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物理模拟技术:打造地震波场研究利器
2018-10-26 09:24:00  来源:扬子晚报  
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  地震物理模拟实验系统

  地震物理模拟实验服务于油气勘探开发,用于揭示地震波在地层传播时的波场特征和传播规律,协助科研人员摸清油气储层“脉搏”。针对特殊地质体,模拟实际地质数据采集、处理和解释过程,寻求最优化的一体化解决方案,节约勘探成本。搭建实验平台,验证新技术,新方法有效性和适用性。

  超声地震物理模拟三维定位仪及数据采集系统就很好地将野外的地震勘探搬到了室内,利用超声波模拟地震波,利用一定的材料制作成模拟地下构造的模型,在实验室内进行“地震勘探”,利用已知的地下构造得到地震数据,来验证和指导未知的野外地震勘探,为油气勘探开发提供实验室的基础性资料,进一步节约勘探成本,降低勘探风险。

  而拥有此类功能的设备目前全球只有少数几家,且都是小型的半自动化数据采集。

  物探院地震物理模拟技术团队在首席专家赵群的带领下,经过十多年的努力,自主研发出了属于自己的超声地震物理模拟三维定位仪及数据采集系统,并获得多项国家发明专利。这套系统的测量范围可达长5米、宽2.5米、高1.5米,定位精度在0.01毫米以下,每分钟可采集地震数据1200道。物理模拟实验时,从微缝洞大到复杂山前构造带、从简单水平地表到复杂起伏地表、从构造模拟到复杂储层含裂隙缝洞系统等方面,不管从尺度、精度,还是采集速度,各项指标都达到了物理模拟行业内的世界领先。

  为了使系统更加完善,研发团队针对油气勘探开发逐步面向小尺度地质体的基础研究需求,在原来多年物理模拟技术的积累上,研制出大开角微尺寸微型超声波探头,满足了微小缝洞小信号超声物理模拟激发接收实验需求;开展了换能器声场模拟研究,研制出国内外唯一的高灵敏度、窄脉冲、宽带、大开角,适应小尺度缝洞体研究需要的物理模拟激发、接收微型超声换能器。

  在小尺度缝洞模型制作方面,研究人员在未参考任何资料的情况下开始寻找和研究溶洞型模型新材料和制作技术。他们经过反复实验,将制作出的样品,在显微镜下与真实的缝洞型岩样进行反复调试比较,并从环境温度、散热条件、辅助材料三个方面,研究了高速复合材料在化学反应中对温度的敏感性,最终找到一种合适的高分子材料,将它与多种聚合物混合,所制成的含孔隙储层材料物理模型,与实际的小尺度缝洞效果非常相似。利用这种称之为“原位复合”的技术,研究人员实现和形成了微型溶洞制备材料工艺,并在此基础上研发出孔渗储层材料、流体吸附储层材料、聚氨酯增韧复合材料等多种缝洞模型制作新材料,以及注射溶洞及充填、孔隙、切割裂缝、压裂裂缝、天然裂缝等缝洞模型制作新方法,将缝洞物理模型模拟精度从最小1毫米提高到0.1毫米,从而为研究复杂储层非均质体地震反射特征提供更精确的地震物理模型制作方法与途径。这项将工程材料和多种工程方法应用于地震物理模拟实验探索的研究技术属国内首创。

标签:地震;物理模拟;模拟实验
责编:王凰
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