[发明专利]一种地震物理模型材料和地震物理模型及其制备方法

说明书

本发明公开了一种地震物理模型材料和地震物理模型及其制备方法，所述地震物理模型材料包括环氧树脂、固化剂和合金微粉，本发明通过在环氧树脂中掺杂合金微粉，将可成型物理模型材料声波传播速度提高到4800m/s以上，将整个可成型物理模型材料声波传播速度范围拓宽至1000‑4800m/s，大大提升了地震物理模型的应用空间。

技术领域

本发明属于地震物理模型技术领域，涉及一种地震物理模型材料、由该地震物理模型材料制得的地震物理模型和地震物理模型的制备方法。

背景技术

地震物理模拟的基本原理是在实验室内将实际的地层构造或地质体在一定的尺度相似比下用相应的材料制作成物理模型，并用超声波测试方法对野外地震勘探方法进行数据采集的一种正演模拟。与数学模拟方法相比，地震物理模拟能较真实地实现对模型介质中声波或弹性波传播规律的观测，从而推断地震波在实际地层构造和地质体中传播的波场特征。在进行地震物理模拟的过程中，为了使所得模拟结果的运动学特征与实际地质构造地质体中的地震波运动学特征保持一致，必须使物理模型的尺寸和速度、密度等参数与实际地质构造地质体的尺寸和速度、密度等参数呈一定的比例关系，即地震物理模拟几何相似性原理。目前地震物理模型所采用的尺度比例因子通常为1:10000，即物理模型的1毫米代表实际地质体尺度为10米；速度比通常为1:1或者1:2。

在地震物理模型技术中，如何提供能够模拟各种地层速度的模型材料是一个技术难题。因为，一方面，实际地层岩石的速度变化范围非常大，实验室很难把各种地层的速度复制出来。另一方面，地震物理模型应能够模拟实际的地质沉积特征，模型材料各层间应能够自然结合，模型材料应能够容易制作和加工成各种复杂地质构造，这些都使得模型材料的技术发展面临着巨大困难。

目前，地震物理模型的材料来源可分为两种，一种是固体工业板材，另一种是可成型材料。常用于物理模型制作的工业板材有铝材、树脂板、有机玻璃、石蜡等，通过对工业板材进行机械加工，即可获得较精确的几何构造。然而对于复杂构造的多层地震物理模型，则不宜采用工业板材，因为复杂构造形态难以加工，物理模型层与层之间的粘连也是一个技术问题。可成型材料是指一些液态或粉状材料混合物，通过添加固化剂或改变温度的方式下变成固体，这类模型材料具有良好的均匀性和可塑性，能够方便的制作复杂构造物理模型。环氧树脂和硅橡胶是最常用的适合于构建地震物理模型的可成型材料。研究表明环氧树脂固化后材料的速度一般在2600m/s，而橡胶固化后材料的速度约在1000m/s，将两种材料按不同的量进行混合，固化后的混合材料速度在1000-2600m/s之间变化。另外，有通过在环氧树脂中掺杂硅微粉或者滑石粉等方法将固化后材料速度上限提高到 3000m/s左右。但是，跟实际地层速度可达到6000-7000m/s范围相比，物理模型材料速度上限还是不能满足对地层的模拟，如何提高物理模型材料速度，关系到地震物理模型技术能否有长足发展。

发明内容

为进一步提高物理模型材料速度，本发明提供了一种新的地震物理模型材料，通过在环氧树脂中掺杂合金微粉，将可成型物理模型材料声波传播速度提高到4800m/s以上，将整个可成型物理模型材料声波传播速度范围拓宽至 1000-4800m/s，大大提升了地震物理模型的应用空间。

根据本发明的一个方面，提供了一种地震物理模型材料，其包括环氧树脂、固化剂和合金微粉。

根据本发明的优选实施方式，所述模型材料中，以重量计，环氧树脂为100 份，固化剂为10-30份，例如可以为10份、15份、20份、25份、30份以及它们之间的任意值，优选为15份；合金微粉为1-150份，例如可以为1份、5份、10 份、15份、20份、30份、40份、50份、60份、80份、100份、120份、130份、 150份以及它们之间的任意值。