[发明专利]地震勘探封孔剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于地震勘探技术领域，具体涉及封孔剂及其制备方法，适用于地震勘探震源炮孔的封堵。

背景技术

在地震勘探震源炮孔封堵的工程应用中，常规震源炮孔不管是用碎岩屑、砂、水或其他混合材料进行的堵塞，都是自然填塞的无预应力封堵方法。堵塞材料多种多样，但效果却不能令人满意。常规的堵塞是用碎岩屑，有时候由于地下水的关系，施工单位干脆不堵塞，直接利用水来封堵药包。这种方法给地震勘探的精度和深度都带来很大影响。地震勘探的原理就是利用地震波全部向地层传播，堵塞质量的好与坏直接影响到震源向下传播的能量大小。若堵塞不密实，首先会影响到起始波向下的作用，探测深度也会随之降低；其次对反射波的精度也会产生影响，炸药起爆以后，主波向下传播，一部分波向上传播，这部分波的能量很大，不能忽略，这些波到达地表后，小部分透射，大部分反射，而反射波会与主波传递反射回来的波进行叠加，会影响到地震波的参数，在检波器对这些参数分析的时候可能会出现误判；另外，到达地表的波如能量过大会直接会影响到地面环境安全；再次，堵塞不密实会出现冲孔，带来飞石等危害，是一个安全隐患。

发明内容

本发明的目的是提供一种封堵效果好、成本低廉的地震勘探封孔剂及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：地震勘探封孔剂，其特征在于它由过烧CaO、强度等级为32.5以上的水泥(含32.5)和无机材料制备而成，各原料所占重量百分数为：过烧CaO 40％～97％、强度等级为32.5以上的水泥2％～40％、无机材料1％～30％；

所述的无机材料为石英砂或重钙粉类的硬质粉料。

上述地震勘探封孔剂的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：

1)原料的选取：按各原料所占重量百分数为：过烧CaO 40％～97％、强度等级为32.5以上(含32.5)的水泥2％～40％、无机材料1％～30％，选取过烧CaO、强度等级为32.5以上的水泥(含32.5)和无机材料添加剂，备用；所述的无机材料为石英砂或重钙粉类的硬质粉料；

2)将过烧CaO磨成粒径为过60目筛下的细粉，加入强度等级为32.5以上的水泥，进行搅拌或磨拌，时间为5～20分钟；然后再添加无机材料，进行第二次搅拌或磨拌，时间为10～20分钟；即得地震勘探封孔剂。

所述的水泥为普通硅酸盐水泥、硅酸盐水泥、高铝酸盐水泥、特种白水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥中的任意一种或任意二种以上的混合，任意二种以上混合时为任意配比。

按照地震勘探炮孔实际炮孔直径不同，过烧CaO、水泥和无机材料的比例不同；孔径越大，过烧CaO比例就越低，如对于配制62毫米直径的封孔剂，其合适比例是：CaO∶水泥∶石英砂＝90∶6∶4。

本发明的有益效果是：

1、地震勘探封孔剂的主要成份是过烧CaO，过烧CaO与水进行如下水化反应：CaO+H₂O＝Ca(OH)₂+15.5千卡/克分子，其最佳吸水率为：20～36％；CaO与水进行水化反应后由于品格的变化，其在自由条件下体积膨胀率为2～5倍，在炮孔约束下会对炮孔壁产生10～30Mpa的压强，由于地震勘探的地层一般为软岩区域，膨胀的封孔剂会很深地嵌入到炮孔壁之中。

2、采用添加强度等级为32.5以上水泥，有减缓CaO反应速度和增加封孔剂的凝固强度作用；

3、采用添加无机材料，有增加封孔剂的内摩擦阻力、增加封孔剂的强度和比重作用；

4、在过烧CaO、强度等级为32.5以上水泥和无机材料添加剂的共同作用下，会起到减缓CaO反应速度、增加封孔剂的凝固强度、增加封孔剂的内摩擦阻力、增加封孔剂的强度和比重的作用。

本发明解决了震源药包能量过早扩散和损失过大的技术难题，在同等条件下提高了地震勘探的探测深度和勘探精确度，也减弱了地震勘探爆破作用对环境的影响。地震勘探膨胀封堵炮孔剂具有施工简单，易于掌握，封堵效果好，使用安全等优点，且成本低廉。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

实施例1：

地震勘探封孔剂，它由过烧CaO、强度等级为32.5的水泥(普通硅酸盐水泥)和无机材料制备而成，各原料所占重量百分数为：过烧CaO 90％、强度等级为32.5的水泥6％、无机材料4％(适用于实际炮孔直径为62毫米的地震勘探炮孔)；所述的无机材料为石英砂。

上述地震勘探封孔剂的制备方法，它包括如下步骤：