ТЕМА: МЕТОДЫ ЯДЕРНОГО МАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА (ЯМР) презентация

Содержание

Дополнительная литература на сайте

Слайд 1ТЕМА:
МЕТОДЫ ЯДЕРНОГО МАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА (ЯМР)
Лекционный курс «Физические основы измерений и эталоны»
Раздел


ИССЛЕДОВАНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
РЕЗОНАНСНЫХ ЯВЛЕНИЙ

Слайд 2Дополнительная литература на сайте


Слайд 3МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА АТОМНЫХ ЯДЕР

Величина магнитного момента ядра μ
определяется значением
спинового квантового

числа («спина») J

У ядер с четным массовым числом А
и с четным зарядовым числом Z
J = 0
и магнитные свойства
не проявляются

Ядра с четным массовым числом А
но с нечетным зарядовым числом Z
обладают целочисленным спином
J = 1, 2, 3, ….


Слайд 4МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА АТОМНЫХ ЯДЕР
У ядер с нечетным массовым числом А
J =

1/2

Нефтегазовые среды исследуют,
используя магнитные свойства ядер
1Н и 13С

99 % ядер углерода в природе
составляют ядра 12С
со спином J = 0


Слайд 5УПРОЩЕННАЯ МОДЕЛЬ ЯМР
Энергия взаимодействия
атомных ядер
с магнитным полем B0
определяется

вектором
магнитного момента μ

μ


Вектора магнитных
моментов
прецессируют
вокруг линий поля


Слайд 6УПРОЩЕННАЯ МОДЕЛЬ ЯМР
Для ядер 1Н и 13С
со спином 1/2
возможны

два значения (уровня) энергии :

Энергия минимальна,
когда вектора μ и В0
примерно параллельны

и максимальна,
когда вектора μ и В0
примерно антипараллельны

В0


Слайд 7УПРОЩЕННАЯ МОДЕЛЬ ЯМР
Разность энергий
двух уровней :

ΔE = h γ

B0

γ - гиромагнитное
отношение

(для водорода
γ = 42.58 MГц / Тл )

Слайд 8УПРОЩЕННАЯ МОДЕЛЬ ЯМР
Изменения ориентации ядер
(переходы между уровнями энергии)
возможны в результате


поглощения квантов
высокочастотного (В.Ч.)
электромагнитного поля hν

Резонансное усиление поглощения В.Ч. поля
происходит при совпадении энергии квантов
с разностью уровней магнитной энергии
hνрез = h γ B0


Слайд 9



Bo
B
1
Катушка
В.Ч.
поля В1
Катушка
(электромагнит)
постоянного
поля В0.


e-
e-
Устройство ЯМР - приборов
Образец


Слайд 10ЯМР-спектрометр BS TESLA
Общий вид
Электромагнит с образцом


Слайд 11ЯМР спектрометр-релаксометр
Сверхпроводящий
магнит
В0=94000 Гаусс
Блок
управления
ЭВМ
В.Ч. поле
до 400 МГц


Слайд 12ЯМР - СПЕКТРОСКОПИЯ
У ядер, входящих в молекулу вещества (жидкости)
уровни магнитной

энергии
(значения резонансных частот νрез )
изменяются
за счет взаимодействия с ядрами других атомов
(химический сдвиг)

Частота В.Ч. поля

Поглощенная
энергия В.Ч.
поля

Спектр
ЯМР

в молекуле
СН2СН3


Слайд 13ЯМР - РЕЛАКСОМЕТРИЯ
Частота В.Ч. поля постоянна и равна резонансной частоте
ядер

1Н или ядер 13С

Создают короткие импульсы В.Ч. поля,
переводящие систему ядер в возбужденное
состояние

После окончания В.Ч. импульса происходит переход ядер
в основное состояние
( РЕЛАКСАЦИЯ)

С течением времени число ядер
в возбужденном
состоянии убывает по закону :
N=N0e-t/T
T - время релаксации


Слайд 14ЯМР - РЕЛАКСОМЕТРИЯ
Намагниченность образца M||
в направлении, параллельном линиям поля В0
возрастает по

закону :
M|| = М0 [1 - exp( -t/T1)]

Намагниченность образца M⊥
в направлении, перпендикулярном линиям поля В0
(параллельном линиям В.Ч. поля В1)
убывает по закону :
M⊥= М0 exp( -t/T2)]

ПРИ РЕЛАКСАЦИИ :


Слайд 15ЯМР - РЕЛАКСОМЕТРИЯ

Т1 - время
продольной
(спин-решеточной)
релаксации


Т2 - время
поперечной
(спин-спиновой)
релаксации


Слайд 16ЯМР релаксометрия смеси пластовых флюидов
НЕФТЬ
РАССОЛ
НЕФТЬ + РАССОЛ
Время релаксации Т2 ( мс )







Слайд 17ЯМР
релаксометрия
флюидов
в порах
коллектора

Исследуются керны,
насыщаемые нефтями
и пластовыми
водами (рассолами)


Слайд 18ЯМР
релаксометрия
флюидов
в порах
коллектора

ЯМР
релаксометрия
флюидов
в порах
коллектора

Связанная вода
Свободная вода


Слайд 19















СМАЧИВАНИЕ
ВОДОЙ















СМАЧИВАНИЕ
НЕФТЬЮ



ВОДА
НЕФТЬ
ПОРОДА
ЯМР релаксометрия дает сведения
о характере смачивания коллекторов


Слайд 20Функции распределения времен поперечной ЯМР – релаксации
на различных участках модели

водосодержащего нефтяного пласта

ЯМР релаксометрия дает сведения
о формировании В/Н эмульсий
внутри пористых коллекторов


Слайд 21ЯМР релаксометрия позволяет получать томографические изображения
Т1 релаксация
Т2 релаксация


Слайд 22ЯМР - изображение распределения флюидов в поровом пространстве коллекторов


Слайд 23Прибор ЯМР - каротажа
фирмы Schlumberger
Материал - с сайта http://www.slb.com/seed/ru/watch/nmr/tool.htm


Слайд 24Результаты
ЯМР - каротажа
фирмы
Schlumberger

глубина скважины -
в футах
(6410 футов ≈ 2

км)

Материал - с сайта http://www.slb.com/seed/ru/watch/nmr/log.htm


Слайд 25КОНЕЦ ЛЕКЦИИ


Обратная связь

Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое ThePresentation.ru?

Это сайт презентаций, докладов, проектов, шаблонов в формате PowerPoint. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика