核磁共振技术在环境质量检测中的应用研究

核磁共振(NuclearMagneticResonance,缩写为NMR)技术是当今世界上的尖端技术。本文概述了NMR技术的应用现状,重点论述了NMR技术在环境质量检测中应用的理论依据和NMR方法的应用原理,并以实例说明了应用NMR技术在检测地下水烃类污染和空气污染的应用效果,最后展望了扩大NMR技术领域应用的前景,并建议加强应用技术的理论研究和新仪器的研制工作,为改善环境质量降低检测成本提供新的技术手段。     

地面核磁共振方法在马海钾矿区卤水勘查中的应用效果分析

马海钾矿区位于柴达木盆地台坳陷中,钾矿区内卤水绝大部分为晶间卤水和孔隙卤水。地面核磁共振物探方法在该区具有物性前提,为合理布置勘探工程寻找卤水提供依据。地面核磁共振方法在该区的应用,取得较好的效果。本文在简要介绍地面核磁共振方法原理的基础上,以马海钾矿区卤水勘察为例,着重对该方法的资料解释和应用效果进行了分析讨论。     

用地面核磁共振方法评估含水层涌水量的实例

地面核磁共振(NMR)方法是地球物理上采用的探测地下水的最新方法,能够探测地下含水层中的自由水.但是有时会出现对地下含水层的出水量判断失误的现象,这种失误发生的主要原因是由于IRIS仪器设计时假设利用NMR信号的弛豫时问就能够区分地下含水层中的自由水和束缚水,实际上弛豫时间取决于以下几个参数即:孔隙度、渗透率和导水率.地层孔隙水中氢质子弛豫时间不仅与其本身的弛豫特点有关,还与岩石孔隙结构、成份密切相关.为了更好的理解以上这些参数对地下含水层涌水量的影响,本文讨论了含水多孔介质的弛豫特性,研究有效孔隙度与含水量之间的关系,给出计算渗透率和导水率的方法,利用几个实测地点数据资料分析地下含水层岩性对涌水量的影响,结果表明地层中平均含水量大而且含水地层弛豫时间较长的地点才能获得较大的涌水量.     

利用核磁共振方法探查基岩裂隙水

基岩裂隙水是我国分布最为广泛的地下水类型之一。本文阐述了基岩裂隙水的特点：含水层产状不规则、其赋存空间介质不均匀、同一含水层埋深不同、地下水运动状态复杂等。这些特殊的地质、地球物理特征,给常用的物探找水方法带来许多困难。本文通过对直接找水的新方法一核磁共振（ＮｕｃｌｅａｒＭａｇｎｅｔｉｃ　Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ,缩写为ＮＭＲ）测深与间接找水的电阻率测深的对比分析,论述了ＮＭＲ测深直接找水的实质。并以实例说明了ＮＭＲ测深在探查基岩裂隙水中的应用效果。     

零场-超低场核磁共振技术、原理及油气检测方法

近年来,零场-超低场核磁共振在生物成像(脑磁和心磁)以及磁探测(陆地测磁、海洋测磁、航空测磁)等领域发挥了重要的作用.本文首先介绍了零场-超低场核磁共振的物理实现及谱学发展,随着量子磁感技术的发展,零场-超低场核磁共振检测技术逐渐成熟,国内外专家学者已证明零场-超低场核磁共振是一种与传统核磁共振互补的检测方法;然后,简要介绍了基于原子磁力计的零场-超低场核磁共振装置结构及原理,与传统高场核磁共振相比,零场-超低场核磁共振消除了对昂贵超导磁体和永磁体的依赖而优势明显,应用潜力巨大;结合零场-超低场核磁共振的特点及技术优势,本文设计了零场-超低场核磁共振在油气检测应用方面的可行性方案和三组不同种类油(烷烃)、油水两相混合溶液、饱水玻璃珠样品的零场-超低场核磁共振的实验方案.随着零场-超低场核磁共振谱仪的发展,这种技术在井下进行油气探测有希望成为可能,本文提出了采用泵浦光、探测光传播方向和外磁场方向三轴垂直结构在井下进行油气探测的零场-超低场核磁共振谱仪设计方案.     

综合物探方法在土石坝渗漏联合诊断中的试验研究

土石坝渗漏问题是制约水库大坝安全运行的重要隐患,准确查明大坝渗漏的病因以及靶区的空间展布是有的放矢实施加固的关键.针对土石坝隐患的空间位置信息多变、周围介质复杂等难点,单一探测手段在识别病灶方面存在误判、漏判等问题,考虑到电阻率对水敏感的特点,提出联合并行电法和瞬变电磁法优化诊断土石坝渗漏隐患的思路.为查明戴家坞水库渗...     

磁共振用于医学成像与地面找水方法的技术对比研究

目的 医学核磁共振与地面核磁共振找水是核磁共振技术应用的不同领域。本文通过对二者在方法原理、技术、应用等方面的对比研究，提出了地面核磁共振找水工作建议。     

核磁共振测井孔隙度观测模式与处理方法研究

核磁共振（NMR）测井是确定地层孔隙度的有效方法,已经得到广泛应用.但是,在我国部分油田的应用中发现核磁测井孔隙度与常规孔隙度之间存在明显差异.本文对NMR测井孔隙度观测模式和处理方法进行研究,分析了NMR孔隙度误差的来源.针对富含蒙脱石、伊利石和伊/蒙混层粘土矿物的陆相沉积砂泥岩地层,根据这些粘土矿物的NMR横向弛豫时间T2值特征以及孔隙度处理结果得到的4.0 ms附近孔隙度分配量不合适,提出了新的观测模式和处理方法,并用实验验证了新方法的可行性.     

含水溶洞的地面核磁共振响应数值模拟研究

针对目前水平层状含水层的地面核磁共振响应特征已研究的比较透彻,而含水溶洞的响应特征却鲜有涉及的现状,本文给出含水溶洞地面核磁共振响应的计算方法.在文中,作者使用华军对双重Bessel函数无限积分的计算方法,实现了大回线源激发磁场的快速计算.再通过对地面核磁共振正演公式的离散化,实现了三维结构含水体的地面核磁共振正演计算...     

地面核磁共振信号相位求取电阻率

椭圆极化现象是电磁场在导电介质中传播时产生的,为得到准确的相位信息,在计算激发磁场时应考虑椭圆极化。本文研究了地面核磁共振(SNMR)信号相位求取电阻率的基本方法,利用SNMR信号通过广义逆反演法得到电阻率未知情况下的含水率及层位分布,作为相位反演电阻率的先验值,通过模拟退火法实现对电阻率的反演。对SNMR的研究解决了通过相位对电阻率的求取,有利于进一步利用相位信息提高含水层和含水率反演的精度。     

加筋土石坝小型振动台模型试验分析

土石坝振动台模型试验是认识坝体地震破坏过程和检验抗震措施效果的重要手段之一。针对2种坝体材料,利用小型振动台,开展了一系列不同加载工况、不同加筋方式的土石坝小型振动台模型试验。试验结果表明：①2种坝体材料的初始破坏都首先从坝顶开始,表明坝顶是抗震的关键部位,与已有研究成果基本一致;②相同加载条件下,级配较差的碎石料模型坝的抗震性能优于砂砾石料,表明相对于级配,堆石料自身的性质对土石坝抗震性能的影响更大;③由细铁丝网和纱布组成并在坝坡采取包裹处理的复合加筋的抗震措施,抗震效果优于平铺纱布、平铺纱布且在坝坡包裹处理、平铺细铁丝网等的抗震措施。研究成果可供进一步开展土石坝大型振动台模型试验的材料选择、抗震措施设计等参考。     

高密度电阻率法在水库堤坝隐患探测中的应用效果分析

介绍了高密度电阻率法的原理、野外采集数据的方法以及资料解释等基本理论。通过对某水库大坝探测成果的分析，说明了高密度电阻率法在堤坝隐患探测中的可行性和有效性；提出用高密度电阻率法探测构造地裂缝的设想。     

电阻率影像法在堤坝渗漏中的应用研究

目的:电阻率影像法以其观测密度大、分辨率高等优点得到了广泛的应用。在解决堤坝渗漏方面,也有着很好的应用前景。方法:通过分析常见的堤坝渗漏模型,给出了电阻率影像法在解决堤坝渗漏上的工作和解释方法。结果:最后,以土石坝为例,用三维有限元法对堤坝渗漏模型进行了模拟。结论:对结果进行了解释,取得了较好的效果。     

基于有限元法的土石坝除险加固渗流问题分析

土石坝坝体在坝前水位作用下极易产生渗流,为研究坝体加固对渗透水压的影响,针对具体水库实例,采用有限元法对除险加固前/后的坝体进行渗透坡降、单宽渗流量、准流网等计算,分析3种工况下的渗流过程,为土石坝的除险加固设计提供参考。结果表明:加固后上游坡各工况下的安全系数明显提高,其中单宽渗流量最大,可达0.636m~3/d,远大于规范允许值。     

库水降落作用下无基坑振冲土石坝的渗流安全分析

无基坑振冲加密施工是一种比较先进的土石坝建筑方法。以海南省三亚市西部的宁远河中下游河段的大隆水利枢纽工程土石坝为研究对象,对其进行准确分区,以饱和-非饱和渗流理论为基础,通过三维有限元数值方法,模拟库水下降作用下的土石坝渗流场,并对各级水位下的孔压、流速及流向进行分析,评价大坝的渗流安全。研究结果表明：采用无基坑振冲加密施工方法后,坝体内填砂砾振冲层形成上游排水通道,在坝前水位骤降工况下,防渗土料内有效流速方向和渗透压力的方向由近水平的指向坝面变为竖直向下指向填砂砾振冲层,而且有效流速明显变大,利于渗透水通过填砂砾振冲层排到下游,有利于上游坝体稳定。     

用SNMR和TEM方法探测地下水的研究与实践

地面核磁共振找水方法是在近二十多年里发展起来的直接找水的物探新方法,该方法具有找水原理新颖、解释结果量化的特点,已取得了很好的应用成果。瞬变电磁法是近年来国内外发展得较快、地质效果较好的一种电法勘探分支方法。理论和实践表明,这两种找水方法的合理配合,优势互补,得到好的地质效果。本文通过对SNMR和TEM找水方法的原理和特点对比,论述了两者优势互补的可行性,并通过实例说明了综合利用两种方法的效果。     

水库输水隧洞施工爆破振动对大坝安全影响监测及分析

阐述柏峰水库除险加固工程主坝输水隧洞施工爆破振动对大坝安全影响。选择有代表性的几个部位,采用原位质点振动速度测试的方法对整个施工期间爆破振动对大坝安全影响进行全过程监测与分析。对实测结果分析表明,爆破振动对大坝安全未产生明显的危害。监测成果可为工程爆破振动安全评价提供科学依据。     

水库地震安全问题分析

通过分析水库周围社会及大坝安全的地震影响、世界水库的发展情况、目前对水库地震安全的认识及其研究技术,认为水库周围的地震威胁有天然地震和水库诱发地震两类,表现为对水库大坝及其附属工程和库区社会均产生影响,因此水库地震安全主要由大坝地震安全、大坝附属工程地震安全和库区社会安全构成。随着水库大坝建设速度的不断加快和大型水库的不断增加,尤其是复杂地质构造区水库建设的增多,有必要在对大坝地震安全进行研究的基础上,重视水库地震安全的研究。     

致密油藏不同开发方式原油动用规律实验研究

致密油是重要的非常规石油资源,但由于其一次采收率低,需要开展提高采收率研究。由于致密油储层孔隙结构复杂,不同孔隙对产量的贡献差异很大,需要深入研究不同孔隙中原油的动用情况进而优化开发方式。本文采用核磁共振测试与驱替实验相结合的方法开展研究,直观反映不同注入条件下注入介质与原油的驱替过程,明确了注水和注CO₂两种开发方式不同孔隙中原油的动用规律。结果表明:水驱和CO₂驱不同孔隙区间原油动用程度随着驱替压差逐渐增大而增大;水驱和CO₂驱大孔隙中的原油绝大部分被动用,随着孔隙半径逐渐减小,原油动用的比例逐渐降低;小于0.01μm微小孔隙中CO₂驱动用效果明显好于水驱,致密油藏中CO₂更易进入小孔隙提高致密油采收率。