面受力特征的基础上,建立了微观作用能计算模型,然后根据实际储层和纳米颗粒的特征数据,计算纳米颗粒与储层微通道壁面的作用能。结果表明:纳米颗粒在向储层微通道壁面运动的过程中主要受到范德华作用和静电作用,其中范德华作用为主要作用;随作用距离的减小,纳米颗粒与储层微通道壁面间的总作用能逐渐增大;纳米颗粒与储层微通道壁面间的总作用能总远远大于水分子与储层微通道壁面间的总作用能,说明纳米颗粒在与水分子的竞争吸附过程中占绝对优势。

基于核磁共振技术的合欢种子吸水特性

【目的】采用核磁共振技术,从时间、空间角度探究热水处理后合欢种子的初始吸水位点及水分的动态移动过程,揭示其内部水分相态的变化,为合欢种子吸水特性研究提供一种全新的技术手段。【方法】对始温80℃热水处理后的合欢种子,用称重法确定种子吸水曲线,用核磁共振成像技术(MRI)观察初始吸水位点及水分在种子体内的移动规律,同时结合横向弛豫时间T2,探究吸水过程中水分相态及其含量、比例的动态变化。【结果】1)合欢种子吸水曲线呈“S”型变化,吸水前期(0~4 h)种子吸水率缓慢增加;4~12 h进入快速吸水阶段,吸水率增幅较大;吸水12 h后进入缓慢吸水期。核磁共振成像结果表明,水分最初从种孔进入种子,然后通过3条路线移动:沿着种皮两侧的维管束向合点端移动;通过种皮与子叶的缝隙向下(合点端)移动,同时进入子叶的外侧;水分通过胚根进入胚轴,由胚轴进入子叶并向合点端移动,但其移动速度明显慢于第二条。吸水初期(0~6 h),右侧种皮的吸胀面积明显大于左侧,之后随浸种时间延长,左侧吸水速度较快,吸胀面积与右侧无明显差异。2)核磁共振波谱图表明,合欢种子水分质量(X)与核磁共振弛豫图谱峰面积(S)呈显著线性关系:S=21132X+695.05,R2=0.9996。3)核磁共振驰豫图谱结果表明,合欢种子内主要存在3种状态的水,分别是结合水、胞内水和胞外自由水。4)在0 h时,结合水占45.13%,胞外自由水占53.51%,几乎没有胞内水。在吸水过程中,结合水含量明显减少,比例持续降低,在48 h时仅占2.08%;胞内水比例呈先迅速增加后逐渐减小的变化趋势,胞外自由水的比例一直呈上升趋势,在48 h时二者分别为29.12%、68.80%。整个吸水过程中3种状态水分含量的比例始终处于动态变化中,并且胞外自由水的含量远高于其他状态的水。吸水过程中结合水与胞外自由水的峰顶点呈现左移现象(即流动性在减弱)。【结论】种孔是合欢种子的最初吸水位点,水分进入后通过两侧种皮、种皮与子叶缝隙以及胚轴向合点端移动。吸水过程中,合欢种子中始终存在结合水、胞内水、胞外自由水这3种相态的水,且在整个吸胀过程中相互转化,为种子萌发提供前期准备。

渝西地区海相页岩储层孔隙有效性评价

基于页岩储层中毛细管束缚水、黏土束缚水、黏土结合水和干酪根核磁共振响应特征,开展了页岩储层孔隙有效性评价研究。选取渝西地区Z202井、Z201井3 500 m以深页岩样品开展渐变离心与渐变干燥处理后的核磁共振实验,确定了页岩储层中毛细管束缚水、黏土束缚水和基底信号的T2截止值(T2cutoff),分别为0.98~1.08 ms,0.25~0.55 ms,0.12~0.20 ms。3个不同的T2cutoff逐渐减小,对应的可动水饱和度、毛细管束缚水饱和度和黏土束缚水饱和度分别在29.72%~48.12%、10.25%~20.19%和12.97%~15.68%;200℃干燥后的岩心核磁共振T1-T2图谱揭示页岩中存在不连通孔隙;通过定量划分页岩储层孔隙系统,确定了有效孔隙下限的核磁共振T2cutoff(平均值为0.4 ms),对应的孔径下限为4.25nm。据此,建立了识别页岩储层孔隙流体类型、划分页岩储层孔隙系统、评价页岩储层孔隙有效性、确定储层有效孔径下限等系列页岩储层的有效性评价技术和方法。

油用牡丹‘凤丹’单株结实量及产油品质分析

【目的】油用牡丹‘凤丹’为生产种子及加工食用牡丹籽油的一个特殊牡丹品种,集药用、保健于一身,具有较高的经济价值。笔者开展以产量为重点,结合产油品质的选育研究,初步筛选出适宜进一步培育的单株。【方法】以南京六合栽植的6年生油用牡丹‘凤丹’的实生苗为材料,从初步优选植株中,选择31个高、中、低产单株,用核磁共振法测定各单株种子的含油率,用GC-MS(气相色谱-质谱)法测定种子中α-亚麻酸的含量,用隶属函数值法和聚类分析法进行综合评价。【结果】31个单株结实量均值为47.57 g,结实量最高的为高产1号(98.89 g),结实量最低的为低产31号,仅25.73 g;含油率均值为29.41%,其中中产10号、低产19号、低产20号、低产24号、低产26号和低产28号等6个单株的含油率高于30%,而中产12号的含油率仅23.59%;α-亚麻酸含量均值为34.89%,中产11号、中产13号的含量超过40%,而低产21号的含量仅为28.55%。通过隶属函数值法和聚类分析,将31个‘凤丹’单株分为3类,选出结实量、含油率、α-亚麻酸含量等3个指标综合表现优良的7个单株,可作为进一步观察培育优良单株的对象;第Ⅱ类中某一项或某两项指标表现特别突出的单株,可作为今后杂交育种的储备材料。【结论】油用牡丹‘凤丹’单株产量变异系数较大,各单株间结实量性状差异也较大;而α-亚麻酸含量、含油率两个指标变异系数相对较小,较为稳定。