[發(fā)明專利]一種確定均勻介質(zhì)中最佳激發(fā)井深的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410003401.2
• 申請(qǐng)日: 2014-01-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104765070B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡育波;胡強(qiáng);普宗源;孫孟輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油集團(tuán)東方地球物理勘探有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G01V1/40
• 分類號(hào): G01V1/40;G01L5/00
• 代理公司: 北京三高永信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司11138
• 代理人: 張所明

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及石油物探技術(shù)，是一種確定均勻介質(zhì)中最佳激發(fā)井深的方法。

背景技術(shù)

石油地震勘探目前激發(fā)井深的設(shè)計(jì)主要有兩種途徑：(1)進(jìn)行井深試驗(yàn)，對(duì)井深試驗(yàn)的單炮頻率、能量和信噪比進(jìn)行分析，確定激發(fā)井深；(2)通過(guò)微測(cè)井調(diào)查，確定近地表的速度、巖性和潛水面深度，在某一速度界面或者物性界面下3-5米，確定為激發(fā)深度。

第一種方法是石油物探行業(yè)多年來(lái)一直沿用的方法，采用相同的井?dāng)?shù)和相同總藥量的前提下，通過(guò)不同的井深激發(fā)，來(lái)對(duì)比哪種激發(fā)井深得到的單炮資料頻率高，能量強(qiáng)，信噪比高。

第二種方法首先考慮到的是激發(fā)的能量要有效下傳，必須把井深設(shè)計(jì)某個(gè)物理界面之下，其中虛反射界面是一個(gè)很有用的設(shè)計(jì)激發(fā)井深的界面。

其次考慮速度界面，通過(guò)表層調(diào)查工作，可以繪制工區(qū)的近地表結(jié)構(gòu)圖，因此能夠把每個(gè)炮點(diǎn)位置的高速層埋深估算出來(lái)，指導(dǎo)每個(gè)炮點(diǎn)的激發(fā)井深設(shè)計(jì)，這樣做的缺點(diǎn)是，井深受高速層界面的深度變化非常大，導(dǎo)致激發(fā)井深出現(xiàn)劇烈起伏。也使得激發(fā)子波的一致性變差。

再次就是考慮激發(fā)的巖性，根據(jù)地球物理的常識(shí)，井深越深，巖層的壓實(shí)作用越明顯，圍巖的密度增加，含水性增加，炸藥包和圍巖的耦合性更好；這樣激發(fā)子波的頻率較高，激發(fā)能量強(qiáng)。但是這種考慮激發(fā)巖性的說(shuō)法完全都是定性的，不能準(zhǔn)確的描述巖性是如何影響激發(fā)效果的，尤其是在近地表的巖性變化很微弱的探區(qū)(巨厚黃土層/巨厚流沙層)，巖性更加不具有指導(dǎo)激發(fā)井深設(shè)計(jì)的用途。

最后是激發(fā)井深設(shè)計(jì)要考慮到潛水面因素的影響，在經(jīng)典的地球物理勘探教程中，在潛水面以下3-5m激發(fā)能夠獲得非常好的子波頻率，能夠獲得非常好的激發(fā)能量。因此采用潛水面以下激發(fā)，也是使用最多的地震勘探激發(fā)井深設(shè)計(jì)方法。

第一種方法的不足是試驗(yàn)的單炮的采集過(guò)程存在人為操作誤差，試驗(yàn)單炮記錄的進(jìn)行頻率、能量和信噪比分析時(shí)，因?yàn)榉治鰰r(shí)窗大小和位置的不同，分析結(jié)果出現(xiàn)巨大差異。

第二種方法的不足，近地表的界面變化很大，以高速層為例，從10m-100m甚至更大的范圍，設(shè)計(jì)結(jié)果嚴(yán)重偏離理論值，對(duì)工區(qū)的激發(fā)井深設(shè)計(jì)造成很大難度。

但是，對(duì)于在近地表100m內(nèi)沒(méi)有明顯的虛反射界面，沒(méi)有高速界面，沒(méi)有潛水面的情況下，對(duì)于近地表為干燥疏松的黃土或者流沙，上述方法中沒(méi)有提出確定激發(fā)井深的準(zhǔn)則和方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是提供一種在地表沒(méi)有明顯的虛反射界面，沒(méi)有高速界面，沒(méi)有潛水面的干燥疏松土體的確定均勻介質(zhì)中最佳激發(fā)井深的方法。

本發(fā)明通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)：

1)根據(jù)使用炸藥的性能參數(shù)計(jì)算出炸藥在地下爆炸的推力F；按照爆炸向上推力是爆炸推力的1/8計(jì)算一炮組合井爆炸向上的推力F_上推力：

F_上推力＝組合井?dāng)?shù)×F÷8；

所述的爆炸的推力F計(jì)算是利用以下動(dòng)能公式：

其中，m是炸藥質(zhì)量，v是炸藥的爆速，F(xiàn)是一個(gè)井眼的爆炸推力，S是半個(gè)井距。

所述的炸藥的爆速為5000—6000m/s，取平均值5500m/s。

2)用下式計(jì)算最佳激發(fā)井深H：

爆炸推力F_上推力＝H×T×ρ×9.8N/kg+F₃+F₄；

式中：F_上推力—步驟1)中計(jì)算得到的炸藥爆炸向上的推力；

H—激發(fā)井深；

T—組合井圍成的地面投影面積；

ρ—土體密度；

F₃—土體向上運(yùn)動(dòng)與四周圍巖產(chǎn)生的摩擦力；

F₄—土體在平衡狀態(tài)時(shí)受到的水平應(yīng)力。

所述的土體密度ρ的計(jì)算是使用已知重量和體積的容器，采集2個(gè)以上的原生土樣，利用密度公式m₂＝ρv₂計(jì)算出土樣的平均密度，式中：m₂是土樣的重量，v₂是土樣的體積。

所述的土體向上運(yùn)動(dòng)與四周圍巖產(chǎn)生的摩擦力F₃采用以下公式計(jì)算：

F₃＝所有組合井圍成土體與四周圍巖的面積×土體顆粒間的自由摩擦阻力；

所述的土體顆粒間的自由摩擦阻力測(cè)量是：相同體積土體緩慢向水平面傾倒形成的圓椎體，圓椎體的側(cè)面和水平面的夾角θ是做斜面上物體重力G的分解時(shí)所用的角度，土體顆粒間的自由摩擦阻力fc：fc＝G×sinθ。