一種二氧化硅納米粉改性環(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納米粉改性環(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；二氧化硅納米粉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)明通過改變二氧化硅納米粉在環(huán)氧樹脂中所占的比例制得聲波傳播速度分別為2557m/s-2871m/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。
【專利說明】一種二氧化硅納米粉改性環(huán)氧樹脂的地震物理模型材料及 制備方法

【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明涉及地震物理模型領域，更進一步說，涉及一種二氧化硅納米粉改性環(huán)氧 樹脂的地震物理模型材料。

【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 需要得到進一步的驗證與完善，勘探方法也有待進一步發(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)是在實驗室中，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，在實驗室中通過地震物理模型，揭示地震波 在復雜構(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，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：
[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，固化時間較長，嚴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到2600m/s，不能夠模擬實際地層的需 求，對制作復雜構(gòu)造模型不利。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為解決現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的問題，本發(fā)明提供了一種二氧化硅納米粉改性環(huán)氧樹脂 的地震物理模型材料及制備方法?？s短了固化時間，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。
[0007] 本發(fā)明的目的之一是提供一種二氧化硅納米粉改性環(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] 二氧化硅納米粉 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] 二氧化硅納米粉的粒徑范圍：7-40nm。
[0015] 地震物理模型實驗是在實驗室內(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際的物理模型，探索和認識復雜構(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)，同時為今后的物理模 型的制作奠定了基礎。
[0017] 地震物理模型實驗研究投資小，與數(shù)學模型相比，其最大的優(yōu)點就是地震物理模 型模擬結(jié)果的真實性，不受計算方法、假設條件的限制，因而地震物理模型受到國內(nèi)外各石 油公司和大學的高度重視。地震物理模型實驗在石油天然氣勘探、開發(fā)中的應用越來越廣 泛。在地震波理論研究和復雜構(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，通過二氧化硅納米粉摻雜改 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，固化時間較長，嚴重的影響了制模的效率。通過二氧化硅 納米粉摻雜改性環(huán)氧樹脂地震物理模型，固化時間縮短，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)明首次把二氧化硅納米粉材料應用到地震物理模型 材料領域，二氧化硅納米粉在環(huán)氧樹脂中可以均勻的分散，不會產(chǎn)生團聚的現(xiàn)象，在使用 650型固化劑，參與到摻雜改性材料的化學反應，制備出的材料具有很好的穿透性。由于選 取二氧化硅納米粉，當二氧化硅納米粉在環(huán)氧樹脂中摻雜比例達到5%后，即環(huán)氧樹脂，材 料的速度達到最大值2871m/s，繼續(xù)增加二氧化硅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硅納米粉改性環(huán)氧樹脂的地震物理模型材 料的制備方法。
[0020] 包括：
[0021] 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。
[0022] 固化方法可采用本領域通常的固化方法，在本發(fā)明中可優(yōu)選按以下步驟進行：
[0023] 1.材料預處理
[0024] 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預熱1個小時，然后 取出抽真空30分鐘備用。
[0025] 2.模具預處理
[0026] 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。
[0027] 3.材料配置
[0028] 按配方要求將材料稱重處理后，首先將650型固化劑與二氧化硅納米粉進行均勻 攪拌，然后在其中添加環(huán)氧樹脂使其攪拌均勻。
[0029] 4.抽真空澆注模型
[0030] 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)，當其固 化完全后即可拆模。
[0031] 本發(fā)明通過改變二氧化硅納米粉在環(huán)氧樹脂中所占的比例不同，通過二氧化硅納 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-2871m/s的地震物理模型材料。
[0032] 發(fā)明的效果：
[0033] 1) _氧化娃納米粉慘雜改性后的新型材料聲波速度有所提1?，最1?波速達到 2871m/ s.
[0034] 2)二氧化硅納米粉摻雜改性后的新型材料具有很好的穿透性，最高可以達到 420mv。
[0035] 3)二氧化硅納米粉摻雜改性后的新型材料固化時間縮短，有效的提高地震物理模 型制備速度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0036] 圖1實施例和對比例的地震物理模型材料速度圖
[0037] 圖2實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
[0038] 圖3實施例和對比例的地震物理模型材料的不同的速度與養(yǎng)護時間的關(guān)系圖

【具體實施方式】
[0039] 下面結(jié)合實施例，進一步說明本發(fā)明。
[0040] 實施例所用的原料：
[0041] 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.
[0042] 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。
[0043] 二氧化硅納米粉：阿拉丁試劑，貨號S104585規(guī)格99. 5%50±5nm產(chǎn)地上海。
[0044] 實施例1?7
[0045] 將環(huán)氧樹脂E51置于烘箱50°C預熱1個小時，然后取出抽真空30分鐘，排除環(huán)氧 樹脂中的氣泡；
[0046] 按配方要求將材料稱重處理后，首先將650型固化劑與二氧化硅納米粉進行均勻 攪拌；
[0047] 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；
[0048] 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)，當其固 化完全后即可拆模。
[0049] 具體配方見表1.
[0050] 表1 (用量是以重量份計）
[0051]

【權(quán)利要求】
1. 一種二氧化硅納米粉改性環(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； 二氧化硅納米粉 ι-?ο重量份； 所述二氧化娃納米粉的粒徑范圍：7-40nm。
2. 如權(quán)利要求1所述的二氧化硅納米粉改性環(huán)氧樹脂的地震物理模型材料，其特征在 于： 二氧化硅納米粉 5-6重量份。
3. 如權(quán)利要求1所述的二氧化硅納米粉改性環(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之一所述的二氧化硅納米粉改性環(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】C08L63/00GK104250425SQ201310258122
【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