核磁共振的能有多广泛，为何地质领域可也可以使用？未来还有其他市场吗？
1 H 核磁共振 (NMR) 是一种非侵入式测量技术，适用于范围广泛的不透明样品。这里的重点是它在岩石系统中流体的应用，这使得能够预测储层表征所需的一系列岩石物理特性（例如孔隙率、孔隙大小、渗透率和曲折度）。
核磁共振T 2为此，通常在实验室和现场测井期间执行信号弛豫测量。然而，对这种获取的 NMR 信号的解释及其对定量岩石物理特性预测的外推绝非微不足道，尤其是由于流体和包含的固体基质之间的磁化率差异引起的额外内部磁场梯度的存在。为了提高对这些复杂关系的定量理解，NMR 信号演化的详细孔隙尺度 3D 模拟（主要基于分子随机游动）是一种有价值的工具。
1个吨2个≈1个吨2 、散装+ ρ小号V+1个12丁0γ2个G2个吨2个电子,1T2≈1T2,bulk+ρSV+112D0γ2g2te2,
式中为所含流体的自扩散系数；为相关核自旋的旋磁比（1 H）；是任何内部场梯度，是 CPMG 序列中重新聚焦 rf 脉冲之间的时间间隔。第一个贡献是相关流体的固有弛豫特性。
这通常是众所周知的或容易测量的；但请注意，岩石基质溶解会导致溶解的顺磁性杂质在原位和时间依赖性引入，从而显著降低丁0D0γγGg吨电子te吨2 、散装T2,bulk吨2 、散装T2,bulk。第二个贡献是流体分子与岩石表面之间相互作用的函数。
了解表面弛豫可以确定包含流体的孔隙空间的表面积与体积比，从而估算孔径。这只有在流体分子通过内部磁场梯度扩散产生的第三个贡献可以忽略不计的情况下才容易处理。这通常是通过使用弱磁场然而，这也会导致信噪比 (SNR) 降低和/或使用 t e的最小可能值（Mitchell 等人，2010 年）。等式中的固有假设。
1是岩心系统中流体的T 2值可以分别用 ρ 和g的单个值来描述。实际上，岩石具有复杂的矿物学特征，具有铁磁性和顺磁性含量的异质分布（例如伊利石和绿泥石），这挑战了这些假设。因此，基于测量的T 2分布的岩石物理参数的估计可能会被破坏。
最初尝试模拟和测量多孔介质中的内部磁场梯度，重点是模型孔隙空间几何形状——这些包括填充球体和圆柱体的周期性阵列，其解析解很容易获得。模拟内部磁场梯度的一种常用方法是偶极和法 其中磁场近似于通常与模拟晶格中每个体素相关的单个偶极子场的总和。Arns 等人使用砂岩岩石样品内部孔隙空间的 3D μCT 图像将该方法外推到几何上更复杂的数字岩石。( 2005 ) 导致对系统渗透率的合理估计。
然而，岩石表面成分的异质性被认为是对这些渗透率估计准确性的主要挑战。同样，Benavides 等人。 使用有限元法 (FEM) 和偶极和法预测六种不同砂岩数字岩石的内部磁场梯度——这两种模拟方法产生了非常相似的概率分布。然而，与实验测量相比，模拟未能预测实验观察到的更强磁场梯度。这最终归因于单一表面弛豫率和单一磁化率值的假设，以及均匀岩石成分的假设。
鉴于模拟和实验之间始终缺乏一致性，NMR 模拟方法在这里针对模型随机填充的多孔介质进行了测试，其特征是组成粒子的表面弛豫率和磁化率的值易于量化。所得合成样品分别由不同数量的石英砂和石榴石砂的混合物组成，筛分粒度在 100 至 150 μm 之间。选择这些模型组件是因为它们提供了足够的电子密度对比度，以允许在样品的 μCT 图像中进行明确的固相区分。它们还提供明显不同的 ρ 值和磁化率，因此局部 NMR 响应将明显取决于局部多孔介质成分。
结论：
真实岩石样品的成分和微观结构异质性更大是导致观察到的更大差异的原因，因此不是实施的模拟代码及其所需的假设。当显着较弱的磁场梯度与较强的磁场梯度结合时存在差异——实验数据的有效检测范围没有充分捕获这些差异，这归因于相对较弱的内部磁场对非常小的 NMR 信号扰动的敏感性在存在可比较的实验噪声的情况下，梯度作为回波时间的函数。
