[發(fā)明專利]一種二氧化硅納米粉改性環(huán)氧樹脂的地震物理模型材料及制備方法

有效

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• 申請日: 2013-06-26
• 公開（公告）號: CN104250425B
• 公開（公告）日: 2017-06-16
• 發(fā)明（設計）人: 裴宇翀;劉東方;薛詩桂;王輝明
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油物探技術研究院
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08K3/36
• 代理公司: 北京思創(chuàng)畢升專利事務所11218
• 代理人: 周媛

技術領域

本發(fā)明涉及地震物理模型領域，更進一步說，涉及一種二氧化硅納米粉改性環(huán)氧樹脂的地震物理模型材料。

背景技術

隨著石油勘探工作的深入,勘探難度也越來越大，許多地質(zhì)現(xiàn)象及波場傳播理論需要得到進一步的驗證與完善，勘探方法也有待進一步發(fā)展，物理模型模擬技術是地球物理研究的關鍵技術之一，是從事理論問題研究的重要“助手”。

地震物理模擬技術是在實驗室中，通過超聲波換能器激發(fā)和接收信號，從而利用超聲波模擬野外地震波，獲得地震模擬數(shù)據(jù)體，在實驗室中通過地震物理模型，揭示地震波在復雜構造中的傳播規(guī)律。模型材料模擬技術是物理模型正演模擬的基礎，目前國內(nèi)各大院所和高校主要用環(huán)氧樹澆注成型的方法,根據(jù)高速度地層需要，制備出波速在2600m/s的材料，但是環(huán)氧樹脂材料存在以下缺點：

一是現(xiàn)有配方中，環(huán)氧樹脂固化劑一般采用650型，由于650型固化劑活性低，固化速度慢，所以在模型澆注過程中，固化時間較長，嚴重的影響了制模的效率。

二是現(xiàn)有配方中，制備出的模型最高波速達到2600m/s，不能夠模擬實際地層的需求，對制作復雜構造模型不利。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術中出現(xiàn)的問題，本發(fā)明提供了一種二氧化硅納米粉改性環(huán)氧樹脂的地震物理模型材料及制備方法。縮短了固化時間，有效的提高了制備地震物理模型的效率，并且新型材料具有較高的穿透性，有效的提高了聲波傳播速度，為地震物理大模型的制作奠定了基礎。

本發(fā)明的目的之一是提供一種二氧化硅納米粉改性環(huán)氧樹脂的地震物理模型材料。

包括固化的以下組分：

環(huán)氧樹脂100重量份

650型固化劑 80-100重量份

二氧化硅納米粉1-10重量份，優(yōu)選5-6重量份。

環(huán)氧樹脂優(yōu)選為粘度在11000-14000mPas范圍的環(huán)氧樹脂，更優(yōu)選E-51型環(huán)氧樹脂。

650型固化劑分子量1000～1500，淺黃色黏稠狀液體，密度(75℃)0.92～0.96g/cm³胺值230～260mg KOH/g，黏度(75℃）3000～1000mPas。低分子聚酰胺組成較為復雜，含有伯胺、仲胺和酰胺基，可在室溫下固化環(huán)氧樹脂。

二氧化硅納米粉的粒徑范圍：7-40nm。

地震物理模型實驗是在實驗室內(nèi)將野外的地質(zhì)構造和地質(zhì)體按照1:10000等比例縮小制作成地質(zhì)模型，并用超聲波或激光超聲波等方法對野外地震勘探方法進行正演模擬的一種地震模擬方法，

通過專用地震物理模型制備設備及制備工藝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，通過建立比較逼近實際的物理模型，探索和認識復雜構造及縫洞儲層中地震波的傳播規(guī)律，為油氣勘探開發(fā)提供有利的依據(jù)，同時為今后的物理模型的制作奠定了基礎。

地震物理模型實驗研究投資小，與數(shù)學模型相比，其最大的優(yōu)點就是地震物理模型模擬結果的真實性，不受計算方法、假設條件的限制，因而地震物理模型受到國內(nèi)外各石油公司和大學的高度重視。地震物理模型實驗在石油天然氣勘探、開發(fā)中的應用越來越廣泛。在地震波理論研究和復雜構造、裂縫帶檢測、井間地震研究及油藏動態(tài)監(jiān)測等石油天然氣勘探、開發(fā)工作中發(fā)揮重要的作用

純環(huán)氧樹脂固化后，材料的聲波傳播速度為2600m/s，通過二氧化硅納米粉摻雜改性環(huán)氧樹脂，是提高環(huán)氧樹脂材料波速的有效方法，并且由于650型固化劑活性較低，固化速度慢，所以在模型澆注過程中，固化時間較長，嚴重的影響了制模的效率。通過二氧化硅納米粉摻雜改性環(huán)氧樹脂地震物理模型，固化時間縮短，并且材料的聲波速度大幅度提高，是地震物理模型制備的理想材料，本發(fā)明首次把二氧化硅納米粉材料應用到地震物理模型材料領域，二氧化硅納米粉在環(huán)氧樹脂中可以均勻的分散，不會產(chǎn)生團聚的現(xiàn)象，在使用650型固化劑，參與到摻雜改性材料的化學反應，制備出的材料具有很好的穿透性。由于選取二氧化硅納米粉，當二氧化硅納米粉在環(huán)氧樹脂中摻雜比例達到5%后，即環(huán)氧樹脂，材料的速度達到最大值2871m/s，繼續(xù)增加二氧化硅納米粉的摻雜比例后，材料的速度反而降低。

本發(fā)明的目的之二是提供一種二氧化硅納米粉改性環(huán)氧樹脂的地震物理模型材料的制備方法。

包括：

所述組分按所述用量固化后制得所述的地震物理模型材料。

固化方法可采用本領域通常的固化方法，在本發(fā)明中可優(yōu)選按以下步驟進行：

1.材料預處理

根據(jù)模型用料的需求，把一定量的環(huán)氧樹脂E51置于烘箱50℃預熱1個小時，然后取出抽真空30分鐘備用。