全直径岩心核磁扫描数据超分辨率重建技术——一种基于全局非负最小二乘的方法

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作者 马莹颖 彭泽波 +4 位作者 陈敬智 吴飞 聂昕 廖中枢 张宫 《石油实验地质》 北大核心 2025年第4期904-912,共9页

全直径岩心核磁共振扫描技术是非常规油气勘探中重要的探测分析技术之一,可以得到连续高分辨的钻井岩心孔隙度、渗透率及流体饱和度等信息。但由于其测量敏感区较大,不同位置信号混叠在一起,测量结果纵向分辨率远低于仪器采样的分辨率,... 全直径岩心核磁共振扫描技术是非常规油气勘探中重要的探测分析技术之一,可以得到连续高分辨的钻井岩心孔隙度、渗透率及流体饱和度等信息。但由于其测量敏感区较大,不同位置信号混叠在一起,测量结果纵向分辨率远低于仪器采样的分辨率,无法满足薄互层储层对纵向分辨率的要求。为提高全直径岩心核磁共振测量结果的纵向分辨率,将测量数据作为仪器敏感区函数和岩心真实信号的卷积,并通过全局非负最小二乘的方法实现原始信号的高分辨率重建,无需改变现有仪器结构和测量模式。通过数值模拟、物理实验和实测数据分析验证了该方法的可行性,实际资料应用表明,高分辨率处理后的核磁共振测井孔隙度与气测孔隙度符合率更高,该方法能够显著提高全直径岩心核磁测量结果的纵向分辨率,可以为薄互层储层带来更好的探测效果。 展开更多

关键词 核磁共振 全直径岩心 纵向分辨率 薄互层储层 高分辨率重建 非负最小二乘法

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基于核磁共振技术的土体冻结特征曲线试验研究 被引量：2

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作者 应赛 夏晓舟 +4 位作者 文桃 周凤玺 曹亚鹏 李国玉 章青 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1437-1444,共8页

冻结特征曲线描述了土中未冻水含量随温度变化的规律,给出适用不同土质的冻结特征曲线计算模型具有重要的工程价值。利用核磁共振技术对6种土体的冻结特征曲线进行了测试,给出了描述土体冻结特征曲线的Michalowski模型参数的确定方法,... 冻结特征曲线描述了土中未冻水含量随温度变化的规律,给出适用不同土质的冻结特征曲线计算模型具有重要的工程价值。利用核磁共振技术对6种土体的冻结特征曲线进行了测试,给出了描述土体冻结特征曲线的Michalowski模型参数的确定方法,分析了初始含水率和土体性质对冻结特征曲线的影响,利用Michalowski模型参数的特征对模型进行了改进。研究表明,冻结特征曲线与初始含水率无关,冻结过程中不同初始含水率土体的冻结特征曲线相同。在不考虑温度影响时,模型参数wa近似等于土中最大结合水含量,可以作为分析和评价黏性土特性的重要指标参数。改进后的单参数Michalowski模型可实现对未冻水含量的良好预测,降低了模型的复杂性,提升了模型的实用价值,但模型的适用范围,有待验证。 展开更多

关键词 冻结特征曲线 未冻水含量 冻结温度 核磁共振 结合水含量

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核磁共振技术无损检测‘凤丹’种子含油率的研究

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作者 夏生成 王旭 +4 位作者 朱铭玮 卓清琪 吴雪莲 陈小溪 李淑娴 《种子》 北大核心 2024年第11期127-131,138,共6页

以‘凤丹’种子为材料,在对比核磁共振技术与索氏提取法测定其含油率的基础上,分析利用核磁共振技术检测‘凤丹’种子含油率甚至单粒含油率的可行性,并对核磁共振技术测定后的种子进行发芽试验,研究该方法对种子质量的影响。结果表明,... 以‘凤丹’种子为材料,在对比核磁共振技术与索氏提取法测定其含油率的基础上,分析利用核磁共振技术检测‘凤丹’种子含油率甚至单粒含油率的可行性,并对核磁共振技术测定后的种子进行发芽试验,研究该方法对种子质量的影响。结果表明,核磁共振技术与索氏提取法测定结果显著相关,两种方法得到的含油率之间的差异较小,差值在0.18%~0.60%之间,相对误差在3%以内,两者相关系数为0.891,相关性显著;根据8组样品的整体含油率与平均含油率的对比结果发现,二者差值在0.26%~0.81%之间,相对误差在4.00%以内,两者相关系数为0.896,相关性显著。直接测定的单粒种子含油率与两粒换算后含油率结果也显著相关,相关系数为0.739。发芽试验表明,核磁共振技术测定后的种子与新鲜种子发芽率无显著差异。因此利用核磁共振技术可以无损、精确测定‘凤丹’种子单粒含油率,且该方法对种子发芽率无影响。 展开更多

关键词 ‘凤丹’ 含油率 种子质量 核磁共振技术

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低场核磁共振技术在煤孔隙结构精准表征中的应用与展望 被引量：61

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作者 翟成 孙勇 +7 位作者 范宜仁 杨培强 葛新民 吴飞 徐吉钊 余旭 刘厅 赵洋 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期828-848,共21页

煤的孔隙结构对于瓦斯、水等流体的运移起关键作用,煤储层资源评估和致裂效果评价均有赖于高效的测孔技术。在众多的测孔技术中,低场核磁共振是近年来应用广泛的煤孔隙结构无损、快速、精准测试技术。该技术通过检测多孔介质中的饱和含... 煤的孔隙结构对于瓦斯、水等流体的运移起关键作用,煤储层资源评估和致裂效果评价均有赖于高效的测孔技术。在众多的测孔技术中,低场核磁共振是近年来应用广泛的煤孔隙结构无损、快速、精准测试技术。该技术通过检测多孔介质中的饱和含氢流体(甲烷、水、油等)的核磁共振驰豫信号,反映孔隙结构及孔隙流体分布等信息。通过核磁共振弛豫谱分析可以得到煤的孔隙度、孔径分布、孔连通性、孔隙流体、润湿性和渗透率等物性特征,评价致裂增透效果;通过二维核磁共振可以区分水、甲烷等不同含氢流体及同一含氢流体的不同相态;通过核磁共振成像可以使煤内部的孔隙分布与流体运移可视化。高温高压核磁共振分析仪可以模拟深部原位煤层环境,实现水力压裂、注气驱替、瓦斯吸附/解吸、应力变形等过程煤心的实时分析与成像。介绍了核磁共振弛豫法和冻融法的测孔原理及相应的设备系统,总结了基于核磁共振的煤孔隙结构及流体特性分析体系,涉及了弛豫分布曲线到孔径分布曲线的转换、孔隙流体的划分、孔隙润湿性评价等关键问题,进而阐述了高温高压低场核磁共振测试系统在煤炭开发领域的最新应用进展,未来低场核磁共振技术将向着模拟原位煤层环境、结合大数据与机器学习以及煤矿现场应用的方向发展。 展开更多

关键词 煤 核磁共振 物理性质 孔隙结构 流体分布

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基于核磁共振法的页岩纳米孔隙结构特征研究 被引量：30

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作者 李志清 孙洋 +2 位作者 胡瑞林 赵颖 彭宇 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2018年第3期758-766,共9页

选取威远海相页岩(1~#)、焦石坝海相页岩(2~#)、瑶曲凝灰岩(4~#)及瑶曲陆相页岩(5~#和6~#),采用场发射扫描电镜(FE-SEM)与低场核磁共振(NMR),研究中国海相页岩和陆相页岩之间的孔隙结构特征的差异化特征。核磁共振冻融法(NMRC)可以精细... 选取威远海相页岩(1~#)、焦石坝海相页岩(2~#)、瑶曲凝灰岩(4~#)及瑶曲陆相页岩(5~#和6~#),采用场发射扫描电镜(FE-SEM)与低场核磁共振(NMR),研究中国海相页岩和陆相页岩之间的孔隙结构特征的差异化特征。核磁共振冻融法(NMRC)可以精细探测页岩的纳米范围的孔隙结构。该方法可以拓展到结合核磁共振弛豫分析进行微观测量,详细探测不同孔径尺度下页岩的孔隙结构。测试温度梯度变化越小,孔隙分布测量的结果越精细。测试结果表明,从样品5~#,2~#,6~#,1~#至样品4~#的孔隙率逐个减小。NMRC,LFNMR,压汞法(MIP),气体吸附法(GA)在它们各自的有效测量范围内,孔径分布表现出良好的一致性。因此,将NMRC,LFNMR与GA和MIP等方法组合,可以更准确地评估储层页岩的孔隙结构。研究结果表明,陆相页岩(5~#瑶曲页岩)的纳米孔隙更发育,与海相页岩相比也许具有更高的商业开发价值。 展开更多

关键词 海相与陆相页岩 孔径分布 纳米孔隙 核磁共振冻融法 压汞法 气体吸附法

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地层模块尺度钻井液侵入模拟与储集层电阻率剖面特征 被引量：7

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作者 范宜仁 巫振观 +2 位作者 吴飞 吴俊晨 王磊 《石油勘探与开发》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期989-996,共8页

针对钻井液动态侵入,基于钻井液侵入数值模拟,确定实验室模型参数,研制钻井液侵入物理模拟系统,模拟原状地层条件下钻井液侵入规律。首先开展了砂岩地层钻井液侵入实验,测量岩石模块径向电阻率变化,获取不同侵入时刻泥饼,并提出了泥饼... 针对钻井液动态侵入,基于钻井液侵入数值模拟,确定实验室模型参数,研制钻井液侵入物理模拟系统,模拟原状地层条件下钻井液侵入规律。首先开展了砂岩地层钻井液侵入实验,测量岩石模块径向电阻率变化,获取不同侵入时刻泥饼,并提出了泥饼孔隙度和渗透率随侵入时间变化模型;然后将物理模拟与数值模拟结果进行对比标定,开展地层条件下钻井液侵入规律分析。结果表明:钻井液侵入开始后泥饼快速形成,其孔隙度和渗透率迅速降低,一定时间后钻井液侵入主要受泥饼控制,泥饼参数随侵入时间变化模型可以很好地反映泥饼参数在侵入过程中的变化,钻井液侵入情况下储集层电阻率剖面特征受地层岩石物性、泥饼参数及地层水矿化度等多种因素共同影响。 展开更多

关键词 钻井液侵入 物理模拟 数值模拟 泥饼 电阻率 孔隙度 渗透率

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虚实结合的MRI实验实训项目开发与实践 被引量：13

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作者 夏天 陈珊珊 +4 位作者 周敏雄 苗志英 张凯威 施群雁 汪红志 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2017年第8期104-107,121,共5页

磁共振成像(MRI)是一门综合性学科,针对其原理的实验实训教学一直是难点。由于成本高昂、设备巨大、扫描参数固化,教学效率低等原因,直接使用MRI真机和小型磁共振教学实验仪一方面无法完全实现科学化、规范化和批量化的MRI技术实验教学... 磁共振成像(MRI)是一门综合性学科,针对其原理的实验实训教学一直是难点。由于成本高昂、设备巨大、扫描参数固化,教学效率低等原因,直接使用MRI真机和小型磁共振教学实验仪一方面无法完全实现科学化、规范化和批量化的MRI技术实验教学,另一方面降低了操作的难度,局限了MRI的应用潜力,弱化了对学生图像质量的分析和控制能力培养。通过长期的教学实践和调研思考,提出了小型MRI模拟设备与虚拟软件相结合是实验教学的发展趋势,利用小型模拟设备进行结构教学,虚拟MRI实验实训软件进行原理教学,该软件能够模拟MRI的整个过程,正向与逆向学习相结合的方式使学生理解与掌握MRI相关原理。在此基础上,提出了"1+N+1"的虚实结合的实验实训教学模式,提高了教学实效。 展开更多

关键词 虚实结合 磁共振成像实验教学 磁共振成像虚拟教学软件

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地层模块尺度下的新型钻井液侵入物理模拟系统 被引量：11

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作者 范宜仁 吴俊晨 +2 位作者 吴飞 周灿灿 李潮流 《石油勘探与开发》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期125-129,共5页

在攻克大尺寸样品模块饱和加压、侵入室设计、钻井液侵入装置密封保压和钻井液侵入全过程动态监测等关键技术难题的基础上,设计并制造了地层模块尺度下的钻井液侵入多功能物理模拟系统,总结了钻井液侵入过程中砂岩地层模块的电阻率、压... 在攻克大尺寸样品模块饱和加压、侵入室设计、钻井液侵入装置密封保压和钻井液侵入全过程动态监测等关键技术难题的基础上,设计并制造了地层模块尺度下的钻井液侵入多功能物理模拟系统,总结了钻井液侵入过程中砂岩地层模块的电阻率、压力和泥饼参数的变化规律。介绍了该系统的设计思路、组成和各部分的功能,实施了砂岩地层模块钻井液侵入实验,结果表明:盐水钻井液侵入过程中,地层模块径向电阻率向远离井筒方向依次开始减小;侵入初期泥饼逐渐形成,其厚度增加而孔隙度、渗透性降低,地层模块径向压力梯度迅速降低,侵入中后期泥饼性质、砂岩模块径向压力梯度趋于稳定。设计的系统仿真度高、利用率高、可操作性强,可用于揭示砂岩储集层钻井液侵入机理、分析钻井液侵入特征、完善测井响应钻井液侵入校正方法等。 展开更多

关键词 钻井液侵入 物理模拟 地层模块 泥饼参数

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渭北长_(3)裂缝性致密储层渗流特征及产能研究 被引量：5

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作者 吴锦伟 李勇仁 +1 位作者 曹军 吕栋梁 《西南石油大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期136-145,共10页

为了研究基质与天然裂缝系统的渗流特征及其对产能的影响,以渭北油田长3典型裂缝性致密储层为研究对象,通过核磁共振和室内测试综合实验,测定了储层渗流启动压力梯度的大小,基质和裂缝岩芯孔隙结构随围压的变化规律,基质和裂缝岩芯孔隙... 为了研究基质与天然裂缝系统的渗流特征及其对产能的影响,以渭北油田长3典型裂缝性致密储层为研究对象,通过核磁共振和室内测试综合实验,测定了储层渗流启动压力梯度的大小,基质和裂缝岩芯孔隙结构随围压的变化规律,基质和裂缝岩芯孔隙度随有效应力的变化规律及应力敏感系数,建立并验证了考虑启动压力梯度、基质与裂缝应力敏感差异的多级压裂水平井产能模型,分析了启动压力梯度、基质和裂缝应力敏感性对产能的影响规律。结果表明,拟启动压力梯度随着岩芯流度的降低而不断增加;裂缝岩芯的孔隙度应力敏感及渗透率敏感性均强于基质岩芯;基质应力敏感性对产能的影响更显著。因此,渭北长_(3)裂缝性致密储层的有效开发,应该考虑降低基质应力敏感性和启动压力梯度的影响。 展开更多

关键词 裂缝性致密储层 渗流特征 启动压力梯度 应力敏感性 产能分析

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牛肉加热过程中水分迁移规律研究 被引量：8

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作者 朱莹莹 张丽 +2 位作者 汝骅 石学彬 杨培强 《保鲜与加工》 CAS 2021年第2期122-127,共6页

采用100℃隔水加热方式加热牛肉28 min,每隔7 min采集一次样品,利用LF-NMR技术初步探讨牛肉加热过程中水分迁移规律。结果表明:随着加热时间的延长,牛肉蒸煮损失呈现上升趋势,剪切力不断增大,核磁数据显示牛肉内部水分状态组成变化显著... 采用100℃隔水加热方式加热牛肉28 min,每隔7 min采集一次样品,利用LF-NMR技术初步探讨牛肉加热过程中水分迁移规律。结果表明:随着加热时间的延长,牛肉蒸煮损失呈现上升趋势,剪切力不断增大,核磁数据显示牛肉内部水分状态组成变化显著,T2弛豫时间逐渐变短,不易流动水T22占比逐渐减少,自由水T23占比逐渐增多,且随着加热时间的延长,不易流动水和自由水很难在T2弛豫谱上分开,峰宽变大趋势明显,核磁成像结果显示加热会降低牛肉内部的水分含量。相关性分析结果表明:T21与牛肉的蒸煮损失呈显著正相关,T22与牛肉的蒸煮损失、剪切力呈显著负相关,T22峰面积占比与T2b、牛肉的蒸煮损失、剪切力呈显著负相关。由此得出加热处理对牛肉内部的水分分布和质构特性产生显著影响,同时两者之间存在相关性。 展开更多

关键词 牛肉 低场核磁共振 水分迁移规律 蒸煮损失 T2弛豫时间

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不同渗透率砂岩岩心在纳米流体中的渗吸特征 被引量：6

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作者 邱润东 顾春元 +2 位作者 薛佩雨 徐冬星 谷铭 《石油勘探与开发》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期330-337,共8页

针对目前渗吸岩心移位核磁成像实验存在表面油相损耗与空气吸附,进而影响实验结果精度的问题,改进设计出原位核磁成像渗吸实验方法,采用该方法开展砂岩岩心在纳米流体中的渗吸实验,记录了整个纳米流体渗吸过程中原油的实际运移图像,同... 针对目前渗吸岩心移位核磁成像实验存在表面油相损耗与空气吸附,进而影响实验结果精度的问题,改进设计出原位核磁成像渗吸实验方法,采用该方法开展砂岩岩心在纳米流体中的渗吸实验,记录了整个纳米流体渗吸过程中原油的实际运移图像,同时结合砂岩岩心的物性、渗吸过程中的驱动力变化,分析了不同渗透率砂岩岩心在纳米流体中的渗吸特征。研究表明:纳米流体能大幅降低油相的界面张力,改善渗吸排油效率,浓度越高,界面张力越低,渗吸排油效率越高,但浓度达到一定值后,渗吸排油效率增速趋缓;温度升高,有利于降低原油黏滞阻力和界面张力,提高渗吸排油率;岩心渗透率相对较高,渗吸时底部原油向上运移排出,且岩心渗透率越高,该现象越明显,表现为顶部排油特征;岩心渗透率相对较低,渗吸时岩心四周原油先排出,然后内部原油向四周扩散排出,表现为四周排油特征,但在纳米流体长时间作用下,岩心亲水性不断增强,油水界面张力不断降低,渗吸后期也会出现顶部排油特征。 展开更多

关键词 纳米流体 砂岩岩心 核磁成像 渗吸特征 排油效率

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核磁共振技术在沼生栎种子失水过程中水分相态变化 被引量：2

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作者 袁鸣 朱铭玮 +3 位作者 解志军 康真 张中会 李淑娴 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期42-48,共7页

【目的】沼生栎以播种繁殖为主,但该种子对失水较敏感,具有顽拗性。本研究旨在探究沼生栎种子失水过程中水分相态的变化,探明半致死和致死含水量,为其运输、安全贮藏提供理论依据,也为其他顽拗性种子的研究提供参考。【方法】采用自然... 【目的】沼生栎以播种繁殖为主,但该种子对失水较敏感,具有顽拗性。本研究旨在探究沼生栎种子失水过程中水分相态的变化,探明半致死和致死含水量,为其运输、安全贮藏提供理论依据,也为其他顽拗性种子的研究提供参考。【方法】采用自然干燥法降低种子的含水量,利用核磁共振技术探求失水过程中种子内部水分相态、含量的变化,并结合种子发芽率的变化,分析各相态的水分在种子脱水中的作用。【结果】1)沼生栎种子初始含水量为38.0%,发芽率为96.00%。随着含水量的下降,种子发芽率不断下降,当含水量降至10.0%时,种子完全死亡。由拟合曲线计算得知种子的半致死含水量为17.39%。2)核磁共振波谱图表明,沼生栎种子水分质量(x)与核磁共振弛豫图谱峰面积(y)呈显著一元线性回归关系,其线性回归方程为:y=21132x+698.05,相关系数R^(2)=0.9996。3)T2弛豫图谱中各峰从左至右依次为:束缚水T_(21)、不易流动水T_(22)、自由水T_(23)。4)新鲜种子中自由水比例最高,占66.39%,而束缚水和不易流动水分别占4.28%、29.07%。失水过程中各相态水的结合能力、峰面积、峰比例也在不断变化。整个失水过程中束缚水性质稳定、不易脱除;不易流动水峰顶点整体向左偏移,结合能力增强;自由水流动性较强,峰顶点向右偏移。当含水量降至25.0%时,自由水峰面积显著下降,此时不易流动水和束缚水显著增加,比例也有所上升;当含水量继续降至20.0%时,束缚水峰面积及比例持续增大,不易流动水峰面积减小;随后各相态水峰面积均有所下降。【结论】随着失水时间的延长,沼生栎种子的发芽率不断降低,运输、贮藏过程中含水量不能低于其半致死含水量17.39%。失水过程中,沼生栎种子中始终存在束缚水、不易流动水、自由水3种相态的水分,且失水对沼生栎种子质量的影响很大,种子在受到失水胁迫时,为减缓水分的散失,维持细胞膜稳定性,水分的结合能力会变强。 展开更多

关键词 沼生栎 顽拗性种子 失水 核磁共振技术

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低场核磁共振技术在烟草中的应用研究现状 被引量：5

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作者 张渝婕 郑松锦 +4 位作者 钟良 段海涛 王丹利 李斯然 刘玉斌 《河北农业科学》 2019年第3期96-99,共4页

低场核磁共振技术因具有快速、精确、安全的特点,已应用于烟草领域的水分检测分析。采用低场核磁共振技术分析烟草的水分含量、水分赋存状态、水分迁移的机理和影响因素,对烟草的加工过程和质量分析控制等具有重要意义。对低场核磁共振... 低场核磁共振技术因具有快速、精确、安全的特点,已应用于烟草领域的水分检测分析。采用低场核磁共振技术分析烟草的水分含量、水分赋存状态、水分迁移的机理和影响因素,对烟草的加工过程和质量分析控制等具有重要意义。对低场核磁共振技术的原理及其在烟草水分含量检测、水分赋存状态识别和水分迁移方向3个方面的应用进行了阐述,可为进一步推动低场核磁共振技术在烟草领域的研究和应用提供理论支持。 展开更多

关键词 低场核磁共振技术 烟草 水分

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