一种制备地震物理模型的组合物、地震物理模型及制备和建造方法

摘要

本发明属地震物理模型领域，具体涉及一种地球物理储层模型，主要由环氧树脂、硅胶、铝粉等组合物制作而成，通过改变各组分的含量来控制模型材料的纵横波速度，纵波速度可以控制在2800m/s‑4900m/s之间递变，横波速度可以控制在1500m/s‑2600m/s之间递变。采用地球物理储层模型组合物和制作方法制作的储层模型，在激光超声的强脉冲激发下具有良好的穿透性，应用与物理模拟测试时，可以得到良好的地震波反射数据，为储层地质体和激光超声的研究提供一种新的方法。

说明书

技术领域

本发明涉及地球物理勘探领域，尤其涉及地球物理勘探模拟地震采集的储层模型组合物及模型的制备方法。

背景技术

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，是研究地震波传播规律的有效手段，在实验室里制作符合实际地质构造或不同储层类型的物理模型，研究地震波在复杂构造及复杂储层中的运动学和动力学特征，制作物理模型的材料必须具备一定的地质特性，现在各大院所及高校中主要使用环氧树脂和硅橡胶合成地震物理模型材料，通过改变环氧树脂与硅橡胶的配比来改变材料声波传播速度，速度可以有1000m/s-2600m/s渐变，可以根据地层速度需要制作出速度不同的物理模型。

激光超声激发技术，又叫激光激发超声技术，目前都是在金属表面进行激发，而金属材料用来模拟地球物理模型研究显然不能够体现速度渐变这个特性，故金属材料是无法进行地球物理模型模拟的。那如果用传统环氧树脂与硅橡胶配比的材料进行激光超声激发又无法达到适用的能量就出现烧蚀，无法进行重复激发。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种含铝储层物理模型材料及其制备方法。使用环氧树脂与硅橡胶配比和不同目数的铝粉进行配比，再添加其他助剂，把混合好的材料放入模具内进行固化成型，通过改变硅橡胶的含量和不同目数铝粉的配比，制作成纵横波传播速度不同的模拟储层材料。克服了现有制模材料不能够承受高能量激光激发的缺点，使用新的模拟储层材料制作好模型后，在激光激发高能脉冲不至于被烧蚀，用于地球物理模拟实验激光超声激发测试。新的模拟储层材料就具有高强度的特性，也具有较好的穿透性，为储层物理模型的制作及测试奠定了基础。

本发明的目的之一是提供一种地震物理组合物，包括包括铝粉和基材，所述基材为环氧树脂和环氧固化剂，和/或，硅胶和硅胶固化剂。

根据本发明的优选实施方式，所述铝粉在所述组合物中的质量百分含量为10％-90％，优选为10％-50％。

在本发明的一些实施方式中，所述铝粉粒径在550-650目范围内。

在本发明的一些实施方式中，包括以下重量份的各组分：

在本发明的一些实施方式中，包括以下重量份的各组分：

在本发明的一些实施方式中，包括以下重量份的各组分：

在本发明的一些实施方式中，所述环氧树脂为E-51。

在本发明的一些实施方式中，所述硅胶为ST-107。

在本发明的一些实施方式中，所述环氧固化剂和硅胶固化剂为改性胺类固化剂

根据本发明的优选实施方式，所述环氧固化剂和硅胶固化剂为固化剂2216。

本发明的目的之二是提供一种利用目的之一的组合物制成的地震物理模型。

本发明的目的之三是提供一种利用目的之二的地震物理模型的制备方法，包括以下步骤：

S1，称取铝粉和基材；

S2，把铝粉与环氧树脂和/或硅胶混合，得到第一混合物；把所述第一混合物与环氧固化剂和/或硅胶固化剂混合，得到第二混合物；

S3，将第二混合物进行固化。在材料准备时，如果某一组分的用量为0，即为不添加，在后续步骤中跳过即可。

48小时候后，拆开模具取出固化好的物理模型。一个可以用于激光接收超声的物理模拟储层的模型制作完成。

本发明的目的之四是提供一种利用目的之二的地震物理模型的建造方法，包括以下步骤：

首先要根据研究目标，确定模拟目的层位的纵横波速度等参数；

然后根据地质构造解释设计模型，确定模型的几何相似比和动力学相似比；

接着针对储层目的层，选择合适的材料配方；

配方确定后，根据模型制作步骤制作模型，待模型固化后脱模，脱模后测定该层的模型参数，符合要求后进行物理模拟激光接收超声测试。

铝粉的光学特性：铝粉由色浅、金属光泽高的铝制成，它的表面光洁，能反射可见光、紫外光和红外光的60％-90％，用含有铝粉的涂料涂装物体，其表面银白光亮，这就是铝粉反射光线的特征。

反光粉制品采用高折射率玻璃珠后半表面镀铝作为后向反射器，具有极强的逆向回归反射性能，能将85％的光线直接反射回光源处，回归反射所造成的反光亮度，可使驾驶人员和带光源的夜间作业人员在夜间或视野不佳的情况下清楚地看见行人和障碍目标，确保双方安全。

当光线照射在微珠表面时，由于微珠的高折射作用而聚光在微珠焦点的特殊反射层上，反射层将光线通过透明微珠又重新反射到光源附近，所以在光源处能看到非常明亮的反射光。根据复杂的光学公式计算得出，当微珠的折射率大于1.9以上时，才能形成良好的回归反光效果。反光粉是生产反光布、反光革、反光贴膜、反光涂料等新型发光功能复合材料的核心元件，它具有回归反光的特性并由此产生较强的反射效应。

本发明的有益效果：

本发明首次尝试了把铝粉加入到地球物理模型中进行模拟，用于地震物理模拟方面，开发出了新的储层模型制作方法，并成功运用于激光超声激发储层物理模型的制作，采用本方法制作的储层物理模型材料，不仅具有高强度，而且材料的纵横波速度可以通过改变材料配方来控制，达到不同储层模型的参数要求。本发明的地球物理储层模型具有良好的穿透性，能够得到有效的反射信号；具有高强度的特性，能够承受高强度激光超声激发而不会出现烧蚀。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例的地球物理出增模型材料的纵横波速度分布图，纵波速度由2800m/s-4900m/s渐变，横波速度由1500m/s-2600m/s渐变。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明进行详细说明，但本发明并不受下述实施例限定。

以下为实例中所用材料及助剂：

铝粉：主要成分是三氧化二铝，规格600目，上海精析化工科技有限公司生产。

制成的模型尺寸为30*20*5cm，测试方法为超声波换能器透射法，根据厚度和超声波换能器接收到的初至时长计算得到波速。

实施例1：

某地区物理模型第二层：储层目的层模拟速度设计Vp＝2800m/s Vs＝1500m/s

以上按重量份数计算。

实施例2：

某地区物理模型第二层：储层目的层模拟速度设计Vp＝3200m/s Vs＝1800m/s

以上按重量份数计算。

实施例3：

某地区物理模型第二层：储层目的层模拟速度设计Vp＝3800m/s Vs＝2000m/s

以上按重量份数计算。

实施例4：

某地区物理模型第二层：储层目的层模拟速度设计Vp＝4200m/s Vs＝2200m/s

以上按重量份数计算。

实施例5：

某地区物理模型第一层：储层目的层模拟速度设计Vp＝4900m/s Vs＝2600m/s

以上按重量份数计算。

实施例6：

某地区物理模型第一层：储层目的层模拟速度设计Vp＝4200m/s Vs＝2200m/s

以上按重量份数计算。

实施例7：

某地区物理模型第一层：储层目的层模拟速度设计Vp＝3800m/s Vs＝2000m/s

以上按重量份数计算。

实施例8：

某地区物理模型第一层：储层目的层模拟速度设计Vp＝3200m/s Vs＝1800m/s

以上按重量份数计算。

从以上实施例可以看出，可以用环氧树脂和硅胶来改变声波速度，例如实施例1-5。可以用铝粉含量变化来改变声波速度，例如实施例6-8。通过两种改变声波速度的方法可以精细控制所需要的声波速度配比。

本发明的模型材料用于地震物理模型的表层，增强了表层的强度，在激光超声激发中起到增加激发强度，有效抵抗熔覆作用，在激光多普勒测振接收中起到表面反光特性，有效的增强接收到的信号。

应当注意的是，以上所述的实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的任何限制。通过参照典型实施例对本发明进行了描述，但应当理解为其中所用的词语为描述性和解释性词汇，而不是限定性词汇。可以按规定在本发明权利要求的范围内对本发明作出修改，以及在不背离本发明的范围和精神内对本发明进行修订。尽管其中描述的本发明涉及特定的方法、材料和实施例，但是并不意味着本发明限于其中公开的特定例，相反，本发明可扩展至其他所有具有相同功能的方法和应用。