基于核磁共振技术的水压作用下砂岩孔隙结构变化研究

胡海峰; 李鹏; 陈明浩; 张柏林; 吴少康

doi:10.19606/j.cnki.jmst.2025051

矿业科学学报 ›› 2025, Vol. 10 ›› Issue (6) : 1130 -1139. DOI: 10.19606/j.cnki.jmst.2025051

基于核磁共振技术的水压作用下砂岩孔隙结构变化研究

胡海峰, 李鹏, 陈明浩, 张柏林, 吴少康

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摘要

为明晰水压作用下砂岩孔隙结构的演化规律，揭示其动态变化机制，借助核磁共振（NMR）技术开展试验研究。首先，制备规格为50 mm×25 mm的砂岩试件并分组，经清洗、烘干等预处理后，设定不同饱水压（5、10、20 MPa）与饱水时间（2、4、6、8、48 h）;然后，通过NMR系统测试不同条件下砂岩的T₂谱、孔隙率和含水率等参数，分析孔隙结构变化特征；最后，从物理机制层面探讨T₂谱变化规律，并梳理其工程应用方向。结果表明：不同水压下T₂谱核磁信号幅度各异，随饱水压上升，T₂谱曲线右移且偏移幅度减小，T₂谱面积与孔隙率随饱水压的增加而增大，但增速逐渐放缓；t=0～4 h内砂岩含水率与孔隙体积快速增加，t≥6 h后孔隙结构趋于稳定；相同饱水时间下，水压升高使岩石内部产生损伤，压力达10 MPa后岩芯吸水稳定，孔隙裂隙发育至稳定阶段，孔隙结构与压力形成动态平衡。砂岩含水率越高，其孔隙连通性越好、岩石强度越低。