专利名称：地震炮眼井固井方法
技术领域：
本发明涉及油气勘探开发中的地震勘探领域，具体地说，是属于一种地震炮眼井固井方法。
近年来地震采集的接收技术有了突破性进展，地震仪的道数高达数千道，光电技术也正应用于地震检波器中，三维地震勘探将广泛运用。能否提高地震采集的激发技术成为地震勘探的一个主要研究课题。比较而言，地震炮眼井中炸药激发地震波仍是主要的陆上地震波激发方法。
地震勘探钻井放炮时首先要做井深试验，选择有利激发井深。因为不同井深地层岩性不同，激发的地震波能量和频率也不同。一般来讲在给松软的岩层(如流砂、淤泥)中激发，则能量低，频率也低，而在较坚硬的岩层中激发则会产生能量高强的高频地震波。即使在日常生活中，也有相同的经验，在药量相同时，铁炮比纸炮声音响。铁炮破裂压力高，爆炸时间短，产生的声波频率高能量强，纸炮破裂压力小，爆炸时间长，产生的声波频率低能量弱。附
图1所示为压力-时间、振幅-频率间的关系。
地震勘探中进行深井试验，选择高破裂压力的位置是很关键的，做好炸药包与井筒的耦合也很重要。
从目前地震炮眼井激发地震波可出两个严重不足的问题，一是炸药包周围的钻井水泥浆对激发有不利影响，使炸药包与井壁耦合不好，二是炸药包之上井筒中的泥浆破裂压力小，是炸药爆炸时最先破裂的方向。地震炮眼井下药后做好回填工作对解决上述两个问题有一定的作用，但不能从根本上解决问题。
为解决上述问题，进一步提高地震波高频成分和能量，本发明提出地震炮眼井固井方法，即下药后用水泥浆顶替炸药包周围的泥浆，形成局部最佳激发条件。
本发明的目的在于提供一种地震炮眼井固进方法，可以提高地震波能量和频率。
为实现上述目的，本发明提供的地震炮眼井固井方法包括下列步骤1、分析预测地震炮眼井孔隙压力和地层破裂压力；2、钻井后用地震炮眼井固井管将炸药包等下到井底3、结合地层破裂压力和地层性质配制复合水泥浆；4、用高压泵或其它设备将复合水泥浆固井管送到炸药包下，并使其上返到炸药包上；5、起出固井管；6、水泥浆半凝固时激发地震波。
其中，地震炮眼井是指陆地上地震勘探时用钻机或吹砂筒等所建成的用炸药激发地震波的井。
其中，固井管是指类似于油田中的采油管，只是直径略小，直径2-5cm，壁厚2-5mm，每根长1-5m，每根间螺丝相连，其不同于目前的地震下药杆，但有地震下药杆的作用。
其中，复合水泥浆，是指由水泥、水、加重剂、填充剂等配制的水泥浆，比重在1.5-2.2，其组成比例(重量比)水25-30％，水泥65-70，加重剂1-5％，充填剂1-5％。
其中，加重剂为重晶石、赤铁矿等，充填剂为膨润土、绿泥石等，其中，高压泵是指类似于油气井固井的高压泵，只是要求的压力要低，一般在20Mpa。
其中，使复合水泥浆上返到炸药包上，是指炸药包周围及炸药包上30-90cm。
其中，水泥浆半凝固时是指固井后水泥浆凝固到具较强抗压能力和较高可塑性时激发地震波。
以下列举实施例并结合附图对本发明作进一步的详细说明。
附图1所示为压力-时间、振幅-频率间的关系；附图2所示为水泥浆抗压强度与时间的关系；附图3所示为本发明地震炮眼井固井方法的示意图。
实施例1
如图2所示，首先研制出固井管(2)和高压泵(3)，固井管(2)直径为3cm，壁厚2mm，每根长1m，每根间螺丝相连。固井管(2)的材料为抗压强度大于40MPa的钢管，高压泵(3)压力为20Mpa左右。
其次是复合水泥浆(4)的配制，复合水泥浆的组成比例(重量比)水25％，水泥65％，加重剂5％，充填剂5％，加重剂为重晶石，充填剂为膨润土。
第三实施步骤是1、分析预测地震炮眼井孔隙压力和地层破裂压力；2、钻井后用地震炮眼井固井管(2)将炸药包(1)等下到井底；3、用高压泵(3)将复合水泥浆(4)通过固井管(2)送到炸药包(1)下，使其上返到炸药包(1)上30cm，形成水泥塞；4、起出固井管(2)；5、水泥浆凝固8小时后激发地震波，此时半凝固的水泥浆的固化抗压强度为100MPa(参阅附图2)。
实施例2固井管(2)直径为5cm，壁厚3mm，每根长5m，复合水泥浆的组成比例(重量比)水28％，水泥70％，加重剂1％，充填剂1％，加重剂为赤铁矿，充填剂为绿泥石，上返到炸药包90cm，其余操作及条件同实施例1。
实施例3固井管(2)直径为2cm，壁厚5mm，每根长3m，复合水泥浆的组成比例(重量比)水30％，水泥65％，加重剂2％，充填剂3％，加重剂为重晶石，充填剂为绿泥石，上返到炸药包60cm，其余操作及条件同实施例1。
本发明可使地震波40-140Hz高频成分的能量提高40％以上，使地震采集主频由30-50Hz提高到50-80Hz以上。
权利要求
1.一种地震炮眼井固井方法，包括下列步骤(1)分析预测地震炮眼井孔隙压力和地层破裂压力；(2)钻井后用地震炮眼井固井管将炸药包等下到井底(3)结合地层破裂压力和地层性质配制复合水泥浆；(4)用高压泵或其它设备将复合水泥浆送到炸药包下，并使其上返到炸药包上；(5)起出固井管；(6)水泥浆半凝固时激发地震波。其中，地震炮眼井是陆地上地震勘探时用钻机或吹砂筒等所建成的用炸药激发地震波的井。其中，复合水泥浆是由水泥、水、加重剂、充填剂等配制而成。其特征在于其中固井管的直径2-5cm，壁厚2-5mm，长1-5m，每根间螺丝相连；其中复合水泥浆的比重在1.5-2.2；其中高压泵压力在20Mpa；其中复合水泥浆上返到炸药包周围及炸药包上30-90cm。
2.根据权利要求1所述的地震炮眼井固井方法，其特征在于，所述的加重剂为重晶石或赤铁矿。
3.根据权利要求1所述的地震炮眼井固井方法，其特征在于，所述的充填剂为膨润土或绿泥石。
4.根据权利要求1所述的地震炮眼井固井方法，其特征在于，所述的复合水泥组成比例按重量比计为水25-30％；水泥65-70％；加重剂1-5％；充填剂1-5％。
全文摘要
一种地震炮眼井固井方法包括下列步骤:1.分析预测地震炮眼井孔隙压力和地层破裂压力;2.钻井后用地震炮眼井固井管将炸药包等下到井底;3.结合地层破裂压力和地层性质配制复合水泥浆;4.用高压泵或其它设备将复合水泥浆送到炸药包周围;5.起出固井管;6.水泥浆半凝固时激发地震波。应用该固井方法后激发的地震波能量强、频率高,在油气勘探开发的高分辨率地震勘探中有很好的应用前景。
文档编号G01V1/104GK1389742SQ0111594
公开日2003年1月8日 申请日期2001年6月6日 优先权日2001年6月6日
发明者李子顺, 徐有梅, 吴清岭, 龙江南, 宋永忠 申请人:大庆油田有限责任公司勘探开发研究院