CN104341715A - 一种地震物理模型材料及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地震物理模型材料及制备方法。材料包括固化后的以下组分：环氧树脂：100重量份；聚硫橡胶：30～50重量份；固化剂：15～25重量份；引发剂：1～4重量份；稀释剂：15～30重量份；消泡剂：1.5～3重量份。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。本发明通过改变环氧树脂与聚硫橡胶配比，制作出声波传播速度由1800m/s-2100m/s渐变的地震物理模型材料。有助于认识地下储层中溶洞的存在形式、大小和空间分布特征以及溶洞的发育。

Description

一种地震物理模型材料及制备方法

技术领域

本发明涉及地球物理勘探领域，更进一步说，涉及一种地震物理模型材料及制备方法。

背景技术

地震物理模型实验关键是要找到合适的相似材料。对于地震物理模型材料的研究，国内外已经做了不少的工作，总结起来，国内外所用的材料基本上都是硅橡胶和环氧树脂，环氧树脂与硅橡胶通过改变它们的配比来改变材料声波传播速度，速度变化范围在1000m/s-2600m/s，小于2600m/s的模型材料是白色不透明的固体。它们对于构造模拟是理想的材料，但随着我国油气勘探开发工作的不断深入，对于碳酸盐地区，油气储集空间主要为裂缝及溶洞,储层埋藏较深,纵横向非均质性较强,受地貌、构造和成岩等地质因素的影响,碳酸盐岩储层的溶洞分布千姿百态,分布的随机性、形态的复杂性及溶洞中填充物的不同,研究溶洞对地震波特征的响应,分析孔洞分布和和发育强度与地震波特征属性参数之间的关系，已经成为地球物理学家越来越重要的研究课题。

研究一种清晰透明不同速度的模型材料，可直观显现碳酸盐岩油气储集地质构造，有助于认识地下储层中溶洞的存在形式、大小和空间分布特征以及溶洞的发育程度，降低用地震勘探方法识别它们的难度和风险。通过超声地震物理模型实验观测溶洞体模型中地震波传播的动力学和运动学特征，分析和研究地震波对溶洞体的地震响应特征，研究溶洞对地震波特征的响应。正演物理模拟作为地球物理学的重要研究手段，通过对物理模型的观测和分析，可以为地下溶洞系统的研究提供实验依据。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种地震物理模型材料及制备方法，本发明的环氧树脂、聚硫橡胶地震物理模型材，通过利用相似性原理建造的地震物理模型，做模拟实际的裂缝及溶洞介质，研究地震波在油气藏地质构造的复杂地区传播的运动学和动力学特征。为油藏研究提供主要地质依据，进行油田开发生产和研究工作的基础研究，描述油藏的最终成果。本发明通过改变环氧树脂与聚硫橡胶配比，制作出声波传播速度由1800m/s-2100m/s渐变的复合材料。研究出一种清晰透明、不同速度的模型材料，直观显现地下的复杂构造，有助于认识地下储层中溶洞的存在形式、大小和空间分布特征以及溶洞的发育。

本发明的目的之一是提供一种地震物理模型材料。

包括固化后的以下组分：

环氧树脂：100重量份；

聚硫橡胶：30～50重量份；优选35～50重量份；

引发剂：1～4重量份，优选1.5～3.5重量份；

固化剂：15～25重量份，优选15-20重量份；

稀释剂：15～30重量份，优选15-25重量份；

消泡剂：1.5～3重量份，优选1.5-2.5重量份。

所述环氧树脂为现有技术中所有的环氧树脂，优选E-51;

所述聚硫橡胶为现有技术中所有的聚硫橡胶，优选JLY-121聚硫橡胶；

所述固化剂为2,4,6-三（二甲胺基甲基）苯酚（DMP-30）、曼尼斯加成多元胺（T-31）、593中的一种或两种；

593是二亚乙基三胺和丁基缩水甘油醚及低分子量环氧树脂和乙二胺的加成物；

所述引发剂为过氧化合物引发剂，优选过氧化甲乙酮，

过氧化甲乙酮是由甲乙酮与过氧化氢（双氧水）反应制得。是过氧化甲乙酮与增塑剂的混和溶液；

所述稀释剂为酯类增塑剂，优选为邻苯二甲酸二丁酯；

所述消泡剂为环氧树脂消泡剂或磷酸三丁脂，优选为磷酸三丁脂。

本发明的目的之二是提供一种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。

本发明的制备方法可采用本领域的通常的固化方法，本发明中，可优选按照以下步骤进行：

1）环氧树脂、聚硫橡胶按所述用量掺混，一并放入烘箱加热，经过除泡处理后备用；

2）固化剂、引发剂、稀释剂、消泡剂经过除泡处理后备用；

3）环氧树脂和聚硫橡胶，加入稀释剂、消泡剂后，搅拌混合，时间3～5分钟，经过除泡处理后，温度控制在15～35度之间备用；

4）加入固化剂、引发剂搅拌混合，经过除泡处理后得到所述地震物理模型材料。

具体地，

1）按照步骤；确定的配方，选择环氧树脂、聚硫橡胶掺混，一并放入烘箱，温度控制在30～70度之间，时间1～4小时取出，经过除泡处理后备用；

2）固化剂、引发剂、稀释剂、消泡剂经过除泡处理后备用；

3）环氧树脂和聚硫橡胶，加入稀释剂、消泡剂后，搅拌混合，时间3～5分钟，经过除泡处理后，温度控制在15～35度之间备用；

4）加入固化剂、引发剂搅拌混合，经过除泡处理后得到模型材料；

根据不同的比例，材料速度可在1800m/s-2100m/s之间变化，混入其它模型材料还可增大速度变化范围，可塑性强，适于构建各种复杂地质形态的模型。

本发明所述的化学材料合成地震物理储层模型实验材经测试，得出配置的新型模型材料的速度范围见图1。见本发明工艺流程图2。

本发明的环氧树脂、聚硫橡胶地震物理模型材，通过利用相似性原理建造的地震物理模型，做模拟实际的裂缝及溶洞介质，研究地震波在油气藏地质构造的复杂地区传播的运动学和动力学特征。为油藏研究提供主要地质依据，进行油田开发生产和研究工作的基础研究，描述油藏的最终成果。本发明通过改变环氧树脂与聚硫橡胶配比，制作出声波传播速度由1800m/s-2100m/s渐变的复合材料。研究出一种清晰透明、不同速度的模型材料，直观显现地下的复杂构造，有助于认识地下储层中溶洞的存在形式、大小和空间分布特征以及溶洞的发育，降低用地震勘探方法识别它们的难度和风险。通过超声地震物理模型实验观测溶洞体模型中地震波传播的动力学和运动学特征，分析和研究地震波对溶洞体的地震响应特征，研究溶洞对地震波特征的响应,分析孔洞分布和和发育强度与地震波特征属性参数之间的关系，已经成为地球物理学家越来越重要的研究课题。正演物理模拟作为地球物理学的重要研究手段，通过对物理模型的观测和分析，可以为地下溶洞系统的研究提供实验依据。

附图说明

图1是不同配比环氧树脂与聚硫橡胶合成地震物理模型实验材料速度图，表示模型实验材料的速度范围，通过不同的速度的模型材料，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试验。

图2是本发明的模型制作工艺流程图，表示模型材料的制作过程

具体实施方式

下面结合实施例，进一步说明本发明。

实施例中所用原料如下：

环氧树脂为无锡树脂厂生产的618（E-51）；

聚硫橡胶为上海金昌橡塑实业有限分公司生产的JLY-121聚硫橡胶，

引发剂，为长顺实业有限公司生产的过氧化甲乙酮，

固化剂为常州亿佳新材料有限公司生产的593；T-31固化剂（常州山峰化工有限公司）；DMP-30固化剂（常州山峰化工有限公司）；

稀释剂为济南市承恩化工有限公司生产的邻苯二甲酸二丁酯；

消泡剂为青岛万盛化工有限公司生产的磷酸三丁脂；环氧树脂消泡剂（上海涵麟实业有限公司）。

实施例1：

E-51环氧树脂：100；

JLY-121聚硫橡胶：30

593固化剂：20

过氧化甲乙酮（60%）；1.5，

邻苯二甲酸二丁酯稀释剂：15

磷酸三丁脂消泡剂：1.5；

以上按重量份数计。

1）按照步骤；确定的配方，选择环氧树脂、聚硫橡胶掺混，一并放入烘箱，温度控制在60度，2小时取出，经过除泡处理后备用；

2）固化剂、引发剂、稀释剂、消泡剂经过除泡处理后备用；

3）环氧树脂和聚硫橡胶，加入稀释剂、消泡剂后，搅拌混合3分钟，经过除泡处理后，温度控制在20度备用；

4）加入固化剂、引发剂搅拌混合，经过除泡处理后得到模型材料；

经测试所得模型材料的参数：VP=2090、A=150。30天速度稳定。

具体实施：见发明工艺流程图。

实施例2：

E-51环氧树脂：100；

JLY-121聚硫橡胶：40

过氧化甲乙酮（60%）；2.5，

593固化剂：20

邻苯二甲酸二丁酯稀释剂：20

磷酸三丁脂消泡剂：2；

以上按重量份数计。

1）按照步骤；确定的配方，选择环氧树脂、聚硫橡胶掺混，一并放入烘箱，温度控制在60度，2小时取出，经过除泡处理后备用；

2）固化剂、引发剂、稀释剂、消泡剂经过除泡处理后备用；

3）环氧树脂和聚硫橡胶，加入稀释剂、消泡剂后，搅拌混合3分钟，经过除泡处理后，温度控制在20度备用；

4）加入固化剂、引发剂搅拌混合，经过除泡处理后得到模型材料；

经测试所得模型材料的参数：VP=1950、A=150。30天速度稳定。

具体实施：见发明工艺流程图。

实施例3：

E-51环氧树脂：100；

JLY-121聚硫橡胶：45

过氧化甲乙酮（60%）；3，

T-31固化剂：20

邻苯二甲酸二丁酯稀释剂：20

环氧树脂消泡剂：2.5；

以上按重量份数计。

1）按照步骤；确定的配方，选择环氧树脂、聚硫橡胶掺混，一并放入烘箱，温度控制在60度，2小时取出，经过除泡处理后备用；

2）固化剂、引发剂、稀释剂、消泡剂经过除泡处理后备用；

3）环氧树脂和聚硫橡胶，加入稀释剂、消泡剂后，搅拌混合3分钟，经过除泡处理后，温度控制在20度备用；

4）加入固化剂、引发剂搅拌混合，经过除泡处理后得到模型材料；

经测试所得模型材料的参数：VP=1870、A=130。30天速度稳定。

具体实施：见发明工艺流程图。

实施例4：

E-51环氧树脂：100；

JLY-121聚硫橡胶：50

DMP-30固化剂：15

过氧化甲乙酮（60%）；3.5

邻苯二甲酸二丁酯稀释剂：25

环氧树脂消泡剂：2.5；

以上按重量份数计。

1）按照步骤；确定的配方，选择环氧树脂、聚硫橡胶掺混，一并放入烘箱，温度控制在60度，2小时取出，经过除泡处理后备用；

2）固化剂、引发剂、稀释剂、消泡剂经过除泡处理后备用；

3）环氧树脂和聚硫橡胶，加入稀释剂、消泡剂后，搅拌混合3分钟，经过除泡处理后，温度控制在20度备用；

4）加入固化剂、引发剂搅拌混合，经过除泡处理后得到模型材料；

经测试所得模型材料的参数：VP=1800、A=130。30天速度稳定。

具体实施：见发明工艺流程图。

Claims (5)

1.一种地震物理模型材料，其特征在于包括固化后的以下组分：

环氧树脂：100重量份

聚硫橡胶：30～50重量份

固化剂：15～25重量份

引发剂；1～4重量份

稀释剂：15～30重量份

消泡剂：1.5～3重量份

所述固化剂为2,4,6-三（二甲胺基甲基）苯酚、曼尼斯加成多元胺、593中的一种或两种；

所述引发剂为过氧化合物引发剂；

所述稀释剂为酯类增塑剂；

所述消泡剂为环氧树脂消泡剂或磷酸三丁脂。

2.如权利要求1所述的地震物理模型材料，其特征在于：

环氧树脂：100重量份；

聚硫橡胶：35～50重量份；

引发剂：1.5～3.5重量份，

固化剂：15～20重量份；

稀释剂：15～25重量份；

消泡剂：1.5～2.5重量份。

3.如权利要求1所述的地震物理模型材料，其特征在于：

所述引发剂为过氧化甲乙酮；

所述稀释剂为邻苯二甲酸二丁酯；

所述消泡剂为磷酸三丁脂。

4.一种如权利要求1～3之一所述的地震物理模型材料的制备方法，其特征在于：

所述组分按所述用量固化后制得所述地震物理模型材料。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于；

1）环氧树脂、聚硫橡胶按所述用量掺混，烘热除泡处理后备用；

2）固化剂、引发剂、稀释剂、消泡剂经过除泡处理后备用；

3）环氧树脂和聚硫橡胶，加入稀释剂、消泡剂后，高速混合，时间3～5分钟，经过除泡处理后，温度控制在15～35度之间备用；

4）加入固化剂、引发剂搅拌混合，经过除泡处理后得到所述地震物理模型材料。