一种镍改性聚氨酯掺杂环氧树脂地震物理模型材料及其制备方法与应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及地震物理模型材料领域，更进一步说，涉及一种媒改性聚氨醋渗杂环 氧树脂地震物理模型材料及其制备方法与应用。
【背景技术】
[0002] 地震勘探是油气勘探的重要手段，而地震波传播理论是地震勘探的理论基础，地 震物理模拟技术则是研究地震波传播理论的重要方式，也是验证和解决实际生产问题的有 力工具。早在20世纪20年代，英国地球物理学家E. C. Bullard提出通过超声波模拟地震 波，从而在小尺度的模型上研究地震学的问题。
[0003] 地震物理模型实验是在实验室内将野外的地质构造和地质体按照1:10000等比 例缩小制作成地质模型，并用超声波或激光超声波等方法对野外地震勘探方法进行正演模 拟的一种地震模拟方法，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，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。
[0004] 地震物理模型实验研究投资小，与数学模型相比，其最大的优点就是地震物理模 型模拟结果的真实性，不受计算方法、假设条件的限制，因而地震物理模型受到国内外各石 油公司和大学的高度重视。地震物理模型实验在石油天然气勘探、开发中的应用越来越广 泛。在地震波理论研究和复杂构造、裂缝带检测、井间地震研究及油藏动态监测等石油天然 气勘探、开发工作中发挥重要的作用。
[0005] 目前国外物理模型材料技术方面的研究资料不多，休斯顿大学联合地球物理实 验室（Allied Geo地ysical 1油oratories)、荷兰代尔夫特理工大学值elft University of Technology)、澳大利亚科廷理工大学（Qi;rtin University of Technology)、加拿大的 卡尔加里大学物理地震模拟实验室扣niversity of化Igary)和美国科罗拉多矿业学院 (Colorado School of Mines)等单位常有研究成果见于沈G/EAGE年会。Tadeppali、Luo和 Evan、Wang和Li利用物理模型模拟技术，研究定向排列裂缝体的AV0效应，Doe H. Ladzekpo 等利用物理模型研究有关盐丘构造成像的问题，G.W. Purnell等利用物理模型研究粗糖的 高速层对反射和透射波的影响，J. S.科切尔等利用物理模型技术实现地震剖面上的培状礁 效应模拟。
[0006] 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"。
[0007] 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，掲示地震波 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脂德注成型的方法，但是环氧树脂材料存在w下缺点：
[0008] -是现有配方中，环氧树脂固化剂一般采用9229型，由于9229型固化剂活性低， 固化速度慢，所W在模型德注过程中，固化时间较长，严重的影响了制模的效率。
[0009] 二是现有配方中，制备出的模型为单相介质，不能够研究储层的双相特征。
【发明内容】
[0010] 为解决现有技术中存在的上述问题，本申请提供一种媒改性聚氨醋渗杂环氧树脂 地震物理模型材料及其制备方法与应用。本发明致力于研制媒改性聚氨醋渗杂环氧树脂新 型地震物理模型材料，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，从而模拟实际的地质构造，研究地震波在实际复杂构造中传播的运动学和动 力学特征，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。
[0011] 本发明的目的之一在于提供一种媒改性聚氨醋渗杂环氧树脂地震物理模型材料。
[0012] 本发明的媒改性聚氨醋渗杂环氧树脂地震物理模型材料，包含W重量份计的W下 组分；100份环氧树脂、1~70份，优选1~50份媒改性聚氨醋，和20~40份固化剂，优选 30~35份。
[0013] 所述环氧树脂可使用本领域常用的环氧树脂，优选为粘度在11000~HOOOmPas 范围的环氧树脂，具体可选自E-51型环氧树脂、E-44型环氧树脂和E-44型酪醒环氧树脂， 优选为E-51型环氧树脂，更优选E-51型环氧树脂。
[0014] 所述固化剂选用9229型固化剂，所述9229型固化剂是二亚己基Η胺与了基缩水 甘油離的加成物，分子量217. 13,淡黄色透明黏性液体。
[0015] 媒改性聚氨醋可由包括W下步骤的方法制备而成：
[0016] 将化2(〇巧2〇)3加入25%的氨水中，配成化2(〇巧2〇)3浓度为15111111〇1/1的氨水溶 液；将泡沫媒放入5wt%的盐酸中清洗，用去离子水冲洗干净后吹干，然后将泡沫媒放入丙 丽中，超声清洗后将泡沫媒拿出吹干；将泡沫媒放入配好的化2(0H)2C03氨水溶液中，加热， 溶液沸腾直至溶液由深藍色变成淡藍色，泡沫媒表面覆盖一层黑色的物质；将处理后的泡 沫媒用去离子水冲洗干净，烘干；再通过化学沉积的方法，在聚氨醋表面生成泡沫媒，从而 形成媒改性聚氨醋。
[0017] 具体的，将化2(0Η)2〔03加入25% (体积百分比浓度）氨水（其中，使用的水为去 离子水或蒸傭水）中，磁力揽拌下使化2 (0Η) 2CO3溶解，配成化2 (0Η) 2CO3浓度为15mmol/L的 藍色溶液。将泡沫媒（可先剪成小块，如3cmX 3cm大小的小块），放入5wt%的盐酸中清洗 5~20min，用去离子水冲洗干净后吹干，然后将泡沫媒放入丙丽中，超声清洗5~20min后 将泡沫媒拿出吹干。将泡沫媒放入配好的化2 (0H) 2CO3氨水溶液中，在电炉上加热（具体可 选择40~10(TC下加热30min~化)，溶液沸腾直至溶液由深藍色变成淡藍色，泡沫媒表面 覆盖一层黑色的物质。将处理后的泡沫媒用去离子水冲洗干净，在烘箱中烘干。再通过本 领域公知的化学沉积的方法，在聚氨醋表面生成泡沫媒，从而形成媒改性聚氨醋。
[0018] 本发明的媒改性聚氨醋渗杂环氧树脂地震物理模型材料具有相互连通的孔隙，可 W吸收一定体积的液体储存在其孔隙中，具有良好的耐腐蚀性和稳定性，媒改性聚氨醋表 面微纳米尺寸的粗糖结构和表面的低表面能物质修饰是亲油疏水的必要条件。
[0019] 本发明的目的之二在于提供一种媒改性聚氨醋渗杂环氧树脂地震物理模型材料 的制备方法。
[0020] 所述制备方法包括W下步骤：将包含所述固化剂与所述媒改性聚氨醋、所述环氧 树脂在内的组分混合，揽拌均匀，抽真空，倒入模具内，固化后即得。所述的固化工艺为通常 环氧树脂的固化工艺。
[0021] 具体地，可包括W下步骤：
[0022] 将所述固化剂与所述媒改性聚氨醋混合，均匀揽拌，然后在其中添加环氧树脂，揽 拌均匀；
[0023] 材料配好并揽拌均匀后，抽真空处理，然后倒入模具内，当其固化完全后即可拆 模，即得。
[0024] 进一步地，还可包括W下具体步骤：
[00巧]1.材料预处理
[0026] 根据模型用料的需求，把环氧树脂置于烘箱40~6(TC预热1~2个小时，然后取 出抽真空30~60分钟备用。
[0027] 2.模具预处理
[0028] 在制作好模具后，在模具内表面涂一层脱模材料，一般采用娃橡胶作为脱模涂层， 等娃橡胶胶连固化后再德注模具。
[002引 3.材料配置
[0030] 按配方要求将材料称重处理后，首先将所述固化剂与所述媒改性聚氨醋进行均匀 揽拌，然后在其中添加所述环氧树脂，并揽拌均匀。
[0031] 4.抽真空德注模型
[0032] 将材料配好并揽拌均匀后，抽真空处理10~20分钟，然后倒入封装好的模具内， 当其固化完全后即可拆模。
[0033] 本发明的目的之Η在于提出所述媒改性聚氨醋渗杂环氧树脂地震物理模型材料 在制作地质模型中的应用。本发明的媒改性聚氨醋渗杂环氧树脂地震物理模型材料，可模 拟实际的储层地质构造，用于储层双相介质地震波长特征研究，为地球物理勘探领域服务。
[0034] 本发明的效果
[0035] 1)本发明的媒改性聚氨醋渗杂环氧树脂地震物理模型材料能有效模拟储层双相 介质，通过改变媒改性聚氨醋在环氧树脂中所占的比例，制备出不同孔隙度条件油饱和充 填地震物理模型样品。
[0036] 2)本发明的媒改性聚氨醋渗杂环氧树脂地震物理模型材料在制备地震物理模型 过程中，采取活性较低的9229型固化剂，使得制作大模型时放热量降低，有效的解决大模 型开裂问题。而且本发明的地震物理模型材料在渗杂媒改性聚氨醋之后，固化速度得W缩 短。
[0037] 3)本发明的媒改性聚氨醋渗杂环氧树脂地震物理模型材料的Ρ波速度随着孔隙 度的增大而降低，并且媒改性聚氨醋吸油饱和后，模拟的空隙高宽比接近1 (即圆孔隙），Ρ 波速度随孔隙度增加基本呈线性降低，送与实际地质情况实验结果基本匹配，证明本发明 的媒改性聚氨醋渗杂环氧树脂地震物理模型材料可W有效的模拟实际储层地质构造。
[0038] 4)采用本发明的媒改性聚氨醋渗杂环氧树脂地震物理模型材料的制备方法制备 的地震物理模型稳定性良好，并且频谱分析结果表明本发明的媒改性聚氨醋渗杂环氧树脂 地震物理模型材料，高频衰减严重，低频部分变化不明显，与实际的储层地质构造相符合， 为地震物理大模型的制作奠定了基础。
【附图说明】
[0039] 图1为本发明的媒改性聚氨醋渗杂环氧树脂地震物理模型材料的特征参数图；纵 坐标为P波速度（m/s)，横坐标为孔隙度（图中的7个点分别代表对比例1和实施例1~ 6,其中孔隙度指对比例1和实施例1~6中的媒改性聚氨醋用量与环