專利名稱：一種正交裂縫物理模型及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及地質(zhì)研究技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種正交裂縫物理模型及其制作方法。
背景技術(shù)：
正交模型是由兩組相互垂直的裂縫組成。目前來(lái)說(shuō)，有兩種進(jìn)行裂縫檢測(cè)的地震各向異性研究方法，即縱波方位地震屬性分析和多波多分量分析方法。對(duì)于縱波方位地震屬性分析，當(dāng)縱波在裂縫介質(zhì)中傳播時(shí)，旅行時(shí)、速度以及振幅這些地震屬性都會(huì)隨方位角發(fā)生變化，所以可以利用這些變化來(lái)分析裂縫的信息。很多學(xué)者使用正演模擬的手段進(jìn)行裂縫各向異性的研究。3D大數(shù)據(jù)量的數(shù)值模擬多使用等效介質(zhì)理論，雖然參數(shù)設(shè)計(jì)方便但是無(wú)法很好的模擬實(shí)際裂縫的發(fā)育情況，對(duì)于 這一點(diǎn)，物理模型有其優(yōu)勢(shì)，物理模擬研究更接近于實(shí)際數(shù)據(jù)。然而裂縫的制作工藝和大型模型的制作成本都是物理模擬必須解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供一種正交裂縫物理模型及其制作方法，以提供一種正交裂縫物理模型。一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種正交裂縫物理模型，所述正交裂縫物理模型包括多個(gè)裂縫充填物和背景介質(zhì)，其中所述背景介質(zhì),為均勻各向同性介質(zhì)；所述多個(gè)裂縫充填物凝固于所述背景介質(zhì)之中，每個(gè)裂縫充填物為兩個(gè)相互垂直正交的圓片結(jié)構(gòu)，所述多個(gè)裂縫充填物之間相互平行?？蛇x的，在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述裂縫充填物采用環(huán)氧樹(shù)脂與硅橡膠混合而成的低速材料?？蛇x的，在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述低速材料的密度和厚度方向的縱波速度和低于所述背景介質(zhì)的密度和厚度方向的縱波速度?？蛇x的，在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述低速材料的密度為1.08g/cm3，所述低速材料厚度方向的縱波速度為1300m/s,每個(gè)所述圓片結(jié)構(gòu)的厚度在O. 18 O. 21mm之間?？蛇x的，在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述正交裂縫物理模型的表面放置震源和接收器，以進(jìn)行固體采集的模型實(shí)驗(yàn)測(cè)試；或者，所述正交裂縫物理模型置于水中，以進(jìn)行水中采集的模型實(shí)驗(yàn)測(cè)試。另一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種正交裂縫物理模型的制作方法，所述正交裂縫物理模型的制作方法包括將多個(gè)圓片結(jié)構(gòu)中的每?jī)蓚€(gè)圓片結(jié)構(gòu)設(shè)置為相互垂直正交的結(jié)構(gòu)，以作為裂縫充填物；將所述多個(gè)裂縫充填物設(shè)置為相互平行的結(jié)構(gòu)并放置于背景介質(zhì)之中進(jìn)行凝固，其中，所述背景介質(zhì)為均勻各向同性介質(zhì)。
可選的，在本發(fā)明一實(shí)施例中，采用環(huán)氧樹(shù)脂與硅橡膠混合而成的低速材料制作所述裂縫充填物?？蛇x的，在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述低速材料的密度和厚度方向的縱波速度和低于所述背景介質(zhì)的密度和厚度方向的縱波速度?？蛇x的，在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述低速材料的密度為1.08g/cm3，所述低速材料厚度方向的縱波速度為1300m/s,每個(gè)所述圓片結(jié)構(gòu)的厚度在O. 18 O. 21mm之間?？蛇x的，在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述正交裂縫物理模型的制作方法還包括將所述正交裂縫物理模型的表面放置震源和接收器，以進(jìn)行固體采集的模型實(shí)驗(yàn)測(cè)試；或者，將所述正交裂縫物理模型置于水中，以進(jìn)行水中采集的模型實(shí)驗(yàn)測(cè)試。上述技術(shù)方案具有如下有益效果因?yàn)椴捎盟稣涣芽p物理模型包括多個(gè)裂縫充填物和背景介質(zhì)，其中所述背景介質(zhì)，為均勻各向同性介質(zhì)；所述多個(gè)裂縫充填物凝 固于所述背景介質(zhì)之中，每個(gè)裂縫充填物為兩個(gè)相互垂直正交的圓片結(jié)構(gòu)，所述多個(gè)裂縫充填物之間相互平行的技術(shù)手段，所以提供了一種正交裂縫物理模型，以進(jìn)行正交裂縫層的測(cè)試。


為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本發(fā)明實(shí)施例提供了一種正交裂縫物理模型結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供了一種正交裂縫物理模型的制作方法流程圖；圖3為本發(fā)明應(yīng)用實(shí)例圓薄片厚度分布曲線示意圖；圖4為本發(fā)明應(yīng)用實(shí)例固體測(cè)量時(shí)使用的換能器的子波波形示意圖；圖5為本發(fā)明應(yīng)用實(shí)例記錄的X方向的測(cè)試結(jié)果波形圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。如圖I所示，為本發(fā)明實(shí)施例提供了一種正交裂縫物理模型結(jié)構(gòu)示意圖，所述正交裂縫物理模型包括多個(gè)裂縫充填物和背景介質(zhì)，其中所述背景介質(zhì),為均勻各向同性介質(zhì)；所述多個(gè)裂縫充填物凝固于所述背景介質(zhì)之中，每個(gè)裂縫充填物為兩個(gè)相互垂直正交的圓片結(jié)構(gòu)，所述多個(gè)裂縫充填物之間相互平行?？蛇x的，所述裂縫充填物采用環(huán)氧樹(shù)脂與硅橡膠混合而成的低速材料?？蛇x的，所述低速材料的密度和厚度方向的縱波速度和低于所述背景介質(zhì)的密度和厚度方向的縱波速度。可選的，所述低速材料的密度為I. 08g/cm3，所述低速材料厚度方向的縱波速度為1300m/s,每個(gè)所述圓片結(jié)構(gòu)的厚度在O. 18 O. 21mm之間?？蛇x的，所述正交裂縫物理模型的表面放置震源和接收器，以進(jìn)行固體采集的模型實(shí)驗(yàn)測(cè)試；或者，所述正交裂縫物理模型置于水中，以進(jìn)行水中采集的模型實(shí)驗(yàn)測(cè)試。如圖2所示，為本發(fā)明實(shí)施例提供了一種正交裂縫物理模型的制作方法流程圖，所述正交裂縫物理模型的制作方法包括201、將多個(gè)圓片結(jié)構(gòu)中的每?jī)蓚€(gè)圓片結(jié)構(gòu)設(shè)置為相互垂直正交的結(jié)構(gòu)，以作為裂縫充填物； 202、將所述多個(gè)裂縫充填物設(shè)置為相互平行的結(jié)構(gòu)并放置于背景介質(zhì)之中進(jìn)行凝固，其中，所述背景介質(zhì)為均勻各向同性介質(zhì)?？蛇x的，采用環(huán)氧樹(shù)脂與硅橡膠混合而成的低速材料制作所述裂縫充填物?？蛇x的，所述低速材料的密度和厚度方向的縱波速度和低于所述背景介質(zhì)的密度和厚度方向的縱波速度?？蛇x的，所述低速材料的密度為I. 08g/cm3，所述低速材料厚度方向的縱波速度為1300m/s,每個(gè)所述圓片結(jié)構(gòu)的厚度在O. 18 O. 21mm之間。可選的，所述正交裂縫物理模型的制作方法還包括將所述正交裂縫物理模型的表面放置震源和接收器，以進(jìn)行固體采集的模型實(shí)驗(yàn)測(cè)試；或者，將所述正交裂縫物理模型置于水中，以進(jìn)行水中采集的模型實(shí)驗(yàn)測(cè)試。本發(fā)明實(shí)施例上述技術(shù)方案具有如下有益效果因?yàn)椴捎盟稣涣芽p物理模型包括多個(gè)裂縫充填物和背景介質(zhì)，其中所述背景介質(zhì)，為均勻各向同性介質(zhì)；所述多個(gè)裂縫充填物凝固于所述背景介質(zhì)之中，每個(gè)裂縫充填物為兩個(gè)相互垂直正交的圓片結(jié)構(gòu)，所述多個(gè)裂縫充填物之間相互平行的技術(shù)手段，所以提供了一種正交裂縫物理模型，以進(jìn)行正交裂縫層的測(cè)試。本發(fā)明應(yīng)用實(shí)例正交裂縫塊的制造分為幾個(gè)步驟首先，要制造充當(dāng)裂縫的薄幣形小圓片，然后制造成相互垂直的正交裂縫，最后放置到背景介質(zhì)中進(jìn)行凝固，形成正交裂縫塊。I、裂縫充填材料的設(shè)計(jì)制作正交裂縫塊是通過(guò)在均勻各向同性介質(zhì)內(nèi)嵌入兩組相互垂直的低速圓薄片得到。首先要制作裂縫充填物，其速度和密度低于基巖介質(zhì)。本發(fā)明應(yīng)用實(shí)例用環(huán)氧樹(shù)脂與硅橡膠混合而成的低速材料，其厚度方向的縱波速度為1300m/s,密度為1.08g/cm3。這種材料的特點(diǎn)是可以加工成較薄的圓片。從大塊裂縫充填材料上削切下來(lái)的薄片條，各片厚約在O. 18 O. 21mm 之間。圓形裂縫片是用特殊的加工工具(直徑為3mm的圓形沖頭)在薄片條上沖壓出來(lái)的。每個(gè)圓片的直徑是一致的，但圓片的厚度有一定的誤差，如圖3所示，為本發(fā)明應(yīng)用實(shí)例圓薄片厚度分布曲線示意圖，給出了對(duì)1000個(gè)圓片厚度測(cè)試的結(jié)果。2、正交裂縫片的設(shè)計(jì)制作雙組裂縫之間的夾角是通過(guò)用模具固定的。先制作一個(gè)90°槽型模具，再把裂縫圓片放在槽的兩側(cè)用與裂縫模型基質(zhì)一致的材料固定，使兩個(gè)裂縫圓片成90°?？尚瓒嗳嘶ㄙM(fèi)大量時(shí)間用模具來(lái)制作正交裂縫片，待固化后從模具上取出，然后再分割成單個(gè)正交片。3、正交裂縫塊的設(shè)計(jì)制作正交裂縫塊的制作中，各個(gè)正交裂縫層的體積設(shè)計(jì)為300mmX300mmX50mm。由于制作工藝和時(shí)間問(wèn)題把此層分成尺寸為300mmX60mmX60mm五個(gè)小塊。分別對(duì)五個(gè)小塊進(jìn)行制作，然后將五個(gè)小塊粘接成大的正交裂縫塊。兩組裂縫的密度不同，其中東西方向的裂縫密度為7%，南北方向的裂縫密度為4%。制作步驟如下(I)用大芯板做成尺寸規(guī)格為300mmX60mmX60mm的五個(gè)長(zhǎng)方形的模具盒。模具內(nèi)涂上薄薄的一層硅橡膠，以便脫模。(2)首先，在模具中澆入25g環(huán)氧樹(shù)脂(高度為L(zhǎng) 5mm)，同時(shí)將330個(gè)圓片均勻擺放在環(huán)氧樹(shù)脂的表面。然后，當(dāng)環(huán)氧樹(shù)脂的表面固化后，再按同一個(gè)方向均勻擺放420個(gè)正交片，擺放時(shí)要保證正交片之間相互平行。重復(fù)以上兩個(gè)步驟，共制作36層。(3)經(jīng)過(guò)十天左右的固化，卸下模具，本發(fā)明應(yīng)用實(shí)例對(duì)五個(gè)小模型進(jìn)行打磨，以保證面與面的相互垂直和表面的光滑。(4)將五個(gè)小塊進(jìn)行粘接，再對(duì)合成的正交裂縫塊型進(jìn)行精細(xì)打磨和加工。經(jīng)過(guò)以上的制作步驟，就全部完成正交裂縫模型的制作過(guò)程。本發(fā)明應(yīng)用實(shí)例以下正交裂縫層的測(cè)試實(shí)驗(yàn)室制作的正交裂縫塊，是由5個(gè)小塊粘接而成的。本發(fā)明應(yīng)用實(shí)例規(guī)定東西方向是X方向，南北方向是Y方向，垂直上表面的厚度方向是Z方向，并給出了模型的大小和參考坐標(biāo)。兩組裂縫，一組裂縫平行于X-Z面，另一組裂縫平行于Y-Z面，裂縫密度分別為7%和4%。如下表I所示，為本發(fā)明應(yīng)用實(shí)例裂隙模型的參數(shù)表表I裂隙模型的參數(shù)表
權(quán)利要求
1.一種正交裂縫物理模型，其特征在于，所述正交裂縫物理模型包括多個(gè)裂縫充填物和背景介質(zhì)，其中 所述背景介質(zhì)，為均勻各向同性介質(zhì)； 所述多個(gè)裂縫充填物凝固于所述背景介質(zhì)之中，每個(gè)裂縫充填物為兩個(gè)相互垂直正交的圓片結(jié)構(gòu)，所述多個(gè)裂縫充填物之間相互平行。
2.如權(quán)利要求I所述正交裂縫物理模型，其特征在于，所述裂縫充填物采用環(huán)氧樹(shù)脂與硅橡膠混合而成的低速材料。
3.如權(quán)利要求2所述正交裂縫物理模型，其特征在于，所述低速材料的密度和厚度方向的縱波速度和低于所述背景介質(zhì)的密度和厚度方向的縱波速度。
4.如權(quán)利要求3所述正交裂縫物理模型，其特征在于，所述低速材料的密度為I.OSg/cm3,所述低速材料厚度方向的縱波速度為1300m/s,每個(gè)所述圓片結(jié)構(gòu)的厚度在O. 18 O. 21mm 之間。
5.如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述正交裂縫物理模型，其特征在于，所述正交裂縫物理模型的表面放置震源和接收器，以進(jìn)行固體采集的模型實(shí)驗(yàn)測(cè)試；或者，所述正交裂縫物理模型置于水中，以進(jìn)行水中采集的模型實(shí)驗(yàn)測(cè)試。
6.一種正交裂縫物理模型的制作方法，其特征在于，所述正交裂縫物理模型的制作方法包括 將多個(gè)圓片結(jié)構(gòu)中的每?jī)蓚€(gè)圓片結(jié)構(gòu)設(shè)置為相互垂直正交的結(jié)構(gòu)，以作為裂縫充填物； 將所述多個(gè)裂縫充填物設(shè)置為相互平行的結(jié)構(gòu)并放置于背景介質(zhì)之中進(jìn)行凝固，其中，所述背景介質(zhì)為均勻各向同性介質(zhì)。
7.如權(quán)利要求6所述正交裂縫物理模型的制作方法，其特征在于采用環(huán)氧樹(shù)脂與硅橡膠混合而成的低速材料制作所述裂縫充填物。
8.如權(quán)利要求7所述正交裂縫物理模型的制作方法，其特征在于所述低速材料的密度和厚度方向的縱波速度和低于所述背景介質(zhì)的密度和厚度方向的縱波速度。
9.如權(quán)利要求8所述正交裂縫物理模型的制作方法，其特征在于所述低速材料的密度為I. 08g/cm3,所述低速材料厚度方向的縱波速度為1300m/s,每個(gè)所述圓片結(jié)構(gòu)的厚度在O. 18 O. 21mm之間。
10.如權(quán)利要求6-9中任一項(xiàng)所述正交裂縫物理模型的制作方法，其特征在于，所述正交裂縫物理模型的制作方法還包括 將所述正交裂縫物理模型的表面放置震源和接收器，以進(jìn)行固體采集的模型實(shí)驗(yàn)測(cè)試；或者，將所述正交裂縫物理模型置于水中，以進(jìn)行水中采集的模型實(shí)驗(yàn)測(cè)試。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例提供一種正交裂縫物理模型及其制作方法，所述正交裂縫物理模型包括多個(gè)裂縫充填物和背景介質(zhì)，其中所述背景介質(zhì)，為均勻各向同性介質(zhì)；所述多個(gè)裂縫充填物凝固于所述背景介質(zhì)之中，每個(gè)裂縫充填物為兩個(gè)相互垂直正交的圓片結(jié)構(gòu)，所述多個(gè)裂縫充填物之間相互平行。所述正交裂縫物理模型的制作方法包括將多個(gè)圓片結(jié)構(gòu)中的每?jī)蓚€(gè)圓片結(jié)構(gòu)設(shè)置為相互垂直正交的結(jié)構(gòu)，以作為裂縫充填物；將所述多個(gè)裂縫充填物設(shè)置為相互平行的結(jié)構(gòu)并放置于背景介質(zhì)之中進(jìn)行凝固，其中，所述背景介質(zhì)為均勻各向同性介質(zhì)。本發(fā)明實(shí)施例提供了一種正交裂縫物理模型，以進(jìn)行正交裂縫層的測(cè)試。
文檔編號(hào)G01V1/00GK102879803SQ20121034789
公開(kāi)日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月18日
發(fā)明者魏建新, 狄?guī)妥? 欒鑫元 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司, 中國(guó)石油大學(xué)(北京)