[發(fā)明專利]一種摻雜改性環(huán)氧樹脂地震物理模型材料及制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410138839.1
• 申請日: 2014-04-08
• 公開（公告）號: CN103992617A
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 裴宇翀
• 申請（專利權(quán)）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(shù)研究院
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08K3/22;C08G59/50
• 代理公司: 北京聿宏知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;劉華聯(lián)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種摻雜改性環(huán)氧樹脂地震物理模型材料，屬于地球物理勘探領(lǐng)域。

背景技術(shù)

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(jìn)一步的驗證與完善，勘探方法也有待進(jìn)一步發(fā)展。物理模型模擬技術(shù)是地球物理研究的關(guān)鍵技術(shù)之一，是從事理論問題研究的重要“助手”。

地震物理模擬技術(shù)，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(fù)雜構(gòu)造中的傳播規(guī)律。地震物理模型材料模擬技術(shù)是物理模型正演模擬的基礎(chǔ)，目前國內(nèi)各大院所和高校主要采用環(huán)氧樹脂澆注成型的方法，根據(jù)高速度地層需要制備出波速在2550m/s的材料，但是環(huán)氧樹脂材料存在以下缺點(diǎn)：

一是現(xiàn)有配方中，環(huán)氧樹脂固化劑一般采用9229B型，由于9229B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(yán)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(dá)到2550m/s，不能夠模擬實際地層的需求，對制作復(fù)雜構(gòu)造的模型不利。

因此需要對現(xiàn)有的基于環(huán)氧樹脂和9229B型固化劑的地震物理模型材料進(jìn)行改性，縮短其固化時間并將聲波傳播速度提高到2550m/s以上。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種摻雜改性環(huán)氧樹脂地震物理模型材料，所述材料由主料環(huán)氧樹脂（EP）、摻雜改性劑氧化鋅納米粉和輔料9229B型固化劑組成。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，所述環(huán)氧樹脂為E-51、E-44或E-20型環(huán)氧樹脂，更優(yōu)選為E-51型環(huán)氧樹脂，原因是在等溫條件下E-51型環(huán)氧樹脂的粘度最低，需要加入的稀釋劑最少，在后續(xù)的抽真空的過程中氣泡比較容易從模型中脫出。

所述9229B型固化劑為亨斯曼聚醚胺與脂環(huán)胺互配，添加BYK流平劑，消泡劑做助劑改性而成的固化劑。其顏色淺，保光、保色、抗黃變性、耐冷熱循環(huán)性能較好，且粘度和放熱峰低，比較適合與氧化鋅納米粉進(jìn)行共混。如使用粘度和放熱峰較大的固化劑，攪拌成型過程中氧化鋅納米粉容易上浮，在模型表面發(fā)生團(tuán)聚，且高放熱峰的固化劑易造成模型收縮，發(fā)生分層開裂現(xiàn)象，對性能產(chǎn)生不利影響。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，所述氧化鋅納米粉的粒徑范圍為40-200nm，更優(yōu)選為40-60nm。由于納米材料具有獨(dú)特的表面和力學(xué)性能，可以提高環(huán)氧樹脂材料內(nèi)部的有序性。粒徑過小起不到增強(qiáng)性能的效果，粒徑過大容易在制備過程中發(fā)生團(tuán)聚，使氧化鋅顆粒達(dá)到微米級別，起不到縮短固化時間和提高聲波傳播速率的效果。

進(jìn)一步地，所述地震物理模型材料的成分按重量份數(shù)計為：

環(huán)氧樹脂??????????????100份；

9229B型固化劑?????????30-50份，優(yōu)選33份；以及

氧化鋅納米粉??????????1-10份，優(yōu)選3-8份，最優(yōu)選6份。

本發(fā)明進(jìn)一步提供了所述地震物理模型材料的制備方法，包括：

1）將環(huán)氧樹脂在30-70℃，優(yōu)選50℃下預(yù)熱1-4小時取出，抽真空排除氣泡待用。優(yōu)選抽真空時間為15-30分鐘，真空壓力控制在50-150kPa。

2）將9229B型固化劑與氧化鋅納米粉攪拌均勻后，加入步驟1）處理的環(huán)氧樹脂繼續(xù)攪拌均勻，抽真空后倒入模具內(nèi)，待固化完全即可拆模。優(yōu)選抽真空時間為5-10分鐘，固化完全的標(biāo)準(zhǔn)為所述地震物理模型材料完全轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)。

為保證順利脫模，優(yōu)選在澆注前對模具進(jìn)行預(yù)處理，即在模具內(nèi)表面涂一層脫模材料，一般采用硅橡膠作為脫模涂層，待硅橡膠膠連固化后再將抽真空并攪拌均勻的9229B型固化劑、氧化鋅納米粉和環(huán)氧樹脂倒入模具內(nèi)。

所述地震物理模型材料的聲波傳播速度為2605m/s-2836m/s，振幅為240mv-420mv。

發(fā)明效果

現(xiàn)有的純環(huán)氧樹脂固化后，得到的地震物理模型材料的聲波傳播速度為2550m/s。并且由于9229B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(yán)重的影響了制模的效率。