[发明专利]垂向速度连续变化地震物理模型、材料及模型制作方法

说明书

本发明提出了一种垂向速度连续变化地震物理模型、材料及模型制作方法。制作方法包括以下步骤：材料准备：根据模型用料的需求，把所需的环氧树脂、硅橡胶、固化剂置于保温箱预热；模具处理：在物理模型固化模具内表面涂抹硅橡胶，待硅橡胶固化后完成模具处理；材料混合：按配方要求对材料称重，首先将环氧树脂、硅橡胶、固化剂进行充分地均匀搅拌，随后加入石英砂进行充分均匀搅拌；抽取真空：将混合后的材料放入真空搅拌机中，边搅拌边抽真空后取出浇注至模具内；沉降及固化过程：将模具置于常温室内，令石英砂进行自然沉降和固化，随后脱模取出及完成模型制作。通过在环氧树脂和硅橡胶聚合物中添加石英砂进行自然沉降的方式，实现了连续介质的物理模型制作。

技术领域

本发明涉及地震物理模型材料领域，更具体的，涉及到一种垂向速度可连续变化的地震物理模型、模型材料及模型制作方法。

背景技术

在地震勘探工作中，地震波传播速度在沉积岩地区的分布规律具有成层性，因此可以将地层看成层状介质，每层具有特定的物性参数。但大量的地震勘探生产实践发现，对于较深的地层界面，将其上覆介质的波速看成随深度连续变化更加接近于真实情况。速度随深度发生连续变化的地层可以称之为连续介质。在地震波传播的数学模拟中，对于连续介质的速度描述，一般采用微积分的基本思想，即将连续介质分割成很多厚度为Δz的水平薄层，并将每层中的速度视为定值(设各层速度为V1，V2，…，Vn)，这样就可以把连续介质先当作层状介质，用已知的层状介质传播规律来研究连续介质。可见，当Δz无限较小，层状介质可以过渡到连续介质。这是连续介质数值模拟方法的基本原理。

地震物理模拟技术是用一定的材料，按照一定的比例，制作出与实际地层构造在形态、结构和物性各方面主要特征具有相似性的物理模型，并在实验室对物理模型进行模拟地震勘探野外工作，进行各种方式的数据采集，在对这些实验数据进行处理分析，获取地震波传播规律认识，研究和验证各种勘探技术方法。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；而速度比通常为1:1。模型材料的研发是地震物理模拟的基础，常用的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。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。

但是，已有的物理模型材料均是具有单一固定速度，易于模拟层状介质，但很难模拟速度随深度变化的连续介质。本专利提供了一种垂向速度连续变化地震物理模型及制作方法，为连续介质物理模拟技术的实现奠定了基础。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种垂向速度连续变化地震物理模型及制作方法，为连续介质物理模拟技术的实现奠定了基础。

根据本发明的一个方面，提供一种垂向速度连续变化地震物理模型的制作方法，该方法包括以下步骤：

材料准备：根据模型用料的需求，把所需的环氧树脂、硅橡胶、固化剂置于保温箱预热；

模具处理：在物理模型固化模具内表面涂抹硅橡胶，待硅橡胶固化后完成模具处理；

材料混合：按配方要求对材料称重，首先将环氧树脂、硅橡胶、固化剂进行充分地均匀搅拌，随后加入石英砂进行充分均匀搅拌；

抽取真空：将混合后的材料放入真空搅拌机中，边搅拌边抽真空后取出浇注至模具内；优选地边搅拌边抽真空10-30分钟；

沉降及固化过程：将模具置于常温室内，令石英砂进行自然沉降和固化，随后脱模取出及完成模型制作。