هيدرات الغاز هي واحدة من التكنولوجيات الرئيسية في مجال استخراج الطاقة ، وتخزين الغاز الطبيعي والنقل ، وتخزين ثاني أكسيد الكربون . البحث والتطبيق من هيدرات مسرع يهدف إلى زيادة كبيرة في معدل تشكيل هيدرات و كثافة التخزين ، ولكن تنظيم عملية معقدة للغاية ، التي تنطوي على تغيير دينامية المرحلة المجهرية ، وتوزيع المياه المسام هيكل . كيفية رصد هذه العملية الديناميكية في الوقت الحقيقي ، غير تدميري ، بدقة ، أصبح مطلبا ملحا في البحث العلمي والممارسة الهندسية . في ظل هذه الخلفية ، مع مزايا فريدة من نوعها ، وانخفاض مجال الرنين المغناطيسي النووي ( LFMR ) أصبحت أداة لا غنى عنها في رصد ومراقبة عملية هيدرات المروج .

مقدمة موجزة من مبدأ انخفاض مجال تقنية الرنين المغناطيسي النووي

الأساس المادي لهذه التكنولوجيا هو تدور خصائص النواة . ثابت في المجال المغناطيسي الرئيسي ، نواة الهيدروجين ( بروتون ) في العينة سوف يكون مستوى الطاقة الانشطار . بعد تطبيق الترددات اللاسلكية نبض تردد معين ، بروتون يولد صدى امتصاص الطاقة . عندما توقف النبض ، بروتون النشرات الطاقة و يعود إلى التوازن ، وهي عملية تسمى " الاسترخاء " ، بما في ذلك طولية ( T1 ) و عرضية ( T2 ) . هناك فرق كبير في وقت الاسترخاء من البروتونات في مختلف الدول ( مجانا ، ملزمة ، الصلبة ) من جزيئات الماء . من خلال قياس وتحليل وقت الاسترخاء وتوزيعها ، محتوى الرطوبة ، حدوث الدولة ودينامية نقل المعلومات داخل العينة يمكن أن تكون عكسية .

تطبيق انخفاض مجال الرنين المغناطيسي النووي في دراسة هيدرات مسرع

في عملية التحقيق في فعالية هيدرات المروج ، من المهم أن نفهم كيف تؤثر على التفاعل بين جزيئات الماء والغاز ، التنوي حركية و عملية النمو . انخفاض مجال الرنين المغناطيسي النووي يمكن أن تعكس التغيرات في البيئة الفيزيائية والكيميائية جزيئات الماء مباشرة في الموقع من خلال الكشف عن الاسترخاء إشارة ( T1 ، T2 وقت الاسترخاء ) من ذرات الهيدروجين ( بروتون ) في الماء .

في تطبيقات محددة ، يمكن للباحثين استخدام هذه التكنولوجيا لرصد في الوقت الحقيقي :

1 ) المياه مرحلة التحول : عندما يتم تحويل المياه مجانا في قفص من نوع هيدرات الكريستال ، حالة حركة ذرة الهيدروجين يتغير بشكل كبير ، مما يؤدي إلى تقصير كبير في وقت الاسترخاء . من خلال تتبع التغيرات في توزيع الطيف T2 ، إشارة قمم المياه مجانا ، ملزمة المياه والمياه في هيدرات يمكن تحديدها بوضوح ، وبالتالي تشكيل هيدرات و معدل التحويل يمكن حسابها كميا .

2 ) آلية تأثير المروجين : أنواع مختلفة وتركيزات المروجين ( مثل السطحي ، جسيمات متناهية الصغر ، وما إلى ذلك ) تغيير خصائص المياه والغاز واجهة وتوزيع المياه . lf-nmr حساسة يمكن التقاط هذه التغيرات الصغيرة ، مما يشير إلى ما إذا كان مسرع يسرع عملية نقل جماعي أو يغير مسار التنوي .

3 ) عملية في الأوساط المسامية : في محاكاة مسامي ( مثل الحجر الرملي ) من الخزان ، والتكنولوجيا يمكن أن تدميري الكشف عن التوزيع المكاني ونمط النمو من هيدرات الغاز في مسام الحجم ، وتقييم الكفاءة الفعلية مسرع تحت ظروف جيولوجية معقدة .

الشكل 1 : إشارة الرنين المغناطيسي النووي في مراحل مختلفة من تشكيل هيدرات

الشكل 2 : الطبقات إشارة الرنين المغناطيسي النووي في مراحل مختلفة من تشكيل هيدرات

الشكل 3 : T2 أطياف تشكيل هيدرات

المقارنة بين انخفاض مجال الرنين المغناطيسي النووي و طرق الكشف التقليدية

بالمقارنة مع التقليدية أساليب الرصد ، مثل الضغط التفاضلي ، اللوني للغاز ، المراقبة البصرية أو التحليل الحراري ، وانخفاض مجال الرنين المغناطيسي النووي يظهر مزايا متعددة الأبعاد :

غير المدمرة في الموقع رصد : lf-nmr تماما لا تحتاج إلى غزو العينة ، يمكن تحقيق حقيقي في الموقع رصد مستمر دون التدخل في عملية تشكيل هيدرات / التحلل ، والحصول على البيانات الديناميكية المستمرة ، سجل رد فعل كامل التاريخ .

عالية الدقة والكمية القدرة : يمكن أن تميز بشكل فعال في مراحل مختلفة من المياه ( المياه مجانا ، ملزمة المياه ، والمياه في هيدرات ) ، وتوفير معلومات كمية دقيقة ، مثل هيدرات تشبع الماء معدل التحويل ، والتي من الصعب تحقيق العديد من الأساليب التقليدية مباشرة .

هو مناسبة لأنّ نظام معقد ، ولا سيما جيدة في تحليل العمليات الداخلية مبهمة ( مثل نظام مسامي ، مستحلب ، نظام الجسيمات الصلبة ) ، وكسر من خلال الحد من المراقبة البصرية وغيرها من الأساليب .

معلومات غنية الأبعاد : بالإضافة إلى المحتوى ، فإنه يمكن أيضا أن توفر معلومات عن هيكل مسام ، سيولة السائل ، وهلم جرا ، والتي يمكن أن تساعد على فهم آلية تنظيم مسرع من زوايا متعددة .

فائدة نموذج يحتوي على مزايا عملية بسيطة نسبيا ، والسلامة ، وانخفاض كثافة المجال المغناطيسي ، لا حاجة الهليوم السائل التبريد ، وانخفاض تكلفة الصيانة ، عملية آمنة ومستقرة ، ومريحة لفترة طويلة وكثرة استخدام المختبرات .

وباختصار ، فإن انخفاض مجال الرنين المغناطيسي النووي ( الرنين المغناطيسي النووي ) التكنولوجيا المستخدمة في رصد ومراقبة عملية هيدرات مسرع ، الذي يوفر الدعم لم يسبق له مثيل من وجهة نظر الكيان ودقة البيانات لفهم آلية عمل محسن وتحسين أدائها . هو تعزيز التحول العميق من وصف الظواهر العيانية إلى تحليل الآلية الدقيقة هيدرات التكنولوجيا ، وسوف تلعب دورا أكثر أهمية في المستقبل عالية الكفاءة والسيطرة عليها من هيدرات التكنولوجيا .