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1、史 美 林 MesoMR23 060H I 在煤矿研究上的应用 目录 孔隙结构 可动性 油气水区分 1 煤矿相关研究应用综述 孔隙结构 可动性 油气水区分 常规物性 孔隙度 孔隙结构 渗流特性 流体饱和度 研究 不同煤矿储层特性研究与综合评价 合理开采 不同应力条件下岩石结构变化而引起的稳定性变化研究 流体 气体单相存在与多相存在时的系列研究 如煤的润湿性研究 注 水抑制瓦斯突出 流体对岩层结构稳定性影响等 煤层气的吸附状态 吸附解吸机理与开采 煤阶 组成 温度 压力等 因素 煤层气的驱替研究 水分对煤燃烧影响分析 裂缝形成机理可视化研究等 1 煤矿相关研究应用综述 2 核磁共振原理 原子核
2、通常是氢原子核 静磁场 射频磁场 共振 发生能级跃迁 能量吸收与释放 外加磁场B0 信号来源 含氢物质 比如水 油 乙醇等 检测基础 磁体产生的静磁场以及激发的射频场 核磁共振 Nuclear Magnetic Resonance NMR 核磁原理 氢原子核1H如 H2O CxHy 排布杂乱无章 沿B0方向定向排布 M B0 单位体积内原子核磁矩的矢量和定义为 宏观磁化强度矢量 M macroscopic magnetization 其方向与外磁场方向相同 H质子被等效 成一个小 磁针 施加射频场B1 置于静磁场 Mz z x B1 y wo 原子核吸收能量 2 relaxation rate
3、 constant 核磁测试原理 3 仪器介绍 实现磁体横向 纵向可选 满足进样方向要求 维护费用小 中心磁场发散度小 对周围环境影响较小 无需准备特殊的MRI屏蔽室 小巧实用 后续维护费 用低 可集成低温高压系统 高温高压系统 模拟多种环境条件 自动寻优 参数 三步完成成像 图像处理软件实现图 像降噪 伪彩 数据提取 三维重建等 1磁体类型 永磁体 2主频率 23MHz 3磁场强度 0 52 0 05T 4探头线圈直径 60mm 5有效样品检测范围 60mm球体 MesoMR23 060H I 性能特点 应用案例1 常规测试 原样弛豫谱 饱水样弛豫谱 饱锰样弛豫谱 孔隙度 15 20 束缚流
4、体饱和度 45 85 自由流体饱和度 54 15 含油饱和度 12 50 含水饱和度 57 30 应用案例2 煤的润湿性分析 图1 不同煤阶样品滴入水 48 h 后的 T2 谱图 图2 两种润湿状态下水在煤粉中分布图 图3 煤样中自由水和颗粒间水峰 T2g 值随时间变化图 图4 48 h 后润湿角与 T 2g 关系图 应用案例3 煤层气吸附量测试 实验装置的示意图 不同压力下甲烷的核磁共振测量结果振幅和甲烷浓度之间有明显的线性关系 应用案例3 煤层气吸附量测试 应用案例3 煤层气吸附量测试 样品S1和S2的甲烷弛豫谱 甲烷吸附压力与幅度的关系 应用案例3 煤层气吸附量测试 吸附过程可以实时检测
5、给定压力的吸附平衡时间 应用案例3 煤层气吸附量测试 应用案例4 驱替实验 核磁共振驱替应用实验 气驱水实验 磁共振成像与分析 水驱油实验 磁共振成像与分析 油驱水实验 磁共振成像与分析 驱替相关具体应用解决方案 1 提高采收率研究中优势通道分析 探索驱替条件 最佳驱替物质 2 CO2的捕集封存与驱替结合 成本低 环保 3 不同驱替条件下岩石孔隙变化特征 裂缝形成机理 破坏机理分析 4 核磁共振成像技术提供全过程可视化研究 多角度成像分析 对比等 应用案例4 驱替实验 真实岩心水驱油过程矢状面成像图 氦气驱替实验的T2特征 He VS CO2 非吸附性气体 强吸附性气体 二氧化碳驱替实验的T2
6、谱特征 氦气对于煤的润湿性没有影响 在相同压力条件下 气体的吸附性能是改造煤 润湿性的重要因素 煤粉中气体竞争性吸附对比 应用案例4 驱替实验 应用案例4 驱替实验 应用案例4 驱替实验 上海大学 清华大学 夹持器剖面示意图 轴向液 气压入口 轴向液 气压出口 围向液 气压入口 围向液 气压出口 应用案例5 煤芯裂缝成像 煤芯裂缝成像 依次为 冠状面前 中 后 横断面下 中 上 技术展望 1 实现场强 功能等可选的多功能一体化 2 将顺磁 逆磁性物质的干扰加以利用 3 专业后处理软件 4 测试时间 测试精度 测试范围优化等 5 与其他行业装置结合改进实验装置 实现在线检测等 公司现有部分客户
7、西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室 中联煤层气国家工程研究中心 中南大学 国家农业信息化工程技术研究中心 中海油田服务股份有限公司 等 国内 中国农业科学院油料作物研究所农业部油料作物遗传改良重点开放实验室 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冻土工程国家重点实验室 中国科学院青海盐湖研究所盐湖资源与化学院重点实验室 中国矿业大学 徐州 煤炭资源与安全开采国家重点实验室 南京农业大学食品院肉品加工与质量控制教育部重点实验室 西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室 北京化工大学新型高分子材料制备与加工重点实验室 国际 台湾中原
8、大学 美国通用电气 GE 全球研究中心中国研发中心 新加坡南洋理工大学 俄罗斯冻土研究所 等 纽迈现合作国家重点实验室及部分国际用户名单 合作发表论文128篇 研究学术成果 纽迈电 子科技有限公司专注于低场核磁共振检测技术开发 设备制造 应用解 决方案及服务 在生命科学 农业 食品 高分子材料 地质安全 工业方面的 应用率先进行突破 产品和服务已经在全国的高校 科研院所 及部分应用单 位逐步推广 并在北美 西班牙 越南 韩国 俄罗斯 土耳其等打开了市场 公司的低场核磁共振技术在科教和能源方面的应用在国内市场占有率处在第一位 设有专业的测试中心已经为学院 科研机构提供了上千次的服务 我们承诺 并一直要求自己努力做到更好
