[发明专利]一种裂缝型储层地震物理模型材料及物理模型和制作方法

说明书

本发明公开了一种裂缝型储层地震物理模型材料，包括石英砂、环氧树脂、固化剂和水溶性高分子薄膜。本发明还公开了裂缝型储层地震物理模型的制作方法及制备得到的裂缝型储层地震物理模型。本发明通过在人工砂岩中嵌入水溶性高分子材料的方法构建了裂缝型储层地震物理模型，利用水溶性高分子材料在混合材料中所占比例的不同，可以制备出各方向声波传播速度差异范围在100～500m/s之间的裂缝型储层地震物理模型，与以往裂缝型地震物理模型相比，本发明改进了已用裂缝型地震物理模型技术中的缺陷，可以得到稳定性和相似性都更高的地震物理模型，从而可以得到更加准确的实验数据。

技术领域

本发明涉及油气勘探地球物理的地震物理模型技术领域，更具体的，涉及一种裂缝型储层地震物理模型材料、裂缝型储层地震物理模型制作方法及物理模型。

背景技术

地震物理模拟的基本原理是在比例因子原则下，在实验室内用相应的材料将实际的地层构造或各种类型的油气储层微缩制作成物理模型，并用超声波测试方法对野外地震勘探方法进行数据采集的一种正演模拟。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，即地震物理模拟相似性原理。

对于裂缝型储层的物理模拟，现有技术分为三种：一种是在环氧树脂等介质中内嵌低速薄片进行等效裂缝模拟；第二种是在人工砂岩中内嵌金属薄片，然后利用盐酸等溶剂对金属薄片进行化学溶解从而产生裂缝。第三种是在人工砂岩中内嵌高分子材料薄片，然后对人工砂岩进行高温烧制令高分子材料的气化反应产生裂缝，从而构建出裂缝型储层物理模型。

对于第一种方法，魏建新(不同裂缝密度的物理模型研究，《石油物探》2002年04期)在实验室内利用人工灌注控制裂缝密度的方法，研究了裂缝密度和形态对地震波的影响，裂缝模型是用环氧树脂作基质，用面积相同的硅橡胶薄片模拟裂缝。这种方法的缺点在于裂缝模型不具备孔渗性，其物性参数和物理性质与实际裂缝型砂岩相差甚远。

王玲玲(裂缝储层地震物理模拟研究，《石油科学通报》，2017年02期)利用类似的薄片模拟裂缝的方法制作可变参数的小尺寸裂缝带，模拟一定区域内所有裂缝的等效特征，并制作了小裂缝尺度、多种裂缝参数、成比例的裂缝储层地震物理模型。这种方法的缺点在于裂缝模型不具备孔渗性，其物性参数和物理性质与实际裂缝型砂岩相差甚远，仅能实现纵波速度各向异性特征上的相似性。

对于第二种方法，CN201410165542(一种双孔隙物理模型的制作方法及双孔隙物理模型，丁拼搏，2014)公开了一种双孔隙物理模型的制作方法，该双孔隙物理模型的制作方法主要采用石英砂和薄圆金属片模拟多孔隙和裂隙。这种方法的缺点在于溶蚀金属薄片的酸溶液也会与砂岩模型中石英骨架及泥质等成分产生化学反应，从而严重影响到模型的物性参数和稳定性，另外模型内部的金属薄片也很难保证全部溶蚀。

对于第三种方法，丁拼搏(利用含可控裂缝人工岩样研究裂缝密度对各向异性的影响，《地球物理学报》，2015年4月)阐述了一种可控裂缝人工岩样的制作方法，利用在人工砂岩中内嵌高分子材料薄片，然后对人工砂岩进行高温烧制令高分子材料的气化反应产生裂缝，进而研究裂缝密度、长度等参数对各向异性特征的影响。这种方法的缺点是高温烧制会对岩样骨架性质产生影响，这种影响的机理复杂，最终会降低岩样物性参数的准确性。

以往的裂缝型储层物理模型技术，多采用在人工砂岩介质中内嵌金属薄片或高分子薄片，然后利用酸溶液溶蚀或者高温烘烤气化的方式去除薄片产生裂缝，但酸溶液溶蚀和高温烘烤均会对砂岩骨架的物性参数产生一定影响，从而造成不稳定性。

发明内容

针对已有裂缝型储层物理模拟技术的缺陷，我们进行了改进并形成了新的技术方案，最终得到更加真实可靠的裂缝型储层物理模型。