一種地震物理模型及其制備方法和用途
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種地震物理模型，其制備組分包括環(huán)氧樹脂和固化劑，所述地震物理模型的制備組分中，環(huán)氧樹脂粘度為11000mPas～14000mPas；所述地震物理模型的制備組分還包括滑石粉，所述滑石粉的粒徑37微米，使得固化時間縮短，有效的提高地震物理模型制備速度。
【專利說明】-種地震物理模型及其制備方法和用途

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種地震物理模型及其制備方法和用途，具體而言，本發(fā)明涉及一種 制備材料慘雜滑石粉的地震物理模型及其制備方法和用途，能模擬實際的地質(zhì)構(gòu)造，用于 地震波長特征研究，為地球物理勘探領(lǐng)域服務(wù)。

【背景技術(shù)】
[0002] 地震勘探是油氣勘探的重要手段，而地震波傳播理論是地震勘探的理論基礎(chǔ)，地 震物理模擬技術(shù)則是研究地震波傳播理論的重要方式，也是驗證和解決實際生產(chǎn)問題的有 力工具。早在20世紀20年代，英國地球物理學(xué)家E. C. Bullard提出通過超聲波模擬地震 波，從而在小尺度的模型上研究地震學(xué)的問題。
[0003] 目前國外物理模型材料技術(shù)方面的研究資料不多，休斯頓大學(xué)聯(lián)合地球物理實 驗室（Allied Geo地ysical 1 油oratories)、荷蘭代爾夫特理工大學(xué)（Delft University of Technology)、澳大利亞科廷理工大學(xué)（Qi;rtin University of Technology)、加拿大的 卡爾加里大學(xué)物理地震模擬實驗室（化iversity of化Igary)和美國科羅拉多礦業(yè)學(xué)院 (Colorado School of Mines)等單位常有研究成果見于 SEG/EAGE 年會。"TadeppalLLuo 和 Evan、Wang和Li利用物理模型模擬技術(shù)，研究定向排列裂縫體的AV0效應(yīng)，Doe H. Ladzekpo 等利用物理模型研究有關(guān)鹽丘構(gòu)造成像的問題，G. W. Purnell等利用物理模型研究粗趟的 高速層對反射和透射波的影響，J. S.科切爾等利用物理模型技術(shù)實現(xiàn)地震剖面上的培狀礁 效應(yīng)模擬.
[0004] 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"。
[0005] 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，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際的物理模型，探索和 認識復(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)，同時為 今后的物理模型的制作奠定了基礎(chǔ)。
[0006] 地震物理模型實驗研究投資小，與數(shù)學(xué)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(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。地震物理模型實驗在石油天然氣勘探、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。
[0007] 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，掲示地震波 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)氧樹德注成型的方法，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W下缺點：
[0008] -是現(xiàn)有配方中，環(huán)氧樹脂固化劑一般采用593型，由于593型固化劑活性低，固 化速度慢，所W在模型德注過程中，固化時間較長，嚴重的影響了制模的效率。
[0009] 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(fù)雜構(gòu)造模型不利。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 針對現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，本發(fā)明提拱了一種在環(huán)氧樹脂中加入400目滑石粉， 并選用活性較低的593型固化劑制備而成的地震物理模型，通過改變400目滑石粉在環(huán)氧 樹脂中所占的重量比例，改變制備樣品的穿透性，從而改變聲波傳播速度，所制備的地震物 理模型的聲波傳播速度為2600m/s-2987m/s，與純環(huán)氧樹脂制備的地震物理模型相比，本申 請的地震物理模型的聲波傳播速度有所提高，為地震物理大模型的制作奠定了基礎(chǔ)。
[0011] 本發(fā)明主要通過1 ;1〇〇〇〇等比例縮小實際的地質(zhì)構(gòu)造，利用相似性原理建造地震 物理模型，研究地震波在實際復(fù)雜構(gòu)造中傳播的運動學(xué)和動力學(xué)特征，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(chǔ)。
[0012] 本發(fā)明所提供的一種地震物理模型，其制備組分包括環(huán)氧樹脂和固化劑，其特征 在于：
[0013] 所述地震物理模型的制備組分中，環(huán)氧樹脂粘度為llOOOmPas?HOOOmPas ;
[0014] 所述地震物理模型的制備組分還包括滑石粉，所述滑石粉的粒徑為37微米，即 400目滑石粉。
[0015] W環(huán)氧樹脂的質(zhì)量為100重量份計，所述滑石粉的質(zhì)量為10重量份?50重量份。
[0016] 所述滑石粉為滑石含水的娃酸鎮(zhèn)的粉末，所述滑石粉的化學(xué)成分為Mg3[Si40i。] (OH) 2,硬度為1，比重為2. 7?2. 8。
[0017] W環(huán)氧樹脂的質(zhì)量為100重量份計，固化劑的質(zhì)量為10重量份?100重量份，優(yōu) 選30重量份。
[0018] 所述地震物理模型的制備組分中，所述環(huán)氧樹脂為E-51型環(huán)氧樹脂，即EP ;
[0019] 所述固化劑為593型固化劑，其化學(xué)成分為二亞己基H胺與下基縮水甘油離的加 成物，其分子量為217. 13。
[0020] 本發(fā)明還提供了一種所述的地震物理模型的制備方法，其特征在于包括W下步 驟：
[0021] 1)材料預(yù)處理
[0022] 根據(jù)真實地下構(gòu)造，通過1:10000的比例縮小實際模型，然后計算模型所需環(huán)氧 樹脂質(zhì)量，將環(huán)氧樹脂置于烘箱5(TC預(yù)熱1個小時，然后取出抽真空30分鐘備用；
[0023] 2)模具預(yù)處理
[0024] 在制作好模具后，在模具內(nèi)表面涂覆脫模涂層，等脫模材料膠連固化后封裝；
[00幼 3)材料配置
[0026] 按配方要求將固化劑、滑石粉稱重處理后，將固化劑與滑石粉攬拌均勻，然后向其 中添加步驟1)預(yù)處理后的環(huán)氧樹脂，再攬拌均勻；
[0027] 4.)抽真空德注模型
[0028] 將攬拌均勻的固化劑、滑石粉與環(huán)氧樹脂抽真空處理10分鐘，然后倒入封裝好的 模具內(nèi)，待其固化完全后即可拆模，得到所述地震物理模型。
[0029] 步驟2)中，所述脫模涂層為娃橡膠涂層。
[0030] 本發(fā)明所述的地震物理模型可W應(yīng)用于地震波理論研究、復(fù)雜構(gòu)造及裂縫帶檢 巧||、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)中。
[0031] 本發(fā)明所制備的地震物理模型由于采取滑石粉，尤其是400目滑石粉慘雜改性配 方，使得固化時間縮短，有效的提高地震物理模型制備速度，其聲波傳播速度達到了 2600m/ s-2987m/s，具體而言，本發(fā)明的地震物理模型具有W下有益效果：
[0032] 1、本發(fā)明所制備的地震物理模型的聲波傳播速度有所提高，最高達到2987m/s ;
[0033] 2、本發(fā)明所制備的地震物理模型的具有很好的穿透性，最高可W達到420mv ;
[0034] 3、本發(fā)明所制備的地震物理模型的固化時間縮短，有效的提高地震物理模型制備 速度；
[00巧]4、本發(fā)明所制備的地震物理模型在制備地震物理模型過程中，滑石粉慘雜使得反 應(yīng)放熱量低，從而物理模型不易發(fā)生變形，可W-次性德注量增加2-3倍，制作過程簡便。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0036] 圖1是本發(fā)明的地震物理模型的聲波傳播速度范圍圖。
[0037] 圖2是本發(fā)明的地震物理模型的振幅范圍圖。
[0038] 圖3是本發(fā)明的地震物理模型的聲波傳播速度與養(yǎng)護時間的關(guān)系圖。

【具體實施方式】
[0039] 設(shè)計某地區(qū)的地震物理模型第H層(本模型根據(jù)實際地下構(gòu)造的速度進行制備， 是一個多層模型，本申請針對模型中主要的第H層進行了分析）
[0040] 速度設(shè)計 2950m/s
[0041] 模型尺寸 50cm*30cm*2cm
[0042] 配方：
[004引 E51型環(huán)氧樹脂 lOOg
[0044] 593型固化劑 30g
[004引 400目滑石粉 70g
[0046] 如上所述，其中，
[0047] 環(huán)氧樹脂優(yōu)選為粘度在11000 - HOOOmPas范圍的環(huán)氧樹脂，更優(yōu)選E-51型環(huán)氧 樹脂。
[0048] 593型固化劑是二亞己基H胺與下基縮水甘油離的加成物，分子量217. 13,淡黃 色透明黏性液體。
[004引 400目滑石粉是滑石含水的娃酸鎮(zhèn)，分子式為Mg3[Si40i。]伽)2。滑石屬單斜晶系。 晶體呈假六方或菱形的片狀，偶見。通常成致密的塊狀、葉片狀、放射狀、纖維狀集合體。無 色透明或白色，但因含少量的雜質(zhì)而呈現(xiàn)淺綠、淺黃、淺蹤甚至淺紅色；解理面上呈珍珠光 澤。硬度1，比重2. 7?2. 8。
[0050] 根據(jù)W下步驟1)?4)制備：
[0051] 1)材料預(yù)處理
[0052] 將稱量好的E-51型環(huán)氧樹脂置于烘箱5(TC預(yù)熱1個小時，然后取出抽真空30分 鐘備用；
[0053] 2)模具預(yù)處理
[0054] 在制作好模具后，在模具內(nèi)表面涂覆娃橡膠涂層，等娃橡膠膠連固化后封裝；
[00對 3)材料配置
[0056] 按配方要求將稱量好的固化劑、400目滑石粉攬拌均勻，然后向其中添加步驟1) 預(yù)處理后的環(huán)氧樹脂，再攬拌均勻；
[0057] 4.)抽真空德注模型
[0058] 將攬拌均勻的固化劑、滑石粉與環(huán)氧樹脂抽真空處理10分鐘，然后倒入封裝好的 模具內(nèi)，待其固化完全后即可拆模，得到所述地震物理模型。
[0059] 下面就本申請的優(yōu)選實施例進行說明：
[0060] 實施例1?10采用上述速度設(shè)計和模型設(shè)計，即
[0061] 速度設(shè)計 2950m/s
[0062] 模型尺寸 50cm*30cm*2cm
[0063] 實施例1
[0064] 配方說明：
[0065] 實施例1的配方如下表所示，200g的E-51型環(huán)氧樹脂，即EP，60g的593型固化 齊U，l〇g的400目滑石粉。
[0066] 由于采取400目滑石粉慘雜改性配方，使得固化時間縮短，有效的提高地震物理 模型制備速度。
[0067] 制備方法如下：
[0068] 1)材料預(yù)處理
[0069] 將200g的E-51型環(huán)氧樹脂置于烘箱5(TC預(yù)熱1個小時，然后取出抽真空30分鐘 備用；
[0070] 2)模具預(yù)處理
[0071] 在制作好模具后，在模具內(nèi)表面涂覆娃橡膠涂層，等娃橡膠膠連固化后封裝；
[007引 3)材料配置
[0073] 按配方要求將60g的593型固化劑、lOg的400目滑石粉攬拌均勻，然后向其中添 加步驟1)預(yù)處理后的環(huán)氧樹脂，再攬拌均勻；
[0074] 4.)抽真空德注模型
[00巧]將攬拌均勻的固化劑、滑石粉與環(huán)氧樹脂抽真空處理10分鐘，然后倒入封裝好的 模具內(nèi)，待其固化完全后即可拆模，得到所述地震物理模型。
[00M] 實施例2
[0077] 配方說明：
[0078] 實施例2的配方如下表所示，200g的E-51型環(huán)氧樹脂，即EP，60g的593型固化 劑，20g的400目滑石粉。
[0079] 由于采取400目滑石粉慘雜改性配方，使得固化時間縮短，有效的提高地震物理 模型制備速度。
[0080] 實施例2的制備方法與實施例1相同，即采用上述實施例2的配方中各重量的組 分，重復(fù)步驟1)?4)。
[00引]實施例3 [00的]配方說明：
[0083] 實施例3的配方如下表所示，200g的E-51型環(huán)氧樹脂，即EP，60g的593型固化 劑，30g的400目滑石粉。
[0084] 由于采取400目滑石粉慘雜改性配方，使得固化時間縮短，有效的提高地震物理 模型制備速度。
[0085] 實施例3的制備方法與實施例1相同，即采用上述實施例3的配方中各重量的組 分，重復(fù)步驟1)?4)。
[008引 實施例4
[0087] 配方說明：
[0088] 實施例4的配方如下表所示，200g的E-51型環(huán)氧樹脂，即EP，60g的593型固化 劑，40g的400目滑石粉。
[0089] 由于采取400目滑石粉慘雜改性配方，使得固化時間縮短，有效的提高地震物理 模型制備速度。
[0090] 實施例4的制備方法與實施例1相同，即采用上述實施例4的配方中各重量的組 分，重復(fù)步驟1)?4)。
[00川 實施例5
[009引配方說明：
[0093] 實施例5的配方如下表所示，200g的E-51型環(huán)氧樹脂，即EP，60g的593型固化 劑，50g的400目滑石粉。
[0094] 由于采取400目滑石粉慘雜改性配方，使得固化時間縮短，有效的提高地震物理 模型制備速度。
[0095] 實施例5的制備方法與實施例1相同，即采用上述實施例5的配方中各重量的組 分，重復(fù)步驟1)?4)。
[009引 實施例6
[0097] 配方說明：
[0098] 實施例6的配方如下表所示，200g的E-51型環(huán)氧樹脂，即EP，60g的593型固化 劑，60g的400目滑石粉。
[0099] 由于采取400目滑石粉慘雜改性配方，使得固化時間縮短，有效的提高地震物理 模型制備速度。
[0100] 實施例6的制備方法與實施例1相同，即采用上述實施例6的配方中各重量的組 分，重復(fù)步驟1)?4)。
[0101] 實施例7
[0102] 配方說明：
[0103] 實施例7的配方如下表所示，200g的E-51型環(huán)氧樹脂，即EP，60g的593型固化 劑，7〇g的400目滑石粉。
[0104] 由于采取400目滑石粉慘雜改性配方，使得固化時間縮短，有效的提高地震物理 模型制備速度。
[0105] 實施例7的制備方法與實施例1相同，即采用上述實施例7的配方中各重量的組 分，重復(fù)步驟1)?4)。
[0106] 實施例8
[0107] 配方說明：
[0108] 實施例8的配方如下表所示，200g的E-51型環(huán)氧樹脂，即EP，60g的593型固化 劑，80g的400目滑石粉。
[0109] 由于采取400目滑石粉慘雜改性配方，使得固化時間縮短，有效的提高地震物理 模型制備速度。
[0110] 實施例8的制備方法與實施例1相同，即采用上述實施例8的配方中各重量的組 分，重復(fù)步驟1)?4)。
[0111] 實施例9 [011引配方說明：
[0113] 實施例9的配方如下表所示，200g的E-51型環(huán)氧樹脂，即EP，60g的593型固化 劑，90g的400目滑石粉。
[0114] 由于采取400目滑石粉慘雜改性配方，使得固化時間縮短，有效的提高地震物理 模型制備速度。
[0115] 實施例9的制備方法與實施例1相同，即采用上述實施例9的配方中各重量的組 分，重復(fù)步驟1)?4)。
[0116] 實施例10
[0117] 配方說明：
[0118] 實施例10的配方如下表所示，200g的E-51型環(huán)氧樹脂，即EP，60g的593型固化 齊U，l〇〇g的400目滑石粉。
[0119] 由于采取400目滑石粉慘雜改性配方，使得固化時間縮短，有效的提高地震物理 模型制備速度。
[0120] 實施例10的制備方法與實施例1相同，即采用上述實施例10的配方中各重量的 組分，重復(fù)步驟1)?4)。
[0121] 對比例1
[0122] 對比例1主要使用純環(huán)氧樹脂，固化劑使用高活性的593型固化劑，固化時間長， 影響地震物理模型制備效率，純環(huán)氧樹脂固化后，材料的聲波傳播速度為2600m/s。
[0123] 配方說明：
[0124] 對比例1的配方如下表所示，200g的E-51型環(huán)氧樹脂，即EP，60g的593型固化 劑。
[0125] 對比例1的制備方法與實施例1相同，即采用上述對比例1的配方中各重量的組 分，重復(fù)步驟1)?4)，其中步驟3)將固化劑和環(huán)氧樹脂直接混合均勻。
[0126] 實施例1?10與對比例1所制備的地震物理模型的組分及主要性能對比表：
[0127]

【權(quán)利要求】
1. 一種地震物理模型，其制備組分包括環(huán)氧樹脂和固化劑，其特征在于： 所述地震物理模型的制備組分中，環(huán)氧樹脂粘度為llOOOmPas?14000mPas ; 所述地震物理模型的制備組分還包括滑石粉，所述滑石粉的粒徑為37微米。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地震物理模型，其特征在于： 以環(huán)氧樹脂的質(zhì)量為1〇〇重量份計，所述滑石粉的質(zhì)量為10重量份?50重量份。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種地震物理模型，其特征在于： 所述滑石粉為滑石含水的硅酸鎂的粉末，所述滑石粉的化學(xué)成分為Mg3[Si40 1(l] (0H)2， 硬度為1，比重為2. 7?2. 8。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種地震物理模型，其特征在于： 以環(huán)氧樹脂的質(zhì)量為100重量份計，固化劑的質(zhì)量為10重量份?100重量份。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種地震物理模型，其特征在于： 以環(huán)氧樹脂的質(zhì)量為1〇〇重量份計，固化劑的質(zhì)量為30重量份。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種地震物理模型，其特征在于： 所述地震物理模型的制備組分中，所述環(huán)氧樹脂為E-51型環(huán)氧樹脂，即EP ; 所述固化劑為593型固化劑，其化學(xué)成分為二亞乙基三胺與丁基縮水甘油醚的加成 物，其分子量為217. 13。
7. -種如權(quán)利要求1?6任一項所述的地震物理模型的制備方法，其特征在于包括以 下步驟： 1) 材料預(yù)處理 根據(jù)真實地下構(gòu)造，通過1:10000的比例縮小實際模型，然后計算模型所需環(huán)氧樹脂 質(zhì)量，將環(huán)氧樹脂置于烘箱50°C預(yù)熱1個小時，然后取出抽真空30分鐘備用； 2) 模具預(yù)處理 在制作好模具后，在模具內(nèi)表面涂覆脫模涂層，等脫模材料膠連固化后封裝； 3) 材料配置 按配方要求將固化劑、滑石粉稱重處理后，將固化劑與滑石粉攪拌均勻，然后向其中添 加步驟1)預(yù)處理后的環(huán)氧樹脂，再攪拌均勻；
4.)抽真空澆注模型 將攪拌均勻的固化劑、滑石粉與環(huán)氧樹脂抽真空處理10分鐘，然后倒入封裝好的模具 內(nèi)，待其固化完全后即可拆模，得到所述地震物理模型。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的地震物理模型的制備方法，其特征在于： 所述脫模涂層為硅橡膠涂層。
9. 一種如權(quán)利要求1?6任一項所述的地震物理模型在石油天然氣勘探、開發(fā)中的用 途。
【文檔編號】C08K3/34GK104513461SQ201310464477
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2013年10月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月8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