一种可变参数的裂缝模型材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种可变参数的裂缝模型材料及其制备方法，属于油气勘探和开发的地球物理研究技术领域。
【背景技术】
[0002]裂缝型油气藏是目前世界上最重要的油气储层之一。无论在碳酸盐岩、致密砂岩、泥岩、或是火成岩以及古潜山变质岩中均存在具有工业开产价值的裂缝型油气藏。在我国大庆、胜利、长庆、四川等各个主要油气田中均发现裂缝型油气藏，已成为我国油气增加储量、提高产量的重要隐蔽型储层类别之一。
[0003]裂缝型油气藏大多数是由后期的地质发生改造引起的，如构造应力场作用引起的构造裂缝储层等，具有定向排列的裂缝发育不同的特点。裂缝型油气储层中裂缝参数(裂缝密度、排列方向，裂隙倾角)的变化在地震波传播的特性上会引起速度各向异性等特点，从而有利于地震勘探方法识别。开发地震勘探开展致密储层裂缝发育特征与发育规律的研究，对指导这类油气田的勘探和开发具有十分重要的意义。
[0004]受诸多地质因素的影响，裂缝型油气储层中裂缝类型和参数具有多样性，在规模大小方面具有多尺度性，在空间分布上具有非规则性。依靠传统的地面地质资料和钻井、测井资料进行裂缝系统空间分布的划分及预测变得十分困难。这使得裂缝型油气储层的地球物理描述或预测变得十分必要。
[0005]认识裂缝介质的岩石物理特性，研究裂缝带的地震波响应特征，开展储层裂缝预测方法研究，进而准确有效地定量预测储层裂缝系统参数(裂缝密度、裂缝走向、裂缝面倾角、裂缝带规模尺度、分布特征、渗透性等等)对油气资源的勘探和开采意义重大。
[0006]目前在实验室内利用物理模拟技术研究裂缝参数对地震波的影响是一种有效的方法，为此需要有模拟裂隙参数的模型材料制作裂隙模型。
【发明内容】
[0007]为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种可变参数的裂缝模型材料及其制备方法，可以根据需要得到不同裂缝密度、不同裂缝方位、不同裂缝面倾角、不同裂缝延伸长度和裂缝带宽度的裂缝模型材料，为不同裂缝参数的裂缝带地震响应特征岩石物理研究提供基础，亦可应用于裂缝地震物理模型制作中。
[0008]为了实现上述技术目的，本发明提供了一种可变参数的裂缝模型材料，该可变参数的裂缝模型材料包括:相互间隔分布的混合基质材料层和渗透型纸片，混合基质材料层的层数比渗透型纸片的层数多一层，其中，所述混合基质材料层是由混合基质材料组成的，所述混合基质材料包括:环氧树脂、环氧树脂固化剂、硅橡胶和硅橡胶固化-催化混合物；
[0009]以混合基质材料中含有的环氧树脂的总质量为10wt%计，硅橡胶的含量为I wt % -40wt %、环氧树脂固化剂的含量为13wt % -40wt % ;采用的娃橡胶固化-催化混合物包括硅橡胶固化剂和硅橡胶催化剂，以混合基质材料中含有的硅橡胶的总质量为100wt%计，硅橡胶固化-催化混合物中的硅橡胶固化剂的含量为4wt%-6wt%，硅橡胶固化-催化混合物中的娃橡胶催化剂的含量为Iwt %-1.5wt%。
[0010]本发明提供的可变参数的裂缝模型材料中，要求保证渗透型纸片被混合基质材料浸透。
[0011]本发明提供的可变参数的裂缝模型材料中，将环氧树脂、硅橡胶搅拌混合均匀后，加入环氧树脂固化剂和硅橡胶固化-催化混合物搅拌混合均匀后，放入真空搅拌器中边搅拌边抽掉空气，得到混合基质材料。
[0012]本发明提供的可变参数的裂缝模型材料中，优选地，每厘米厚度的该可变参数的裂缝模型材料中，包括有30层-100层的所述渗透型纸片。
[0013]本发明提供的可变参数的裂缝模型材料中，采用的渗透型纸片由木质纤维构成，渗透性强，对渗透型纸片没有特殊要求，优选地，采用的渗透型纸片的厚度为0.05mm-0.12mm0
[0014]本发明提供的可变参数的裂缝模型材料中，优选地，采用的环氧树脂包括型号为618-2的环氧树脂。该型号为618-2的环氧树脂由上海树脂厂有限公司生产。
[0015]本发明提供的可变参数的裂缝模型材料中，优选地，采用的环氧树脂固化剂包括型号为593的环氧树脂固化剂。该型号为593的环氧树脂固化剂由上海树脂厂有限公司生产。
[0016]本发明提供的可变参数的裂缝模型材料中，优选地，采用的硅橡胶包括型号为107的室温硫化甲基硅橡胶。该型号为107的室温硫化甲基硅橡胶由上海树脂厂有限公司生产。
[0017]本发明提供的可变参数的裂缝模型材料中，优选地，采用的硅橡胶固化剂包括正硅酸乙酯，采用的硅橡胶催化剂包括二月桂酸二丁基锡。该正硅酸乙酯由上海树脂厂有限公司生产，该二月桂酸二丁基锡由上海树脂厂有限公司生产。
[0018]本发明提供的可变参数的裂缝模型材料中，优选地，固化过程均在常温下进行，固化时间为1_2天。
[0019]本发明提供的可变参数的裂缝模型材料中，优选地，该可变参数的裂缝模型材料中的混合基质材料的纵波速度为2634m/s-1993m/s，横波速度为1205m/s_866m/s。
[0020]本发明提供的可变参数的裂缝模型材料中，优选地，同一重量比的混合基质材料，该可变参数的裂缝模型材料的垂直裂缝面的纵波速度随裂缝密度增大而减小。
[0021]本发明还提供了上述可变参数的裂缝模型材料的制备方法，该制备方法包括以下步骤:
[0022]将所述混合基质材料逐层铺放入模具中，形成混合基质材料层，每一层混合基质材料层上均匀铺放所述渗透型纸片，直至达到所需厚度；
[0023]固化，脱模后得到坯体，所述坯体经过切割、打磨处理后得到所述可变参数的裂缝模型材料。
[0024]本发明提供的上述可变参数的裂缝模型材料的制备方法具体包括以下步骤:
[°°25] 模具准备:制作适当大小50 X 50mm-400 X 300mm的方形模具盒，将其清理干净，盒内壁涂上脱模剂；
[0026]将混合基质材料的各组分充分搅拌混合，放到抽真空机器中边机器搅拌边抽掉空气，得到混合基质材料；
[0027]将lg-50g的混合基质材料逐层铺放入模具中，每一层混合基质材料上均匀铺放渗透型纸片，保证混合基质材料层数比渗透型纸片的层数多一层，并用直尺把纸片反复刮平整，直至达到所需厚度；
[0028]固化1-2天，脱模得到坯体，坯体经过切割、打磨处理后成型后得到所述可变参数的裂缝模型材料。
[0029]在本发明的可变参数的裂缝模型材料中，为得到不同的裂缝密度、基质速度，本领域技术人员可根据实验需要进行控制。比如:
[0030]通过控制一定高度范围内两层渗透型纸片夹层中混合基质材料层的厚度，可以制作出具有不同裂缝密度的裂缝模型材料;相同高度内，夹层中混合基质材料层的厚度变大，则渗透型纸片数量变少，用单位长度内的纸张数表示裂缝密度，裂缝密度相应减小。以环硅比1:15wt%为例，混合基质材料的密度为1.1478/0113，选择501]11]1\501]11]1的模具，若每层放入
0.925g-0.284g混合基质材料，对应的放入30层-100层渗透型纸片，模型可达到1mm高度，此时理论上裂缝密度为3张/mm-10张/mm。
[0031]通过控制环氧树脂和硅橡胶的配比，可以制作出不同基质纵横波速度的裂缝模型材料，从而控制裂缝模型材料的整体速度，包括垂直裂缝面的速度和沿着裂缝面的纵横波速度，得到不同的各向异性值；以环氧树脂10wt %、娃橡胶15wt %-30wt %为例，混合基质材料纵波速度范围为2348m/s-2125m/s，裂缝密度9.5张/mm时，裂缝模型材料沿着缝面走向的纵波速度范围分别是2399m/s-2234m/s，垂直裂缝面的纵波速度范围分别是2262m/s-2012m/s，裂缝模型材料纵波各向异性为8.2 % -12.2 %。
[0032]通过改变切割尺度和方向可以制作出具有不同形态、尺度、裂缝方位、以及裂缝面倾角的裂缝模型材料。
[0033]本发明的可变参数的裂缝模型材料及其制备方法与现有的相比，具有以下有益效果:
[0034]本发明的可变参数的裂缝模型材料具有较好的弱各向异性特征，速度和振幅的方位变化特征等能够等效于天然裂缝带的这些特征；
[0035]本发明的可变参数的裂缝模型材料能够模拟不同裂缝延伸长度、裂缝带宽度、裂缝密度、裂缝面倾角、裂缝方位等裂缝参数的裂缝带；
[0036]本发明的可变参数的裂缝模型材料的裂缝带延伸长度范围5_-60_，裂缝带宽度范围1_-60_，可应用于裂缝地震物理模型制作中，研究反射波地震响应特征；
[0037]本发明的可变参数的裂缝模型材料的制备方法具有很好地操作性和重复性，利用该制备方法可以得到与天然裂缝地震响应特征、分布规律等方面更接近的人工可变参数的裂缝模型材料，并且可以制备出不同裂缝密度、裂缝带尺度、裂缝面倾角、裂缝方位的可变参数的裂缝模型材料；
[0038]本发明的可变参数的裂缝模型材料的制备方法制得的可变参数的裂缝模型材料稳定牢固，可以用于不同裂缝参数的裂缝带地震响应特征岩石物理研究，亦可应用于裂缝地震物理模型制作中，进行地震物理模拟分析，裂缝预测方法的优化，更好地为裂缝储层性质和裂缝油气藏识别提供依据。
【附图说明】
[0039]图1为实施例1的可变参数的裂缝模型材料的利记博彩app流程图。
[0040]图2为实施例1的可变参数的裂缝模型材料的结构示意图。
[0041]图3a为实施例1的不同裂缝延伸长度的可变参数的裂缝模型材料模块结构图。
[0042]图3b为实施例1的不同裂缝带宽度的可变参数的