本發(fā)明涉及地球物理勘探，進(jìn)一步地說，是涉及一種物理模型及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、縱向非均質(zhì)性在多數(shù)陸相沉積中都常有發(fā)生，但以往的研究更多關(guān)注的是儲層尺度的非均質(zhì)性特征。隨著陸相頁巖勘探開發(fā)的不斷突破，發(fā)現(xiàn)其廣泛發(fā)育的薄夾層是縱向非均質(zhì)性產(chǎn)生的關(guān)鍵因素。薄夾層的廣泛發(fā)育對于地質(zhì)甜點(diǎn)和工程甜點(diǎn)預(yù)測都有重要意義，因?yàn)榘l(fā)育一定程度薄夾層的陸相頁巖是主要的有利巖相，但從工程角度上來說，富含薄夾層的頁巖段又會產(chǎn)生應(yīng)力格擋效應(yīng)，導(dǎo)致水力壓裂時裂縫起裂和延伸困難。因此，對薄夾層引起的地震響應(yīng)特征開展研究對于陸相頁巖甜點(diǎn)預(yù)測具有重要意義。

2、地震物理模擬是將野外地質(zhì)構(gòu)造和地質(zhì)體在實(shí)驗(yàn)室中按比例縮小制成地質(zhì)模型，并用超聲波等模擬地震波，對野外地震勘探進(jìn)行正演模擬的方法。上世紀(jì)五十年代，隨著超聲波技術(shù)的發(fā)展，地震模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)開始建立起來。美國和蘇聯(lián)先后利用超聲波技術(shù)成功進(jìn)行了地震實(shí)驗(yàn)，隨后，我國也逐步建立起了自己的地震模擬實(shí)驗(yàn)室。隨著石油天然氣勘探開發(fā)工作的不斷深入，所面臨的勘探對象以及開發(fā)環(huán)境越來越復(fù)雜，勘探難度越來越大，對勘探結(jié)果的精細(xì)化要求越來越高，意味著對物理模型制備工藝也有了更高的要求。

3、陸相頁巖發(fā)育薄夾層的薄夾層，模擬材料主體包括頁巖儲層和薄夾層兩個部分。與薄夾層相比，頁巖儲層密度小、速度低，因此儲層的模擬材料需要符合波阻抗小、聲波穿透性好的要求。薄夾層的密度和速度均大于儲層，因此，薄夾層模擬材料的要求是波阻抗越大越好。目前開發(fā)的儲層材料和銅箔等聯(lián)合制備模型時，模型的相關(guān)彈性參數(shù)的數(shù)值與實(shí)際地層相差較大，這會大大降低模型與實(shí)際地層的相似性，從而降低研究結(jié)果的準(zhǔn)確度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種物理模型及其制備方法。本發(fā)明利用環(huán)氧樹脂和硅橡膠制備模擬儲層，并在儲層中嵌入了薄夾層材料，得到與地層相似的物理模型，用于對陸相頁巖發(fā)育薄夾層的薄夾層地震響應(yīng)研究。

2、首先，本發(fā)明的目的之一是提供一種物理模型。

3、具體地，所述物理模型是由包括儲層模擬材料制得的儲層和薄夾層材料制得，其中，薄夾層材料嵌于儲層內(nèi)。

4、進(jìn)一步地，所述儲層模擬材料包括以下組分，各組分按重量份計(jì)為：

5、環(huán)氧樹脂???????????100重量份；

6、硅橡膠?????????????5～150重量份。

7、優(yōu)選地，各組分按重量份計(jì)為：

8、環(huán)氧樹脂???????????100重量份；

9、硅橡膠?????????????30～90重量份。

10、優(yōu)選地，環(huán)氧樹脂為雙酚a型液體環(huán)氧樹脂，雙酚a型液體環(huán)氧樹脂的環(huán)氧當(dāng)量為184～195g/mol；粘度為10000～16000mpas(25℃)；硅橡膠為107硅橡膠，107橡膠的粘度為500～1000mpas(25℃)；薄夾層材料為聚酰亞胺、有機(jī)玻璃中的一種。

11、優(yōu)選地，制備儲層模擬材料的原料中還包括環(huán)氧固化劑，其中，以環(huán)氧樹脂100重量份計(jì)，環(huán)氧固化劑的用量為40～60重量份。

12、優(yōu)選地，環(huán)氧固化劑為r-2269型固化劑、r-2216型固化劑中的一種；r-2269型固化劑、r-2216型固化劑可采用市售產(chǎn)品。

13、優(yōu)選地，制備儲層模擬材料的原料中還包括硅橡膠固化劑，其中，以硅橡膠100重量份計(jì)，硅橡膠固化劑的用量為3～7重量份。其中，硅橡膠固化劑是與硅橡膠配套使用的固化劑，采用市售產(chǎn)品。

14、其次，本發(fā)明的目的之二是提供本發(fā)明目的之一的物理模型的制備方法。

15、具體地，所述方法包括以下步驟：

16、步驟一、將環(huán)氧樹脂、硅橡膠、環(huán)氧固化劑、硅橡膠固化劑混合，攪拌均勻，除去流體中的氣泡，得到儲層模擬材料；

17、步驟二、在模具內(nèi)澆注第一層儲層模擬材料，待第一層儲層模擬材料固化后再澆注第二層儲層模擬材料，在液態(tài)第二層儲層模擬材料的表面嵌入薄夾層材料，待第二層儲層模擬材料固化后，在薄夾層材料的表面澆注第三層儲層模擬材料；

18、步驟三、待物理模型材料完全固化后，拆除模具，得到物理模型。

19、更具體地，所述方法包括以下步驟：

20、步驟一、將模具制作好后，并在模具內(nèi)涂抹一層脫模涂層，待涂層固化好后，將模具置于干燥通風(fēng)處備用；將環(huán)氧樹脂、硅橡膠、環(huán)氧固化劑、硅橡膠固化劑混合，攪拌均勻，除去流體中的氣泡，得到儲層模擬材料；

21、步驟二、在模具內(nèi)澆注第一層儲層模擬材料，待第一層儲層模擬材料固化后再澆注第二層儲層模擬材料；在液態(tài)第二層儲層模擬材料的表面嵌入薄夾層材料，待第二層儲層模擬材料固化后，在薄夾層材料的表面澆注第三層儲層模擬材料；

22、步驟三、待儲層模擬材料完全固化后，拆除模具，得到物理模型。

23、優(yōu)選地，在步驟一中，環(huán)氧樹脂需先在40～50℃下，預(yù)熱1h以下。預(yù)熱后的環(huán)氧樹脂的流動性更好。

24、優(yōu)選地，在步驟二中，薄夾層材料的厚度為0.01～0.2mm；優(yōu)選為0.05～0.1mm。

25、優(yōu)選地，在步驟二中，第一層儲層模擬材料的澆注厚度為20～30mm。

26、優(yōu)選地，在步驟二中，第二層儲層模擬材料的澆注厚度為1～2mm。

27、優(yōu)選地，在步驟二中，第三層儲層模擬材料的澆注厚度為20～30mm。

28、相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果為：

29、1、本發(fā)明用環(huán)氧樹脂與硅橡膠摻雜模擬儲層，并在其中嵌入薄膜材料模擬薄夾層，得到的模型材料薄夾層與儲層波阻抗比值與實(shí)際地層相似，且模擬材料和薄夾層兩者結(jié)合提高了薄夾層的反射振幅，更有利于地震響應(yīng)的研究。

30、2、本發(fā)明采用的薄夾層材料聲波穿透性較好，柔韌性優(yōu)良，通過分層澆筑的方式不易產(chǎn)生褶皺變形，并且聚酰亞胺和有機(jī)玻璃材料作為薄夾層材料是透明的，可在實(shí)驗(yàn)過程中識別到薄膜下表面附著的氣泡并及時清除，更有利于陸相頁巖發(fā)育薄夾層的薄夾層地震響應(yīng)的研究。

技術(shù)特征：

1.一種物理模型，其特征在于，所述模型是由包括儲層模擬材料制得的儲層和薄夾層材料制得，所述薄夾層材料嵌于所述儲層內(nèi)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物理模型，其特征在于，所述儲層模擬材料是由包括以下組分的原料制備而得，各組分按重量份計(jì)為：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的物理模型，其特征在于，各組分按重量份計(jì)為：

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的物理模型，其特征在于，

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的物理模型，其特征在于，所述原料中還包括環(huán)氧固化劑，以環(huán)氧樹脂100重量份計(jì)，所述環(huán)氧固化劑的用量為40～60重量份；

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的物理模型，其特征在于，所述原料中還包括硅橡膠固化劑，以硅橡膠100重量份計(jì)，所述硅橡膠固化劑的用量為3～7重量份。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物理模型，其特征在于，所述薄夾層材料為聚酰亞胺、有機(jī)玻璃中的一種。

8.一種如權(quán)利要求1～7任一所述的物理模型的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的物理模型的制備方法，其特征在于，在所述步驟二中，所述薄夾層材料的厚度為0.01～0.2mm；優(yōu)選為0.05～0.1mm。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的物理模型的制備方法，其特征在于，在所述步驟二中，

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種物理模型及其制備方法。所述模型是由包括儲層模擬材料制得的儲層和薄夾層材料制得，薄夾層材料嵌于儲層內(nèi)。本發(fā)明利用環(huán)氧樹脂和硅橡膠制備模擬儲層，并在儲層中嵌入了薄夾層材料，得到與地層相似的物理模型，用于對陸相頁巖發(fā)育薄夾層的薄夾層地震響應(yīng)研究。

技術(shù)研發(fā)人員：王瑩,劉衛(wèi)華,劉定進(jìn),沈琿,邢廷棟,王輝明
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國石油化工股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/28