Laboratorium

Laboratorium Tomografii i Spektroskopii Magnetycznego Rezonansu Jądrowego (LaTiS)

W dniu 24 czerwca 2015 oficjalnie zostało otwarte Laboratorium Tomografii i Spektroskopii Magnetycznego Rezonansu Jądrowego (Rysunek) na Wydziale Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska Akademii Górniczo-Hutniczej im. Stanisława Staszica w Krakowie.

Laboratorium powstało według koncepcji Artura. T. Krzyżaka oraz funduszy dwóch projektów finansowanych przez NCBiR na podstawie umów: STRATEGMED2/265761/10/NCBR/2015 pod tytułem Regeneracja uszkodzeń niedokrwiennych układu sercowo-naczyniowego z wykorzystaniem Galarety Whartona oraz PBS2/A2/0/2013, pod tytułem Opracowanie innowacyjnej metody wykorzystującej zjawisko Magnetycznego Rezonansu Jądrowego oraz jej zastosowanie do estymacji parametrów petrofizycznych skał łupkowych, terygenicznych i węglanowych z formacji naftowych Polski.

Zakres usług

Laboratorium Tomografii i Spektroskopii Magnetycznego Rezonansu Jądrowego (LaTiS)

Laboratorium LaTiS

Mieści się w budynku A-0 Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie – historycznej kolebce AGH. Zlokalizowane jest w niedalekiej odległości od miejsca, gdzie w 1953 roku przy ul. Gołębiej dokonano pierwszej w Polsce rejestracji sygnału MRJ/NMR. Ten przełomowy eksperyment przeprowadzili Andrzej Hrynkiewicz, Jacek Hennel i Olgierd Daszkiewicz, zapoczątkowując rozwój spektroskopii MRJ/NMR w kraju. W 1986 roku prof. Andrzej Jasiński skonstruował pierwszy w Polsce tomograf rezonansu magnetycznego, rozpoczynając krajowe prace nad tomografią MRJ/MRI.

W Laboratorium kontynuujemy tę krakowską tradycję badań spektroskopowych i tomograficznych. Kierownikiem Laboratorium jest prof. dr hab. Artur T. Krzyżak, doktorant prof. Jasińskiego, którego pracę doktorską recenzował również prof. Jacek Hennel, pionier badań nad metodami MRJ.

Rysunek Ogólny widok Laboratorium

Mapa rozkładu czasów T1-T2 próbki łupkowej z odwiertu Tępcz-1: suchej, saturowanej, różnicowej; przykładowe wyniki map T1-T2 dla skał o strukturze nanoporowej (łupki), które pozwoliły na odtworzenie realnej struktury porów podczas pomiarów skał łupkowych z odwiertu Tępcz-1.

Możliwości badawcze

Podejmujemy się badań biomedycznych, petrofizycznych i materiałowych

W naszym zespole pracują osoby o zróżnicowanym wykształceniu, obejmującym fizykę, bioinżynierię, petrofizykę, geologię, geofizykę i chemię

Dyfuzja i obrazowanie

Dyfuzja i obrazowanie

  • Metoda badania współczynników i tensora dyfuzji w eksperymentach DWI i DTI również za pomocą BSD-DTI (chroniona patentami w US, JP, EU: PL, GER, GB, FR).
  • Algorytmy BSD-DTI – do analizy i wizualizacji współczynników i tensora dyfuzji.
  • Schemat oceny natężenia przepływu płynów przez przestrzeń porową bazujący na obrazowaniu dyfuzyjnym SE-DWI 2D.
  • Prace nad rozwojem metod MRJ do badań biomedycznych: diagnostyka mózgu, mięśnia sercowego, naczyń wieńcowych, wątroby, parametryzacja stanu komórek macierzystych z krwi pępowinowej in vitro i in vivo.

Geologia i osady

Geologia i osady

  • Powiązanie badań NMR do czynników geologicznych, w tym sedymentacyjnych.
  • Badanie relacji pomiędzy geometrią porów a czynnikami diagenetycznymi i zdolnościami zbiornikowymi skał osadowych.
  • Badanie dynamiki wody w układach o rozmiarze porów < 1 µm.
  • Oprogramowanie do odwrotnej transformaty Laplace’a (Inverse Laplace Transform, ILT) – własne algorytmy do ILT.
  • Metoda charakterystyki wąskich przestrzeni porowych dzięki wykorzystaniu obrazowania w wysokim polu magnetycznym, profilowania T2 i obrazów mikrotomograficznych.

Innowacje porowatości

Innowacje w analizie porów

  • Opracowywanie własnych, innowacyjnych rozwiązań do analizy systemów porowatych:
  • Metoda precyzyjnego określania porowatości w pełnym zakresie (również nanoporowatości) oraz jej typów (dla łupków, skał krzemianowych i skał typu „tight”) uwzględniająca i eliminująca sygnały pochodzące od matrycy, grup OH, materii organicznej, minerałów ilastych.

Obrazowanie przestrzeni porowej

Obrazowanie i porowatość

  • Obrazowanie przestrzeni porowej skał i materiałów porowatych (2D oraz 3D).
  • Obrazowanie dyfuzyjne (obrazowanie ważone dyfuzyjnie - DWI, obrazowanie tensora dyfuzji – DTI, obrazowanie tensora dyfuzji w polach niejednorodnych - BSD-DTI).
  • Określanie porowatości z użyciem minimalnego czasu echa 40 µs i bardzo niskiego pola 0,05T.
  • Wyznaczenie PSD w pełnym zakresie porowatości z uwzględnieniem wpływu oddziaływań powierzchniowych oraz dyfuzji.

Struktura porowata

Struktura i przepuszczalność

  • Określanie porowatości w cienkich warstwach o grubości nawet kilku mm.
  • Określanie rozkładu wielkości porów z możliwością symulacji ciśnienia złożowego.
  • Estymacja przepuszczalności.
  • Rozpoznanie rodzaju płynów wypełniających przestrzeń porową dzięki wykorzystaniu mapowania T1-T2 oraz badaniom dyfuzyjnym D-T2.

Analiza płynów

Analiza płynów i indeksów

  • Określanie stopnia związania płynów w próbce na podstawie analizy energii desorpcji uzyskanej z eksperymentów korelacyjnych T1-T2.
  • Określanie profili nasycenia przestrzeni porowej.
  • Wyznaczanie indeksu wodorowego i zawartości wody wolnej, kapilarnej i związanej w minerałach ilastych czy materii organicznej.

Aparatura

  • Spektrometr Magritek Rock Core Analyzer (2 MHz) z systemem dyfuzyjnym, dedykowany do badań układów porowatych, w szczególności skał łupkowych i typu „tight”.
  • Tomograf Magritek (24 MHz) umożliwiający wykonywanie kompletnych eksperymentów tomograficznych 1-3D.
  • Przystawka rock core pressure system – do pomiarów w symulowanych warunkach ciśnienia pozwalająca na badanie próbek przy ciśnieniach do 6000 psi (~41.4 MPa) i temperaturze do 150°C.
  • Specjalistyczne urządzenie NMR-Mouse (22 MHz) umożliwiające badanie obiektów w obecności wysokich pól gradientowych (24 T/m) i rozdzielczości do 10μm.
  • Suszarka próżniowa.
NMR Lab

Newsletter

Zapisz się do naszego newslettera aby otrzymywać informacje o aktualnościach, nowych projektach badawczych czy publikacjach.