本發(fā)明屬于地震物理模型材料領域，具體地，涉及一種具有各向異性特征的地震物理模型材料及其制備方法和應用。

背景技術：

1、地震物理模擬是在實驗室內將實際的地層構造或地質體在一定的尺度相似比下用相應的材料制作成物理模型，并用超聲波測試方法對野外地震勘探進行模擬采集的一種正演模擬方法。目前，最常用的地震物理模型的材料為可成型材料，即利用一些液態(tài)或粉狀材料的混合物，通過添加固化劑或改變溫度的方式下變成固體，這類模型材料具有良好的均勻性和可塑性，能夠方便的制作復雜構造物理模型。環(huán)氧樹脂和硅橡膠是最常用的適合于構建地震物理模型的可成型材料，現(xiàn)有技術多是利用環(huán)氧樹脂、硅橡膠與滑石粉等無機物進行混合的方式。此類物理模擬材料均為各向同性介質，即固化后垂向和水平方向上具有相同的速度。

2、近年來，裂縫型儲層和非常規(guī)頁巖儲層成為了油氣勘探的重點方向。裂縫型儲層由于水平或垂直裂縫的存在，具有顯著的各向異性特征，即地震波在儲層垂直和水平方向上的傳播速度具有差異。非常規(guī)頁巖儲層由于頁巖層理的存在，同樣具有各向異性特征。常規(guī)的地震物理模型材料為各向同性介質，即超聲波在材料垂直和水平方向上具有相同的速度。因此在進行各向異性儲層的物理模擬時，能否研發(fā)出具有各向異性特征的模型材料非常關鍵。尹志恒(2012)利用在環(huán)氧樹脂中嵌入低速薄片的辦法來模擬各向異性介質，但其得到的物理模型縱波速度各向異性ε均小于0.033，遠小于實際地層的各向異性參數(shù)(頁巖儲層各向異性參數(shù)通常大于0.1)。丁拼搏(2017)制作了不同尺度裂縫各向異性介質物理模型，其縱波速度各向異性ε均小于0.06，也遠小于實際地層的各向異性參數(shù)。

3、綜上所述可見，如何實現(xiàn)具有較高縱波速度各向異性ε的模型材料，是決定物理模型技術能否對各向異性儲層進行高相似性模擬的關鍵，也關系到地震物理模型技術能否有長足發(fā)展。

技術實現(xiàn)思路

1、為了克服現(xiàn)有技術存在的上述問題，本發(fā)明提供一種具有各向異性特征的地震物理模型材料及其制備方法和應用，本發(fā)明的具有各向異性特征的地震物理模型材料的縱波速度各向異性參數(shù)ε變化范圍為0.021至0.323，與實際地層情況更為相似，能夠滿足大部分各向異性地層的物理模擬。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的第一方面提供一種具有各向異性特征的地震物理模型材料，包括以重量份計的如下組分：

3、木板薄片?????????10～100重量份；

4、環(huán)氧樹脂?????????50～240重量份；

5、固化劑???????????5～40重量份。

6、根據本發(fā)明，優(yōu)選地，包括以重量份計的如下組分：

7、木板薄片?????????20～90重量份；

8、環(huán)氧樹脂?????????80～240重量份；

9、固化劑???????????10～30重量份。

10、根據本發(fā)明，優(yōu)選地，所述木板薄片的厚度小于3mm，優(yōu)選為0.05-1mm，更優(yōu)選為0.1-0.3mm。

11、根據本發(fā)明，優(yōu)選地，所述環(huán)氧樹脂的粘度為9000-13000mpa·s，所述環(huán)氧樹脂優(yōu)選選自e-51型環(huán)氧樹脂、e-44型環(huán)氧樹脂和e-55型環(huán)氧樹脂中的至少一種。

12、優(yōu)選地，所述固化劑為胺類固化劑，優(yōu)選為胺值小于400mgkoh/g的胺類固化劑，更優(yōu)選選自腰果油改性脂肪胺、芳香族固化劑和有機酸固化劑中的至少一種。

13、本發(fā)明的第二方面提供所述的具有各向異性特征的地震物理模型材料的制備方法，包括如下步驟：

14、步驟s1、將環(huán)氧樹脂和固化劑分別進行預熱，得到預熱后的環(huán)氧樹脂和預熱后的固化劑；

15、步驟s2、將預熱后的環(huán)氧樹脂和預熱后的固化劑充分地攪拌均勻的到混合溶液，然后將木材薄片浸入混合溶液中進行浸泡；

16、步驟s3、取出浸泡好的木材薄片，按照相同的木紋方向在模具中逐層鋪平后，進行壓制、固化和脫模，得到所述具有各向異性特征的地震物理模型材料。

17、根據本發(fā)明，優(yōu)選地，步驟s1中，所述預熱的條件包括：溫度為30～60℃，優(yōu)選為40～50℃，時間為5～20h，優(yōu)選為10～15h。

18、根據本發(fā)明，優(yōu)選地，步驟s3之前還包括：在物理模型固化模具內表面均勻涂抹凡士林作為脫模劑。

19、根據本發(fā)明，優(yōu)選地，步驟s3中，壓制的條件包括：壓力為1～100mpa，優(yōu)選為5～50mpa，時間為1～20min，優(yōu)選為5～15min。

20、優(yōu)選地，固化的條件包括：溫度為30～60℃，優(yōu)選為40～50℃，時間為10～40h，優(yōu)選為20～30h。

21、本發(fā)明的第三方面提供所述的具有各向異性特征的地震物理模型材料或根據所述的制備方法制備得到的具有各向異性特征的地震物理模型材料在地震物理模擬中的應用。

22、本發(fā)明提供的各向異性地震物理模型材料及其制備方法，具有以下效果：

23、(1)本發(fā)明的具有各向異性特征的地震物理模型材料的垂向及水平方向縱波速度差范圍可達50m/s至1500m/s，具有顯著的各向異性特征。

24、(2)本發(fā)明的具有各向異性特征的地震物理模型材料的縱波速度各向異性參數(shù)ε變化范圍為0.021至0.323，與實際地層情況更為相似，能夠滿足大部分各向異性地層的物理模擬。

25、本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后具體實施方式部分予以詳細說明。

技術特征：

1.一種具有各向異性特征的地震物理模型材料，其特征在于，包括以重量份計的如下組分：

2.根據權利要求1所述的具有各向異性特征的地震物理模型材料，其中，包括以重量份計的如下組分：

3.根據權利要求1所述的具有各向異性特征的地震物理模型材料，其中，所述木板薄片的厚度小于3mm，優(yōu)選為0.05-1mm，更優(yōu)選為0.1-0.3mm。

4.根據權利要求1所述的具有各向異性特征的地震物理模型材料，其中，所述環(huán)氧樹脂的粘度為9000-13000mpa·s，所述環(huán)氧樹脂優(yōu)選選自e-51型環(huán)氧樹脂、e-44型環(huán)氧樹脂和e-55型環(huán)氧樹脂中的至少一種。

5.根據權利要求1所述的具有各向異性特征的地震物理模型材料，其中，所述固化劑為胺類固化劑，優(yōu)選為胺值小于400mgkoh/g的胺類固化劑，更優(yōu)選選自腰果油改性脂肪胺、芳香族固化劑和有機酸固化劑中的至少一種。

6.根據權利要求1-5中任意一項所述的具有各向異性特征的地震物理模型材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

7.根據權利要求6所述的制備方法，其中，步驟s1中，所述預預熱的條件包括：溫度為30～60℃，優(yōu)選為40～50℃，時間為5～20h，優(yōu)選為10～15h。

8.根據權利要求6所述的制備方法，其中，步驟s3之前還包括：在物理模型固化模具內表面均勻涂抹凡士林作為脫模劑。

9.根據權利要求6所述的制備方法，其中，步驟s2中，所述浸泡的時間為10～50min，優(yōu)選為20～40min。

10.根據權利要求6所述的制備方法，其中，步驟s3中，壓制的條件包括：壓力為1～100mpa，優(yōu)選為5～50mpa，時間為1～20min，優(yōu)選為5～15min。

11.根據權利要求6所述的制備方法，其中，步驟s3中，固化的條件包括：溫度為30～60℃，優(yōu)選為40～50℃，時間為10～40h，優(yōu)選為20～30h。

12.根據權利要求1-5中任意一項所述的具有各向異性特征的地震物理模型材料或根據權利要求6-11中任一項所述的制備方法制備得到的具有各向異性特征的地震物理模型材料在地震物理模擬中的應用。

技術總結
本發(fā)明屬于地震物理模型材料領域，涉及一種具有各向異性特征的地震物理模型材料及其制備方法和應用。具有各向異性特征的地震物理模型材料包括以重量份計的如下組分：木板薄片10～100重量份；環(huán)氧樹脂50～240重量份；固化劑5～40重量份。本發(fā)明具有以下效果：(1)本發(fā)明的具有各向異性特征的地震物理模型材料的垂向及水平方向縱波速度差范圍可達50m/s至1500m/s，具有顯著的各向異性特征。(2)本發(fā)明的具有各向異性特征的地震物理模型材料的縱波速度各向異性參數(shù)ε變化范圍為0.021至0.323，與實際地層情況更為相似，能夠滿足大部分各向異性地層的物理模擬。

技術研發(fā)人員：司文朋,劉定進,馬靈偉,王瑩,邢廷棟
受保護的技術使用者：中國石油化工股份有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/5/19