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气相色谱中检测器FID ECD能测哪些元素

淡然的服饰
典雅的大神
2023-01-26 02:22:28

气相色谱中检测器FID ECD能测哪些元素

最佳答案
满意的板凳
大方的网络
2026-04-18 06:56:13

气相色谱不是测元素的,是测分子的。

FID是利用氢火焰使分子离子化,只要可以在氢气中燃烧的分子都可以测。是一种通用型检测器,除了四氯化碳,二氧化碳、氮气、水这些分子,其他基本都可以测。

ECD是一种超级灵敏的检测器,甚至比MS还要灵敏。但是只能测电负性强的分子,所以你看到分子里带有卤素、氰的,都可以在ECD上产生强烈响应,其他含N、P的也可以产生较小的响应,但是一般测氮磷还是选择火焰光度或者氮磷检测器,可以有更高的灵敏度。

最新回答
奋斗的音响
凶狠的太阳
2026-04-18 06:56:13

FID= Flame Ionization Detector。其原理是利用火焰将有机物中的碳原子还原,电离产生碳正离子。含碳有机物的含量愈高,产生的碳正离子浓度愈高,FID上的信号也愈强。

氨气含有碳原子吗?显然没有。答案也就出来了。

可以使用热导池监测器。有机物,氨,少量水都可用热导池检测器检出。

知性的犀牛
孝顺的小笼包
2026-04-18 06:56:13
非甲烷总烃(NMHC)定义为从总烃测定结果中扣除甲烷后剩余值而总烃是指在规定条件下在气相色谱氢火焰离子化检测器上产生响应的气态有机物总和。大气中的NMHC超过一定浓度,除直接对人体健康有害外,在一定条件下经日光照射还能产生光化学烟雾,对环境和人类造成危害。监测环境空气和工业废气中的非甲烷总烃NMHC有许多方法,但多数国家采用气相色谱法。用双柱双氢火焰离子化检测器气相色谱法分别测出总烃和甲烷的含量,两者之差为NMHC的含量。在规定的条件下所测得的非甲烷总烃NMHC是于气相色谱氢火焰离子化检测器有明显响应的除甲烷外碳氢化合物总量,以碳计。 FID,全称为flame ionization detector,翻译为火焰离子化检测仪,因为一般都用的是氢气,所以也叫氢焰离子化检测器。是一种高灵敏度通用型检测器,它几乎对所有的有机物都有响应,FID的灵敏度比热导检测器高100-10000倍,响应快,气体色谱检测仪中对烃类灵敏度相当高,广泛用于挥发性碳氢化合物和许多含碳化合物的检测。该系统采用技术成熟、性能稳定的 GC-FID 技术,分析方法为气相色谱法氢火焰离子化检测器,此方法适用于国标规定的烷烃、烯烃、芳香烃等烃类物质的在线监测。可分析甲烷、总烃、非甲烷总烃、苯、甲苯、乙苯、间-对二甲苯、邻二甲苯、苯乙烯等组分。同时对环境空气中的痕量组分采用了先进的富集技术。待分析样气通过采样系统后经过除尘等预处理进入分析仪,分析仪内置工作软件控制采样泵和质量流量计(MFC),通过定量环/预浓缩管进行准确定量,然后由预置程序控制切换膜阀,载气携带样气进入色谱柱进行分离,分离后的组分依次进入高灵敏度检测器检测,内置工作软件自动完成数据采集、分析、处理、存储和传输。分析仪内置带温控切换膜阀,避免高沸点物质残留全流路的高精度电子压力控制系统 提高气体流路控制精度,保证了数据的重复性和准确性以及仪器长期运行的稳定性。

灵巧的汽车
认真的小鸽子
2026-04-18 06:56:13

固耐特GPU高性能聚氨酯砂浆地坪系统,是一种四组份的水性聚氨酯砂浆地坪材料,其复合物具备有机高分子和无机混凝土材料的所有优点,如具备优良的抗化学腐蚀,抗重冲击和热冲击性能等。适用于各种特殊性能要求的严苛环境中。

典型性能:特别耐磨,耐潮湿及防滑,耐严苛化学品腐蚀,耐重载及强冲击,环保无污染,使用寿命长达20年以上,耐-40℃~130℃高低温,广泛适用于各种需要坚固耐用洁净之地面场所。

应用场所:可广泛应用于食品/屠宰/重防腐/高湿高温等极端工作环境下之地面处理,和所有须耐磨/洁净/耐化学品等车间/仓库/停车库/试验室等地面,具有传统地坪涂料如环氧/金刚砂/双组份聚氨酯等不可比拟的优势,是目前全球地坪应用综和性能最好的地坪产品。

产品介绍

水分子渗透功能

水性聚氨酯和活性水泥基无机材料具有较好亲水性,同时四组份混凝形成的特殊混凝土地坪结构,水分子能够单向透过,可有效缓减地坪因基层水汽造成的起泡和脱层。它具备以下优秀性能:

施工性能

1) 无需底剂涂装,快速固化,20℃施工环境温度,8 小时行人,24 小时行车。

2) 无需十分干燥的混凝土基层(含水率﹤10%),可在养护7 天的新混凝土上施工。

3) 施工过程也几乎没有任何味道,有利操作人员健康和防止环境污染。

机械性能

抗压强度、抗折强度尤其是抗冲击性能突出,坚韧且具有很高的弹性模量,因材料的脆性而带来的开裂从未出现过;粘接强度好,因此具有很好的防止脱层和抗开裂性能。

高低温性能

1)可在-40℃~+130℃下长期正常使用,60℃热水长期浸泡无异常,9mm 厚的地坪能抵抗沸水持续冲刷。如果12mm 厚的地坪能耐150℃短时热冲击,并能抵挡完全蒸汽冲洗。地砖也无法抵挡这样的热冲击。

化学性能

抗大多数无机有机溶液的侵蚀;对溶剂,无机酸、有机酸、乳酸、油酸、果酸有较好的抗腐蚀性。

85%乳酸(60 度) 奶制品

100%油酸(60 度) 脂肪

95%酒精

50%柠檬酸 果汁

50%氢氧化钠 清洁剂

30%酸清洁剂

15%次氯酸钠

煤油

汽油,机油

防滑功能

光滑和特殊纹理解决了易清洁和在湿环境下防滑倒的功能平衡。

环保性

低VOC、无味、无毒,符合苛刻的健康卫生标准。

包容的电脑
悦耳的泥猴桃
2026-04-18 06:56:13

对于一户人家装修完准备搬家前,甲醛检测一定是必须的,对于甲醛超标的房子一定是要坚决抵触的!但是甲醛检测我们应该怎么做到呢?下面就由装修网我来给大家说说看吧!

甲醛检测方法有各种各样的呢,这里我只能粗略说明一下哦。甲醛检测方法大致可以分为分光光度法、色谱法、电化学法、化学滴定法四种!

甲醛检测方法1.分光光度法

分光光度法测定的主要方法有乙酰丙酮法、铬变酸法、MBTH法、付品红法、AHMT法等几种。

1.1乙酰丙酮法

乙酰丙酮法原理是利用甲醛与乙酰丙酮及氨生成黄色化合物二乙酰基二氢卢剔啶后,412nm下进行分光光度测定。

此法最大的优点是操作简便,性能稳定,误差小,不受乙醛的干扰,有色溶液可稳定存在12hr,缺点是灵敏度较低,最低检出浓度为0.25mg/L,仅适用于较高浓度甲醛的测定方法缺点是反应较慢,需要约60minSO2对测定存在干扰(使用NaHSO3作为保护剂则可以消除)。

该方法非常传统,应用极为广泛。

1.2变色酸法(CTA法)

变色酸法也称铬变酸法,甲醛在浓硫酸溶液中可与变色酸(1,8-二羟基萘-3,6-二磺酸)作用形成紫色化合物,该化合物最大吸收波长在580nm处,可用分光光度法进行分析测定。改变变色酸浓度和采用不同的采样手段,可满足不同浓度甲醛检测需要。用0.1%变色酸-86%硫酸溶液作吸收液,检测限可达20μg/L用1%亚硫酸钠溶液吸收甲醛,变色酸浓度改为5%,方法更稳定、更灵敏。该法的优点是操作简便、快速灵敏缺点是在浓硫酸介质中进行,不易控制,且醛类、烯类化合物及NO2等对测定有干扰。

1.3酚试剂法

酚试剂法原理是甲醛与酚试剂反应生成嗪,嗪在酸性溶液中被高铁离子氧化形成蓝绿色化合物,

颜色深浅与甲醛含量成正比,该化合物在660nm处摩尔吸光系数ε可达7.0×104,该法对甲醛的测定非常灵敏最低检测限为0.015mg/L。方法的缺点是乙醛、丙醛的存在会对测定结果产生干扰反应受温度限制,室温低于15,显色不完全,20~35时15min显色最完全,放置4小时,吸收情况稳定不变。

1.4副品红法(PRA)

副品红法原理是在甲醛存在下,亚硫酸根离子与副品红生成紫色络合物,其最大吸收峰在570nm处,检测限为50μg/L。本法的优点是简便灵敏,其它醛和酚不干扰测定缺点是褪色快,灵敏度不高,易受温度影响,使用了有毒的汞试剂,而且生色化合物需要至少60min才能达到稳定的吸收。使用流动注射技术,可消除分光光度法显色慢、灵敏度低和稳定性差的缺点。

1.5AHMT法

AHMT法原理是甲醛与4-氨基-3-联氨-5-巯基-1,2,3-三氮杂茂(AHMT)在碱性条件下缩合,然后经高碘酸钾氧化成6-巯基-5-三氮杂茂[4,3-b]-S-四氮杂苯紫红色化合物,比色定量。该方法优点是抗干扰能力强,对乙酰丙酮法、MBTH法及副品红法干扰严重的六胺对此测定方法无干扰,因此,该法是测定树脂交联过程释放甲醛的有效方法灵敏度较高,最低检出限为0.01mg/m3,较适宜与一般情况下室内空气的检测缺点是颜色随时间逐渐加深,要求标准溶液的显色反应和样品溶液的显色反应时间必须严格统一,在显色体系最大吸收波长550nm测定,Co2+、Cu2+干扰测定。

1.6溴酸钾-次甲基蓝法

溴酸钾-次甲基蓝法原理是在酸性介质中,甲醛可促进溴酸钾氧化次甲基蓝反应,

降低体系吸光度的特点来快速测定甲醛含量。次甲基蓝在665nm处有最大吸收峰,在H2SO4介质中加入KBrO3能使其吸收峰微降,而再加入甲醛后,其吸光度会显著下降,△A降低与甲醛浓度成正比。

1.7银-Ferrozine法

银-Ferrozine法原理为水合氧化银能氧化甲醛并被还原为Ag,产生的Ag与Fe3+定量反应生成Fe2+,Fe2+与菲洛嗪(Ferrozine)形成有色配合物,在562nm处测定吸光度。Fe2+-Ferrozine配合物与甲醛浓度成正比,摩尔吸光系数ε=5.58×104,灵敏度比铬变酸法高3.5倍。

甲醛检测方法2.色谱法

色谱法主要有气相色谱、高效液相色谱法、离子色谱法等,直接利用色谱法较少,一般是和其它分析仪器相连用,如GC-MS、HPLC-UV等。

2.1 气相色谱法(GC)

气相色谱法操作简便,测定线性范围宽,分离度好。气相色谱法主要由直接法、2,4-二硝基苯肼(DNPH)法和巯基乙胺法。

2.1.1直接法

直接法方法简单、快速、直接,避免了经典分析中需要样品预处理,操作繁琐、试剂消耗量大、方法选择性差等缺点。马先锋等报导,样品经柱分离后,用FID检测,方法检出限可达0.01mg/m3。可用于空气中甲醛的测定。

2.1.2DNPH法

DNPH的硫酸溶液与含有甲醛的样品反应,生成2,4-二硝基苯腙,宫向红57等研究水发产品中的甲醛,采用正己烷萃取生成物腙,无水硫酸钠除水后,取样ECD检测器检测最低检测限为6.2μg/L(6.2pg/μL)、许瑛华等研究化妆品中游离甲醛测定,采用环己烷萃取生成腙,μECD检测器检测,检测限为5.75μg/L(5.75pg/μL)。该法优点是灵敏度高,对低分子量醛的分离非常有效缺点是仪器设备要求很高,测定范围较窄,难以解决衍生物同分异构体的分离问题。

2.2高效液相色谱法(HPLC)

高效液相色谱法甲醛与2,4-二硝基苯肼(DNPH)反应生成腙,衍生化产物醛腙用有机溶剂萃取富集后,在一定温度下蒸发、浓缩,再以甲醇或乙腈溶解或稀释,最后进行色谱测定。RobertJ. Kieber等采用四氯化碳萃取,乙腈稀释,HPLC分离后,UV308nm检测,方法的检测限为0.3μg/L(10nM),且其它脂肪醛不干扰测定。DNPH法优点是检测限很低缺点是有其它醛、酮存在,也与DNPH反应,将导致分析时间延长及要求流动相梯度。

甲醛检测方法3.电化学法

电化学法包括示波极谱法、吸附伏安法和哥腊衍生试剂法

3.1示波极谱法

示波极谱法原理是在70℃的HAc-NH4Ac缓冲溶液中,甲醛、氨和乙酰丙酮反应生成二乙酰基二氢卢剔啶,在滴汞电极上还原产生-0.96V不可逆还原波。甲醛浓度在0.020~10μg/mL范围内与极谱峰高呈良好的线性关系,检测限为0.02μg/10mL。示波极谱法测定空气中甲醛的灵敏度和准确度都很高,适合于测定室内空气中微量甲醛。

3.2吸附伏安法

测定在pH值为9.7的NH3-NH4CL缓冲溶液中甲醛和Girard试剂的反应产物在滴汞电极表面上的吸附,检测限为2.4μg/L,线性范围为6~240μg/L,该法敏感、方便、迅速,可用于甲醛的线上检测。

3.3“哥腊”衍生试剂法

原理是醛能与氨及其衍生物发生加成反应生成,这一产物中具有还原性的C=N双键,在电极上较易还原。“哥腊”试剂即为该类衍生试剂。采用“哥腊”试剂与甲醛反应生成电活性的产物,在银基汞膜电极上还有来检测甲醛。该方法检测限为7.6×10-8mol/L,并能同时测定甲醛和乙醛,适宜于空气中甲醛量的测定。

3.4萤光法

甲醛与乙酰丙酮在醋酸-醋酸铵介质中生成3,5-二乙酰基-1,4-二氢卢剔啶(DDL)。马威等使甲醛与乙酰丙酮-乙酰铵反应,在pH=5.9~6.1下,60℃水浴加热20min后,在415nm激发光和508nm发射光下测定,最低检测限为1.4mg/L(0.0014μg/mL)蔡贵杰测定食品中甲醛的最低检测限为4.1μg /L(0.041μg /10mL)樊静等采用甲醛催化溴酸钾氧化罗丹明6G的反应,测定织物中甲醛含量,最低检测限为5.8μg/L而高峰等采用甲醛催化碘酸钾氧化灿烂甲酚蓝原理测定空气中的甲醛,100℃水浴5min后,冷却以终止反应,在645nm除测定萤光强度,最低检出限为8.4×10-3μg/L(8.4×10-3mg /L),线性范围为0.03~0.29mg/LQijia Fan等报导,用1,3-环己二酮(CHD)的乙酸铵-盐酸溶液为吸收剂来捕集大气环境中微(痕)量甲醛,在395nm激发光和465发射光下测定,液相最低检测限为6nM(180ng/L)。萤光分析法因具有快速、简便、灵敏度高、重现性好等优点而受到人们广泛的重视,尤其是用于室内空气环境中痕量甲醛的分析监测,其优点更为突出。

3.5化学发光法(CL法)

该法主要基于没食子酸-过氧化氢-甲醛体系的化学发光,常薇、李光浩等流动注射-化学发光法对空气、水中的甲醛进行测定,最低检测限为0.2mg/L(2×10-7g/mL)。化学发光分析法具有灵敏度高,线性范围宽,仪器设备简单等优点。

甲醛检测方法4.化学滴定法

化学滴定法主要包括电位滴定法、碘量法及酸堿滴定法。

以上的甲醛检测方法都get到了吗?如果有需要的话大家就收下吧!

高效液相色谱法甲醛与2,4-二硝基苯肼(DNPH)反应生成腙,衍生化产物醛腙用有机溶剂萃取富集后,在一定温度下蒸发、浓缩,再以甲醇或乙腈溶解或稀释,最后进行色谱测定。RobertJ. Kieber等采用四氯化碳萃取,乙腈稀释,HPLC分离后,UV308nm检测,方法的检测限为0.3μg/L(10nM),且其它脂肪醛不干扰测定。DNPH法优点是检测限很低缺点是有其它醛、酮存在,也与DNPH反应,将导致分析时间延长及要求流动相梯度。

甲醛检测方法3.电化学法

电化学法包括示波极谱法、吸附伏安法和哥腊衍生试剂法

3.1示波极谱法

示波极谱法原理是在70℃的HAc-NH4Ac缓冲溶液中,甲醛、氨和乙酰丙酮反应生成二乙酰基二氢卢剔啶,在滴汞电极上还原产生-0.96V不可逆还原波。甲醛浓度在0.020~10μg/mL范围内与极谱峰高呈良好的线性关系,检测限为0.02μg/10mL。示波极谱法测定空气中甲醛的灵敏度和准确度都很高,适合于测定室内空气中微量甲醛。

3.2吸附伏安法

测定在pH值为9.7的NH3-NH4CL缓冲溶液中甲醛和Girard试剂的反应产物在滴汞电极表面上的吸附,检测限为2.4μg/L,线性范围为6~240μg/L,该法敏感、方便、迅速,可用于甲醛的线上检测。

3.3“哥腊”衍生试剂法

原理是醛能与氨及其衍生物发生加成反应生成,这一产物中具有还原性的C=N双键,在电极上较易还原。“哥腊”试剂即为该类衍生试剂。采用“哥腊”试剂与甲醛反应生成电活性的产物,在银基汞膜电极上还有来检测甲醛。该方法检测限为7.6×10-8mol/L,并能同时测定甲醛和乙醛,适宜于空气中甲醛量的测定。

3.4萤光法

甲醛与乙酰丙酮在醋酸-醋酸铵介质中生成3,5-二乙酰基-1,4-二氢卢剔啶(DDL)。马威等使甲醛与乙酰丙酮-乙酰铵反应,在pH=5.9~6.1下,60℃水浴加热20min后,在415nm激发光和508nm发射光下测定,最低检测限为1.4mg/L(0.0014μg/mL)蔡贵杰测定食品中甲醛的最低检测限为4.1μg /L(0.041μg /10mL)樊静等采用甲醛催化溴酸钾氧化罗丹明6G的反应,测定织物中甲醛含量,最低检测限为5.8μg/L而高峰等采用甲醛催化碘酸钾氧化灿烂甲酚蓝原理测定空气中的甲醛,100℃水浴5min后,冷却以终止反应,在645nm除测定萤光强度,最低检出限为8.4×10-3μg/L(8.4×10-3mg /L),线性范围为0.03~0.29mg/LQijia Fan等报导,用1,3-环己二酮(CHD)的乙酸铵-盐酸溶液为吸收剂来捕集大气环境中微(痕)量甲醛,在395nm激发光和465发射光下测定,液相最低检测限为6nM(180ng/L)。萤光分析法因具有快速、简便、灵敏度高、重现性好等优点而受到人们广泛的重视,尤其是用于室内空气环境中痕量甲醛的分析监测,其优点更为突出。

3.5化学发光法(CL法)

该法主要基于没食子酸-过氧化氢-甲醛体系的化学发光,常薇、李光浩等流动注射-化学发光法对空气、水中的甲醛进行测定,最低检测限为0.2mg/L(2×10-7g/mL)。化学发光分析法具有灵敏度高,线性范围宽,仪器设备简单等优点。

甲醛检测方法4.化学滴定法

化学滴定法主要包括电位滴定法、碘量法及酸堿滴定法。

以上的甲醛检测方法都get到了吗?如果有需要的话大家就收下吧!

灵巧的彩虹
尊敬的银耳汤
2026-04-18 06:56:13
1.目的:了解和解释教育现象 对问题的复杂性作出解释 2.行为:微观行为 了解对象的经历和事件 用词汇和言语进行描述 3.场景:需要了解背景情况 结合纵向和过程 4.方法:从理论假设开始 有目的地选择个案 开放式访谈,参与式观察 5.工具:研究者本人 6.结果:内部效度检验 通过辨识进行概括 描述性写作,可包含个人偏好

气相色谱法定性分析有哪些方法?

那就有好多,最常用的是:1.质谱仪定性。(如果有质谱仪的话)2.保留时间对比。但保留时间相同,并不一定就是同种物质。此时可用双柱定性确证,若换了根不同极性的柱子,疑似组分的标样与样品的保留时间还是非常接近,那可以确认定性了。3.纯物质加入法,在样品中加入待测的纯物质,进样,与前一个谱图对比,你会发现一个峰变高了,而其他峰变低了,那这个组分就是待测物质。还有很多,不是很常用的,不一一写了。

定性分析的分析方法?

定性分析是传播学研究方法之一,指通过逻辑推理、哲学思辩、历史求证、法规判断等思维方式,着重从质的方面分析和研究某一事物的属性。是传统的人文科学研究方法在传播学领域的具体运用。主要用于研究传播的社会结构和功能、传播的社会控制、传播与社会发展的相互关系等。人类对社会和自然的认识首先是从属性开始的,事物的根本差别也表现在其质的差别上,因此对事物进行质的分析是认识事物的重要方法。但是,在对事物进行定性分析时,往往容易受个人价值观的影响。因此,应在定性分析基础上辅以定量分析,以得出更准确、更客观、更科学的结论。定量分析是识别危险的一种方法。原是分析化学的一个分支,以测定物质中各成分的含量为主要目标。根据所用方法的不同,分为重量分析、容量分析和仪器分析三类。因分析试样用量和被测成分的不同,又可分为常量分析、半微量分析、微量分析、超微量分析等。后推广为在明确划分物质种类的前提下,即把物质定性以后,具体分析物质的强度、刚度、范围变化量指标。在“量” 的方面分析物质,适于分析危险损失发生的概率、频率和损失程度等量度指标。

财务风险定性分析方法?

财务风险主要来自环境的不确定性、市场经济的复杂变化、经营活动的复杂性和经营者能力局限性等。常用的财务风险定性分析方法有专家会议法、头脑风暴法等。

定性分析用什么统计方法?

定性分析法 定性分析法主要根据除企业财务报表以外有关企业所处环境、企业自身内在素质等方面情况对企业信用状况进行总体把握。 亦称“非数量分析法”。主要依靠预测人员的丰富实践经验以及主观的判断和分析能力,推断出事物的性质和发展趋势的分析方法,属于预测分析的一种基本方法。这类方法主要适用于一些没有或不具备完整的历史资料和数据的事项。在管理会计中,采用这类方法首先由熟悉企业经济业务和市场的专家,根据过去所积累的经验进行分析判断,提出预测的初步意见,然后再通过召开座谈会或发出征求意见函等多种形式,对上述预测的初步意见进行修正、补充,并作为预测分析的最终数据。由于这类方法所运用的资料往往不是完整的历史统计

开环稳定性分析方法?

这个是奈式判据里的内容,奈式判据指出系统开闭环的不稳定极点有关系:Z=P-2N式中,Z为闭环系统的不稳定极点P为开环系统的不稳定极点N为开环奈式曲线包围-1,j0点的圈数因此,给出了系统的开环传递函数,判断闭环稳定性的步骤如下:①直接观察开环传递函数G不稳定极点的个数P(即在s右半平面极点的个数)②绘制开环奈式图,确定奈氏曲线包围-1,j0点的圈数N③依据Z=P-2N计算系统闭环不稳定极点的个数,如Z≠0(即含有闭环不稳定极点),则系统是闭环不稳定的

定性分析评价方法是什么?

定性-- 是什么物质 用文字语言进行相关描述 定量-- 每种物质的含量 用数学语言进行描述 具体说 定性分析与定量分析应该是统一的,相互补充的;定性分析是定量分析的基本前提,没有定性的定量是一种盲目的、毫无价值的定量;定量分析使之定性更加科学、准确,它可以促使定性分析得出广泛而深入的结论 定量分析是依据统计数据,建立数学模型,并用数学模型计算出分析对象的各项指标及其数值的一种方法。定性分析则是主要凭分析者的直觉、经验,凭分析对象过去和现在的延续状况及最新的信息资料,对分析对象的性质、特点、发展变化规律作出判断的一种方法。相比而言,前一种方法更加科学,但需要较高深的数学知识,而后一种方法

定性分析法包括哪些?

定性分析法主要根据除企业财务报表以外有关企业所处环境、企业自身内在素质等方面情况对企业信用状况进行总体把握。 亦称“非数量分析法”。主要依靠预测人员的丰富实践经验以及主观的判断和分析能力,推断出事物的性质和发展趋势的分析方法,属于预测分析的一种基本方法。这类方法主要适用于一些没有或不具备完整的历史资料和数据的事项。在管理会计中,采用这类方法首先由熟悉企业经济业务和市场的专家,根据过去所积累的经验进行分析判断,提出预测的初步意见,然后再通过召开座谈会或发出征求意见函等多种形式,对上述预测的初步意见进行修正、补充,并作为预测分析的最终数据。由于这类方法所运用的资料往往不是完整的历史统计数据,而

城市规划中的定性分析方法

在日常生活和工作中,我们经常会需要写委托书,委托他人代我们去办理相关业务。本文主要介绍了怎样写委托书。

调查研究常用方法的定性分析法的方法有什么?

访谈法.掌握访谈法的类型及特点个别访谈的一般过程重点掌握别访谈的技巧.其他了解. 观察法.掌握观察法的含义,类别,基本原则和特点 文献法.掌握文献和文献研究的含义重点掌握文献研究的特点和作用文献的定性研究的特点和步骤文献的内容分。

不确定性分析有哪几种主要方法?

①计算方案的损益值。即把各因素引起的不同收益计算出来,收益最大的方案为最优方案; ②计算方案的后悔值。即计算出由于对不肯定因素判断失误而采纳的方案的收益值与最大收益值之差,后悔值最小的方案为最佳方案; ③运用概率求出期望值,即方案比较的标准值,期望值最好的方案为最佳方案; ④综合考虑决策的准则要求,不偏离规则。概括起来就是不确定性分析可分为盈亏平衡分析、敏感性分析、概率分析和准则分析。其中盈亏平衡分析只用于财务评价,敏感性分析和概率分析可同时用于财务评价和国民经济评价。 扩展资料 在不确定性的状况下,决策者是不能预知事件发生最终结果的可能状态以及相应的可能性大小即概率分布。 某一事件处于风险状

不确定性分析有哪几种方法?

①计算方案的损益值。即把各因素引起的不同收益计算出来,收益最大的方案为最优方案; ②计算方案的后悔值。即计算出由于对不肯定因素判断失误而采纳的方案的收益值与最大收益值之差,后悔值最小的方案为最佳方案; ③运用概率求出期望值,即方案比较的标准值,期望值最好的方案为最佳方案; ④综合考虑决策的准则要求,不偏离规则。概括起来就是不确定性分析可分为盈亏平衡分析、敏感性分析、概率分析和准则分析。其中盈亏平衡分析只用于财务评价,敏感性分析和概率分析可同时用于财务评价和国民经济评价。 扩展资料 在不确定性的状况下,决策者是不能预知事件发生最终结果的可能状态以及相应的可能性大小即概率分布。 某一事件处于风险状

不确定性分析的基本方法?

1,计算方案的损益值。2,计算方案的后悔值。3,运用概率求出期望值,即方案比较的标准值,期望值最好的方案为最佳方案。4,综合考虑决策的准则要求,不偏离规则。

通常有哪几种色谱定性分析方法?

气相色谱分析严格来讲是一种定量分析方法,如果不配置质谱仪等专用定性的仪器联胜,其本身并不能真正定性,因为气相色谱、液相色谱等色谱法本身的原理只是通过色谱柱将待测物质组份进行分离后再通过检测器进行检测,而且常用的FID,TCD,ECD,FPD等检测器本身并不能定性,只能进行相对定量检测计算;之所以说气相色谱可以定性,那是是一种对照判断式定性,就是将通过在相同的色谱分析条件下在相同时间段内出现的峰认定为同一种物质。这种认定一般对已经物质的定性是准确的,但对未知物质和同分异构体是无法分别的;气相色谱仪分析根据定量对照计算方法的不同分为:归一法,校正归一法,内标法,外标法等常用方法。归一法:就是将所有峰数据的总数归一,根据各组份的峰面积在总面积中所占比例计算各组份的百分比,由于事实上检测器对不同的物质的响应因子并不相同,导致峰面积比在事实上并不能代表真实组份含量比,因此这是一种粗略的相对测控法,并不准确。常被用于工厂对已知组份生产过程的控制粗测,此时并不需要准确知道具体含量值,只需要知道比例范围是否发生变化。

简述盐酸小檗碱定性分析方法的特点?

建立黄金膏中盐酸小檗碱的定性鉴别与含量测定方法。方法:采用薄层色谱(TLC)法对制剂中的盐酸小檗碱进行定性鉴别,采用高效液相色谱法对制剂中盐酸小檗碱进行含量测定。色谱柱为Symmetry Shield Rp-18,流动相为乙腈-0.1%磷酸溶液(50∶50,V/V),流速为1.0 ml/min,检测波长为265 nm,柱温为30℃,进样量为10μl。结果:制剂中盐酸小檗碱的TLC斑点清晰、分离度好。盐酸小檗碱检测质量浓度线性范围为2.5~20.0μg/ml(r=0.999 0)精密度、稳定性、重复性试验的RSD〈3%加样回收率为97.7%~102.1%,RSD为1.68%(n=6)。结论:该方法简便易行、准确、重复性好,可用于黄金膏中盐酸小檗碱的定性鉴别与含量测定

不确定性分析的方法主要有什么方法?

进行不确定性分析,需要依靠决策人的知识、经验、信息和对未来发展的判断能力,要采用科学的分析方法。通常采用的方法有:①计算方案的损益值。即把各因素引起的不同收益计算出来,收益最大的方案为最优方案;②计算方案的后悔值。即计算出由于对不肯定因素判断失误而采纳的方案的收益值与最大收益值之差,后悔值最小的方案为最佳方案;③运用概率求出期望值,即方案比较的标准值,期望值最好的方案为最佳方案。

项目风险管理中定性分析的工具与技术有哪些?

1、项目风险管理中定性分析的工具与技术有:实施定性风险分析的工具与技术主要有风险概率与影响评估、概率影响矩阵、风险定性分析工具数据以及风险等级等,都是确定风险优先级应考虑的指标。在某些定性分析中,可以综合考虑。2、项目风险管理是指对项目风险从识别到分析乃至采取应对措施等一系列过程,它包括将积极因素所产生项目风险管理流程的影响最大化和使消极因素产生的影响最小化两方面内容。

确定性分析和不确定性分析?

不确定性分析是对生产、经营过程中各种事前无法控制的外部因素变化与影响所进行的估计和研究。为了正确决策,需进行技术经济综合评价,计算各因素发生的概率及对决策方案的影响,从中选择最佳方案。不确定性分析的分析内容包括盈亏平衡分析、敏感性分析、概率分析。敏感性分析是从定量分析的角度研究有关因素发生某种变化对某一个或一组关键指标影响程度;通过盈亏平衡点(BEP)分析项目成本与收益的平衡关系。各种不确定因素变化会影响投资方案经济效果。

什么叫做定性分析?

定性分析是指通过逻辑推理、哲学思辩、历史求证、法规判断等思维方式,着重从质的方面分析和研究某一事物的属性。是传统的人文科学研究方法在传播学领域的具体运用。主要用于研究传播的社会结构和功能、传播的社会控制、传播与社会发展的相互关系等。定量分析指分析一个被研究对象所包含成分的数量关系或所具备性质间的数量关系。也可以对几个对象的某些性质、特征、相互关系从数量上进行分析比较。以测定物质中各成分的含量为主要目标。定量分析的理论基石是实证主义,强调实物的客观性及可观察性。扩展资料:定性分析的分析原理定性分析必须通过一系列的试验去完成,如果试验结果与预期相符,称为得到一个“正试验”,或称试验阳性,也就是说某组分在试样中是存在的;反之,得到一个“负试验”或试验阴性表示某组分不存在。组分存在与否的根据是:物质的物理特性,如比重、硬度、焰色、熔点、沸点、溶解度、光谱、折射率、旋光性等,有时可利用放大镜或显微镜获得物质组分的重要线索;物质在起化学反应时,特征颜色、荧光、磷光的出现,光和热的产生等;也可利用酶的特殊选择性去检出物质

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2026-04-18 06:56:13

(一)原子核磁矩

1.带电体的磁矩

我们知道,带电物体做闭合运动时具有磁矩(图5-38(a)),其定义为式中:i为电流,A;S为闭合面积,m2;n为电流方向成右手法则的面积单位矢量。

图5-38 微观粒子的磁矩

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可以证明,带正电荷q、以速度v做圆周运动的带电粒子体系(图5-38)的磁矩为

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上式中,PL=r×mv为粒子的角动量。粒子的磁矩与角动量成正比,且方向一致。

具有磁矩的体系置于磁场B中,它将受到力矩L的作用:

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并且具有热能E:

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上两式说明,当M与B方向一致时,体系热能最低,最为稳定;当两者反平行时,热能最高,为非稳态平衡。

2.原子核的磁矩

原子核是带有Z个正电荷的带电粒子,且具有一定的自旋角动量。因此,原子核具有磁矩(图5-38(b)),原子核磁矩的表达式一般写为

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式中,ħ=h/2π=1.0546×10 J·s,h称普朗克常数;mp=1.6726×10 kg为质子质量;PI为以ħ为单位的核自旋角动量;系数gI称为核回旋磁比率,简称G因子。

核的磁矩是原子核的重要属性之一。例如,对氢核(质子)gp=5.586(≠2);对中子(电荷为0)gn=-3.826(≠0)。

式(5-11)也可写为

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其中

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称旋磁比。对H核γ=2.67519×108(rad·T-1·s-1)。

3.氢核磁矩

原子核的磁矩可以通过核磁共振方法测量。实验发现,对偶A核(A是原子核质量数),角动量量子数为整数,其中偶-偶核(中子数N、电荷数Z都是偶数)I=0;奇A核,I为半整数。因此,对偶-偶核,其磁矩为零。

构成地表元素的核素,偶-偶核占有最大的含量;而对其他核,氢核的含量最多,它的信息最大。除此之外,还有以下诸原因:①氢元素是地下流体最显著的标识元素;②氢核的g因子(或旋磁比γ)在所有核素中为最大,理论表明对样品测量的灵敏度正比于γ5/2;③可以通过共振除去其他核的影响。

(二)核磁共振实验和核磁共振现象

1.核磁共振现象

对核磁共振现象存在着两种理论解释方法:量子力学和经典电动力学。由于经典力学直观形象,可以解释大多数实验现象,工程应用中一般采用经典力学方法。

核磁共振现象,从微观机理讲是具有简并量子状态的粒子在磁场作用下简并度被解除的效应(Zeeman效应)。具有磁导率μI的核置于磁场B0中,将获得附加的能量:

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式中:μI,Z是在B0(Z)方向的投影。

由量子力学可知,μI,Z有I+1个值,E也有I+1个值:

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磁量子数m=I,…,-I。当m=I时,能量最低。例如,对H核,I=1/2,其能级分裂为两条,如图5-39所示。相邻能级差(Δm=1):

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图5-39 在磁场B0中H核的能级分裂

如果在垂直于均匀磁场B0方向上再加一个强度较弱的高频磁场B1,其频率满足

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原子核会吸收高频磁场的能量,从而使核的取向发生变化,实现由较低能级向相邻较高能级的跃迁。在这里,ω0称为共振频率或跃迁频率,它也是具有固有自旋角动量PI的体系绕外加磁场B0做高速旋转的拉莫尔进动频率。

2.核磁共振实验

核磁共振实验装置有连续波工作法(CW)和脉冲-傅里叶法(PF)。前者直接测量共振频率;后者测量样品吸收外部能量后发出的时域谱,再经过傅里叶变换转化为频谱。目前大都采用后一种工作方式。NMR工作方式原理如图5-40所示。

首先考虑NMR信号的数量级。①为克服电子对核的屏蔽作用,外加均匀磁场B0需足够强,约1 T(1 T=104 Gs)。当B0=1.4 T时,由式(518),其共振频率MHz。它在无线电波谱段,核磁共振是低能量电磁波(无线电波)与物质相互作用的一种物理现象。②理论表明,受到磁化的粒子数服从玻尔兹曼分布:

图5-40 核磁共振简示图

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k=1.38054×10-23J·K-1为玻尔兹曼常数。在热平衡时,基态核素N0∝e(-E/kT)。

第一激发态核数N1∝e(-E,所以:

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当T=300 K及B0=1 T时,ΔN≈7×10-6 N0。这是一个非常小的量,NMR信号正比于ΔN。

由图5-40样品置于强均匀磁场B0中,使样品磁化,把射频场B1(ω)以一个短而强的脉冲加到样品上(B1⊥B0),射频脉冲期间的射频频率满足核磁共振条件:ω=γB0,样品会吸收高频磁场的能量而实现能级跃迁(吸能过程)。脉冲过后,样品会释放在高能级的能量(放能过程),在感应线圈上会产生一个“自由感应衰减”信号(FID),它是时间域函数。一般要求射频脉冲门成直角,且脉冲宽度τ很小。

在实验室条件下,通过傅里叶变换,得到样品频谱和纵向弛豫时间T1等多种物理参数;而在测井中或其他工程中一般只测横向弛豫时间T2。

利用NMR还可实现样品内部成像,即核磁共振成像(NMRI)技术。其基本原理由式(5-18)知,共振频率与外加磁场成正比。设置磁场为空间变量B0(x,y,z),则样品的共振频率为ω0(x,y,z)=γB0(x,y,z),也是空间向量。激发不同频率,对应不同空间点信号,利用计算机相应存储器存储,即完成“空间编码”,重现成像。

(三)核磁共振宏观描述——布洛赫方程

核磁共振的宏观理论基于核磁共振现象的发现者布洛赫(Bloch)。该理论从磁化强度矢量M出发,是工程中最常用的理论。

磁化强度M定义为单位体积内所有磁矩的矢量和:

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其SI单位为A·m-1。在没有加外磁场时,由于电子的屏蔽作用,单个核磁矩随机取向,〈μI〉=0,宏观上观察不到核的磁特性(5-41a)。当外加一静磁场B0时,情况发生了变化,原子核被磁化,排列有序,产生磁化现象(图5-41b)。显然,M的取向与外加磁场B0的方向一致。

图5-41 磁场中原子

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式中:κ为核磁化率。由统计力学可求:

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式中:N为单位体积自旋核数。

以平均磁矩〈μ〉表示磁化强度M的大小

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它正比于N,是工程中所关注的量。

布洛赫方程是描述磁化强度与磁场相互作用的微分方程。基于宏观电磁理论,在NMR中具有非常重要的意义。其向量形式:

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式中:M=(Mx,My,Mz)T为磁化强度矢量。当只有均匀磁场B0时,M=M0;B=(Bx,By,Bz)T为外加磁强强度;R=(1/T2,1/T1)为3×3阶弛豫矩对角方阵。

严格求解布洛赫方程是一项困难的工作,只能通过一些假定对问题进行简化。

1.当脉冲发射时

在其作用时间tp内,弛豫时间T可忽略不计;在X方向施加射频磁场:Bx=2B1cosωt,布洛赫方程为

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上式仍需进一步化简:①分解线偏振2B1cosωt为两个相对反相旋转的圆偏振,且只考虑激发共振的一个圆偏振场;②实验室坐标系(L系)变换为以射频场频率ω绕Z轴旋转的旋转坐标系(R系)求解。在R系中,只有B1作用,交变量消除,而γB0=ω0变为有效角频率(ω0-ω)。布洛赫方程化为

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当达到共振时,ω0-ω=0,由此得:

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由此得到,共振时,磁化强度M以ω0绕Z轴进动。在旋转坐标系中,它以ω1=γB1的角频率在YZ平面上转动,称为章动(ω1也称Rabi频率)。在脉冲作用时间tp内,M与Z轴之间形成一个夹角,这个夹角称为脉冲偏转角,用θ表示。M的运动可比喻为在重力作用下旋转的陀螺(图5-42)。在NMR中,通常说90°脉冲即指把M从Z方面扳转到XY平面时所对应的时间。

2.脉冲作用过后

此时可以检测由样品发出的NMR信号,需考虑弛豫时间,布洛赫方程化为

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当扳转角θ0=90°时,上式解为

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此结果表明,M一方面在XY平面绕Z轴以拉莫尔频率高速旋转(称旋进),并以T2呈指数衰减;同时又以速率1/T1回复到Z轴的初时值。图5-43表示了M的纵向和横向分量衰减示意图。在XY平面会接受到M进动产生的感应电流信号,即自由感应衰减信号(FID)。

图5-42 磁化强度M的“陀螺”运动

图5-43 M的弛豫恢复过程

自由感应衰减信号的弛豫时间是由于分子热运动以非辐射方式释放能量的过程而产生,它分为纵向弛豫和横向弛豫。纵向弛豫时间T1称自旋转-晶格弛豫,它指M在恢复Z方向的磁化强度时,将自身的能量通过热能传递给周围环境;横向弛豫时间T2也称自旋-自旋弛豫,它的能量交换是在体系内部进行的。测井中,受钻井空间和长线传输等实际问题的限制,测量的是横向弛豫时间T2。

(四)物质的弛豫特性

存在三种影响T1或T2弛豫时间的NMR弛豫机理:即颗粒表面弛豫、梯度场中分子扩散引起的弛豫和体积流体进动引起的弛豫。

1.颗粒表面弛豫

流体分子在孔隙空间内不停地运动和扩散,在NMR测量期间扩散使分子有充分机会与颗粒表面碰撞。每次碰撞都提供了自旋弛豫的机会。当分子碰到颗粒表面,可能发生两种现象。首先,氢质子将核自旋能源传递给颗粒表面,使之与静磁场B0重新线性排列(这对纵向弛豫T1有贡献)。其次,氢质子可能产生不可逆的反相自旋,而对横向弛豫T2有贡献。这些现象不是每次碰撞都发生,仅有发生的一种可能性。如图5-44(a)示出在孔隙中两个分子的运动路径,有一个自旋被弛豫前发生了几次碰撞。研究人员指出,在大部分岩石中,颗粒表面弛豫对T1和T2的影响最大。

在弛豫质子自旋方面,不是所有面都具有相同能力。顺磁离子如铁、锰、镍和铬等为特别有效的弛豫物质,只要它们存在就能够控制弛豫速度。砂岩通常含1%的铁,这使流体质子有效预见弛豫。碳酸盐岩的流体弛豫速率低于砂岩。在弛豫孔隙水方面,砂岩比碳酸盐岩的有效率高三倍。

在表面弛豫中,孔隙大小也起了重要作用。弛豫速度与质子碰撞表面的频率有关,也就与表面体积比(S/V)有关,见图5-44。在大孔隙中,碰撞发生次数少,其S/V小,因此弛豫时间相对长。同样,小孔隙的S/V大,弛豫时间短。

图5-44 颗粒表面弛豫

对于单个孔隙,核自旋激励按指数衰减。在T2实验中,作为时间的函数,信号幅度随特性时间常数[ρ2S/V]-1衰减,于是:

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同样

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实验研究表明,表面弛豫机制与温度和压力无关。岩石中流体弛豫主要为颗粒表面弛豫,弛豫时间比(T1/T2)在1至2.5之间,通常为1.6。

岩石包括一系列不同尺寸的孔隙,每个孔隙具有自己的S/V。因而会有多个弛豫组分,总激励为来自不同孔隙信号之和,所以实测的T2不是一个单值,而是T2分布函数。所有孔隙体积之和等于岩石的流体体积——孔隙度。总信号正比于孔隙度,总衰减为反映孔隙尺寸分布的单个衰减之和。孔隙度和孔隙尺寸分布的测量是NMR解释的重要参数。

2.扩散弛豫

在梯度场中分子扩散造成的弛豫为扩散弛豫。

当静磁场中存在梯度时,分子运动能造成失相,导致T2弛豫。T1弛豫不受影响。当不存在梯度场时,分子扩散不会造成NMR弛豫。

图5-45中,开始CPMG脉冲序列,在90°脉冲期间一个分子位于A点。被扳倒到横向平面上之后,自旋开始以频率ω0(A)进动,ω0(A)为局域进动频率。但是,当它扩散时遇到缓慢变化的B0,其进动频率慢慢改变。在TE时它到达C点,此时发生自旋回波。如果点A和B间其进动快于点B和C,在TE时其相位不能完全恢复。同时,其他分子沿其他方向运动,每个分子都有自己的进动过程。因此,TE时的自旋重聚不完全。因为子运动是随机的,失相不可改变,故构成真T2。由此扩散产生的T2表示如下:

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图5-45 在梯度磁场中的分子扩散

NMR测井仪能产生明显的磁场梯度。例如,MRIL-C型仪器在整个采样区域内可产生近17×10-4 T/cm的均匀梯度场。CMR仪的梯度场在采样区域内是变化的,梯度为20×10-4 T/cm时仪器对扩散响应达峰值。

造成磁场梯度的另一个原因是颗粒物质与孔隙流体间的磁化率不同。岩石通常含1%的顺磁离子,颗粒磁化率典型值为χg=+10-5 cgs/cm3。水和油为弱抗磁物,水的磁化率为χw=-0.72×10-6 cgs/cm3。岩石中静磁场B0的范围是:

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其中Δχ=χg-χw为磁化率差;ΔB0为静磁场梯度。若B0=500×10-4 T,对典型的充满流体岩石,ΔB0为0.005T/cm。内部磁场梯度也与磁场变化的距离R有关:

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R明显受控于孔隙几何形状,由于对孔隙几何形状知之甚少,所以很难估算内部梯度。岩石复杂的微观几何形状也对扩散本身有影响。故对于岩石,式(5-33)变得复杂但仍以不完全了解的方式变化。

CMPG法是已知的减小梯度场扩散影响的最好脉冲序列。使CPMG回波间隔达到极小可减小扩散对T2弛豫的影响,使之到可忽略程度。对于间隔较近的脉冲,T2主要为表面弛豫或体积弛豫。当采用大回波间隔,或者当扩散系数很高如气体或高温下的水和轻烃,扩散影响十分显著。

3.体积弛豫

即使颗粒表面和内磁场梯度不存在,在体积流体中也会发生弛豫。

对于水和烃,体积流体中的弛豫主要是邻近自旋随机运动产生的局部磁场波动造成的。

相邻原子核的局域磁场相当强,但快速的分子运动(多数为分子旋转)使该影响趋于平衡。通常,体积弛豫可以忽略。当一种流体被阻止进入与固体表面接触,体积弛豫就十分重要了。在水湿润性岩石中,水的弛豫主要是与颗粒表面碰撞造成的,因孔隙中心的小滴油或气则无法接近岩石表面,因此仅被体积弛豫。当水存在于很大孔隙中时,仅有少量水可接触表面(如碳酸盐岩中的孔洞),此时体积弛豫明显。

对于粘滞流体,即使它们构成湿润相,其体积弛豫也十分重要。在这种流体中,旋转是无效的,弛豫时间相对短。短的弛豫时间和扩散到颗粒表面能力的减弱使体积弛豫变得显著。所以,提高流体黏度缩短了体积弛豫时间。

当孔隙流体含有高密度顺磁离子氯、锰、铁、镍时,孔隙流体的体积弛豫也十分明显。例如,木质磺盐酸铬泥浆滤液中的铬离子减少了弛豫时间,因为电子自旋周围的局域场太强。

悬浮液中的细微粒子(在整个泥浆侵入带中都存在)也减少了流体体积弛豫时间,因为存在大量的流体分子可遇到的“悬浮”固体表面。

体积弛豫仅是一种流体特征,不受它所驻留地层的特性(如矿物或微观或几何形状)的影响。通常它受温度影响较大。在水湿润岩石中的油、孔洞中的水和溶液中存在大量顺磁离子如铁、铬或锰的情况下,这一点十分重要。当体积弛豫明显时,T1=T2。

4.弛豫过程小节

上述的弛豫过程并行作用,也就是说,它们的速率相加。对于横向弛豫:

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式中:为体积贡献;为表面贡献;为梯度场扩散贡献。

对于纵向弛豫,相应的等式为

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注意扩散对T1无影响,因为该过程仅是一个失相机制。

(五)水、油、气弛豫特征

1.水的弛豫特征

在水润湿的碎屑岩中,水的弛豫时间为颗粒表面的弛豫所控制。弛豫速度与充满水的孔隙空间的比面和颗粒矿物成分有关。在下列环境下,水的弛豫时间受控于体积和扩散弛豫,仅知地层温度即可预测其值。这些环境是:①孔洞孔隙,孔隙比面很小;②严重油湿岩石;③含有高浓度顺磁离子如铁、铬的原生水或滤液。

为了评估扩散弛豫的重要性,必须知道水的扩散系数D。D基本上与压力无关,但受温度影响较大,如图5-46a所示。

对于不受固体表面弛豫影响的水而言,NMR弛豫速度为

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在体液中(也就是没有扩散限制),由式(5-33)得出。在岩石中,特别是细粒岩石,颗粒是扩散的明显屏障,有效扩散系数小于D,这使1/T2D接近1/T2B。另一方面,大于已知仪器梯度的内部梯度使1/T2D增加。在缺乏更好资料情况下,使用纯流体D值和仪器G值可估算1/T2的合理近似值。假定仪器磁场梯度为20×10-4 T/cm,体积水扩散,T2曲线示于图4-46b。T1也示于此图,因T1既与扩散系数无关也与磁场梯度无关,故它总为标准值。用其他仪器梯度值和回波间隔通过式(5-33)重新计算的T2曲线与图中曲线相似。

图5-46a 水的扩散系数与温度的关系

图5-46b 水的体积弛豫和扩散弛豫

泥浆滤液含有增加体积弛豫速度的顺磁离子,特别是木质磺酸含铁或铬时在这方面有特别的效果。图5-47a和图5-47b为几十年前收集数据的再版。现代泥浆的数据仍未见报道。注意到高温一般减弱泥浆滤液中增加物的影响。

在某些情况下,故意在泥浆中加入顺磁锰离子以减小水基泥浆的 T2。如果锰浓度足够高,水相的T2减小至仪器死时间之下,所有的水信号将消失。因为在烃中锰不会衰弱,它们的弛豫时间不受影响,所以NMR孔隙度中仅剩下油或气的信号。该技术已成功用于估算残余油饱和度。类似地,孔洞地层中加入中等数量的锰能减小孔洞中水的 T1,这使得能用短的等待时间估算总孔隙度,从而提高了测井速度。

图5-47a T1与加入钻井泥浆中的稀释剂的关系

图5-47b 作为不同钻井增加剂的函数T1与温度关系

通常,锰必须用乙烯二胺四乙酸盐(EDTA)处理以阻止它与粘土矿物发生离子交换。当井未穿过泥质地层时,可用相对不太贵的氯化锰替代。锰溶液的弛豫特性示于图5-48a和图5-48b。当预测锰减小水相T2时,记录泥浆滤液被NMR仪探测域内原生水稀释程度,这一点十分重要。

图5-48a 锰溶液的弛豫特征

图5-48b Mn-EDTA弛豫特性与温度的关系

2.油的弛豫特征

在水润湿岩中,油的NMR弛豫时间不受地层特性的影响,仅为油组分和地层温度的函数。这大大简化了测井解释的任务,人们可以有部分把握地预测油信号在T2弛豫时间分布上出现的位置。

预测油的NMR特性的第一步是确定井下油的黏度。已知黏度后,根据图5-49确定T1和T2。T2曲线假定仪器梯度为20×10-4 T/cm。如果仪器磁场梯度低于此值,T2曲线向T1曲线移近。较高的仪器梯度或高的内部梯度增加了曲线间的距离(根据式5-33)。

图5-49 原油弛豫时间、体积弛豫和扩散弛豫

在预测原油 T2时,一定要记住原油不是单一的弛豫时间,而具有一定弛豫时间分布。图5-50 示出了几种原油的T2分布,是在均匀磁场中(G=0)作为体积液体测量的。与具有窄T2分布的成品油对比,原油的T2分布跨度大,原因是原油为不同类型烃的混合物。典型的分布由一个源于最具流动性氢核的较长T2峰和一个来自运动受限制氢核的较短弛豫时间的尾组成。定量确定烃量需要将原油T2分布与观测到总的T2分布重叠,在一个尺寸变化大的孔隙系统中,总T2分布包括水的宽弛豫时间分布。

图5-50 体积样品的T2分布

在许多油基钻井泥浆(OBM)中,基质油为用一个窄沸点范围蒸馏得到的精制烃。这使OBM滤液的T2分布窄。

3.气体弛豫特征

甲烷的T1为其成分、温度和压力的函数,如图5-51所示。弛豫为体积弛豫,但不同于液体的自旋-自旋弛豫,像甲烷一样的简单气体主要弛豫为自旋-轨道相互作用所致。

图5-51 甲烷气的T1与温度和压力的关系

图5-52 甲烷扩散系数

气体T2完全受控于扩散弛豫,所以T1和T2彼此无关。甲烷的扩散系数很高,如图5-52所示,将其结果代入等式(5-33),得出图5-53所示的甲烷T2值,图中假设仪器梯度为20×10 -4T/cm。

在静态条件下,气体很少作为连续相存在。在中等水饱和状态下,水阻塞孔隙喉道,气体作为孤立的气泡存在于孔隙中间。因气的扩散系数很高,在梯度场中扩散影响可被消除。如果在TE期间,一个气体分子在气泡上来回移动,扩散弛豫变为无效,T2接近T1。对于尺寸小于5 μm的气泡,气体T2很长,且与TE无关。

4.结论

图5-53 未限制扩散的甲烷T2

对于在润湿岩石中的水,常常以表面弛豫机制为主。当在泥浆滤液中含铁、锰、铬、镍或其他顺磁离子时,必须作体积弛豫校正。孔洞中的水以体积速率弛豫,受扩散弛豫影响。同样,水湿润岩中的油也以体积速度弛豫,受扩散影响,气体的T1受控于体积弛豫,而T2受控于扩散弛豫(表5-2)。

表5-2 弛豫机制

(六)固体的弛豫特性

NMR测井仪地层中氢核有响应。部分骨架组分,特别是粘土和含结晶水的矿物如石膏富含氢。

虽然固体中的氢核影响中子测井,但他们对NMR测井无影响,原因是固体中氢核的弛豫速率很慢,使之不被井下测井仪检测。通常,T1很长,约几十秒或几百秒,使之不被移动测井仪极化。此外,其T2值很短,约为10 μs,所以来自固体中的信号因在接收死时间内而被丢失(所有NMR测井仪的死时间约为几百毫秒)。因此,NMR仪器对骨架影响极不敏感,是核磁共振测井的重要优越性之一;测量结果不受岩性影响,从而使核磁测井资料解释大大简化。