一種二氧化鈦納米粉改性環(huán)氧樹脂的地震物理模型材料及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種二氧化硅鈦米粉改性環(huán)氧樹脂的地震物理模型材料及制備方法。所述模型材料包括固化的以下組分：環(huán)氧樹脂100重量份；650型固化劑80-100重量份；二氧化鈦納米粉1-10重量份，優(yōu)選5-6重量份。所述方法包括：所述組分按所述用量固化后制得所述的地震物理模型材料。本發(fā)明通過改變二氧化鈦納米粉在環(huán)氧樹脂中所占的比例制得聲波傳播速度分別為2557m/s-2857m/s的地震物理模型材料。在采用二氧化硅納米粉摻雜改性環(huán)氧樹脂的制備工藝，縮短了固化時(shí)間，有效的提高了制備地震物理模型的效率，并且新型材料具有較高的穿透性，有效的提高了聲波傳播速度，為地震物理大模型的制作奠定了基礎(chǔ)。
【專利說明】一種二氧化鈦納米粉改性環(huán)氧樹脂的地震物理模型材料及 制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及地震模型領(lǐng)域，更進(jìn)一步說，涉及一種二氧化鈦納米粉改性環(huán)氧樹脂 的地震物理模型材料及制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著石油勘探工作的深入，勘探難度也越來越大，許多地質(zhì)現(xiàn)象及波場傳播理論 需要得到進(jìn)一步的驗(yàn)證與完善，勘探方法也有待進(jìn)一步發(fā)展，物理模型模擬技術(shù)是地球物 理研究的關(guān)鍵技術(shù)之一，是從事理論問題研究的重要"助手"。
[0003] 地震物理模擬技術(shù)是在實(shí)驗(yàn)室中，通過超聲波換能器激發(fā)和接收信號，從而利用 超聲波模擬野外地震波，獲得地震模擬數(shù)據(jù)體，在實(shí)驗(yàn)室中通過地震物理模型，揭示地震波 在復(fù)雜構(gòu)造中的傳播規(guī)律。模型材料模擬技術(shù)是物理模型正演模擬的基礎(chǔ)，目前國內(nèi)各大 院所和高校主要用環(huán)氧樹澆注成型的方法，根據(jù)高速度地層需要，制備出波速在2600m/s 的材料，但是環(huán)氧樹脂材料存在以下缺點(diǎn)：
[0004] 一是現(xiàn)有配方中，環(huán)氧樹脂固化劑一般采用650型，由于650型固化劑活性低，固 化速度慢，所以在模型澆注過程中，固化時(shí)間較長，嚴(yán)重的影響了制模的效率。
[0005] 二是現(xiàn)有配方中，制備出的模型最高波速達(dá)到2600m/s，不能夠模擬實(shí)際地層的需 求，對制作復(fù)雜構(gòu)造模型不利。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種二氧化鈦納米粉改性環(huán)氧樹脂 的地震物理模型材料及制備方法。縮短了固化時(shí)間，有效的提高了制備地震物理模型的效 率，并且新型材料具有較高的穿透性，有效的提高了聲波傳播速度，為地震物理大模型的制 作奠定了基礎(chǔ)。
[0007] 本發(fā)明的目的之一是提供了一種二氧化鈦納米粉改性環(huán)氧樹脂的地震物理模型 材料。
[0008] 包括固化的以下組分：
[0009] 環(huán)氧樹脂 100重量份
[0010] 650型固化劑 80-100重量份
[0011] 二氧化鈦納米粉 1-10重量份，優(yōu)選5-6重量份。
[0012] 環(huán)氧樹脂優(yōu)選為粘度在11000-14000mPas范圍的環(huán)氧樹脂，更優(yōu)選E-51型環(huán)氧樹 脂。
[0013] 650型固化劑分子量1000?1500,淺黃色黏稠狀液體，密度（75°C ) 0· 92?0· 96g/ cm³胺值230?260mg KOH/g，黏度（75°C) 3000?lOOOmPas。低分子聚酰胺組成較 為復(fù)雜，含有伯胺、仲胺和酰胺基，可在室溫下固化環(huán)氧樹脂。
[0014] 二氧化鈦納米粉的粒徑范圍是5-25nm。
[0015] 地震物理模型實(shí)驗(yàn)是在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)將野外的地質(zhì)構(gòu)造和地質(zhì)體按照1:10000等比 例縮小制作成地質(zhì)模型，并用超聲波或激光超聲波等方法對野外地震勘探方法進(jìn)行正演模 擬的一種地震模擬方法，
[0016] 通過專用地震物理模型制備設(shè)備及制備工藝合成新型的地震物理模型材料，利用 相似性原理建造地震物理模型，通過建立比較逼近實(shí)際的物理模型，探索和認(rèn)識復(fù)雜構(gòu)造 及縫洞儲層中地震波的傳播規(guī)律，為油氣勘探開發(fā)提供有利的依據(jù)，同時(shí)為今后的物理模 型的制作奠定了基礎(chǔ)。
[0017] 地震物理模型實(shí)驗(yàn)研究投資小，與數(shù)學(xué)模型相比，其最大的優(yōu)點(diǎn)就是地震物理模 型模擬結(jié)果的真實(shí)性，不受計(jì)算方法、假設(shè)條件的限制，因而地震物理模型受到國內(nèi)外各石 油公司和大學(xué)的高度重視。地震物理模型實(shí)驗(yàn)在石油天然氣勘探、開發(fā)中的應(yīng)用越來越廣 泛。在地震波理論研究和復(fù)雜構(gòu)造、裂縫帶檢測、井間地震研究及油藏動態(tài)監(jiān)測等石油天然 氣勘探、開發(fā)工作中發(fā)揮重要的作用。
[0018] 純環(huán)氧樹脂固化后，材料的聲波傳播速度為2600m/s，通過二氧化鈦納米粉摻雜改 性環(huán)氧樹脂，是提高環(huán)氧樹脂材料波速的有效方法，并且由于650型固化劑活性較低，固化 速度慢，所以在模型澆注過程中，固化時(shí)間較長，嚴(yán)重的影響了制模的效率。通過二氧化鈦 納米粉摻雜改性環(huán)氧樹脂地震物理模型，固化時(shí)間縮短，并且材料的聲波速度大幅度提高， 是地震物理模型制備的理想材料，本發(fā)明首次把二氧化鈦納米粉材料應(yīng)用到地震物理模型 材料領(lǐng)域，二氧化鈦納米粉在環(huán)氧樹脂中可以均勻的分散，不會產(chǎn)生團(tuán)聚的現(xiàn)象，在使用 650型固化劑，參與到摻雜改性材料的化學(xué)反應(yīng)，制備出的材料具有很好的穿透性。由于選 取二氧化鈦納米粉，當(dāng)二氧化鈦納米粉在環(huán)氧樹脂中摻雜比例達(dá)到5%后，即環(huán)氧樹脂，材 料的速度達(dá)到最大值2857m/s，繼續(xù)增加二氧化鈦納米粉的摻雜比例后，材料的速度反而降 低。
[0019] 本發(fā)明的目的之二是提供一種二氧化鈦納米粉改性環(huán)氧樹脂的地震物理模型材 料的制備方法。
[0020] 包括：所述組分按所述用量固化后制得所述的地震物理模型材料。
[0021] 固化方法可采用本領(lǐng)域通常的固化方法，在本發(fā)明中可優(yōu)選按以下步驟進(jìn)行：
[0022] 1.材料預(yù)處理
[0023] 根據(jù)模型用料的需求，把一定量的環(huán)氧樹脂E51置于烘箱50°C預(yù)熱1個(gè)小時(shí)，然后 取出抽真空30分鐘備用。
[0024] 2.模具預(yù)處理
[0025] 在制作好模具后，在模具內(nèi)表面涂一層脫模材料，一般采用硅橡膠作為脫模涂層， 等硅橡膠膠連固化后再澆注模具。
[0026] 3.材料配置
[0027] 按配方要求將材料稱重處理后，首先將650型固化劑與二氧化鈦納米粉進(jìn)行均勻 攪拌，然后在其中添加環(huán)氧樹脂使其攪拌均勻。
[0028] 4.抽真空澆注模型
[0029] 材料配好并攪拌均勻后，抽真空處理10分鐘，然后倒入封裝好的模具內(nèi)，當(dāng)其固 化完全后即可拆模。
[0030] 本發(fā)明通過改變二氧化鈦納米粉在環(huán)氧樹脂中所占的比例不同，通過二氧化鈦納 米粉摻雜改性環(huán)氧樹脂制備的樣品聲波傳播速度比純環(huán)氧樹脂有所提高，聲波傳播速度分 別為2557m/s-2857m/s的地震物理模型材料。
[0031] 發(fā)明的效果
[0032] 1.二氧化鈦納米粉摻雜改性后的新型材料聲波速度有所提高，最高波速達(dá)到 2857m/ s.
[0033] 2.二氧化鈦納米粉摻雜改性后的新型材料具有很好的穿透性，最高可以達(dá)到 420mv。
[0034] 3.二氧化鈦納米粉摻雜改性后的新型材料固化時(shí)間縮短，有效的提高地震物理模 型制備速度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0035] 圖1實(shí)施例和對比例的地震物理模型材料速度圖
[0036] 圖2實(shí)施例和對比例的地震物理模型材料的聲波傳播速度與振幅的關(guān)系圖
[0037] 圖3實(shí)施例和對比例的地震物理模型材料的不同的速度與養(yǎng)護(hù)時(shí)間的關(guān)系圖

【具體實(shí)施方式】
[0038] 下面結(jié)合實(shí)施例，進(jìn)一步說明本發(fā)明。
[0039] 實(shí)施例所用原料：
[0040] 環(huán)氧樹脂E51 :鳳凰牌E51環(huán)氧樹脂，牌號WRS618,產(chǎn)地江蘇無錫；粘度在 12000-15000mPas.
[0041] 650型固化劑：常州市景華熱油泵鑄造制造固化劑，牌號650 ;產(chǎn)地江蘇常州。
[0042] 二氧化鈦納米粉：阿拉丁二氧化鈦納米粉，牌號13463-67-7,產(chǎn)地上海
[0043] 實(shí)施例1?7
[0044] 將環(huán)氧樹脂E51置于烘箱50°C預(yù)熱1個(gè)小時(shí)，然后取出抽真空30分鐘，排除環(huán)氧 樹脂中的氣泡；
[0045] 按配方要求將材料稱重處理后，首先將650型固化劑與二氧化鈦納米粉進(jìn)行均勻 攪拌；
[0046] 將處理好的環(huán)氧樹脂加入上述材料中，然后攪拌使其充分混合均勻；
[0047] 材料配好并攪拌均勻后，抽真空處理10分鐘，然后倒入封裝好的模具內(nèi)，當(dāng)其固 化完全后即可拆模。
[0048] 具體配方見表1.
[0049] 表1.(用量是以重量份計(jì)）
[0050]

【權(quán)利要求】
1. 一種二氧化鈦納米粉改性環(huán)氧樹脂的地震物理模型材料，其特征在于所述模型材料 包括固化的以下組分： 環(huán)氧樹脂 100重量份 650型固化劑 80-100重量份 二氧化鈦納米粉 1-10重量份。 所述二氧化鈦納米粉的粒徑范圍是5-25nm。
2. 如權(quán)利要求1所述的二氧化鈦納米粉改性環(huán)氧樹脂的地震物理模型材料，其特征在 于： 二氧化鈦納米粉 5-6重量份。
3. 如權(quán)利要求1所述的二氧化鈦納米粉改性環(huán)氧樹脂的地震物理模型材料，其特征在 于： 所述環(huán)氧樹脂為粘度在11000-14000mPas范圍的環(huán)氧樹脂。
4. 一種如權(quán)利要求1?3之一所述的二氧化鈦納米粉改性環(huán)氧樹脂地震物理模型材料 的制備方法，其特征在于所述方法包括： 所述組分按所述用量固化后制得所述的地震物理模型材料。
【文檔編號】C08L63/02GK104250424SQ201310258115
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2013年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月26日
【發(fā)明者】裴宇翀, 劉東方, 薛詩桂, 王輝明 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油物探技術(shù)研究院