煤層氣(qi)，這種賦(fu)存於(yu)煤層中的(de)清潔能源(yuan)，其高(gao)效開(kai)發對(dui)我國能源(yuan)結構調(tiao)整(zheng)意義(yi)重(zhong)大(da)。然(ran)而(er)，煤層氣(qi)采收率(lv)普(pu)遍偏低（通常低於(yu)50%）是(shi)其產(chan)業發展的(de)核心瓶頸。煤層氣(qi)提高(gao)采收率(lv)已(yi)成(cheng)為(wei)行業攻(gong)堅的(de)關鍵(jian)課(ke)題。深(shen)入理解(jie)煤層氣(qi)的(de)賦(fu)存狀(zhuang)態(tai)與運移(yi)規(gui)律(lv)，特別(bie)是(shi)煤層氣(qi)吸附解(jie)析動(dong)力學(xue)過程，是(shi)破(po)解(jie)這壹(yi)難題的(de)基(ji)石(shi)。

煤層氣(qi)主要以吸附態(tai)賦(fu)存於(yu)煤基(ji)質(zhi)微(wei)孔(kong)隙(xi)表面(mian)，開(kai)采過程本質上是(shi)降(jiang)壓促(cu)使(shi)吸附氣(qi)解(jie)吸、轉化(hua)為(wei)遊(you)離(li)氣(qi)並最(zui)終(zhong)產(chan)出(chu)的(de)過程。吸附氣(qi)占(zhan)比(bi)往(wang)往(wang)高(gao)達(da)80%以上，其解(jie)吸效率(lv)與速(su)率(lv)直(zhi)接決定了最(zui)終(zhong)采收率(lv)。傳統(tong)研(yan)究方(fang)法(fa)（如等(deng)溫吸附實(shi)驗(yan)、壓(ya)汞(gong)法(fa)、掃(sao)描電(dian)鏡等(deng)）雖能提供(gong)部分靜(jing)態(tai)參數(shu)，但(dan)存在明(ming)顯局(ju)限(xian)：它們(men)多(duo)依賴破(po)壞性取(qu)樣(yang)，難以反映(ying)原位狀態(tai)；對(dui)吸附態(tai)、遊離(li)態(tai)氣(qi)體的(de)區分能力弱；無法(fa)實(shi)時(shi)、無損地觀(guan)測氣(qi)體在孔隙內(nei)的(de)動(dong)態吸附/解(jie)吸行為(wei)及(ji)微(wei)觀(guan)運移(yi)過程。這些限制嚴(yan)重(zhong)制約(yue)了對解(jie)吸機(ji)理的(de)精準認(ren)知，影響(xiang)了增(zeng)產(chan)措(cuo)施的(de)針對(dui)性設(she)計。

正是(shi)在(zai)此背景(jing)下(xia)，低(di)場核磁(ci)共振（LF-NMR）技(ji)術以其獨(du)-特(te)的(de)優勢脫穎而(er)出(chu)，成為(wei)研(yan)究煤層氣(qi)吸附解(jie)析和(he)賦(fu)存運(yun)移(yi)的(de)強有力工(gong)具(ju)。其核心原理在(zai)於(yu)探測(ce)孔隙(xi)流體中氫原子核（¹H）在(zai)磁(ci)場中的(de)弛豫行為(wei)（T1、T2弛豫時(shi)間(jian)）。不(bu)同(tong)賦(fu)存狀(zhuang)態(tai)的(de)氣(qi)體（吸附態(tai)、遊離(li)態(tai)）以及不(bu)同(tong)尺(chi)寸(cun)孔隙(xi)中(zhong)的(de)水(shui)或氣(qi)，其弛豫信(xin)號特征截(jie)然(ran)不(bu)同(tong)。低(di)場核磁(ci)設(she)備(bei)（通常主磁(ci)場強度(du)≤0.5 T，對(dui)應共振頻率(lv)≤21 MHz）利(li)用特(te)定(ding)的(de)脈沖(chong)序列，能夠無損、原位、定量(liang)地(di)識(shi)別(bie)和區分煤巖(yan)樣(yang)品中吸附氣(qi)、遊離(li)氣(qi)以及水(shui)相的(de)相對含(han)量(liang)與空(kong)間分(fen)布(bu)，並(bing)實(shi)現(xian)對(dui)吸附/解(jie)吸過程的(de)動(dong)態追(zhui)蹤。

不(bu)同(tong)煤樣(yang)不(bu)同(tong)壓(ya)力下的(de)吸附T₂

相較於(yu)傳統(tong)方法(fa)，低場核磁(ci)技(ji)術的(de)優勢堪(kan)稱革(ge)命性：

無損原位： 無需(xu)破(po)碎樣(yang)品，保持煤體原始(shi)結構和(he)應(ying)力狀態(tai)，測量(liang)更(geng)貼(tie)近真(zhen)實(shi)地(di)層條(tiao)件。

精(jing)準區分： 直接、定量(liang)區分吸附氣(qi)與遊離(li)氣(qi)，這是(shi)理解(jie)解(jie)吸控(kong)制(zhi)機(ji)制的(de)關鍵(jian)。

動(dong)態可(ke)視(shi)： 實(shi)時(shi)監測氣(qi)體吸附/解(jie)吸全過程，揭示(shi)不(bu)同(tong)壓(ya)力、溫度(du)、含(han)水(shui)條(tiao)件下(xia)氣(qi)體的(de)動(dong)態響(xiang)應與運移(yi)規(gui)律(lv)。

孔隙(xi)洞(dong)察： 結合弛豫時(shi)間(jian)與孔隙(xi)尺(chi)寸(cun)的(de)對應(ying)關系(xi)，可(ke)表征煤的(de)孔隙(xi)結構，特(te)別(bie)是(shi)對(dui)微米-納米(mi)級孔隙（吸附氣(qi)主要賦(fu)存空(kong)間）的(de)探測(ce)靈敏(min)度(du)高(gao)。

高(gao)效便捷： 實(shi)驗(yan)周(zhou)期(qi)相對較(jiao)短(duan)，可(ke)進(jin)行大(da)量平行測(ce)試，提升研(yan)究效率(lv)。

低(di)場核磁(ci)共振在煤層氣(qi)吸附解(jie)析研(yan)究中(zhong)的(de)重(zhong)要性不(bu)言(yan)而(er)喻。它(ta)如同(tong)為(wei)科(ke)研(yan)人(ren)員裝上了“微觀(guan)透(tou)視(shi)眼(yan)"，能直觀(guan)揭示(shi)解(jie)吸的(de)啟動(dong)壓力、解(jie)吸速(su)率(lv)、解(jie)吸滯(zhi)後(hou)現(xian)象等(deng)關鍵(jian)動(dong)力學(xue)參(can)數(shu)，闡(chan)明(ming)水(shui)分、煤階、孔隙結構、應(ying)力條(tiao)件等(deng)因(yin)素(su)對(dui)解(jie)吸效率(lv)的(de)影響(xiang)機(ji)制。這些微觀(guan)尺度(du)的(de)深刻認(ren)知，直接服(fu)務(wu)於(yu)煤層氣(qi)提高(gao)采收率(lv)工(gong)程實(shi)踐(jian)。

低(di)場核磁(ci)共振技(ji)術的(de)應用，從(cong)微(wei)觀(guan)機(ji)理層面(mian)打(da)通了認知壁壘(lei)，為(wei)精(jing)準評(ping)價儲(chu)層潛力、優化開(kai)發方(fang)案(an)設(she)計、研(yan)發針(zhen)對性增(zeng)產(chan)技(ji)術提(ti)供(gong)了堅實(shi)的(de)科(ke)學(xue)依據和(he)數(shu)據支撐(cheng)。