CN111777358A - 低波阻抗储层材料组合物和低波阻抗储层材料及其制备方法和应用 - Google Patents

低波阻抗储层材料组合物和低波阻抗储层材料及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及油气勘探与开发技术领域，公开了一种低波阻抗储层材料组合物和低波阻抗储层材料及其制备方法和应用。所述低波阻抗储层材料组合物含有第一石英砂颗粒、第二石英砂颗粒、第三石英砂颗粒、硅橡胶粉末和胶结剂，且所述第一石英砂颗粒、所述第二石英砂颗粒和所述第三石英砂颗粒的总重量与所述硅橡胶粉末的质量比为100：(1‑10)；所述第一石英砂颗粒、所述第二石英砂颗粒和所述第三石英砂颗粒各自的粒度不同。采用所述的低波阻抗储层材料组合物制备的低波阻抗储层材料能够满足低速度、低密度、低波阻抗的要求，具备物理模型储层的孔隙度、连通性的特点，复合天然气水合物储层的基本特征。

Description

低波阻抗储层材料组合物和低波阻抗储层材料及其制备方法 和应用
技术领域
本发明涉及油气勘探与开发技术领域，具体涉及一种低波阻抗储层材料组合物和低波阻抗储层材料及其制备方法和应用。
背景技术
天然气水合物(Natural Gas Hydrate)，是由天然气(主要成分为甲烷)和水在低温、高压条件下形成的类冰状、结晶状笼形化合物，外观像冰，遇火可燃烧，因此又称为“可燃冰”。天然气水合物属于非常规清洁能源，储量极其丰富，我国海域预测的远景资源量约为800亿吨油当量，世界的资源量可达到2100万亿立方，成功开采水合物对缓解日益紧张的石油能源危机具有重要的意义。水合物研究还处于探索发展阶段，其岩石物理性质和地震波场特征仍缺乏实验认识，利用地震物理模拟的方法进行的水合物的储层特征和地震响应，能够为水合物的勘探和开发提供理论基础和实验数据。
地震物理模拟是在实验室利用超声波模拟野外地震波，通过超声波换能器激发和接受信号，是研究地下储层特征的重要实验手段。在实验室里制作符合实际天然气水合物的地质构造和储层类型的物理模型，是水合物地震物理模拟的难点。受物理模型制作工艺的限制，传统的人工储层模型，速度为2800-3400m/s，密度为1.85-2.2g/cm3，波阻抗(即速度与密度的积)的变化范围是5.18×106kg/m2·s至7.48×106kg/m2·s。天然气水合物储层水合物储层下部的地层速度密度很小，在地震响应上通常表现出似海底反射BSR(BottomSimulating Reflection)，为了制作水合物模型，需要研究一种新的低波阻抗材料。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的人工储层模型的速度(纵波速度和横波速度)高、密度高以及波阻抗高的缺陷问题，提供一种低波阻抗储层材料组合物和低波阻抗储层材料及其制备方法和应用，采用所述的低波阻抗储层材料组合物制备的低波阻抗储层材料的速度(纵波速度和横波速度)低、密度低、孔隙率低以及波阻抗低。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种低波阻抗储层材料组合物，其中，所述低波阻抗储层材料组合物含有第一石英砂颗粒、第二石英砂颗粒、第三石英砂颗粒、硅橡胶粉末和胶结剂，且所述第一石英砂颗粒、所述第二石英砂颗粒和所述第三石英砂颗粒的总重量与所述硅橡胶粉末的质量比为100：(1-10)；其中，所述第一石英砂颗粒、所述第二石英砂颗粒和所述第三石英砂颗粒各自的粒度不同。
本发明第二方面提供了一种前述所述的组合物制备低波阻抗储层材料的方法，其中，该方法包括：
(1)将第一石英砂颗粒、第二石英砂颗粒、第三石英砂颗粒、硅橡胶粉末进行第一混合，得到混合粉末；
(2)将所述混合粉末与胶结剂进行第二混合，得到混合物料；
(3)将所述混合物料注入模具中并进行固化处理，得到低波阻抗储层材料。
本发明第三方面提供了一种前述所述的方法制备得到的低波阻抗储层材料。
本发明第四方面提供了一种前述所述的低波阻抗储层材料在地震物理模型中的应用。
通过上述技术方案，本发明采用所述的低波阻抗储层材料组合物制备的低波阻抗储层材料能够满足低速度、低密度、低孔隙率和低波阻抗的要求，具备物理模型储层的孔隙度、连通性的特点，复合天然气水合物储层的基本特征。另外，本发明制备低波阻抗储层材料的方法简单，稳定性好。
附图说明
图1为本发明制备低波阻抗储层材料的方法的流程示意图；
图2为本发明实施例1-8以及对比例1制备的低波阻抗储层材料的相片。
附图标记说明
0-对比例1 1-实施例1 2-实施例2
3-实施例3 4-实施例4 5-实施例5
6-实施例6 7-实施例7 8-实施例8
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明第一方面提供了一种低波阻抗储层材料组合物，其中，所述低波阻抗储层材料组合物含有第一石英砂颗粒、第二石英砂颗粒、第三石英砂颗粒、硅橡胶粉末和胶结剂，且所述第一石英砂颗粒、所述第二石英砂颗粒和所述第三石英砂颗粒的总重量与所述硅橡胶粉末的质量比为100：(1-10)；其中，所述第一石英砂颗粒、所述第二石英砂颗粒和所述第三石英砂颗粒各自的粒度不同。
根据本发明，所述硅橡胶粉末为聚硫橡胶经加工后得到的粉末状材料。具体地，在本发明中，将聚硫橡胶在室温下固化，能够得到一种密度较低的材料。聚硫橡胶固化后的密度，即，在本发明中，所述硅橡胶粉末的密度为0.8-1.1g/cm3，然后，采用锉刀加工为乳白色粉末状微粒，加工后的粒度在300目以下。在本发明中，使用的室温硫化硅橡胶购自上海树脂厂有限公司，型号为107，包装规格为4kg/50kg，外观为无色透明流动液体，在温度为25℃下的粘度为6000-9000mPa·s，表面硫化时间≤2h。
在本发明中，将第一石英砂颗粒、第二石英砂颗粒、第三石英砂颗粒、硅橡胶粉末和胶结剂均匀混合后，硅橡胶粉末和第三石英砂颗粒包裹着胶结剂粘附在第一石英砂颗粒、第二石英砂颗粒周围，其中，硅橡胶颗粒、第三石英砂颗粒和胶结剂的混合物模拟石英砂岩的胶结物，第一石英砂颗粒和第二石英砂颗粒模拟了石英砂岩中的岩屑部分，但尚未固结，能够降低原料的密度和速度；更进一步，随着硅橡胶粉末比例提高，波阻抗也随之降低。当硅橡胶粉末含量过高后，则制备的低波阻抗储层材料的速度、饱和特性都发生改变，失去特性。在本发明中，本发明的发明人经过实验发现：所述第一石英砂颗粒、所述第二石英砂颗粒和所述第三石英砂颗粒的总重量与所述硅橡胶粉末的质量比为100：(1-10)时，效果最好。
在本发明中，需要说明的是，所述第一石英砂颗粒、所述第二石英砂颗粒和所述第三石英砂颗粒的总重量与所述硅橡胶粉末的质量比为100：(1-10)，具体地，例如可以为100:1、100:0.5、100:2、100:2.5、100:3、100:3.5、100:4、100:4.5、100:5、100:5.5、100:6、100:6.5、100:7、100:7.5、100:8、100:8.5、100:9、100:9.5、100:10以及这些点值中的任意两个所构成的范围中的任意值。
根据本发明，将所述硅橡胶粉末的密度和粒度控制为前述范围之内，硅橡胶粉末和第三石英砂颗粒包裹着胶结剂粘在第一石英砂颗粒、第二石英砂颗粒周围，因为硅橡胶颗粒的密度远小于石英砂，混合后的物料密度客观上减小了，进而能够降低低波阻抗储层原料的密度和速度。
根据本发明，所述第一石英砂颗粒的粒度为60目，所述第二石英砂颗粒的粒度为300目，所述第三石英砂颗粒的粒度为600目。在本发明中，颗粒通常使用标准筛进行筛选，也可以直接购入特定目数的石英砂。另外，对实验要求较高的也还可以用标准筛进一步的筛选。
在本发明中，将不同粒度的石英砂颗粒混合，对制备的低波阻抗储层材料的影响较大。具体地：如果石英砂颗粒粒度较大时，颗粒与颗粒之间的孔隙会较大，孔隙度较高(超过40％)，不符合水合物实际储层的情况。如果石英砂颗粒粒度较小，制成样品的密度较大，波阻抗并没有明显的降低。在本发明中，本发明的发明人发现，选择两种不同粒度的石英砂制作样品时，如果粒度差异太小(300目与600目混合)，则改进效果不明显。如果粒度差异较大(60目和600目)，样品非均匀性增强，甚至出现样品开裂。本发明的发明人经过多次实验，确定选择三种粒度的石英砂颗粒，且按照前述所述的三种粒度的石英砂颗粒混合后，胶结效果较好，孔隙度适当。
根据本发明，所述第一石英砂颗粒、所述第二石英砂颗粒和所述第三石英砂颗粒的质量比为100：(80-200)：100；优选情况下，所述第一石英砂颗粒、所述第二石英砂颗粒和所述第三石英砂颗粒的质量比为100：(110-140)：100时，效果更好。
根据本发明，所述胶结剂为环氧树脂，优选情况下，所述胶结剂为环氧树脂与固化剂的混合物；更优选地，所述胶结剂为环氧树脂E-51和环氧树脂593型固化剂的混合物；进一步优选地，所述环氧树脂E-51与所述环氧树脂593型固化剂的质量比为(4-6)：1，更进一步优选为(4.5-5.5)：1，最优选为5:1。在本发明中，选择前述所述的比例配制的胶结剂，优点是和水玻璃胶结剂或AB胶相比，价格低廉，室温下固化效果良好，在混合物料过程中，方便操作。
在本发明中，使用的环氧树脂购自上海树脂厂有限公司，型号为618双酚A型环氧树脂，包装规格为20kg，外观为无色透明液体，色度≤2，25℃下的粘度为11000-12000mPa·s。
在本发明中，使用的环氧树脂固化剂为脂肪族胺固化剂，购自上海树脂厂有限公司，型号为593-2，包装规格为5kg/20kg，外观为无色透明液体，色度≤2，25℃下的粘度为70-90mPa·s。
根据本发明，所述第一石英砂颗粒、所述第二石英砂颗粒和所述第三石英砂颗粒的总重量与所述胶结剂的质量比为(10-15)：1，优选为(11-14)：1，更优选为12：1。
在本发明中，将所述第一石英砂颗粒、所述第二石英砂颗粒和所述第三石英砂颗粒的总重量与所述胶结剂的质量比限定为前述范围之内，胶结效果好。如果胶结物含量过高，会影响低波阻抗储层材料的孔隙特征，因此在保证样品饱水过程稳定的前提下，应当参考天然样品的胶结物含量，尽可能少的使用胶结剂。即，天然砂岩中的胶结剂，主要以高岭土、伊利石等粘土矿物成分为主，岩石中的流体是可以通过的。环氧类胶结剂防水效果好，如果胶结剂含量较高，使人工砂岩中产生较多流体难以进入的空腔，这些空腔会影响岩石物理实验，从而产生实验错误。空腔较多的样品是失败的人工砂岩样品。
本发明第二方面提供了一种前述所述的组合物制备低波阻抗储层材料的方法，其中，该方法包括：
(1)将第一石英砂颗粒、第二石英砂颗粒、第三石英砂颗粒、硅橡胶粉末进行第一混合，得到混合粉末；
(2)将所述混合粉末与胶结剂进行第二混合，得到混合物料；
(3)将所述混合物料注入模具中并进行固化处理，得到低波阻抗储层材料。
根据本发明，在步骤(1)中，所述第一混合的条件以及在步骤(2)中，所述第二混合的条件没有具体限定，采用本领域技术人员常规的混合条件即可。另外，在步骤(2)中，为了混合均匀，将所述混合粉末铺开，加入胶结剂进行混合，采用人工混合方式搅拌制作混合物料。
根据本发明，在步骤(3)中，采用冷压法制作工艺，冷压法，就是室温下靠胶结剂固化叫做冷压法。其中，压制压力对制备的低波阻抗储层材料的速度和密度的影响很大。在本发明中，压力为2-8Mpa范围下，效果良好；压力过大时，制备的低波阻抗储层材料受压力影响会产生不同方向的各向异性(通常表现为沿受力方向速度的降低)，压力过小时，孔隙度会明显升高，高于40％的孔隙度会影响水合物地层的模拟效果。考虑到高压下设备成本和实验安全，4-6Mpa压强进行压实效果较好。压制时间在8h以上，样品基本压实，在12-24h基本稳定，过长的压制时间会浪费实验资源。
根据本发明，所述方法还包括：在步骤(3)中，将所述混合物料注入模具中并进行固化处理后再进行脱模和干燥处理；即，初步固化成型的样品脱模后进一步至于恒温干燥箱中30-50℃干燥和固化，35-45℃效果较好，通常干燥时间为24-72h，36-54h效果较好，温度过低或时间过短时，未完全固化的样品与完全固化的样品在速度、密度方面存在差异。对未完全固化的样品进行分析，会引入错误的实验数据。完全固化后的样品速度、密度稳定，温度、压力在确定的条件下反复测量数据一致。可根据需要进行打磨及修整外观。
本发明第三方面提供了一种由前述所述的方法制备得到的低波阻抗储层材料。
根据本发明，所述低波阻抗储层材料的纵波速度为2010-2620m/s，横波速度为1310-1700m/s，密度为1.6-1.87g/cm3，孔隙率为23-32％，波阻抗为3.23×106kg/m2·s至4.92×106kg/m2·s。
优选情况下，所述低波阻抗储层材料的纵波速度为2010-2555m/s，横波速度为1314-1645.2m/s，密度为1.6-1.81g/cm3，孔隙率为24-32％，波阻抗的变化范围是3.23×106kg/m2·s至4.63×106kg/m2·s。
根据本发明，所述低波阻抗储层材料满足了低速度(纵波速度和横波速度)、低密度、低孔隙率和低波阻抗的要求，具备物理模型储层的孔隙度、连通性的特点，复合天然气水合物储层的基本特征。该样品基于冷压法制作，流程简单，方便安全。
本发明第三方面提供了一种前述所述的低波阻抗储层材料在地震物理模型中的应用。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
以下实施例和对比例中：
(1)加热预热设备采用电热恒温培养箱，购自天津市中环实验电炉有限公司，型号为DHP-600，温度设置为35-40℃。
(2)材料称量设备采用电子天平，购自成都普瑞逊电子有限公司，型号为JS-15S，精度为0.5g。
(3)电子天平，购自上海舜宇恒平科学仪器有限公司，型号为FA2004，精度为0.1mg。
(4)超声测试设备采用超声波换能器，购自广州汕头超声电子股份有限公司，型号为RS1.0M20D、RP1.0M20D。
(5)脉冲激发器，购自广州汕头超声电子股份有限公司，型号为CTS-8077PR。
(6)数字示波器，购自泰克(Tektronix)科技有限公司，型号为DPO3012。
(7)第一石英砂颗粒、第二石英砂颗粒、第三石英砂颗粒购自灵寿县强东矿产品加工厂，使用标准筛进行了分选。
环氧树脂购自上海树脂厂有限公司，型号为618双酚A型环氧树脂，包装规格为20kg，外观为无色透明液体，色度≤2，25℃下的粘度为11000-12000mPa·s。
环氧树脂固化剂购自上海树脂厂有限公司，型号为593-2，包装规格为5kg/20kg，外观为无色透明液体，色度≤2，25℃下的粘度为70-90mPa·s。
硅胶粉末购自青岛基亿达硅胶试剂有限公司，为400目工业级层柱硅胶粉末。
实施例1
本实施例在于说明采用本发明的方法制备的低波阻抗储层材料。
按照图1所示的方法的流程示意图制备低波阻抗储层材料：
(1)选择60目的第一石英砂颗粒、300目的第二石英砂颗粒和600目的第三石英砂颗粒，其质量比为3：4：3，在搅拌机中混合搅拌后得到不同粒度的混合石英砂颗粒；称取硅橡胶粉末置于同一搅拌机中与混合石英砂颗粒混合，得到混合粉末；其中，所述第一石英砂颗粒、所述第二石英砂颗粒和所述第三石英砂颗粒的总重量与所述硅橡胶粉末的质量比为100：1；其中，所述硅橡胶粉末的密度为0.9g/cm3；所述硅橡胶粉末的粒度小于300目；
(2)以5：1的质量比配置618型环氧树脂与593型固化剂，充分混合搅拌，直到黏稠作为胶结剂。将所述混合粉末铺开，加入胶结剂进行混合，采用人工混合方式搅拌制作混合物料，时间控制在1h以内。其中，所述第一石英砂颗粒、所述第二石英砂颗粒和所述第三石英砂颗粒的总重量与所述胶结剂的质量比为12：1。
(3)将所述混合物料装填入模具中，分多次添加，放置于压力器上水平固定，垂向加压6MPa，室温下持续时间为24h，进行初步固化处理。
再将经初步固化处理后的样品脱模取出后，放置于40℃恒温箱内干燥48h，使样品彻底固结。
结果制备得到低波阻抗储层材料，该材料为为长方体，针对需要加工为样块，如图2所示。
实施例2-8
本实施例在于说明采用本发明的方法制备的低波阻抗储层材料。
按照与实施例1相同的方法制备低波阻抗储层材料，所不同之处在于：在步骤(1)中，将所述第一石英砂颗粒、所述第二石英砂颗粒和所述第三石英砂颗粒的总重量与所述硅橡胶粉末的质量比进行修改，如表1所示；以及将制备得到低波阻抗储层材料进一步加工为样块，如图2所示。
其中，图2中标有“2”至“8”的为实施例2至实施例8制备的样块，能够看出：根据加入的硅橡胶比例不同，样块的表面略有差异，其中实施例1的样品密度最大，孔隙度最低，表面较为光滑，而实施例8的样品密度最小，实施例6-8的样品表面都有较为明显的颗粒感。由于硅橡胶粉末的加入，样品的硬度下降，实施例3、实施例6两块样品的边缘因磕碰有细微磨损。
对比例1
按照与实施例1相同的方法制备低波阻抗储层材料，所不同之处在于：在步骤(1)中，将所述第一石英砂颗粒、所述第二石英砂颗粒和所述第三石英砂颗粒的总重量与所述硅橡胶粉末的质量比进行修改，如表1所示。
将制备得到低波阻抗储层材料进一步加工为不同形状的样块，如图2所示，其中，图2中标有“0”的为对比例1制备的样块，能够看出：对比例1的样品表面比实施例1的表面更光滑，硬度较大，因为超声测试的次数较多，凡士林耦合剂造成了样品表面颜色的变化，对样品的速度、密度并没有影响。
对比例2-5
按照与实施例1相同的方法制备低波阻抗储层材料，所不同之处在于：在步骤(1)中，将所述第一石英砂颗粒的目数进行修改，如表1所示。
将制备得到低波阻抗储层材料进一步加工为不同形状的样块。
对比例6
按照与实施例1相同的方法制备低波阻抗储层材料，所不同之处在于：在步骤(1)中，将“所述第一石英砂颗粒、所述第二石英砂颗粒和所述第三石英砂颗粒的总重量与所述硅橡胶粉末的质量比为100：1”修改为“所述第一石英砂颗粒、所述第二石英砂颗粒和所述第三石英砂颗粒的总重量与所述硅橡胶粉末的质量比为100：11”，如表1所示。
将制备得到低波阻抗储层材料进一步加工为样块。
对比例7
按照与实施例1相同的方法制备低波阻抗储层材料，所不同之处在于：在步骤(2)中，将“所述第一石英砂颗粒、所述第二石英砂颗粒和所述第三石英砂颗粒的总重量与所述胶结剂的质量比为12：1”替换为“所述第一石英砂颗粒、所述第二石英砂颗粒和所述第三石英砂颗粒的总重量与所述胶结剂的质量比为10：1”，如表1所示。
将制备得到低波阻抗储层材料进一步加工为样块。
对比例8
按照与实施例1相同的方法制备低波阻抗储层材料，所不同之处在于：在步骤(3)中，将“垂向加压6MPa，室温下持续时间为24h”替换为“垂向加压9MPa，室温下持续时间为24h”，如表1所示。
将制备得到低波阻抗储层材料进一步加工为样块。
测试例
(1)密度：用精密天平测量实施例1-8和对比例1-8制备的低波阻抗储层材料的质量m，数字卡尺测量长宽高长度(长宽高分布为a、b、c)，由于样品为长方体，简单打磨后可以直接计算体积，利用密度公式ρ＝abc/m，求出密度ρ，其中a、b、c分别为长方体的边长、m样品的质量。
(2)纵波速度：用超声波换能器(主频1000kHz)和示波器测试实施例1-8和对比例1-8制备的低波阻抗储层材料(模块)的纵波速度。实验中样品的速度通过测量透射波旅行时的方式测量计算，利用换能器与样品直接接触，通过记录超声波在样品中传播所用时间T，结合已知样品高度c，利用公式：v＝c/T，获得被测样品的纵波速度参数v。
(3)横波速度：用超声波换能器(主频1000kHz)和示波器测试实施例1-8和对比例1-8制备的低波阻抗储层材料(模块)的横波速度。实验中样品的速度通过测量透射波旅行时的方式测量计算，利用换能器与样品直接接触，通过记录超声波在样品中传播所用时间T，结合已知样品高度c，利用公式：v＝c/T，获得被测样品的纵波速度参数v。
(4)波阻抗：波阻抗WI为速度v与密度ρ的乘积，利用公式：WI＝ρv，可以计算得到样品的波阻抗。实施例1-8和对比例1-8样品的参数可见表1。
表1
Figure BDA0002581851300000121
Figure BDA0002581851300000131
“质量比*”表示的是：所述第一石英砂颗粒、所述第二石英砂颗粒和所述第三石英砂颗粒的总重量与所述硅橡胶粉末的质量比。
“-”表示没有加入硅橡胶粉末。
“#”表示波阻挡的单位为106kg/m2·s。另外，在本发明中，“波阻抗”均指的是“纵波阻抗”。
通过上述的结果可以看出，利用本实例1-8制作的储层样品，能够同时具有较低的密度、纵波速度、横波速度、孔隙率和波阻抗。
对比例1没有加入硅橡胶粉末；对比例2-5所述第一石英砂颗粒的目数分别为20目、40目、80目和100目；对比例6由于增加了硅橡胶粉末的用量，导致孔隙度为35％，超出了常规天然砂岩的孔隙度变化范围。对比例7中，由于提高了胶结剂的用量，结果导致密度与速度增大，不满足低波阻抗要求。对比例8增加了压力，结果导致密度与速度增大，不满足低波阻抗要求。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种低波阻抗储层材料组合物，其特征在于，所述低波阻抗储层材料组合物含有第一石英砂颗粒、第二石英砂颗粒、第三石英砂颗粒、硅橡胶粉末和胶结剂，且所述第一石英砂颗粒、所述第二石英砂颗粒和所述第三石英砂颗粒的总重量与所述硅橡胶粉末的质量比为100：(1-10)；其中，所述第一石英砂颗粒、所述第二石英砂颗粒和所述第三石英砂颗粒各自的粒度不同。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述硅橡胶粉末的密度为0.8-1.1g/cm3；所述硅橡胶粉末的粒度小于300目。
3.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述第一石英砂颗粒的粒度为60目，所述第二石英砂颗粒的粒度为300目，所述第三石英砂颗粒的粒度为600目。
4.根据权利要求1或3所述的组合物，其中，所述第一石英砂颗粒、所述第二石英砂颗粒和所述第三石英砂颗粒的质量比为100：(80-200)：100，优选为100：(110-140)：100。
5.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述胶结剂为环氧树脂；
优选地，所述胶结剂为环氧树脂E-51和环氧树脂593型固化剂的混合物；
优选地，所述环氧树脂E-51与所述环氧树脂593型固化剂的质量比为(4-6)：1，更优选为(4.5-5.5)：1。
6.根据权利要求1或5所述的组合物，其中，所述第一石英砂颗粒、所述第二石英砂颗粒和所述第三石英砂颗粒的总重量与所述胶结剂的质量比为(10-15)：1，优选为(11-14)：1。
7.一种权利要求1-6中任意一项所述的组合物制备低波阻抗储层材料的方法，其特征在于，该方法包括：
(1)将第一石英砂颗粒、第二石英砂颗粒、第三石英砂颗粒、硅橡胶粉末进行第一混合，得到混合粉末；
(2)将所述混合粉末与胶结剂进行第二混合，得到混合物料；
(3)将所述混合物料注入模具中并进行固化处理，得到低波阻抗储层材料。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，在步骤(3)中，所述固化处理的条件包括：在2-8MPa压力存在的条件下，在温度为0-30℃条件下固化8-48h；
优选地，在4-6MPa压力存在的条件下，在温度为12-24℃条件下固化12-24h。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其中，所述方法还包括：在步骤(3)中，将所述混合物料注入模具中并进行固化处理后再进行脱模和干燥处理；
优选地，所述干燥处理的条件包括：温度为30-50℃，时间为24-72h；
更优选地，所述干燥处理的条件包括：温度为35-45℃，时间为36-54h。
10.一种由权利要求1-6中任意一项所述的方法制备得到的低波阻抗储层材料。
11.根据权利要求10所述的低波阻抗储层材料，其中，所述低波阻抗储层材料的纵波速度为2010-2620m/s，横波速度为1310-1700m/s，密度为1.6-1.87g/cm3，孔隙率为23-32％，波阻抗为3.23×106kg/m2·s至4.92×106kg/m2·s。
12.一种权利要求10或11所述的低波阻抗储层材料在地震物理模型中的应用。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102443245A (zh) * 2010-10-12 2012-05-09 中国石油化工股份有限公司 一种地震物理模型及其制备方法和应用
CN103135127A (zh) * 2011-12-05 2013-06-05 中国石油天然气股份有限公司 一种致密砂岩物理模型及其制作方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102443245A (zh) * 2010-10-12 2012-05-09 中国石油化工股份有限公司 一种地震物理模型及其制备方法和应用
CN103135127A (zh) * 2011-12-05 2013-06-05 中国石油天然气股份有限公司 一种致密砂岩物理模型及其制作方法

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