專利名稱：地震勘探震源炮孔的封堵方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于地震勘探技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及地震勘探震源炮孔的封堵方法。
背景技術(shù)：
地震勘探是地球物理勘探的一種方法，它依據(jù)的是巖石的彈性。地震勘探采用人工的方 法在巖石中激發(fā)彈性波(地震波)，沿測線的不同位置用地震勘探儀器檢測大地的震動；把 檢測數(shù)據(jù)以數(shù)字形式記錄存儲，通過計(jì)算機(jī)處理來提取有意義的信息；最終以地質(zhì)解釋的形 式顯示其勘探的結(jié)果；從而達(dá)到査明地質(zhì)構(gòu)造和普査探礦的目的。地震探礦已成為石油勘探 中最有效的方法，據(jù)統(tǒng)計(jì)1977年以來發(fā)達(dá)國家在石油勘探方面的總投資中，有90%用于地 震勘探。在我國，自大慶油田發(fā)現(xiàn)以來，新發(fā)現(xiàn)的油田有90%以上也是用地震勘探方法查明 的。
地震勘探最常用的方法是在地表軟巖層鉆鑿一定深度的炮孔，孔深一般十到幾十米，孔 徑60至120毫米，在孔底裝入震源藥包，然后進(jìn)行一定長度的堵塞。最后起爆激起地震波， 通過地震波的反射分析來判斷地下資源賦存狀況。此方法稱為井中爆破地震勘探。
在井中爆破中，堵塞材料多種多樣，但效果卻不能令人滿意。常規(guī)的堵塞都是用碎巖屑， 有時候由于地下水的關(guān)系，施工單位干脆不堵塞，直接利用水來封堵藥包。這種方法給地震 勘探的精度和深度都帶來很大影響。地震勘探的原理就是利用地震波全部向地層傳播，堵塞 質(zhì)量的好與壞直接影響到震源向下傳播的能量大小。若堵塞不密實(shí)，首先會影響到起始波向 下的作用，探測深度也會隨之降低；其次對反射波的精度也會產(chǎn)生影響，炸藥起爆以后，主 波向下傳播， 一部分波向上傳播，這部分波的能量很大，不能忽略，這些波到達(dá)地表后，小 部分透射，大部分反射，而反射波會與主波傳遞反射回來的波進(jìn)行疊加，會影響到地震波的 參數(shù)，在檢波器對這些參數(shù)分析的時候可能會出現(xiàn)誤判；另外，到達(dá)地表的波如能量過大會 直接會影響到地面環(huán)境安全；再次，堵塞不密實(shí)會出現(xiàn)沖孔，帶來飛石等危害，是一個安全 隱患。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種地震勘探震源炮孔的封堵方法，該封堵方法在同等條件下提高 了地震勘探的探測深度和勘探精確度，也減弱了地震勘探爆破作用對環(huán)境的影響。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是地震勘探震源炮孔的封堵方法，其特征在于 它包括如下歩驟
1)地震勘探封孔劑成型筒的準(zhǔn)備地震勘探封孔劑成型筒由內(nèi)襯、多孔的塑料外殼組 成；內(nèi)襯的材料為無紡布，內(nèi)襯為圓筒形，內(nèi)襯的一端為密封端，內(nèi)襯的另一端為開口端； 塑料外殼為圓筒形，塑料外殼的右端為密封端，塑料外殼的左端為開口端，塑料外殼上開有 孔洞，孔洞的面積之和占塑料外殼總面積的40% 80%;2) 按照震源炮孔的直徑大小選取塑料外殼，塑料外殼的直徑小于震源炮孔直徑6 15mm; 將封孔劑從內(nèi)襯的開口端裝入內(nèi)襯內(nèi)，密實(shí)到要求的裝藥密度，然后將裝封孔劑的內(nèi)襯放入 塑料外殼的內(nèi)腔內(nèi)，形成一節(jié)地震勘探封孔劑藥柱；
3) 震源炮孔裝填完震源藥包后，將2 6節(jié)地震勘探封孔劑藥柱相互連接起來，形成地 震勘探封孔劑藥柱組，裝入震源炮孔內(nèi)， 一定要確認(rèn)落到震源炮孔底；地震勘探封孔劑藥柱 組的長度為震源炮孔直徑的10 30倍；地震勘探封孔劑藥柱組裝入震源炮孔時，使震源炮 孔中的水淹沒地震勘探封孔劑藥柱組。
所述的震源炮孔中的水淹沒地震勘探封孔劑藥柱組1米。
地震勘探震源炮孔的封堵方法的作用原理是在多孔管狀的塑料外殼內(nèi)裝有遇水后快速 膨脹的封孔劑，在震源炮孔裝填完炸藥后，將地震勘探封孔劑藥柱組裝入充水的震源炮孔中， 封孔劑吸水后體積迅速膨脹，1小時內(nèi)直徑可增大1.5 2倍，強(qiáng)力堵塞炮孔。封孔劑遇水膨 脹后，體積可增大2 5倍，對炮孔壁產(chǎn)生10 30Mpa的壓強(qiáng)。由于地震勘探的地層一般為 軟巖區(qū)域，膨脹的封孔劑會很深地嵌入到炮孔壁之中，如圖7所示。封孔劑遇水膨脹后，由 于有彈塑性較好的塑料外殼約束，在自由膨脹條件下塑料外殼被脹大、脹薄、部分筋條斷裂， 但整體不裂不散；裝入震源炮孔后，由于受孔壁的約束，其徑向膨脹要比自由條件下小，塑 料外殼完整性將保留的更好。也正是孔壁的約束作用，封孔劑因膨脹受阻而對孔壁實(shí)施膨脹 壓力，使軟巖的孔壁被脹大；當(dāng)封孔劑的膨脹壓力與孔壁的約束抵抗力達(dá)到平衡時，封孔劑 已深深地嵌入到孔壁之內(nèi)，形成鍥體卡在堵塞段。由于封孔劑具有整體成型，在孔壁約束下 產(chǎn)生10 30Mpa的壓強(qiáng)，使此時封孔劑材料與常規(guī)封堵材料相比，其內(nèi)應(yīng)力、抗剪強(qiáng)度、密 度、波阻抗、內(nèi)摩擦阻力都成倍增加。
本發(fā)明與目前常規(guī)的震源炮孔封堵技術(shù)的最大區(qū)別是常規(guī)震源炮孔堵塞不管是用鉆孔 石屑、砂、水或其他混合材料進(jìn)行的堵塞，都是自然填塞的無預(yù)應(yīng)力封堵方法。本發(fā)明的堵 塞技術(shù)是填塞材料是膨脹性的，并能產(chǎn)生較大膨脹力嵌入進(jìn)孔壁。
本發(fā)明的有效力效果是
1、 提高了炸藥的爆炸功保證震源藥包(炸藥)充分反應(yīng)，阻緩爆炸氣體快速擴(kuò)散， 提高爆炸反應(yīng)溫度和壓力，使之放出最大熱量和減少有毒氣體生成量，提高炸藥的熱效率， 使更多的熱量轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械功。
2、 增加了爆炸能傳遞給巖石的比沖量增加爆炸壓力作用時間，增加爆炸能量傳遞給 巖石的比沖量，使更多的爆炸能轉(zhuǎn)化為彈性振動能量，也就是增大了地震勘探所需的縱波能
3、 提高了地震波的精度統(tǒng)一的優(yōu)質(zhì)堵塞，將使在同一測線上排列的炸藥爆炸后傳遞 給巖石的震動沖量更同歩，爆炸激起的向下起始波平穩(wěn)而不離散，反射波的精度也會大大提 高，有利于后期的信號處理和判據(jù)準(zhǔn)確性，因此提高了地震勘探的精度和可靠性。它可把同
等條件下的勘探深度和精度提高30%—50%，也就是說原來能精確可靠得到勘探結(jié)論的深度 是1000米，現(xiàn)在可能會是1500米。
4、 加大了探測深度由于在同等條件下提高了炸藥爆炸傳遞給巖石的比沖量，使震源波能得以提高，這會加大探測深度，提髙石油勘探效率與效果，所帶來的經(jīng)濟(jì)效益是難以預(yù) 估的。
5、 減弱了上向波能和對地表的破壞良好的堵塞，減弱了爆炸向上傳播的能量比率， 減弱了地表反射波對測試精度的影響，降低了檢波器對參數(shù)分析的誤判率；另一方面，上向 波能的減弱，也使波到達(dá)地表后產(chǎn)生反射和透射波的能量減小，使對地表環(huán)境的破壞減小， 安全性提高；
6、 避免了飛石等危害密實(shí)的堵塞將不會再出現(xiàn)沖孔，避免了飛石等危害，消除了安 全隱患。減弱了地震勘探爆破作用對環(huán)境的影響。
7、 解決了震源藥包能量過早擴(kuò)散和損失過大的技術(shù)難題。
、具有施工簡單、易于掌握、封堵效果好、使用安全等優(yōu)點(diǎn)，且成本低廉。


圖1是地震勘探封孔劑成型筒的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1沿A-A線的剖視圖3是地震勘探封孔劑成型筒的塑料外殼的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是地震勘探封孔劑成型筒的內(nèi)襯的結(jié)構(gòu)示意圖5是圖4沿B-B線的剖視圖6是封孔劑膨脹前的示意圖； 圖7是封孔劑膨脹后的示意圖中1—塑料外殼；2_內(nèi)襯(采用無紡布)；3—接縫；4一封孔劑；5—密封端；6_ 外螺紋(或稱外絲扣)；7—內(nèi)螺紋(或稱內(nèi)絲扣)；8-孔洞；9-地面，IO-震源炮孔，11-
地震勘探封孔劑藥柱，12-震源藥包(炸藥)。
具體實(shí)施例方式
地震勘探震源炮孔的封堵方法，它包括如下步驟
1) 地震勘探封孔劑成型筒的準(zhǔn)備地震勘探封孔劑成型筒由內(nèi)襯2、多孔的塑料外殼l
組成；內(nèi)襯2的材料為無紡布，內(nèi)襯2為圓筒形，內(nèi)襯2的一端為密封端，內(nèi)襯2的另一端 為開口端；塑料外殼1為圓筒形，塑料外殼1的右端為密封端，塑料外殼1的左端為開口端， 塑料外殼1上開有孔洞8 (布滿了孔洞8)，孔洞8的面積之和占塑料外殼總面積的40% 80 %;
2) 按照震源炮孔10的直徑大小選取塑料外殼1,塑料外殼1的直徑小于震源炮孔10直 徑6 15ram (才能順利裝入震源炮孔中)；將封孔劑(如地震勘探封孔劑)從內(nèi)襯的開口 端裝入內(nèi)襯2內(nèi)，密實(shí)到要求的裝藥密度，然后將裝封孔劑的內(nèi)襯2放入塑料外殼1的內(nèi)腔 內(nèi)，形成一節(jié)地震勘探封孔劑藥柱11;
3) 震源炮孔10裝填完震源藥包12后，將2 6節(jié)地震勘探封孔劑藥柱相互連接起來(如 采用首尾螺紋連接，可以邊裝邊連接)，形成地震勘探封孔劑藥柱組(不能拆分使用，要取 整節(jié)為設(shè)計(jì)單位)，裝入震源炮孔內(nèi)， 一定要確認(rèn)地震勘探封孔劑藥柱落到震源炮孔底(震 源藥包12上面)；地震勘探封孔劑藥柱組的長度為震源炮孔直徑的10 30倍(震源炮孔的
直徑不同，則地震勘探封孔劑藥柱的節(jié)數(shù)不同)；
地震勘探封孔劑藥柱組裝入震源炮孔時，使震源炮孔10中的水淹沒地震勘探封孔劑藥 柱組(震源炮孔中一定要有較深的水，無水就不能膨脹；裝入地震勘探封孔劑藥柱組之前或 之后，要往震源炮孔中灌水。封孔劑裝入震源炮孔后1小時體積可膨脹2倍以上，直徑可增 大1.5倍，并將隨著時間的增長而進(jìn)一步膨脹；1小時后既能有效封堵震源炮孔，便可起爆 震源藥包。封孔劑裝入炮孔屮的封堵作用3個月不會失效)。
如圖l、圖2、圖3、圖4、圖5所示，地震勘探封孔劑成型筒，它由內(nèi)襯2、塑料外殼 l組成；內(nèi)襯2的材料為無紡布，內(nèi)襯2為圓筒形內(nèi)襯2的一端為密封端，內(nèi)襯2的另一 端為開口端，封孔劑4位于內(nèi)襯2內(nèi)(從開口端裝入內(nèi)襯2內(nèi)，密實(shí)到要求的裝藥密度)； 內(nèi)襯2的接縫3采用無縫成型、縫紉或膠粘相連接；內(nèi)襯2位于塑料外殼1的內(nèi)腔內(nèi)；如圖 3所示，塑料外殼1為圓筒形，塑料外殼1的右端部外壁上設(shè)有外螺紋6，塑料外殼1的右 端為密封端，塑料外殼1的密封端為半圓形；塑料外殼1的左端為開口端，塑料外殼1的左 端部內(nèi)壁上設(shè)有內(nèi)螺紋7;塑料外殼1的右端部外徑與塑料外殼1的左端部內(nèi)徑相對應(yīng)，外 螺紋6與內(nèi)螺紋7相配合(相配套)；塑料外殼1的內(nèi)腔直徑為45 115mm，塑料外殼1的內(nèi) 腔長度為4(J0 800mm;塑料外殼1上開有孔洞8 (布滿了孔洞8)，塑料外殼1上的孔洞8為 圓形、橢圓形、矩形或三角形等幾何形，孔洞8的面積之和占塑料外殼總面積的40% 80 %。內(nèi)襯2的直徑、長度與塑料外殼1的內(nèi)腔的直徑、長度相對應(yīng)(內(nèi)襯2的直徑為45 115ram， 內(nèi)襯2的長度為400 800mm)。塑料外殼1的材料為聚氯乙稀或聚乙烯，塑料外殼1的厚度 0. 5 3. Oram,其厚度隨直徑的不同而增減。
塑料外殼l的兩端部分別采用外螺紋、內(nèi)螺紋，可使多個地震勘探封孔劑成型筒首尾連 接，施工方便、快捷。
所述的地震勘探封孔劑的制備方法，它包括如下步驟
1) 原料的選取按各原料所占重量百分?jǐn)?shù)為過燒CaO 40% 97%、強(qiáng)度等級為32.5 以上(含32. 5)的水泥2% 40%、無機(jī)材料1% 30%，選取過燒CaO、強(qiáng)度等級為32. 5以上 的水泥(含32.5)和無機(jī)材料添加劑，備用；所述的無機(jī)材料為石英砂或重鈣粉類的硬質(zhì)粉 料；所述的水泥為普通硅酸鹽水泥、硅酸鹽水泥、高鋁酸鹽水泥、特種白水泥、火山灰水泥、 粉煤灰水泥中的任意一種或任意二種以上的混合，任意二種以上混合時為任意配比；
2) 將過燒CaO磨成粒徑為過60目篩下的細(xì)粉，加入強(qiáng)度等級為32.5以上的水泥，進(jìn) 行攪拌或磨拌，時間為5 20分鐘；然后再添加無機(jī)材料，進(jìn)行第二次攪拌或磨拌，時間 為10 20分鐘；即得地震勘探封孔劑。
權(quán)利要求
1.地震勘探震源炮孔的封堵方法，其特征在于它包括如下步驟1)地震勘探封孔劑成型筒的準(zhǔn)備地震勘探封孔劑成型筒由內(nèi)襯、多孔的塑料外殼組成；內(nèi)襯的材料為無紡布，內(nèi)襯為圓筒形，內(nèi)襯的一端為密封端，內(nèi)襯的另一端為開口端；塑料外殼為圓筒形，塑料外殼的右端為密封端，塑料外殼的左端為開口端，塑料外殼上開有孔洞，孔洞的面積之和占塑料外殼總面積的40％～80％；2)按照震源炮孔的直徑大小選取塑料外殼，塑料外殼的直徑小于震源炮孔直徑6～15mm；將封孔劑從內(nèi)襯的開口端裝入內(nèi)襯內(nèi)，密實(shí)到要求的裝藥密度，然后將裝封孔劑的內(nèi)襯放入塑料外殼的內(nèi)腔內(nèi)，形成一節(jié)地震勘探封孔劑藥柱；3)震源炮孔裝填完震源藥包后，將2～6節(jié)地震勘探封孔劑藥柱相互連接起來，形成地震勘探封孔劑藥柱組，裝入震源炮孔內(nèi)，確認(rèn)落到震源炮孔底；地震勘探封孔劑藥柱組的長度為震源炮孔直徑的10～30倍；地震勘探封孔劑藥柱組裝入震源炮孔時，使震源炮孔中的水淹沒地震勘探封孔劑藥柱組。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的地震勘探震源炮孔的封堵方法，其特征在于所述的震源炮孔 中的水淹沒地震勘探封孔劑藥柱組1米。
全文摘要
本發(fā)明涉及地震勘探震源炮孔的封堵方法。地震勘探震源炮孔的封堵方法，其特征在于它包括如下步驟1)地震勘探封孔劑成型筒的準(zhǔn)備；2)將封孔劑從內(nèi)襯的開口端裝入內(nèi)襯內(nèi)，密實(shí)到要求的裝藥密度，然后將裝封孔劑的內(nèi)襯放入塑料外殼的內(nèi)腔內(nèi)，形成一節(jié)地震勘探封孔劑藥柱；3)震源炮孔裝填完震源藥包后，將2～6節(jié)地震勘探封孔劑藥柱相互連接起來，形成地震勘探封孔劑藥柱組，裝入震源炮孔內(nèi)，確認(rèn)落到震源炮孔底；地震勘探封孔劑藥柱組裝入震源炮孔時，使震源炮孔中的水淹沒地震勘探封孔劑藥柱組。該封堵方法解決了震源藥包能量過早擴(kuò)散和損失過大的技術(shù)難題，在同等條件下提高了地震勘探的探測深度和勘探精確度，也減弱了地震勘探爆破作用對環(huán)境的影響。
文檔編號G01V1/04GK101349759SQ20081004829
公開日2009年1月21日 申請日期2008年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月4日
發(fā)明者劉亞明, 李吉民, 力 王, 王玉杰, 重 鄭 申請人:武漢理工大學(xué)