[发明专利]饱和冻结岩石未冻束缚水和未冻自由水含量的获取方法

权利要求书

1.一种冻结岩石未冻束缚水和未冻自由水含量的获取方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：对岩石试样进行干燥处理，测量获得干燥岩石试样的质量；

步骤2：采用低场核磁共振测试装置，对核磁信号定标样进行测试，建立核磁信号量与含水质量之间的定量关系式；

步骤3：采用真空饱和装置，对岩石试样进行真空饱水处理，测量饱水岩石试样的质量；

步骤4：采用低场核磁共振测试装置，测试得到饱水岩石试样的T₂谱分布曲线和核磁信号量累计曲线；

步骤5：采用高速离心机对饱水岩石试样进行离心处理；

步骤6：采用低场核磁共振测试装置，测试得到离心后岩石试样的T₂谱分布曲线和核磁信号量累计曲线；

步骤7：对比饱水岩石在离心前和离心后的T₂谱分布曲线和核磁信号量累计曲线，获得岩石试样的T₂截止值；

步骤8：采用真空饱和装置，对岩石试样再次进行真空饱水处理；

步骤9：采用低温环境箱，将饱水岩石试样冻结至不同的温度等级；

步骤10：采用低场核磁共振测试装置，对冻结至不同温度等级下的岩石试样进行测试，得到不同温度等级下冻结岩石试样的T₂谱分布曲线；

步骤11：根据步骤7获得的T₂截止值，将步骤10中获得的T₂谱分布曲线划分为左右两部分，左边代表未冻束缚水含量，右边代表未冻自由水含量，进一步采用以下公式计算出未冻束缚水和未冻自由水的核磁信号量累计值：

式中，A_b为未冻束缚水的核磁信号量累计值，A_f为未冻自由水的核磁信号量累计值，T_2cutoff为T₂截止值，为t_i温度下对应不同T₂的核磁信号量分量；

步骤12：根据步骤4中获得的饱水岩石试样的T₂谱分布曲线和核磁信号量累计曲线，步骤1和步骤3测量获得的岩石干燥质量和饱和质量，以及步骤11获得的未冻束缚水和未冻自由水的核磁信号量累计值，计算得到冻结岩石的未冻束缚水含量和未冻自由水含量。

2.根据权利要求1所述的冻结岩石未冻束缚水和未冻自由水含量的获取方法，其特征在于：

其中，在步骤2中，核磁信号量与含水质量之间的定量关系式为：

M＝5486.43m，

式中，m为含水质量，单位为g；M为核磁信号量，单位为a.u.。

3.根据权利要求1所述的冻结岩石未冻束缚水和未冻自由水含量的获取方法，其特征在于：

其中，在步骤6中设置离心机转速为1200r/min，持续时间为5min。

4.根据权利要求1所述的冻结岩石未冻束缚水和未冻自由水含量的获取方法，其特征在于：

其中，在步骤7中，T₂截止值确定方法为：找到离心后岩石试样的核磁信号量最大累计值与离心前岩石试样的核磁信号量累计曲线的交点，该交点对应的T₂坐标轴的数值即为岩石试样的T₂截止值。

5.根据权利要求1所述的冻结岩石未冻束缚水和未冻自由水含量的获取方法，其特征在于：

其中，在步骤9中，根据需要测试的温度范围划分温度等级，相邻温度等级间隔不超过5℃。

6.根据权利要求1所述的冻结岩石未冻束缚水和未冻自由水含量的获取方法，其特征在于：

其中，在步骤12中，冻结岩石的未冻束缚水含量和未冻自由水含量的计算公式为：

式中，为未冻束缚水含量，为未冻自由水含量，m_dry为干燥岩石试样的质量，m_sat为饱水岩石试样的质量，a为核磁信号量与含水质量的关系系数。