[發(fā)明專利]一種石墨烯摻雜改性的環(huán)氧樹脂地震物理模型材料及其制備方法

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• 申請日: 2016-06-15
• 公開（公告）號: CN107513251A
• 公開（公告）日: 2017-12-26
• 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;C08K3/04;C08G59/40
• 代理公司: 北京思創(chuàng)畢升專利事務(wù)所11218
• 代理人: 高爽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地震物理模型領(lǐng)域，具體涉及一種石墨烯摻雜改性的環(huán)氧樹脂地震物理模型材料及其制備方法。

背景技術(shù)

地震勘探是地球物理勘探中十分重要的方法，地震勘探是利用地下介質(zhì)彈性和密度的差異，通過觀測和分析大地對人工激發(fā)地震波的響應(yīng)，推斷地下巖層的性質(zhì)和形態(tài)的地球物理勘探方法。地震勘探是鉆探前勘測石油、天然氣資源、固體資源地質(zhì)找礦的重要手段，在煤田和工程地質(zhì)勘查、區(qū)域地質(zhì)研究和地殼研究等方面，也得到廣泛應(yīng)用。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”。

地震物理模型實驗是將野外的地質(zhì)構(gòu)造和地質(zhì)體按照1：10000等比例縮小制作成地質(zhì)模型，在實驗室內(nèi)利用超聲波或激光超聲波等方法對野外地震勘探方法進(jìn)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(shè)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(rèn)識復(fù)雜構(gòu)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(chǔ)。

地震物理模型實驗研究投資小，與數(shù)學(xué)模型相比，其最大的優(yōu)點就是地震物理模型模擬結(jié)果的真實性，不受計算方法、假設(shè)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(xué)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(yīng)用越來越廣泛。在地震波理論研究和復(fù)雜構(gòu)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。

模型材料模擬技術(shù)是物理模型正演模擬的基礎(chǔ)，目前研究者們主要用環(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的模型材料。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，不能夠滿足模擬實際地層的需求，對制作復(fù)雜構(gòu)造模型也不利。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種石墨烯摻雜改性的環(huán)氧樹脂地震物理模型材料及其制備方法。

本發(fā)明的發(fā)明人在研究中發(fā)現(xiàn)，通過選用石墨烯摻雜改性的環(huán)氧樹脂并結(jié)合活性較低的9229B型固化劑，所制備的材料具有更高的聲波傳播速度和穿透性能；并且，能縮短制備地震物理模型材料時的固化時間，從而有效地提高制備地震物理模型材料的效率；基于以上發(fā)現(xiàn)，完成本發(fā)明。

根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，本發(fā)明提供了一種石墨烯摻雜改性的環(huán)氧樹脂地震物理模型材料，所述地震物理模型材料包括固化的以下組分：環(huán)氧樹脂、9229B型固化劑和石墨烯；

其中，相對于100重量份的環(huán)氧樹脂，9229B型固化劑的用量為25-40重量份，石墨烯的用量為1-10重量份。

根據(jù)本發(fā)明的第二個方面，本發(fā)明提供了一種制備所述的地震物理模型材料的方法，該方法包括：

1)將9229B型固化劑與石墨烯混合均勻，再與所述環(huán)氧樹脂混合，得到混合料；

2)對所述混合料進(jìn)行固化。

純環(huán)氧樹脂固化后，材料的聲波傳播速度為2550m/s，本發(fā)明通過石墨烯摻雜改性環(huán)氧樹脂，石墨烯在環(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9229B型固化劑，參與到摻雜改性材料的化學(xué)反應(yīng)，制備出的本發(fā)明的環(huán)氧樹脂地震物理模型材料的聲波傳播速度明顯提高，至少可以達(dá)到2623m/s，優(yōu)選甚至可高達(dá)2886m/s；而且該模型材料具有很好的穿透性，振幅至少為240mv。

附圖說明

通過結(jié)合附圖對本發(fā)明示例性實施方式進(jìn)行更詳細(xì)的描述，本發(fā)明的上述以及其它目的、特征和優(yōu)勢將變得更加明顯。

圖1：本發(fā)明的實施例和對比例的地震物理模型材料的聲波傳播速度圖；

圖2：本發(fā)明的實施例和對比例的地震物理模型材料的振幅圖；

圖3：本發(fā)明的實施例和對比例的地震物理模型材料的聲波傳播速度與養(yǎng)護時間的關(guān)系圖。

具體實施方式

下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。雖然附圖中顯示了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，然而應(yīng)該理解，可以以各種形式實現(xiàn)本發(fā)明而不應(yīng)被這里闡述的實施方式所限制。相反，提供這些實施方式是為了使本發(fā)明更加透徹和完整，并且能夠?qū)⒈景l(fā)明的范圍完整地傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。