一種p25納米粉改性環氧樹脂地震物理模型材料及製備方法

2023-05-20 00:51:46

一種p25納米粉改性環氧樹脂地震物理模型材料及製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種P25納米粉改性環氧樹脂地震物理模型材料及製備方法。所述模型材料包括固化後的以下組分：環氧樹脂100重量份；650型固化劑80-100重量份；P25納米粉1-10重量份。所述方法包括：所述組分按所述用量固化後製得所述的地震物理模型材料。本發明通過改變P25納米粉在環氧樹脂中所佔的比例，可以製得聲波傳播速度分別為2557m/s-2901m/s的地震物理模型材料。縮短了固化時間，有效的提高了製備地震物理模型的效率，並且本發明的地震物理模型材料具有較高的穿透性，有效的提高了聲波傳播速度，為地震物理大模型的製作奠定了基礎。
【專利說明】一種P25納米粉改性環氧樹脂地震物理模型材料及製備方 法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及地震物理模型領域，更進一步說，涉及一種P25納米粉改性環氧樹脂 地震物理模型材料及製備方法。

【背景技術】
[0002] 隨著石油天然氣勘探開發工作的不斷深入，所面臨的勘探對象以及開發環境越來 越複雜，勘探難度也越來越大。地震方法面臨著複雜構造油氣藏、巖性油氣藏和裂縫油氣 藏的勘探及尋找"剩餘油"的艱巨而複雜的任務。物理模型模擬技術是地球物理研究的關 鍵技術之一，是從事理論問題研究的重要"助手"。
[0003] 地震物理模擬技術是在實驗室中，通過超聲波換能器激發和接收信號，從而利用 超聲波模擬野外地震波，獲得地震模擬數據體，在實驗室中通過地震物理模型，揭示地震波 在複雜構造中的傳播規律。模型材料模擬技術是物理模型正演模擬的基礎，目前國內各大 院所和高校主要用環氧樹澆注成型的方法，根據高速度地層需要，製備出波速在2600m/s 的材料，但是環氧樹脂材料存在以下缺點：
[0004] 一是現有配方中，環氧樹脂固化劑一般採用650型，由於650型固化劑活性低，固 化速度慢，所以在模型澆注過程中，固化時間較長，嚴重的影響了制模的效率。
[0005] 二是現有配方中，製備出的模型最高波速達到2600m/s，不能夠模擬實際地層的需 求，對製作複雜構造模型不利。


【發明內容】

[0006] 為解決現有技術中出現的問題，本發明提供了一種P25納米粉改性環氧樹脂地震 物理模型材料及製備方法。縮短了固化時間，有效的提高了製備地震物理模型的效率，並且 新型材料具有較高的穿透性，有效的提高了聲波傳播速度，為地震物理大模型的製作奠定 了基礎。
[0007] 本發明的目的之一是提供一種P25納米粉改性環氧樹脂地震物理模型材料。
[0008] 包括固化的以下組分：
[0009] 環氧樹脂 100重量份
[0010] 650型固化劑 80-100重量份
[0011] P25納米粉 1-10重量份，優選5-6重量份。
[0012] 所述環氧樹脂優選粘度在11000-14000mPas範圍的環氧樹脂，更優選E-51型環氧 樹脂。
[0013] 650型固化劑：分子量1000?1500,淺黃色黏稠狀液體，密度（75 °C )0.92? 0.96g/cm³。胺值 230 ?260mg KOH/g。黏度（75°C) 3000 ?lOOOmPas。低分子聚醯 胺組成較為複雜，含有伯胺、仲胺和醯胺基，可在室溫下固化環氧樹脂。
[0014] P25納米粉：銳鈦礦型納米二氧化鈦與金紅石型納米二氧化鈦的混合物，二者比 例約為80:20，平均粒徑約為2111111。
[0015] 地震物理模型實驗是在實驗室內將野外的地質構造和地質體按照1:10000等比 例縮小製作成地質模型，並用超聲波或雷射超聲波等方法對野外地震勘探方法進行正演模 擬的一種地震模擬方法，通過專用地震物理模型製備設備及製備工藝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，通過建立比較逼近實際的物理模型，探索和 認識複雜構造及縫洞儲層中地震波的傳播規律，為油氣勘探開發提供有利的依據，同時為 今後的物理模型的製作奠定了基礎。
[0016] 地震物理模型實驗研究投資小，與數學模型相比，其最大的優點就是地震物理模 型模擬結果的真實性，不受計算方法、假設條件的限制，因而地震物理模型受到國內外各石 油公司和大學的高度重視。地震物理模型實驗在石油天然氣勘探、開發中的應用越來越廣 泛。在地震波理論研究和複雜構造、裂縫帶檢測、井間地震研究及油藏動態監測等石油天然 氣勘探、開發工作中發揮重要的作用
[0017] 純環氧樹脂固化後，材料的聲波傳播速度為2600m/s，通過P25納米粉摻雜改性環 氧樹脂，是提高環氧樹脂材料波速的有效方法，並且由於650型固化劑活性較低，固化速度 慢，所以在模型澆注過程中，固化時間較長，嚴重的影響了制模的效率。通過P25納米粉摻 雜改性環氧樹脂地震物理模型，固化時間縮短，並且材料的聲波速度大幅度提高，是地震物 理模型製備的理想材料，本發明首次把P25納米粉材料應用到地震物理模型材料領域，P25 納米粉在環氧樹脂中可以均勻的分散，不會產生團聚的現象，在使用650型固化劑，參與到 摻雜改性材料的化學反應，製備出的材料具有很好的穿透性。由於選取P25納米粉，當P25 納米粉在環氧樹脂中摻雜比例達到5%後，即環氧樹脂，材料的速度達到最大值2901m/s，繼 續增加 P25納米粉的摻雜比例後，材料的速度反而降低。
[0018] 本發明的目的之二是提供一種P25納米粉改性環氧樹脂地震物理模型材料的制 備方法。
[0019] 包括：
[0020] 所述組分按所述用量固化後製得所述的地震物理模型材料。
[0021] 固化方法可採用本領域通常的固化方法，在本發明中可優選按以下步驟進行：
[0022] 1.材料預處理
[0023] 根據模型用料的需求，把一定量的環氧樹脂E51置於烘箱50°C預熱1個小時，然後 取出抽真空30分鐘備用。
[0024] 2.模具預處理
[0025] 在製作好模具後，在模具內表面塗一層脫模材料，一般採用矽橡膠作為脫模塗層， 等矽橡膠膠連固化後再澆注模具。
[0026] 3.材料配置
[0027] 按配方要求將材料稱重處理後，首先將650型固化劑與P25納米粉進行均勻攪拌， 然後在其中添加環氧樹脂使其攪拌均勻。
[0028] 4.抽真空澆注模型
[0029] 材料配好並攪拌均勻後，抽真空處理10分鐘，然後倒入封裝好的模具內，當其固 化完全後即可拆模。
[0030] 本發明通過P25納米粉摻雜改性環氧樹脂，選用活性較低的650型固化劑，通過改 變P25納米粉在環氧樹脂中所佔的比例不同，通過P25納米粉摻雜改性環氧樹脂製備的樣 品聲波傳播速度比純環氧樹脂有所提高，聲波傳播速度分別為2557m/s-2901m/s的地震物 理模型材料。
[0031] 發明的效果
[0032] 1. P25納米粉摻雜改性後的新型材料聲波速度有所提高，最高波速達到2901m/s.
[0033] 2. P25納米粉摻雜改性後的新型材料具有很好的穿透性，最高可以達到420mv。
[0034] 3. P25納米粉摻雜改性後的新型材料固化時間縮短，有效的提高地震物理模型制 備速度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0035] 圖1實施例和對比例的地震物理模型材料速度圖
[0036] 圖2實施例和對比例的地震物理模型材料的聲波傳播速度與振幅的關係圖
[0037] 圖3實施例和對比例的地震物理模型材料的不同的速度與養護時間的關係圖

【具體實施方式】
[0038] 下面結合實施例，進一步說明本發明。
[0039] 實施例所用原料：
[0040] 環氧樹脂E51 :鳳凰牌E51環氧樹脂，牌號WRS618,產地江蘇無錫；粘度在 12000-15000mPas.
[0041] 650型固化劑：常州市景華熱油泵鑄造製造固化劑，牌號650 ;產地江蘇常州。
[0042] P25納米粉：銳鈦型納米二氧化鈦與金紅石型納米二氧化鈦的比例約為80:20,基 本顆粒粒徑約為21nm。產地德國廠家德固賽
[0043] 實施例1?7 :
[0044] 1材料預處理
[0045] 根據模型用料的需求，把一定量的環氧樹脂E51置於烘箱50°C預熱1個小時，然後 取出抽真空30分鐘備用。
[0046] 2模具預處理
[0047] 在製作好模具後，在模具內表面塗一層脫模材料，一般採用矽橡膠作為脫模塗層， 等矽橡膠膠連固化後再澆注模具。
[0048] 3材料配置
[0049] 按配方要求將材料稱重處理後，首先將650型固化劑與P25納米粉進行均勻攪拌， 然後在其中添加環氧樹脂使其攪拌均勻。
[0050] 4抽真空澆注模型
[0051] 材料配好並攪拌均勻後，抽真空處理10分鐘，然後倒入封裝好的模具內，當其固 化完全後即可拆模。
[0052] 各實施例的配方見表1。
[0053] 表1 (用量是以重量份計）
[0054]

【權利要求】
1. 一種P25納米粉改性環氧樹脂地震物理模型材料，其特徵在於所述模型材料包括固 化的以下組分： 環氧樹脂 100重量份 650型固化劑 80-100重量份 P25納米粉 1-10重量份。
2. 如權利要求1所述的P25納米粉改性環氧樹脂地震物理模型材料，其特徵在於： P25納米粉 5-6重量份。
3. 如權利要求1所述的P25納米粉改性環氧樹脂地震物理模型材料，其特徵在於： 所述環氧樹脂為粘度在11000-14000mPas範圍的環氧樹脂。
4. 一種如權利要求1?3之一所述的P25納米粉改性環氧樹脂地震物理模型材料的制 備方法，其特徵在於所述方法包括： 所述組分按所述用量固化後製得所述的地震物理模型材料。
【文檔編號】C08G59/50GK104250430SQ201310258468
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2013年6月26日 優先權日:2013年6月26日
【發明者】裴宇翀, 劉東方, 薛詩桂, 王輝明 申請人: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