[发明专利]一种石墨烯掺杂改性的环氧树脂地震物理模型材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及地震物理模型领域，具体涉及一种石墨烯掺杂改性的环氧树脂地震物理模型材料及其制备方法。

背景技术

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质弹性和密度的差异，通过观测和分析大地对人工激发地震波的响应，推断地下岩层的性质和形态的地球物理勘探方法。地震勘探是钻探前勘测石油、天然气资源、固体资源地质找矿的重要手段，在煤田和工程地质勘查、区域地质研究和地壳研究等方面，也得到广泛应用。随着石油勘探工作的深入，勘探难度也越来越大，许多地质现象及波场传播理论需要得到进一步的验证与完善，勘探方法也有待进一步发展，物理模型模拟技术是地球物理研究的关键技术之一，是从事理论问题研究的重要“助手”。

地震物理模型实验是将野外的地质构造和地质体按照1：10000等比例缩小制作成地质模型，在实验室内利用超声波或激光超声波等方法对野外地震勘探方法进行正演模拟的一种地震模拟方法，通过专用地震物理模型制备设备及制备工艺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，通过建立比较逼近实际的物理模型，探索和认识复杂构造及缝洞储层中地震波的传播规律，为油气勘探开发提供有利的依据，同时为今后的物理模型的制作奠定了基础。

地震物理模型实验研究投资小，与数学模型相比，其最大的优点就是地震物理模型模拟结果的真实性，不受计算方法、假设条件的限制，因而地震物理模型受到国内外各石油公司和大学的高度重视。地震物理模型实验在石油天然气勘探、开发中的应用越来越广泛。在地震波理论研究和复杂构造、裂缝带检测、井间地震研究及油藏动态监测等石油天然气勘探、开发工作中发挥重要的作用。

模型材料模拟技术是物理模型正演模拟的基础，目前研究者们主要用环氧树脂浇注成型的方法，根据高速度地层需要，制备出波速在2550m/s的模型材料。但是，环氧树脂材料存在以下缺点：

一是现有配方中，环氧树脂固化剂一般采用9229B型，由于9229B型固化剂活性低，固化速度慢，所以在模型浇注过程中，固化时间较长，严重的影响了制模的效率。

二是现有配方中，制备出的模型最高波速达到2550m/s，不能够满足模拟实际地层的需求，对制作复杂构造模型也不利。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种石墨烯掺杂改性的环氧树脂地震物理模型材料及其制备方法。

本发明的发明人在研究中发现，通过选用石墨烯掺杂改性的环氧树脂并结合活性较低的9229B型固化剂，所制备的材料具有更高的声波传播速度和穿透性能；并且，能缩短制备地震物理模型材料时的固化时间，从而有效地提高制备地震物理模型材料的效率；基于以上发现，完成本发明。

根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种石墨烯掺杂改性的环氧树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组分：环氧树脂、9229B型固化剂和石墨烯；

其中，相对于100重量份的环氧树脂，9229B型固化剂的用量为25-40重量份，石墨烯的用量为1-10重量份。

根据本发明的第二个方面，本发明提供了一种制备所述的地震物理模型材料的方法，该方法包括：

1)将9229B型固化剂与石墨烯混合均匀，再与所述环氧树脂混合，得到混合料；

2)对所述混合料进行固化。

纯环氧树脂固化后，材料的声波传播速度为2550m/s，本发明通过石墨烯掺杂改性环氧树脂，石墨烯在环氧树脂中可以均匀的分散，不会产生团聚的现象，在使用9229B型固化剂，参与到掺杂改性材料的化学反应，制备出的本发明的环氧树脂地震物理模型材料的声波传播速度明显提高，至少可以达到2623m/s，优选甚至可高达2886m/s；而且该模型材料具有很好的穿透性，振幅至少为240mv。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。

图1：本发明的实施例和对比例的地震物理模型材料的声波传播速度图；

图2：本发明的实施例和对比例的地震物理模型材料的振幅图；

图3：本发明的实施例和对比例的地震物理模型材料的声波传播速度与养护时间的关系图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然附图中显示了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。