水合物核磁共振响应特征实验研究

研究冻土区天然气水合物核磁共振（NMR）响应特征对冻土层结构划分及水合物储层识别具有重要意义。为此，设计实验研究了四丁基溴化铵（TBAB）水合物形成和分解过程中实验样本的NMR信号变化规律，为天然气水合物研究提供参考。实验数据表明，水合物样本冻融过程中NMR信号横向弛豫（T₂）时间谱含三个明显波峰，即主峰、次峰、附峰，分别源于自由水、结合水及水溶有机质中的H核。波峰的分布、幅值、面积及变化规律，可作为研究水合物样本物化态变化过程的依据，尤其是次峰和附峰的显著程度是判断水合物存在及表征其含量的直接证据。将TBAB水合物的分解过程分为分散期、分解期和稳定期三个阶段，推导建立了水合物样本NMR信号与温度、时间的关系式，可作为定量分析水合物含量和存储条件的依据。     

山区小煤窑浅部盗采矿洞精确探测研究

在对老矿区进行开发改造前，需要利用地球物理方法对矿区内遗留的小煤窑进行探测。为实现山区浅部小煤窑盗采矿洞的精确探测，首先运用数值模拟的方法讨论了高密度电阻率法(ERT)的三种常用装置对小型盗采矿洞的探测效果，之后采取物理模拟的方法研究了小线圈瞬变电磁法(TEM)对不同距离下的低阻良导体的响应特征，最后在场地实验中结合上述两种方法对贵州省织金县某浅层小煤窑盗采矿洞进行了探测。实验结果表明，小线圈TEM可以克服ERT在山区不易布置长测线的困难，而ERT又可以弥补TEM浅部探测盲区及分辨率不足的缺点。在探测过程中可以先运用TEM进行初步探测以提供需要进一步精细探测的目标区域，再布设分辨率较高的ERT测线对盗采矿洞进行精确探测，并可以用相对精度更高的ERT电阻率数据对TEM反演数据进行校正。两者的结合减少了单一物探方法在反演结果解释上的局限性。     

巷道核磁共振方法超前探测距离影响因素分析

在煤矿的开采过程中，巷道突水事故严重地威胁着人民的生命和财产安全。核磁共振技术由于具有直接找水的特点，被我国一些专家学者提出将其应用于巷道的超前探水工作之中。但是，由于巷道核磁共振超前探测方法与传统的地面核磁共振方法(SNMR)相比，其施工环境和线圈装置都发生了巨大的变化，许多方法技术、理论，包括探测的距离都需要重新作一定的分析。根据核磁共振超前探测方法的特点，分析讨论了地磁场强度、地磁倾角、地层电阻率、巷道方向、线圈参数等自然和人为控制因素对超前探测距离的影响。研究结果表明，探测距离会因地理位置不同而出现较大的变化。电阻率值虽然对超前探测的距离有较大的影响，但主要集中在电阻率极低区域，当电阻率值大于100 Ω· m时，地层电阻率的变化对探测距离的影响并不明显。巷道的朝向不同虽然会影响核磁共振激发场的垂直磁场分布形态，但是由于大脉冲矩时较远区域的一维核函数值相差不大，所以不同的巷道方向对于探测距离的影响并不大。最后，通过引入线圈的有效面积概念，把线圈大小和匝数对探测距离的影响简化为有效面积对探测距离的影响。只要保持激发和接收线圈的有效面积相等，超前探测距离就不会发生改变。