一种裂缝储层地震物理模型及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种裂缝储层地震物理模型及其制备方法，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]随着全球油气勘探程度的提高，裂缝储层已经成为最重要的油气储层之一。在碳酸盐岩、致密砂岩、泥岩、火成岩以及古潜山变质岩中均存在工业价值的油气藏。
[0003]我国的华北、西北、西南和南方的广阔海相碳酸盐岩地层分布区已成为新一轮油气勘探的重要接替区。而致密砂岩、泥岩、火成岩、变质岩中的裂缝油气藏在我国大庆、胜利、长庆、四川等各个主要油气田中均有发现，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。
[0004]大多数油田具有多含油层系、多油层、油藏非均质性严重、低渗透、油藏类型复杂等特点，在储层形成过程中，由于岩石致密程度增加，使岩石的强度和脆性程度增大，因而在成岩过程中以及在后期的构造应力场作用下，容易使这类致密低渗透储层出现不同程度的构造裂缝，成为致密储层的有效储集空间和油气的主要渗流通道，从而增加了这类油气田的勘探和开发难度。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。
[0005]致密储层的孔隙、裂缝在类型和形态上具有多样性，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。仅仅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。这使得裂缝油气储层的地球物理描述或预测变得十分必要。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(裂缝走向、分布特征，密度、尺度、渗透性等等)对油气资源的勘探和开采意义重大。
[0006]地震物理模拟实验是研究裂隙参数对地震传播影响的一种最直观的正演方法。虽然存在着制作工艺和人力成本的问题，在国内外开展的研究较少，但是其模拟的结果更为真实有效，值得去深入研究探讨。其中制作出具有可控裂缝尺寸和分布的裂缝物理模型是必不可少的环节。
[0007]现阶段研究中，常制作简单的三到五层水平层状模型，中间嵌入一层具有各向异性特征的HTI介质地层或是一个或多个较大尺寸不同裂缝参数的裂缝地质体(如HTI介质模块)来研究地震响应特征，方位AV0特征，裂缝预测方法等。裂缝形成地质条件复杂，影响因素较多，地震特征也千差万别，简单地层中的裂缝特征结果明确，但是否符合实际的多种多样的地质特征需要进一步研究。迄今为止，与实际地层参数相结合的裂缝地震物理模型还从未出现，裂缝预测方法在地震物理模型上验证和应用方面还没有学者做过研究。因此，需要制作出结合实际地质情况，含有可控裂缝的物理模型。
【发明内容】
[0008]为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种裂缝储层地震物理模型及其制备方法，该制备方法得到的裂缝储层地震物理模型适用于裂缝油气储层地震波响应模拟研究和裂缝预测研究。
[0009]为了实现上述技术目的，本发明提供了一种裂缝储层地震物理模型的制备方法，该裂缝储层地震物理模型的制备方法包括以下步骤:
[0010]制备可变参数裂缝模块；
[0011]制备地震物理模型；
[0012]将所述可变参数裂缝模块按设计要求放入到地震物理模型的目的层，并保证可变参数裂缝模块平行裂缝面方向的纵波速度与地震物理模型目的层的纵波速度一致，得到裂缝储层地震物理模型；
[0013]其中，可变参数裂缝模块按照以下步骤制备:
[0014]将环氧树脂与硅橡胶搅拌混合，得到第一混合流体；
[0015]在第一混合流体中加入环氧树脂固化剂，然后加入硅橡胶固化-催化剂搅拌后，抽真空，得到第一混合基质材料；
[0016]将第一混合基质材料逐层铺放入模具中，并且在每一层第一混合基质材料上均匀铺放渗透型纸片，要求10mm高度范围内铺放第一混合基质材料30层-140层，第一混合基质材料的层数比渗透型纸片的层数多一层；
[0017]将填充第一混合基质材料及渗透型纸片的模具进行固化处理后，经过打磨、切割后得到所述可变参数裂缝模块；
[0018]地震物理模型按照以下步骤制备:
[0019]将环氧树脂、硅橡胶和滑石粉混合，得到第二混合流体；
[0020]向第二混合流体中加入环氧树脂固化剂和硅橡胶固化-催化剂，搅拌后抽真空，得到第二混合基质材料；
[0021]将第二混合基质材料逐层、每层分多次浇筑到模具中，每一层浇筑并固化后，根据设计要求对地层形态特征进行打磨雕刻，待满足设计地层厚度和地质特征后再进行下一层的饶筑；
[0022]在目的层浇筑之前将可变参数裂缝模块排布在地层分界面上后，再浇筑下一层，得到所述裂缝物理模型。
[0023]在本发明的裂缝储层地震物理模型的制备方法中，将可变参数裂缝模块按设计要求放入到地震物理模型的目的层时，本领域技术人员物根据各地区的实际情况或是简化情况，按照实际地区的地层参数，可以确定设计要求以及目的层的位置。
[0024]在本发明的裂缝储层地震物理模型的制备方法中，优选地，以所述环氧树脂的总质量为10(^1:%计，娃橡胶的添加量为0wt%-120wt%，滑石粉的添加量为0wt%-170wt%。
[0025]在本发明的裂缝储层地震物理模型的制备方法中，优选地，以环氧树脂的总质量为1 OOwt %计，环氧树脂固化剂的含量为13wt % -40wt %。
[0026]在本发明的裂缝储层地震物理模型的制备方法中，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。
[0027]在本发明的裂缝储层地震物理模型的制备方法中，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。
[0028]在本发明的裂缝储层地震物理模型的制备方法中，优选地，采用的硅橡胶固化-催化剂包括硅橡胶固化剂和硅橡胶催化剂，以硅橡胶的总质量为100?〖％计，硅橡胶固化-催化剂中的硅橡胶固化剂的含量为4wt%_6wt%，硅橡胶固化-催化剂中的硅橡胶催化剂的含Slwt%-1.5wt% ο
[0029]在本发明的裂缝储层地震物理模型的制备方法中，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。
[0030]在本发明的裂缝储层地震物理模型的制备方法中，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。
[0031]在本发明的裂缝储层地震物理模型的制备方法中，采用的渗透型纸片由木制纤维制成，优选地，采用的渗透型纸片的厚度为0.05mm-0.12mm，所述渗透型纸片的本身纹理具有各向异性。
[0032]在本发明提供的裂缝储层地震物理模型的制备方法中，优选地，固化过程在常温下进行，其中，可变参数裂缝模块的固化时间为1-2天，地震物理模型每一层的固化时间为4h_5h0
[0033]在本发明提供的裂缝储层地震物理模型的制备方法中，保证渗透型纸片被第一混合基质材料浸透。
[0034]在本发明提供的裂缝储层地震物理模型的制备方法中，制备得到的可变参数裂缝模块的裂缝密度范围为3.19条/mm-13.36条/mm。
[0035]在本发明提供的裂缝储层地震物理模型的制备方法中，采用的模具是打磨光滑木制的脱模后的箱式模具。
[0036]本发明还提供了一种裂缝储层地震物理模型，该裂缝储层地震物理模型是由上述裂缝储层地震物理模型的制备方法制备得到的。
[0037]本发明的裂缝储层地震物理模型的制备方法中，要求可变参数裂缝模块平行裂缝面方向的纵波速度与地震物理模型目的层的纵波速度一致，也就是需要尽量保证裂缝带基质材料与地层围岩一致，裂缝基质的波阻抗才能与围岩一致，从而达到减小裂缝带边界对裂缝地震响应的干扰、提高预测精度的同时更符合天然裂缝特征的目的。
[0038]本发明的裂缝储层地震物理模型的制备方法中，地震物理模型每一层是将第二混合基质材料“分多次”逐层浇筑到模具中时，具体是指每一层的浇注方式是多次浇筑，每次的浇筑量很少，厚度约为lcm，根据固化情况，表面开始变硬时进行下一次的浇筑，此时波阻抗差异小，不会出现新层。这种浇筑方式可以避免模型固化过程产生热量，若因浇筑过厚而不能将热量同时放出，会在中间形成空隙，致使材料不均匀。
[0039]本发明的裂缝储层地震物理模型的制备方法，得到的裂缝储层地震物理模型的裂缝的密度、分布均可由本领域技术人员根据实验设计需要进行控制。
[0040]本发明的裂缝储层地震物理模型的制备方法具有很好地操作性和重复性，利