[发明专利]逆VSP深井地震勘探筛管式震源

说明书

本发明提供一种逆VSP深井地震勘探筛管式震源，该逆VSP深井地震勘探筛管式震源包括激发段、装药段、筛管和尾部封堵，该装药段位于该筛管内部并与该激发段内舱连接形成耐高压的密封舱，该筛管两端分别连接该激发段和该尾部封堵。该逆VSP深井地震勘探筛管式震源克服传统震源药柱无法在深井高温高压的环境中安全起爆且产生足够能量地震波的问题，提供一种能够在深井中激发并具有足够高能量密度的震源，以满足逆VSP深井激发地震勘探的工程需求。

技术领域

本发明涉及物理爆炸震源技术领域，特别是涉及到一种逆VSP深井地震勘探筛管式震源。

背景技术

随着油气田矿藏勘探开发的难度增加，常规勘探手段所得地震资料精度已经难以满足当前地震勘探的需要。因此出现了在地面激发、深井中接收的VSP(Vertical SeismicProfiling)地震勘探方法，该方法利用直达波和反射波研究井旁构造和岩性的地震勘探方法。然而，常规VSP技术存在井下检波级数低、成本高和地面激发炮点分布不均匀等问题，严重制约勘探作业效率。采用井中激发、地面接收的逆VSP技术可有效解决上述问题。逆VSP技术将震源在深达数千米的井下激发，通过在地面设置的检波器记录直达波和反射波，单次激发即可获取更丰富、精密、有效的地层数据，具有采集点设置灵活、成本低、效率高等优点。

常规地震勘探和VSP技术均采用地面(深度几米至几十米)爆炸的方法产生地震波，所用震源爆速和能量密度均较低，其中TNT因成产工艺和污染等因素已命令禁止使用，乳化炸药能量密度较低且不易储存，且温度压力对其减敏作用影响其爆轰性能。当前震源均无法满足逆VSP井下高温(60-70℃)、高压(20-30MPa)环境中稳定起爆的作业需求。另外，井下激发震源需要具有足够的安全性、可靠性和环保性，其中包括下井过程中激发器和炸药的稳定性和井下爆炸压力不损伤井壁套管和固井装置、激发器和药柱的稳定起爆爆轰能力、震源爆炸后不产生额外的碎片和化学物质对井内环境产生堵塞污染等问题。因此逆VSP震源需要同时满足高能量密度、高稳定性和可靠性、无碎屑、耐高温高压等特点，当前公开的地震勘探震源均无法直接适用于逆VSP的井下爆破作业。

在申请号：CN200910015021.X的中国专利申请中，涉及到一种逆向垂直地震剖面法地震勘探炸药震源，该震源由保险机构本体、活塞式雷管座、压力弹簧、雷管、橡胶保护器、传爆管装置、变径接头、导爆索装置、壳体、缓冲材料、起爆药柱、主装炸药、扶正器所组成。保险机构本体内装有活塞式雷管座和橡胶保护器，活塞式雷管座内装雷管和压力弹簧，保险机构本体下端连接变径接头，并连接内装缓冲材料的壳体和导爆索装置及起爆药柱，各连接部位均采用耐高温的密封件进行密封。本发明采用脆性金属材料壳体，内装压制的高密度耐高温炸药，其炸药量可以根据勘探的能量需要增减调节，爆炸的能量能够透过油井套管和固井水泥环传送到地面接收。

在申请号：CN97245556.6的中国专利申请中，涉及到一种地质勘探定向爆炸延迟迭加震源,属于地震勘探技术领域。该震源由两个、三个或多个单元定向爆炸装药结构及其联接管构成圆柱状整体震源。首级单元顶部有起爆装置,中间单元和末级单元顶部都有击发药盒。每个单元的装药壳体内装有激发药柱和金属激发元件。装药壳体上端的联接箍内装有击发药盒。该震源自动逐级延迟引爆,能量逐级迭加向下传播,其地震波能量大、频率高,对表层干扰小,应用方便广泛,安全可靠。

在申请号：CN97245557.4的中国专利申请中，涉及到一种地质勘探定向爆炸地震锤,属于地震勘探激发震源。主要由壳体、起爆装置、主药柱、定向爆炸激发元件、冲击柱塞、盖片、耦合药柱和锤头组成。起爆装置安装在壳体上端,主药柱和定向爆炸激发元件安装在壳体内上部,冲击柱塞安装在壳体内中部,锤头安装在壳体下端。锤头内腔装有耦合药柱。该地震锤能使更多的爆炸能量转换成地震波能量,减少了向上冲击的能量和表层干扰,并且提高了地震波频率,分辨率也较高。

以上现有技术均与本发明有较大区别，未能解决我们想要解决的技术问题，为此我们发明了一种新的逆VSP深井地震勘探筛管式震源。

发明内容