基本信息
- 項目名稱：
- 地震物理模型及其特性分析
- 小類：
- 能源化工
- 簡介：
- 石油勘探中為了更好更準確的找到石油天然氣，地質(zhì)學(xué)家需要發(fā)展各種理論來作為找油氣田的理論支撐。這些理論需要在實驗室進行驗證和修改，因此找到合適的模型材料（速度和真實的巖石相近）來制作類似地下介質(zhì)的模型就顯得很重要。 通過研究找到兩種適合的材料-環(huán)氧樹脂和硅橡膠，并將他們以不同的比例混合得到不同速度的材料模型。 我們可以制作不同速度的模型來模擬地下各種各樣的不同速度的巖層。
- 詳細介紹：
- 本文研究了環(huán)氧樹脂和硅橡膠混合后的速度特性，隨著硅橡膠和環(huán)氧樹脂重量配比的不同，混合材料的速度可在硅橡膠（940m/s）的速度到環(huán)氧樹脂的速度（2630m/s）之間變化，其變化趨勢在三個配比區(qū)段內(nèi)有所不同，配比小于50%時速度近似于線性，大于60%時速度基本是線性變化且隨硅橡膠增大速度緩慢降低。配比在50～60%時，速度變化最大，甚至?xí)霈F(xiàn)不穩(wěn)定，出現(xiàn)不穩(wěn)定的主要原因是此時溫度對模型的影響很大。 通過在環(huán)氧樹脂和硅橡膠中加入滑石粉，將滑石粉和環(huán)氧樹脂、硅橡膠混合，固化后的混合材料速度預(yù)計可1000～3000m/s內(nèi)變化，在實驗中獲得了幾組速度在1300-1800m/s且比較穩(wěn)定的模型。
作品圖片
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 一般工業(yè)材料的速度，雖然有些能與巖石速度相匹配， 但卻難以加工成各種各樣的構(gòu)造形態(tài)，而且不能滿足對層與層之間膠合質(zhì)量的要求。環(huán)氧樹脂與硅橡膠類之間的復(fù)合是一種較合適的模型材料。 本文研究的是環(huán)氧樹脂與硅橡膠的不同配比和速度之間的關(guān)系，配制好一定比例的模型材料后進行材料的速度測試得到數(shù)據(jù)，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)總結(jié)出環(huán)氧樹脂和硅橡膠在不同配比情況下的地震波速度關(guān)系。
科學(xué)性、先進性及獨特之處
- 本項目的創(chuàng)新點在于用等效的或是近似的方法來探索在固定其他條件下，速度和復(fù)合材料配比的一般關(guān)系，即理想狀態(tài)下的速度與材料配比的一對一關(guān)系。其核心是尋找合適的模型材料，摸索制作復(fù)合材料樣品的工藝,對制作的樣品的均勻性和速度進行測試,從而得出復(fù)合材料配比與速度的關(guān)系。
應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義
- 總結(jié)出一套混合模型材料速度隨配比關(guān)系公式，無論對以后所研究的地層巖性對模型材料有新密度方面的要求還是開發(fā)新的混合模型材料都將具有十分重要的指導(dǎo)意義通過本創(chuàng)新項目，從另一種思路，探索制作復(fù)合材料模型的方法，可以進一步加強研究力量，使在樣品的制作和特性分析方面有一定的突破。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 三維地震物理模型的地質(zhì)模型制作是在整個地震物理模擬技術(shù)中最難解決的問題之一。困難在于很難找到合適的速度材料來模擬各種地層的速度等參數(shù)，并很好地控制模型構(gòu)造的形態(tài)。目前解決這兩個問題有二條途徑：一是積累各種工業(yè)材料的聲學(xué)和彈性數(shù)據(jù)庫，用已有的材料組合成不同的速度；二是開發(fā)研制某些復(fù)合材料,形成不同的速度系列，環(huán)氧樹脂和合成橡膠是工業(yè)上常用的 種材料,具有液態(tài)固化特性 ,將兩者混合在一起可得到速度連續(xù)可變的混合材料。實驗表明，隨著配比不同，混合材料速度變化可分三個區(qū)。第一區(qū)的配比范圍為0～50%，速度從2630m/s下降到1800m/s，第三區(qū)配比從60%～100%速度從1390m/s緩慢下降到1220m/s。這兩個區(qū)速度變化基本上是線性的，但變化程度有差異。在這兩個區(qū)中間有一個速度不穩(wěn)定區(qū)。這個不穩(wěn)定區(qū)的配比范圍在50～60%，其速度范圍在1380～1800m/s?？梢愿鶕?jù)需要 ,利用模具技術(shù)制作各種形態(tài)的地質(zhì)構(gòu)造模型 ,且層與層之間的膠合性質(zhì)與實際地層沉積特性相似。
獲獎情況
- 1.2009年中國石油大學(xué)（北京）校大學(xué)生科技創(chuàng)新計劃一等獎
鑒定結(jié)果
- 本論文是該項目組成員在其老師的指導(dǎo)下，獨立進行研究工作所取得的成果。文中引用其他個人和集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的研究成果及文獻已在參考文獻中列出。
參考文獻
- [1] 蔡輝 閏逢元 薛群基 中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所固體潤滑國家重點實驗室，環(huán)氧樹脂研究與應(yīng)用進展 2003.2 [2] 屈澤華. 有機硅改性環(huán)氧樹脂的研究. 南京工業(yè)大學(xué).2004年8月 [3] 魏建新、狄?guī)妥? 地震物理模型中三維地質(zhì)模型材料特性研究. 石油地球物理勘探.2006年11月
同類課題研究水平概述
- 地震物理模擬技術(shù)式一門多學(xué)科的綜合技術(shù)，涉及到地震勘探方法、超聲測試方法、材料學(xué)和電子儀器等諸多方面。 國內(nèi)外關(guān)于模型材料和制模技術(shù)的報道較少，1977年美國休斯敦大學(xué)地震聲學(xué)實驗室創(chuàng)建水槽地震物理模型。該實驗室受到美國30家石油公司和地球物理公司的支持和資助，至今仍是美國最大的地球物理工業(yè)聯(lián)合體之一。Pascaul等和Ladekpo等（1983，1984）介紹了美國休斯敦大學(xué)ALS實驗室的樹脂與硅橡膠混合模型材料；Blacquiere等（1999，2002）介紹了荷蘭Delft科技大學(xué)地震和聲學(xué)實驗室的最新地震物理模擬設(shè)備以及相關(guān)的模型材料。 90年代初國內(nèi)以趙鴻儒為代表，結(jié)合教學(xué)開展了一系列的基礎(chǔ)模型實驗。研究內(nèi)容：二維模型中不均勻介質(zhì)中地震波的傳播、各種介質(zhì)的速度和衰減測試、工程質(zhì)量檢測等。 中國石油大學(xué)于1986年研究成功了固體地震物理模型方法，并且一開始就從固體地震物理模型方法出發(fā)研制了一套大規(guī)模、高精度固體地震物理模型設(shè)備。近幾年，中國石油大學(xué)，CNPC物探重點實驗室在三維地震物理模型技術(shù)上進行了大量的研究，尤其是探索試驗了各種材料的聲學(xué)特性，構(gòu)建了一系列模型材料。
