[发明专利]一种地质孔洞人工物理模型的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于人工物理模型领域，具体涉及一种地质孔洞人工物理模型的制备方法。

背景技术

孔洞、溶洞在岩石中常见，孔洞、溶洞是地下流体水、油、气储集运移的重要空间。利用人工制作的孔洞物理模型，通过超声波实验观测不同尺寸孔洞的模型中地震波传播的动力学和运动学特征。从利用物理模型实验及其配套的基础地质和某些特殊分析手段的综合研究中得到可靠消息，从而为储层和油气藏描述和预测、提高勘探成功率提供部分重要依据，有利于实际地震勘探。

在实际地质岩石中，岩石的波速要大于孔洞的波速。根据相似准则，孔洞模拟体尺寸越小，则所能体现的实际地质尺寸越大。然而目前国内外的研究，普遍采用低波速的高分子材料作为基体，而选择高波速的金属作为孔洞模拟体，这与地质实际相反；且孔洞模拟体尺寸都较大。

而且，现有的地质孔洞模拟体容易氧化，特别是在高温下更易氧化，因此，物理模型的高温熔合需要在真空环境下进行，较为麻烦，对实验条件要求较高。

发明内容

本发明的目的在于弥补上述现有技术之不足，提供一种地质孔洞人工物理模型的制备方法。

实现本发明目的所采用的技术方案是：

一种地质孔洞人工物理模型的制备方法，是以锆石为模拟体，以硅酸盐玻璃为基体，将锆石夹合于基体间，采用熔合法制备地质孔洞人工物理模型，具体包括以下步骤：

(1)将硅酸盐平板玻璃裁成大小与高温炉相匹配的玻璃块，并清洗干净、晾干；

(2)将若干粒径为1μm～1000μm的锆石颗粒放在硅酸盐玻璃块之间，然后放入高温炉中；

(3)将高温炉升温至750～850℃，保温90～120分钟熔合，随炉降温至室温时取出；

(4)将步骤(3)得到的样品进行外形加工、抛光，即制得地质孔洞人工物理模型。

所述锆石颗粒的粒径相同。

所述锆石颗粒的粒径不同。

步骤(3)中是在大气环境下将高温炉升温至750～850℃，保温90～120分钟熔合。

本发明方法是以低波速的锆石(纵波速度Vp＝3540m/s)为孔洞模拟体、以高波速的硅酸盐玻璃(纵波速度Vp＝6800m/s)为基体，将若干颗微米级锆石颗粒夹合于硅酸盐玻璃间，在高温炉中熔合后再进行外形加工、抛光来制备地质孔洞人工物理模型。与现有技术相比，本发明的优点是：

本发明选择锆石(ZrSiO₄)为孔洞模拟体，由于锆石是含氧盐，无解理，熔点高(2600℃)，因此该模拟体在高温熔合时不会发生氧化，高温熔合无需真空条件，在大气环境下即可进行，对实验条件要求较低。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护内容不局限于以下实施例。

实施例1：

(1)将硅酸盐平板玻璃裁成10cm×10cm的大小(裁的硅酸盐玻璃块通常越大越好，但其大小要与高温炉相匹配)，并清洗干净、晾干；

(2)将10颗粒径为1μm的锆石颗粒放在硅酸盐玻璃块之间，然后放入高温炉中；

(3)将高温炉升温至750℃，保温110分钟使锆石与硅酸盐玻璃块熔合，待随炉降温至室温时取出；

(4)将步骤(3)得到的样品进行外形加工、抛光，即制得地质孔洞人工物理模型。

实施例2：

(1)将硅酸盐平板玻璃裁成20cm×20cm的大小，并清洗干净、晾干；

(2)将1颗粒径为1000μm的锆石颗粒放在硅酸盐玻璃块之间，然后放入高温炉中；

(3)在大气环境下将高温炉升温至850℃，保温110分钟使锆石与硅酸盐玻璃块熔合，待随炉降温至室温时取出；

(4)将步骤(3)得到的样品进行外形加工、抛光，即制得地质孔洞人工物理模型。

实施例3：

(1)将硅酸盐平板玻璃裁成20cm×25cm的大小，并清洗干净、晾干；

(2)将5颗粒径为80μm的锆石颗粒放在硅酸盐玻璃块之间，再放入高温炉中；

(3)将高温炉升温至800℃，保温90分钟使锆石与硅酸盐玻璃块熔合，待随炉降温至室温时取出；

(4)将步骤(3)得到的样品进行外形加工、抛光，即制得地质孔洞人工物理模型。

实施例4：

(1)将硅酸盐平板玻璃裁成25cm×25cm的大小，并清洗干净、晾干；

(2)将1颗粒径为10μm和1颗粒径为150μm的锆石颗粒放在硅酸盐玻璃块之间，然后放入高温炉中；