基于核磁共振技术的砂岩孔隙结构冻融损伤演化规律试验研究

摘要

为研究寒区受冻融影响砂岩的细观和微观孔隙结构损伤特性，以砂岩作为研究对象，基于核磁共振试验，获得了砂岩在不同冻融循环次数下的岩石质量、孔隙度和T₂谱曲线分布特征；结合分形理论与Coats渗透率模型，讨论了冻融作用下岩石孔隙和孔喉变化规律，建立了不同孔隙结构、孔隙分形维数、渗透率及孔隙度之间的相互作用关系，揭示了对冻融损伤影响最大的孔隙类型。结果表明：砂岩孔径呈三峰分布，随着冻融循环次数的增加，岩石质量、孔隙度和T₂谱峰值增大；小孔（T₂<3,ms）体积维持动态稳定，中孔（32<33,ms）和大孔（T₂>33,ms）体积呈线性增长；分形维数与循环次数呈负相关关系；大孔分形维数（Db）与孔隙度、渗透率均呈线性递减；大孔隙及与之连接的孔喉扩展，孔隙结构复杂程度降低，连通性增强，试样孔隙结构损伤加剧。

关键词

冻融循环 / 核磁共振(NMR) / 孔隙特征 / 分形维数 / 孔喉 / 渗透率 / 砂岩孔隙结构