CN104109346B - 一种硅微粉改性环氧树脂的地震物理模型材料及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种硅粉改性环氧树脂的地震物理模型材料及制备方法。所述地震物理模型材料包括固化后的以下组分：环氧树脂100重量份；593型固化剂15‑25重量份；400目硅粉10‑70重量份。所述方法包括：所述组分按所述用量固化后制得。本发明采用硅粉改性环氧树脂的制备方法，有效的提高了地震物理模型的单次浇注量，并且材料具有较高的穿透性，有效的提高了声波传播速度，为地震物理大模型的制作奠定了基础。
Description
技术领域
本发明涉及地震物理模型领域，更进一步说，涉及一种硅微粉改性环氧树脂的地震物理模型材料及制备方法。
背景技术
随着石油勘探工作的深入,勘探难度也越来越大，许多地质现象及波场传播理论需要得到进一步的验证与完善，勘探方法也有待进一步发展，物理模型模拟技术是地球物理研究的关键技术之一，是从事理论问题研究的重要“助手”。
地震物理模拟技术是在实验室中，通过超声波换能器激发和接收信号，从而利用超声波模拟野外地震波，获得地震模拟数据体，在实验室中通过地震物理模型，揭示地震波在复杂构造中的传播规律。模型材料模拟技术是物理模型正演模拟的基础，目前国内各大院所和高校主要用环氧树浇注成型的方法,根据高速度地层需要，制备出波速在2600m/s的材料，但是环氧树脂材料存在以下缺点：
一是现有配方中，环氧树脂固化剂一般采用593型，由于593型固化剂活性高，放热快，所以在模型浇注过程中，会出现放热量大，模型开裂现象，严重的影响了制模的精度。
二是现有配方中，制备出的模型最高波速达到2600m/s，不能够模拟实际地层的需求，对制作复杂构造模型不利。
发明内容
为解决现有技术中出现的问题，本发明提供了一种硅微粉改性环氧树脂的地震物理模型材料及制备方法。采用硅微粉掺杂改性环氧树脂的制备工艺，有效的提高了地震物理模型的单次浇注量，并且新型材料具有较高的穿透性，有效的提高了声波传播速度，为地震物理大模型的制作奠定了基础。
本发明的目的之一是提供一种硅微粉改性环氧树脂的地震物理模型材料。
包括固化的以下组分：
环氧树脂100重量份；
593型固化剂15-25重量份；
400目硅微粉10-70重量份；优选40-50重量份。
其中，
环氧树脂优选为粘度在11000－14000mPas范围的环氧树脂，更优选E-51型环氧树脂。
593型固化剂是二亚乙基三胺与丁基缩水甘油醚的加成物，分子量217.13，淡黄色透明黏性液体。
本发明的目的之二是提供一种硅微粉改性环氧树脂的地震物理模型材料的制备方法。
包括：所述组分按所述用量固化后制得所述地震物理模型材料。
固化方法可采用本领域通常的固化方法。在本发明中可优选按以下步骤进行：
1.材料预处理
根据模型用料的需求，把环氧树脂置于烘箱50℃预热1个小时，然后取出抽真空30分钟备用。
2.模具预处理
在制作好模具后，在模具内表面涂一层脱模材料，一般采用硅橡胶作为脱模涂层，等硅橡胶交连固化后再浇注模具。
3.材料配置
按配方要求将材料称重处理后，首先将593型固化剂与400目硅微粉进行均匀搅拌，然后在其中添加环氧树脂使其搅拌均匀。
4.抽真空浇注模型
材料配好并搅拌均匀后，抽真空处理10分钟，然后倒入封装好的模具内，当其固化完全后即可拆模。
通过专用地震物理模型制备设备及制备工艺合成新型的地震物理模型材料，通过1：:10000等比例缩小实际的地质构造，利用相似性原理建造地震物理模型，通过建立比较逼近实际的物理模型，探索和认识复杂构造及缝洞储层中地震波的传播规律，为油气勘探开发提供有利的依据，同时为今后的物理模型的制作奠定了基础。
地震物理模型实验研究投资小，并且可以有效的为实际油气勘探开发提供有利的依据，实现方法技术攻关。在具备完善和先进的软件以及硬件条件下，在高水平制模工艺的前提下，地震物理模型可以充分发挥其技术优势，针对不用的复杂构造地区进行模拟实验，实现方法技术攻关，为实际的油气勘探起到指导作用。
纯环氧树脂固化后，材料的声波传播速度为2600m/s，通过硅微粉掺杂改性环氧树脂，是提高环氧树脂材料波速的有效方法，并且由于593型固化剂活性较高，在制备纯环氧树脂的过程中，放热较多，制备出的地震物理模型容易发生变形和开裂的现象，通过硅微粉掺杂改性环氧树脂地震物理模型，反应过程中放热少，并且反应速度快，是地震物理模型制备的理想材料，本发明首次把硅微粉材料应用到地震物理模型材料领域，硅微粉在环氧树脂中可以均匀的分散，不会产生团聚的现象，在使用593型固化剂是，参与到掺杂改性材料的化学反应，制备出的材料具有很好的穿透性。由于选取400目的硅微粉，当硅微粉在环氧树脂中掺杂比例达到50％后，材料的速度达到最大值2851m/s，继续增加硅微粉的掺杂比例后，材料的速度反而降低。
本发明的硅微粉改性环氧树脂的地震物理模型材料，具有以下特点：
1)地震物理模型材料声波速度有所提高，最高波速达到2851m/s。
2)地震物理模型材料具有很好的穿透性，最高可以达到420mv。
3)地震物理模型材料放热较少，制备出的地震物理模型不会出现开裂的现象。
4)地震物理模型材料在制备地震物理模型过程中，浇注量提高1-2倍。
附图说明
图1地震物理模型材料速度图
图2地震物理模型材料的声波传播速度与振幅的关系图
图3不同的速度的地震物理模型材料与养护时间的关系图
具体实施方式
下面结合实施例，进一步说明本发明。
实施例中所用原料：
环氧树脂E51：凤凰牌E51环氧树脂，牌号WRS618，产地江苏无锡；粘度在12000－15000mPas。
593型固化剂：凤凰牌593固化剂，牌号593，产地江苏无锡
400目硅微粉：远航400目硅微粉，牌号SF96，产地河北石家庄
实施例1～7：
1.材料预处理
根据模型用料的需求，把一定量的环氧树脂E51置于烘箱50℃预热1个小时，然后取出抽真空30分钟备用。
2.模具预处理
在制作好模具后，在模具内表面涂一层脱模材料，一般采用硅橡胶作为脱模涂层，等硅橡胶交连固化后再浇注模具。
3.材料配置
按配方要求将材料称重处理后，首先将593型固化剂与400目硅微粉进行均匀搅拌，然后在其中添加环氧树脂使其搅拌均匀。
4.抽真空浇注模型
材料配好并搅拌均匀后，抽真空处理10分钟，然后倒入封装好的模具内，当其固化完全后即可拆模。
各实施例的配方见表1。
表1(用量是以重量份计)
表1中所述的掺杂硅微粉所占比例是指硅微粉占环氧树脂的比例。
对比例：
为不用硅微粉改性的环氧树脂制作的地震物理模型材料。配方见表1。
对比例使用纯环氧树脂，固化剂使用高活性的593型固化剂，固化时放热多，出现爆聚导致材料开裂或出现气泡，浇注量受到严重的限制。
实施例1～7为硅微粉改性的环氧和素质，固化剂依然选择活性很高的593型固化剂，由于采取硅微粉掺杂改性配方，使得反应过程中放热量降低，但是并没有降低反应速度。
图1是实施例和对比例的地震物理模型材料速度图，表示通过400目的硅微粉掺杂，材料的声波传播速度得到了提高，当硅微粉在环氧树脂中掺杂比例达到50％后，材料的声波传播速度达到最大值2851m/s，继续增加硅微粉的掺杂比例后，材料的速度反而降低,通过硅微粉掺杂改性后的新型地震物理模型材料，可以有效的模拟地下岩石弹性结构，制作物理模型，进行地震勘探物理模拟物理实验。
图2实施例和对比例的地震物理模型材料的声波传播速度与振幅的关系图，振幅的大小是表示用超声激发地震波表示地震物理模型材料穿透性能力的强弱，说明材料的实验性能优劣，通过实验数据，可以得到硅微粉改性的环氧树脂材料的穿透性远大于纯环氧树脂。
图3表示不同的速度实施例和对比例的地震物理模型材料与养护时间的关系图，说明模型材料速度的稳定性，通过图3可以看出，本发明的实施例的声波传播速度基本在8天后趋于稳定。
Claims (3)
1.一种硅微粉改性环氧树脂的地震物理模型材料，其特征在于所述模型材料由固化的以下组分组成：
环氧树脂 100重量份；
593型固化剂 15-25重量份；
400目硅微粉 40-50重量份。
2.如权利要求1所述的硅微粉改性环氧树脂的地震物理模型材料，其特征在于：
环氧树脂为粘度在11000－14000mPa﹒s范围的环氧树脂。
3.一种如权利要求1～2之一所述的硅微粉改性环氧树脂的地震物理模型材料的制备方法，其特征在于所述方法包括：
所述组分按所述用量固化后制得所述的地震物理模型材料。
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