[發明專利]一種裂縫型儲層地震物理模型材料及物理模型和制作方法

在審

• 申請號: 201811055514.1
• 申請日: 2018-09-11
• 公開（公告）號: CN110890010A
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發明（設計）人: 司文朋;王輝明;薛詩桂
• 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: G09B23/40
• 分類號: G09B23/40
• 代理公司: 北京知舟專利事務所(普通合伙) 11550
• 代理人: 周媛

本發明公開了一種裂縫型儲層地震物理模型材料，包括石英砂、環氧樹脂、固化劑和水溶性高分子薄膜。本發明還公開了裂縫型儲層地震物理模型的制作方法及制備得到的裂縫型儲層地震物理模型。本發明通過在人工砂巖中嵌入水溶性高分子材料的方法構建了裂縫型儲層地震物理模型，利用水溶性高分子材料在混合材料中所占比例的不同，可以制備出各方向聲波傳播速度差異范圍在100～500m/s之間的裂縫型儲層地震物理模型，與以往裂縫型地震物理模型相比，本發明改進了已用裂縫型地震物理模型技術中的缺陷，可以得到穩定性和相似性都更高的地震物理模型，從而可以得到更加準確的實驗數據。

技術領域

本發明涉及油氣勘探地球物理的地震物理模型技術領域，更具體的，涉及一種裂縫型儲層地震物理模型材料、裂縫型儲層地震物理模型制作方法及物理模型。

背景技術

地震物理模擬的基本原理是在比例因子原則下，在實驗室內用相應的材料將實際的地層構造或各種類型的油氣儲層微縮制作成物理模型，并用超聲波測試方法對野外地震勘探方法進行數據采集的一種正演模擬。在進行地震物理模擬的過程中，為了使所得模擬結果的運動學特征與實際地質構造地質體中的地震波運動學特征保持一致，必須使物理模型的尺寸和速度、密度等參數與實際地質構造地質體的尺寸和速度、密度等參數呈一定的比例關系，即地震物理模擬相似性原理。

對于裂縫型儲層的物理模擬，現有技術分為三種：一種是在環氧樹脂等介質中內嵌低速薄片進行等效裂縫模擬；第二種是在人工砂巖中內嵌金屬薄片，然后利用鹽酸等溶劑對金屬薄片進行化學溶解從而產生裂縫。第三種是在人工砂巖中內嵌高分子材料薄片，然后對人工砂巖進行高溫燒制令高分子材料的氣化反應產生裂縫，從而構建出裂縫型儲層物理模型。

對于第一種方法，魏建新(不同裂縫密度的物理模型研究，《石油物探》2002年04期)在實驗室內利用人工灌注控制裂縫密度的方法，研究了裂縫密度和形態對地震波的影響，裂縫模型是用環氧樹脂作基質，用面積相同的硅橡膠薄片模擬裂縫。這種方法的缺點在于裂縫模型不具備孔滲性，其物性參數和物理性質與實際裂縫型砂巖相差甚遠。

王玲玲(裂縫儲層地震物理模擬研究，《石油科學通報》，2017年02期)利用類似的薄片模擬裂縫的方法制作可變參數的小尺寸裂縫帶，模擬一定區域內所有裂縫的等效特征，并制作了小裂縫尺度、多種裂縫參數、成比例的裂縫儲層地震物理模型。這種方法的缺點在于裂縫模型不具備孔滲性，其物性參數和物理性質與實際裂縫型砂巖相差甚遠，僅能實現縱波速度各向異性特征上的相似性。

對于第二種方法，CN201410165542(一種雙孔隙物理模型的制作方法及雙孔隙物理模型，丁拼搏，2014)公開了一種雙孔隙物理模型的制作方法，該雙孔隙物理模型的制作方法主要采用石英砂和薄圓金屬片模擬多孔隙和裂隙。這種方法的缺點在于溶蝕金屬薄片的酸溶液也會與砂巖模型中石英骨架及泥質等成分產生化學反應，從而嚴重影響到模型的物性參數和穩定性，另外模型內部的金屬薄片也很難保證全部溶蝕。

對于第三種方法，丁拼搏(利用含可控裂縫人工巖樣研究裂縫密度對各向異性的影響，《地球物理學報》，2015年4月)闡述了一種可控裂縫人工巖樣的制作方法，利用在人工砂巖中內嵌高分子材料薄片，然后對人工砂巖進行高溫燒制令高分子材料的氣化反應產生裂縫，進而研究裂縫密度、長度等參數對各向異性特征的影響。這種方法的缺點是高溫燒制會對巖樣骨架性質產生影響，這種影響的機理復雜，最終會降低巖樣物性參數的準確性。

以往的裂縫型儲層物理模型技術，多采用在人工砂巖介質中內嵌金屬薄片或高分子薄片，然后利用酸溶液溶蝕或者高溫烘烤氣化的方式去除薄片產生裂縫，但酸溶液溶蝕和高溫烘烤均會對砂巖骨架的物性參數產生一定影響，從而造成不穩定性。

發明內容

針對已有裂縫型儲層物理模擬技術的缺陷，我們進行了改進并形成了新的技術方案，最終得到更加真實可靠的裂縫型儲層物理模型。