专利名称：地震勘探封孔剂及其制备方法
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Ca0、 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Ca0 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Ca0 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Ca0、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Ca0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Ca0 :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Ca0，过烧Ca0与水进行如下水化反应 Ca0+H20=Ca(0H)2+15. 5千卡/克分子，其最佳吸水率为20 36%; Ca0与水进行水化反应后 由于晶格的变化，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。
具体实施例方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一歩阐明本发明的内容，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Ca0 9(m、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-
1) 原料的选取按各原料所占重量百分数为过烧Ca090y。、强度等级为32.5的水泥 6%、无机材料4%，选取过烧CaO、强度等级为32.5的水泥和无机材料添加剂，备用；所述 的无机材料为石英砂；
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的水泥，进行搅 拌，时间为10分钟；然后再添加无机材料，进行第二次搅拌，时间为15分钟；即得地震 勘探封孔剂。
实施例2:
地震勘探封孔剂，它由过烧CaO、强度等级为42.5的水泥(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 40%、强度等级为42.5的水泥40%、无机 材料20%;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1) 原料的选取按各原料所占重量百分数为过烧Ca04(F。、强度等级为42.5的水泥 40%、无机材料20%，选取过烧CaO、强度等级为42.5的水泥和无机材料，备用；所述的无 机材料为石英砂；
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42.5的水泥，进行磨 拌，时间为5分钟；然后再添加无机材料，进行第二次磨拌，时间为10分钟；即得地震勘 探封孔剂。
实施例3:
地震勘探封孔剂，它由过烧CaO、强度等级为52.5的水泥(高铝酸盐水泥)和无机材 料制备而成，各原料所占重量百分数为过烧Ca0 97X、强度等级为52. 5的水泥2%、无机 材料1%;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
1) 原料的选取按各原料所占重量百分数为过烧CaO 97%、强度等级为52.5的水 泥2%、无机材料1%，选取过烧CaO、强度等级为52. 5的水泥和无机材料，备用；所述的无 机材料为石英砂；
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52.5的水泥，进行搅 拌，时间为20分钟；然后再添加无机材料，进行第二次搅拌，时间为20分钟；即得地震 勘探封孔剂。
实施例4:
地震勘探封孔剂，它由过烧CaO、强度等级为42. 5的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 60%、强度等级为42. 5的水泥20%、无机材料20%; 所述的无机材料为重钙粉(即碳酸钙砂粉)。 上述地震勘探封孔剂的制备方法，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 60%、强度等级为42.5的水 泥20%、无机材料20%，选取过烧CaO、强度等级为42.5的水泥和无机材料，备用；所述的 无机材料为重钙粉；
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42.5的水泥，进行搅 拌，时间为10分钟；然后再添加无机材料，进行第二次搅拌，时间为15分钟；即得地震 勘探封孔剂。
地震勘探封孔剂的应用将地震勘探封孔剂从内衬的开口端装入内衬内，密实到要求 的装药密度；然后将装有地震勘探封孔剂的内衬放入多孔的塑料外壳内，形成地震勘探封 孔剂药柱(成型筒)。
其中，内衬的材料为无纺布，内衬为圆筒形；内衬的一端为密封端，内衬的另一端为开 口端；内衬的接缝采用无缝成型、缝纫或胶粘相连接；多孔的塑料外壳为圆筒形，塑料外壳 的右端部外壁上设有外螺纹，塑料外壳的右端为密封端，塑料外壳的密封端为半圆形；塑料 外壳的左端为开口端，塑料外壳的左端部内壁上设有内螺纹；塑料外壳的右端部外径与塑料 外壳的左端部内径相对应，外螺纹与内螺纹相配合(相配套)；塑料外壳的内腔直径为45 115mm，塑料外壳的内腔长度为400 800mm;塑料外壳上开有孔洞(布满了孑L洞)，塑料外壳 上的孔洞为圆形、椭圆形、矩形或三角形等几何形，孔洞的面积之和占塑料外壳总面积的40 % 80%。内衬的直径、长度与塑料外壳的内腔的直径、长度相对应(内衬的直径为45 115mm，内衬的长度为400 800咖)。塑料外壳的材料为聚氯乙稀或聚乙烯，塑料外壳的厚度 0.5 3.0i ，其厚度随直径的不同而增减。
塑料外壳的两端部分别采用外螺纹、内螺纹，可使多个地震勘探封孔剂药柱(成型筒) 首尾连接，施工方便、快捷。 使用
1) 按照实际震源炮孔直径的大小合理选取地震勘探封孔剂药柱， 一般所选取的地震勘 探封孔剂药柱的直径要小于实际钻孔直径6 15 mm，地震勘探封孔剂药柱才能顺利装入炮孔 中；
2) 震源炮孔内的地震勘探封孔剂药柱的装填长度一般2 6节。依据研究分析因炮孔 直径不同， 一般可按炮孔直径的10 30倍来估算。因地震勘探封孔剂药柱(成型筒)不能 拆分使用，要取整节为设计单位。
3) 炮孔装填完震源药包后，可即刻装入地震勘探封孔剂药柱，地震勘探封孔剂药柱(成 型筒)头尾有丝扣便于连接，可以边装边连接。 一定要确认落到孔底。
4) 地震勘探封孔剂药柱装入炮孔后1小时体积可膨胀2倍以上，直径可增大1. 5倍， 并将随着时间的增长而进一歩膨胀。1小时后既能有效封堵炮孔，便可起爆震源药包。
5) 地震勘探封孔剂药柱在装入震源炮孔时，孔中一定要有较深的水，无水就不能膨胀。 如遇这种情况，装入地震勘探封孔剂药柱之前或之后，要往孔中灌水，加水量以能淹没地 震勘探封孔剂药柱1米为宜；
6) 地震勘探封孔剂药柱装入炮孔中的封堵作用3个月不会失效； 把常规的松散填充式封堵改为预应力高强度的嵌楔式封堵，使其内应力、抗剪强度、
密度、波阻抗、内摩擦阻力都成倍增加。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。地震勘探封孔剂具有施工简单，易于掌握，封堵效果好，使用安全等优 点，且成本低廉。
权利要求
1.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。
2. 如权利要求1戶腿的地震勘SI寸孔齐啲帝恪方法，辦征在于它包括如下步骤1) 原料的选恥按各原料所占重量百分数为过烧Ca0 40% 97%、强度等级为32. 5以上的水 泥2% 40%、无机材料1% 30%，选耳X3i烧Ca0、 ^驢等级为32. 5以上的7jC泥和无机材料添加剂，备 用；戶腿的无机材料为石^ 少或重钙粉；2) 将过烧CaO磨j^立径为过60目筛下的细粉，力口入弓艘等级为32. 5以上的7jC泥，进行搅拌或 磨拌，时间为5 20^H中；然后S^加无机材料，进行第二次搅拌鹏拌，时间为10 20^H中；即 得地震勘擬寸孔剂。
全文摘要
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。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。本发明具有施工简单、易于掌握、封堵效果好、使用安全等优点，且成本低廉。
文档编号G01V1/04GK101318802SQ20081004829
公开日2008年12月10日 申请日期2008年7月4日 优先权日2008年7月4日
发明者坤 刘, 刘亚明, 李吉民, 力 王, 王玉杰 申请人:武汉理工大学