自科项目材料

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1、项目在核磁共振（NMR）理论推导和NMRSIM数值模拟的基础上（经过近一年多的基础研究已完成初步的研究工作），通过设计一种新的脉冲序列，形成一种快速测量样品组分的核磁共振方法。该新的快速测量样品组分的NMR脉冲序列，预期可使测量时间成级数级的减小，从而在保证测量精度的条件下大大节约核磁实验测彊时间。在理论设计的基础上以实验测试结果作为验证，实验主要利用500MHzNMR谱仪测量凝聚态物质的1H和13C谱，二维异核J-分解谱（HET-JRES）以及新的快速核磁共振测量方法的测试。建立由两类方法测得的核磁波谱数据求取样品分子组分含量的

2、数据处理分析方法。通过与一维13C和二维异核HET-JRES共振谱的数据结果的对比，进一步验证新的快速测量方法的正确性和可行性。并将NMR测量分析结果与样品分子组分、比重、粘度以及电阻率等参数Z间的关系，即用其预测凝聚态混合相样品相关物理参数。核磁共振；凝聚态；分子组分；数值模拟（一）立项依据与研究内容K项目的研究意义凝聚态混合相样品（原油、有机混合物等）的物理、化学性质主要取决于其成份的类型和含量。当不能精确地描述样品的各组成成份时，可用“平均结构信息”来评估样品的总体特性。核磁共振作为一种先进的分析手段，可用來研究样品纽•分及

3、其结构信息，建立纽分结构信息与其总体物理化学性质Z间的相关关系，进而应用到工业生产zm。用NMR方法对原汕这类复杂的凝聚态混合相样品进行分析吋，常规的，3CNMR谱存在严重的重叠，即使釆用DEPT-135和反门控”C谱相结合的方法,虽然可区分CH、CH3和CH?谱峰,但是,当CH、CH*止峰和CH?负峰的化学位移接近或重叠时，会导致信号强度的抵消，进而产牛误差。我们前期的研究工件成功地利用异核二维八分解谱（HET-JRES）方法來克服这一闲难,实现了C、CH、CH?和CH3含量的同时测定，并建立了基团的含量与原油的密度和粘度的定量

4、关系。但是以上两种方法都需要相当长的核磁实验测试吋间（采用DEPT-135和反门控谱相结合的方法需要6个多小时，第二种方法要两个多小时），因此捉出一种新的快速测量凝聚态物质混合相油类样品组分的NMR脉冲序列，可使测量时间成级数倍的减小，在保证测量精度的条件下大大节约核磁实验测量时间。2、国内外研究现状分析核磁共振（NMR）技术多年来就在原油凝聚态混合相样品测量中很早就有应川。最近的发展表明利川NMR测量获得的凝聚态混合相样品结构信息对以川来解释和监控其物理化学性质。William等人1958年首次采用】HNMR谱确定原油的结构参数

5、。Sharma等人的研究表明原汕的人多数特性取决于其所含坯的分布。这些结构参数被定义为芳香碳（CQ、正链烷基碳（C叩）、异构链烷基碳（Cp）、和环烷基碳（Cn）0这些不同类型的碳的含量可以从核磁共振l3C-NMR谱宜接得到。而软硬件的持续发展使得从"C谱屮可以获得更多的信息。即使是未经分饰的原油，也逐渐发展了相应的NMR方法对其结构进行耕确分析。NMR谱编辑方法为区分不同CHn（zO-3）官能团NMR信号提供了有益的工具。最近，Adhvaryu等人采川DEPT-135和反门去耦叱谱相结合的方法分析一组基础原汕的CHnW能团的相对含

6、量，并建立样品官能团相対含量与英物理化学性质的关系，取得了相当大的成功。这说明石汕的分子结构信息与其物理特性间有良好的相关性，并且可以用于定量预测石汕的物理特性。但是，用基TDEPT-135的NMR技术区分CH、CH?和CH3的信号，当CH、CH3正峰和CH?负峰的化学位移接近或重翁时，会导致信号强度的抵消，进而产生误差。从2000年4月美国Park人学和Pennsylvania州立大学发表文章來看，通过测量C和'H的定量核磁参数，在分子级水平上研究各分子组团的贡献，进而研究石油成分油感兴趣的物理特性，取得了阶段性的成杲。目前国外

7、一直在核磁共振技术上进行这方而的研究工作。国内2004年发表文章表明利用二维异核（叱」H）•分解谱（HET-JRES）分析原油中各个CHn5=0,1,2,3）官能团的相对含量。采用来自国内油田的一组原油样品对该方法进行了验证，说明由HET-JRESNMR实验得到的定量结构信息与原汕的密度和粘度具有相关关系，而H滞度要比采川DEPT-135和反门去耦叱谱和结合的方法更高。有关研究单位已将核磁共振技术引入到原油和成分油的分析中，并准备进一推广到石油勘探和炼制的监测和过程分析中。分析以上各种方法可以看到，它们的实验过程都需要相当长的核磁

8、实验测试时间。采JUDEPT-135和反门控门C谱相结合的方法需要6个多小时,釆用二维异核（叱」H）八分解谱（HET-JRES）方法也要两个多小时，因此为了使核磁实验测试方法能达到实用的目的，必须提高实验测量的速度，能满足现场应用的需求。我们提出的