用于地震勘探法的高能量炸药

1、发明领域

本发明通常涉及地球物理测量的领域。更具体地讲，本发明涉及 用于依靠爆炸性地震能量源的石油和天然气勘探的地震勘探法和地球 物理测量，所述的爆炸性地震能量源包含可氧化金属物质。

2、相关领域的描述

将地震地球物理测量用于石油和天然气勘探以映射如下情况：地 下岩层的地层情况、地质层的侧面连续性、埋藏的古河道的位置、沉 积层中断层的位置和地下地形学。通过对地下岩层内的层之间的界面 产生的地震波的折射和反射性质进行分析来推断所述的映射。

将地震能量源用于产生能穿过地球、然后被各种地下岩层反射到 地球表面上的地震波。当地震波到达表面上时，它们被一组能将检测 到的波转化成代表性的电信号的地震检测设备(也称作为地震检波器) 检测到。收集通过该组设备所产生的电信号，然后进行分析以推断在 给定位置处的地下岩层的性质。

对于石油和天然气勘探，可用于地球物理测量法的地震能量源包 括冲击源、枪用源、振动源和炸药。输出地震能量的性质取决于用于 产生地震能量的地震能量源的类型。

首先，冲击源是直接撞击地球表面或者是撞击置于地球表面上的 板的重量，由此产生地震能量。重量降是冲击源先前类型的例子。虽 然冲击源相对便宜并易于操作、维持，但是其主要的缺点在于不能足 以产生用于深层地球物理测量的地震能量。冲击源生成相对高比率的 低频率、表面波，比其它的地震能量源输出更少的地震能量。

枪用源象冲击源一样将动能转变成地震能。它们取决于充满的加 压气体、通常是压缩空气从气枪中突然有力地释放，从而产生地震波。 枪用源胜过冲击源的优点在于其比用简单的冲击源能产生更多的地震 能量。通过枪用源产生的地震能量比冲击源产生的地震能量具有更高 的频率，这有助于将表面波的形成减少至最小程度并提高分辨度。然 而，枪用源设备比简单的冲击源更加庞大而且昂贵。

在地球物理测量法中，振动源也可用作地震能量源。两类振动源 包括能够产生始于表面的地震波以及产生始于地下孔的地震波的那 些。将一种机械液压振动源(振动车)进行特别设计，以便将其所有 的重量放置到振动的平台上。该振动在地下岩层中依次产生地震波。 振动车已广泛用于地球物理测量法，不仅为了石油和天然气勘探，而 且为了研究特殊地质结构(例如岩石山)和断层线的进化和发展。振动 源能够产生高度重复的地震能量。可以紧紧地控制通过振动源传送到 地面内的能量的性质及其数量、持续时间和传送时间，因此，产生的 地震能量具有再现性，这一点是有益的。然而，振动源经常不适于某 些地带类型。例如，如果地面非常软，则难于将振动车作为地震能量 源。

在地球物理测量中所用的另一类地震能量源与炸药有关。在陆地 上的石油和天然气勘探中，所用的爆炸性地震能量源取决于置于地下 岩层内的物质的爆炸，从而产生地震波。通常在地面上钻孔，将炸药 置于孔内，并在炸药的顶部进行回填，然后引发爆炸。在均等的基础 上与枪用源和冲击源相比，爆炸性能源将最大量的地震能量传递到地 面内。在地球物理测量法中目前正在使用的爆炸性地震能量源通常产 生极高频率的波。当地面条件妨碍冲击源或枪用源的有效使用时(也就 是当地面非常软时)，经常使用爆炸性能源。

在地震能量源中使用的许多炸药产生大量的气体。为了移动岩石， 这一点在采矿中是有用的性质，但是在地震勘探中却是不需要的，因 为其减少了所产生的可用地震能量的量。因为膨胀气体力将物质回填 到放置炸药的孔内，所以产生大量气体的爆炸将损失掉大部分的爆炸 能量。因此，如果损失于生成的气体的爆炸能量越小，则可以将通过 爆炸产生的比理论上更少的能量传递到地下岩层。另外，大量气体的 突然爆炸也会引起地下岩层自身的永久性变形。

目前，对于能产生尖锐能量脉冲的地震勘探法(其能产生更高分辨 率的图象)的需求导致牺牲了低频率地震波的产生。所述的低频率波的 损失折中了映射深层目标(例如大于3秒钟)的能力。虽然振动源已成功 用于映射深层目标，但是，其使用爆炸性地震能量源难于得到相同品 质的结果。当需要映射深层地下岩层、但地面条件又不适于振动源时， 就会出现重要的问题。在过去，解决的办法通常是在该困难的映射地 点钻出更深的孔并使用更多的炸药以得到所需的结果。钻出更深的孔 以及使用更多的炸药基本上增加了对特定位置进行地下映射的成本。

因此，需要改进与爆炸性组合物有关的地震勘探法和地球物理测 量系统，所述的组合物能将爆炸性组合物中更高比率的潜能转化成地 震能量。还需要改进需要时能有效地产生低频率地震波的方法和系统。 此外，对于地球物理测量，还有利于能够使用更浅的孔以及更少的炸 药以得到所需程度的数据分辨率。

                      发明概述

本发明提供了良好地适于石油和天然气勘探的改善性地震勘探法 和地球物理测量系统，但是本发明也可用于其它目的。

本发明的一个方面是地震勘探法，所述的方法包括如下步骤：通 过在地下岩层中爆炸炸药组合物来产生地震波，然后用地震检波器检 测地震波和/或其反射。在该方法中所用的炸药组合物包含第一炸药和 可氧化金属物质。炸药组合物可适当地放置在地下岩层内的孔中，并 用回填覆盖，然后进行爆炸。炸药组合物优选基本上不含氮(例如炸药 组合物的氮含量小于约1重量％，优选小于约0.1重量％)。

在本发明的一种实施方案中，第一炸药由混合的固体和液体物质 以例如20至80重量％固体以及20至80重量％液体的比率制成。在 该实施方案中，优选将可氧化金属物质与第一炸药的固体相混合。

本发明非常适于与包含二元炸药(也就是，两种成分直到混合在一 起通常才具有爆炸性)的第一炸药一起使用。例如，该二元炸药包含有 机燃料成分和氧化剂成分。因此，有机燃料成分和氧化剂成分可以分 别运输并就地混合，减少过早爆炸的危险。通过调整二元炸药的装备 时间使该实施方案更加安全。这可通过调整氧化剂成分与有机燃料成 分的重量比而实现。因此，装备时间可以更长，使混合物质在混合后 的一段时间内不具有爆炸性。该段时间使得置于孔内的混合物质能够 用回填所覆盖，然后组合物达到爆炸状态。

适当的有机燃料成分的例子包括二甘醇、乙二醇、丙二醇和甘油。 其它适当的有机燃料成分的例子包括三硝基甲苯、二硝基甲苯、硝胺、 季戊四醇四硝酸酯、硝化淀粉、硝化纤维素、无烟火药、乙二醇醚、 乙二醇醚乙酸酯、甲酰胺、烷烃、多元醇和低分子量的单羟基醇类。 本文所用的硝胺是包含例如环三亚甲基三硝胺(RDX，也称作六氢 -1，3，5-三硝基-1，3，5-三嗪)和环四亚甲基四硝胺(HMX，也称作1，3，5，7- 四硝基-1，3，5，7-四氮杂环辛烷)的有机燃料成分的基团。然而，如上所 述，优选不含氮的组合物。

适当的氧化剂成分的例子包括硝酸铵、碱金属硝酸盐、碱土金属 硝酸盐、高氯酸铵、碱金属高氯酸盐、碱土金属高氯酸盐、氯酸铵、 碱金属氯酸盐、碱土金属铝酸盐及其水合物。特别优选的氧化剂成分 包括高氯酸钠、高氯酸铵、高氯酸钾、氯酸钾、硝酸铵、硝酸钾和水 合高氯酸锂。

在本发明的一种特别优选的实施方案中，有机燃料成分是液体， 氧化剂成分是固体。优选有机燃料成分的组成在高于约-45℃不会冻 结。例如，液体有机燃料成分可以包含乙二醇、二甘醇、丙二醇、甘 油、甲酰胺、甲醇和单乙基醚中的一种或多种。

炸药组合物优选包含约0.5至50重量％的可氧化金属物质，更优 选约10至30重量％的可氧化金属物质。特别优选的可氧化金属物质 包括铝、镁、硼、钙、铁、锌、锆、硅、高硅铸铁、磷铁、氢化锂、 氢化铝锂及其该金属化合物的混合物或合金。金属微粒是合适的可氧 化金属物质中的一个例子。金属微粒可任选地用涂层剂如至少一种脂 肪酸或其盐进行涂覆。脂肪酸的存在能够阻止可氧化金属物质的过早 氧化。在这一方面，有用的是用脂肪酸涂布可氧化金属物质。对于该 目的，可特别优选硬脂酸。另外，还可以用重铬酸盐处理金属微粒。 优选金属微粒的平均粒径小于约100微米。更加优选金属微粒的平均 粒径小于约50微米，更加优选约10微米至约20微米。优选的金属微 粒是铝微粒。

在本发明的一种实施方案中，炸药组合物是自动解除爆炸性的(也 就是，该组合物在一段时间后不具有爆炸性)。可实现该目的的一种方 法是使用水溶性的第一炸药。将该水溶性的第一炸药置于最初不透水、 但后来水可进入的容器内。结果，组合物最初具有爆炸性，但是，如 果由于某些原因，该组合物在所需的时间内(例如在三个月内)没有爆 炸，水开始进入容器并溶解第一炸药，最后使该组合物不具有爆炸性 (也就是解除爆炸性的)。

本发明的一种具体实施方案是地震勘探法，该方法包括如下步骤： 通过地下岩层中的炸药组合物的爆炸来产生地震波，其中炸药组合物 包含碱金属高氯酸盐、乙二醇和微粒铝，然后用地震检波器检测地震 波和/或其反射。

本发明的另一个方面是包含地震能量源的地球物理测量系统，所 述的地震能量源包含如上所述的第一炸药和可氧化金属物质，其中地 震能量源位于地下岩层内。该系统还包括大量的适于检测地震能量源 爆炸时所产生的地震波以及这些波的反射的地震检波器。地震检波器 转换代表地震波的电信号以及它们检测到的地震波的反射。该系统还 包含例如通过电力数据电缆或通过无线电数据传输与地震检波器进行 通讯的数据获得和处理系统。例如，通过对收集的数据进行取样并求 和，数据获得和处理系统可以对地震检波器产生的电信号进行取样并 生成表示地震波的数据。

因为本发明包含能产生更多的地震能量和更少的气体体积的炸药 组合物，所以本发明是对现有的地震勘探法以及包含爆炸性地震能量 源的地球物理测量系统的改进。特别是，对于每单位质量的炸药组合 物，期望本发明的至少某些实施方案比目前的爆炸性地震能量源所产 生的能量多得到至少35％的地震能量，同时生成的气体体积减小约 45％。使用包含可氧化金属物质的炸药组合物还有利于在需要时产生 低频率的地震波。此外，不需要将放置炸药组合物的孔钻得很深，或 者是比常规方法需要更少的炸药，因此节约了成本。

本发明的另一种实施方案提供了制备炸药组合物的方法。该方法 包括如下步骤：制备包含可氧化金属物质和固体氧化剂成分的固体成 分，制备包含至少一种选自液体有机燃料成分和液体氧化剂成分的液 体的液体成分，然后将固体成分和液体成分混合以生成炸药组合物。

炸药组合物的可氧化金属物质如上所述，固体氧化剂成分包含至 少一种如上所述的氧化剂成分。固体成分还可包含至少一种选自固体 有机燃料成分和固体添加剂的固体。可以使用的固体有机燃料成分的 例子是三硝基甲苯、二硝基甲苯、硝胺、季戊四醇四硝酸酯、硝化淀 粉、硝化纤维素和无烟火药。

液体有机燃料成分包含至少一种选自如上所述的有机燃料成分的 液体，但是还可包含水。液体氧化剂成分包含至少一种如上所述的氧 化剂成分的水溶液或非水溶液。

混合步骤可以在或者靠近炸药组合物爆炸的地点进行。将液体成 分和固体成分在锥形装药容器中混合，或者是将液体成分和固体成分 在第一容器中混合，然后将其转移到锥形装药容器中。液体成分和固 体成分在混合前可以是非爆炸性的物质，将固体和液体成分运输到炸 药组合物爆炸的地点附近，然后将两种成分混合。炸药组合物可以自 动解除爆炸性，并且可以调整其装备时间。

本发明的另一个好处在于地震勘探法和地球物理测量系统所用的 炸药组合物能够加工成一定形状，从而为传播地震能量给出方向性。 另外，在本发明的至少某些优选的实施方案中，将炸药组合物的各种 成分作为非炸药物质分别运送到地球物理测量地点，在此将其混合以 得到炸药组合物。这减少了因过早爆炸而造成伤害的危险。在本发明 的一种具体实施方案中，甚至就地混合各种成分以后，炸药直到其中 的固体成分变成水合物才发生爆炸，结果，在将固体和液体成分混合 后，水逐渐扩散进入固体。通过确保炸药直到埋藏在地下以后才发生 爆炸，能够更加安全地使用组合物。

                      附图简述

图1是本发明的地震测量系统的示意图。

                说明性实施方案的描述

本发明提供了通过使用爆炸性地震能量源来产生地震波的方法。 炸药组合物包含第一炸药和可氧化金属物质。

优选炸药组合物基本上不含氮。优选炸药组合物含有小于约1重 量％、更优选小于约0.1重量％、最优选小于约0.001重量％的氮。含 氮的炸药组合物的爆炸通过氧化氮排放到空气中以及硝酸盐进入周围 的水或陆地而对环境造成污染。该排放受到联邦和州政府的环境规则 条例的控制管理。通过从不含氮的物质中选择炸药组合物的成分可以 将氮的排放降至最低。

第一炸药的适当例子包括三硝基甲苯、二硝基甲苯、硝胺、季戊 四醇四硝酸酯、硝化淀粉、硝化纤维素、无烟火药、乙二醇醚、乙二 醇醚乙酸酯、甲酰胺、烷烃、多元醇和低分子量的单羟基醇类。还可 以使用各种其它的醛、酮、胺、酰胺以及具有爆炸性质的醇胺。如上 所述，在本发明中特别优选不含氮的炸药。可用作第一炸药的低分子 量单羟基醇类的合适实例包括甲醇、乙醇和异丙醇。更优选第一炸药 包含至少一种二醇类如二甘醇、乙二醇、丙二醇、甘油或其中的一种 或多种的混合物。

在本发明的一种实施方案中，第一炸药包含液体成分和固体成分。 这些成分中的一种或两种本身具有爆炸性。希望第一炸药包含约20至 80重量％固体和约20至80重量％液体，更优选约65至85重量％固 体和约15至35重量％液体。优选将可氧化金属物质与第一炸药的固 体相混合。

在本发明的一个特别优选的实施方案中，第一炸药包含由至少两 种成分(例如一种是液体，一种是固体)构成的二元炸药，所述的两种 成分可以分别运输并就地混合。更优选将二元炸药的个别成分分成非 爆炸性的物质以在世界范围内运输。优选将就地混合的频率调整到符 合钻孔并满足生产需要，以便按照需要制备炸药组合物，并且制备量 不大于同一天所用的量。

二元炸药可适当地包含有机燃料成分和氧化剂成分。该有机燃料 成分的适当例子包括二甘醇、乙二醇、丙二醇、甘油及其混合物。该 氧化剂成分(通常是固体)的适当例子包括硝酸铵、碱金属硝酸盐、碱土 金属硝酸盐、高氯酸铵、碱金属高氯酸盐、碱土金属高氯酸盐、氯酸 铵、碱金属氯酸盐、碱土金属氯酸盐、这些物质中的任何一种的水合 物以及这些物质中的任何一种或多种的混合物。更优选氧化剂成分包 含至少一种选自高氯酸钠、高氯酸铵、硝酸铵、硝酸钾、高氯酸钾、 氯酸钾和水合高氯酸锂的物质。最优选的氧化剂成分包含至少一种选 自高氯酸钠、高氯酸钾、氯酸钾和水合高氯酸钾的物质。

使用二元炸药为调整第一炸药的装备时间提供了时机(也就是，几 乎在将个别成分混合后二元炸药才达到爆炸态，或者是需要一段时间 才具有爆炸性)。这可通过调整氧化剂成分与有机燃料成分的重量比来 完成。例如，如果第一炸药包含20重量％二甘醇和80重量％高氯酸 钠，在混合后需要约2小时第一炸药才“具有爆炸性”。本文所用的 “具有爆炸性”是指物质可以被成功地引爆。如果需要第一炸药仅仅 在大于两个小时之后才具有爆炸性，则相应地减小炸药中二甘醇的比 率。

由于本发明的炸药组合物将用于广泛变化的气候条件，包括环境 温度非常低的某些环境(例如在阿拉斯加州)，所以有用的是，该组合 物在至少降至约-32℃、更优选降至约-45℃的温度下能够耐冷冻。在本 发明中这一点通过用作第一炸药的二元炸药来实现，其中有机燃料是 液体，氧化剂成分是固体，液体有机燃料成分在高于约-32℃、甚至在 约-45℃也不会冻结。具有该特征的液体有机燃料成分的适当例子包括 各种化合物，例如乙二醇、二甘醇、丙二醇、甘油、甲酰胺、甲醇、 单乙基醚或这些化合物中的一种或多种的混合物。同样还可以使用许 多能充当流化剂的其它有机燃料。这些物质是在约25℃至-32℃、更优 选约50℃至-45℃能促进液体保留在液态中的所有流化剂。

优选可氧化金属物质包含至少一种选自铝、镁、硼、钙、铁、锌、 锆、硅、高硅铸铁、磷铁、氢化锂、氢化铝锂及其混合物的物质。还 可以使用所述金属的化合物和合金。更优选可氧化金属物质包含至少 一种选自铝、镁、硼、钙、铁、锌、氢化锂、氢化铝锂的物质。最优 选的可氧化金属物质是铝。

炸药组合物中可氧化金属的存在将增加释放出的能量，减小生成 的气体体积并减小爆炸速度。通常是炸药组合物的金属含量越高，爆 炸的速度越低。通过维持更高的持续性能量释放，可以产生更低频率 以及更大振幅的地震波，这有助于更好地渗入地下岩层。通过该组合 物的爆炸而释放的能量的速率取决于可氧化金属物质的粒径。

优选可氧化金属物质占所述的炸药组合物的约0.5至50重量％、 更优选约5至50重量％，最优选约10至30重量％。改变炸药组合物 中可氧化金属物质的重量％和可氧化金属物质的粒径将会改变组合物 的密度。

优选可氧化金属物质基本上由金属微粒组成。另外，金属物质可 以是与第一炸药接触的一条或多条的形式(例如许多金属条通过炸药 物质的连续基体进行延伸)。另外一种方法是至少部分包围或围绕第一 炸药的金属鞘或容器。

当可氧化金属是微粒形式时，优选其平均粒径小于约100微米。 更优选金属微粒的平均粒径小于约50微米，最优选约10微米至约20 微米。优选的金属微粒是铝微粒。

为了防止可氧化金属物质的过早反应，将其表面用涂层剂保护。 该涂层剂的适当例子包括氧化物和重铬酸盐。在一种特别优选的实施 方案中，将可氧化金属物质的表面用包含脂肪酸或其盐的物质进行涂 布。适当的脂肪酸包括含有约8至22个碳原子、更优选约16至18个 碳原子的那些脂肪酸。可以使用的脂肪酸的具体例子包括：

直链饱和酸：

辛酸

壬酸

癸酸

十一酸

月桂酸

十三酸

肉豆蔻酸

十五烷酸

棕榈酸

十七酸

硬脂酸

十九烷酸

花生酸

二十一烷酸

二十二烷酸

支链饱和酸：

2-乙基己酸

不饱和酸：

10-十一碳烯酸

岩芹酸

油酸

反油酸

11-十八碳烯酸

芥酸

巴西烯酸

亚油酸

反亚油酸

亚麻酸

反油酸亚麻酸

假桐酸(Pseudoeliostearic acid)

桐酸

花生四烯酸

还可以使用这些脂肪酸中的任何两种或多种的混合物。在上面列 出的脂肪酸中，特别优选油酸和硬脂酸以及包含油酸、硬脂酸、亚油 酸、亚麻酸和棕榈酸的脂肪酸的混合物。最优选可氧化金属物质的表 面涂有硬脂酸。

炸药组合物还可包含至少一种选自水、乳化剂、增溶剂、粘结剂、 增稠剂、胶凝剂、交联剂、气化试剂、玻璃和塑料微泡剂(例如较小的 中空球)和增量剂的物质。所加入的这些物质的量和类型能够调整炸药 组合物的密度。改变炸药组合物的密度将影响所述组合物的爆炸能力 以及爆炸产生的击波波前的性质。优选炸药组合物的密度约为 1.6g/cm3至1.9g/cm3。当考虑炸药组合物中可氧化金属物质的量、爆炸 前炸药的初始温度以及将要产生的输出地震能量的类型时，进行所述 的密度调整是必需的。乳化剂、增溶剂、粘结剂、增稠剂、凝胶剂和 交联剂有助于保持炸药组合物内各种成分的均匀分布，这对于适当进 行的爆炸是重要的。

图1表示本发明的地球物理测量系统。从地面12的表面钻出孔 10并进入地下岩层14。该孔通常是约5-150英尺深。将如上所述的炸 药组合物置于孔内。通常将炸药组合物封闭在外壳或容器16内。容器 由模制塑料制成，或者是金属本身由可氧化金属物质制成。将炸药组 合物在容器中运送。然而，还可以在其它容器中分别运送各种成分、 将其就地倒入容器16，按照需要在封闭容器(例如，通过将顶盖拧紧到 圆柱形外壳上)之前(或之后)进行混合。通常将爆炸设备18如雷管插入 容器16内并通过导线或电缆连接到能触发爆炸的电源上(在图1中未 示出)。对于炸药，通常将回填20置于容器16的顶部以将尽可能多的 爆炸能量传递到地面上，而不是通过孔向上传播。

在地面的表面12上的许多点上具有大量的地震检波器22，并通 过电缆24连接到通常包括计算机的数据获得和处理系统26上。适当 的数据获得和处理系统、地震检波器及其放置、操作的方法对于地震 测量领域内的技术人员是公知的。当孔内的组合物爆炸时，地震波通 过地下岩层传播。然后用一组地震检波器、数据获得和处理系统检测 地震波和/或其反射、处理数据并将其转化成人类可以解释的形式。特 别是，地震检波器将其检测到的地震波以及地震波的反射转化成电信 号。数据获得和处理系统通过地震检波器对产生的电信号进行取样并 产生代表其的数据。

出于安全的原因，优选炸药组合物是自动解除爆炸性的，以便第 一炸药在孔内停留最少的时间之后变成非爆炸性的。这可通过使用水 溶性的第一炸药并将其置于容器如圆柱形容器内来实现，其中在容器 的最大部分用圆柱形顶盖拧紧。容器最初是不透水的，但是在地面下 的给定深度在给定时间之后(例如，在地面下60英尺深的地方三个月 后)容器就会透水，地下水渗入容器内并溶解炸药，由此使其不具有爆 炸性。例如，容器的底部可包含具有选择性厚度的金属圆盘。该圆盘 内的金属当接触地下水时将逐渐地被腐蚀，并最终因腐蚀而失效，地 下水进入容器。增加圆盘的厚度将增加发生失效所需的时间。

本发明的另一种实施方案提供了制备炸药组合物的方法。该方法 包括如下步骤：制备含有可氧化金属物质和固体氧化剂成分的固体成 分，制备含有至少一种选自液体有机燃料成分和液体氧化剂成分的液 体的液体成分，然后将固体成分和液体成分混合以生成炸药组合物。

固体成分的制备包括将可氧化金属物质与固体氧化剂成分混合。 优选通过混合得到其中各种成分相对平均分布的混合物。优选炸药组 合物的可氧化金属物质如上所述。虽然含有固体成分的可氧化金属物 质是固体，但是优选将固体微粒用非固体物质如液体或凝胶进行涂布， 从而防止可氧化金属物质的过早氧化。该非固体的可氧化金属涂料以 及固体可氧化金属涂料如上所述。

固体成分的固体氧化剂成分包含至少一种选自如上所述的氧化剂 成分的固体。

除了可氧化金属物质和固体氧化剂成分之外，固体成分还可包含 至少一种选自固体有机燃料成分和固体添加剂的固体。优选至少一种 固体有机燃料成分选自三硝基甲苯、二硝基甲苯、硝胺、季戊四醇四 硝酸酯、硝化淀粉、硝化纤维素和无烟火药。

可加入到炸药组合物中的添加剂包括：乳化剂、增溶剂、粘结剂、 增稠剂、凝胶剂、交联剂、气化试剂、玻璃和塑料微泡剂(例如较小的 中空球)和增量剂。这些添加剂中的一些可以是固体形式，然而其它的 将不是固体形式。

液体成分包含至少一种选自液体有机燃料成分和液体氧化剂成分 的液体。优选液体成分包含至少一种液体有机燃料成分。优选至少一 种液体有机燃料成分包含选自如上所述的有机燃料成分的液体。液体 成分还可包含水。液体氧化剂成分可包含至少一种如上所述的氧化剂 成分的水溶液或非水溶液。例如，非水溶液可用醇类如甲醇作为溶剂。

优选混合步骤在或者靠近炸药组合物爆炸的地点进行。还优选液 体成分和固体成分在混合前都是非爆炸性的，可将液体成分和固体成 分作为非爆炸性的物质运输到炸药组合物爆炸的地点附近。

本发明另外的优点在于炸药组合物能够加工成一定的形状，从而 为炸药组合物爆炸时释放的能量给出方向性。例如，可以使用锥形装 药以提高用于地球物理测量所产生的地震能量的质量，或者是在特定 方向上用于射孔。当将炸药组合物以锥形装药形式使用时，液体成分 和固体成分可以在第一容器中混合，然后转移到锥形装药容器中，但 是，更优选将液体成分和固体成分在锥形装药容器中混合。在本发明 的一种优选实施方案中，在锥形装药容器中制备固体成分，然后向其 中加入液体成分并与固体成分混合。

按照上面关于第一炸药的描述，优选使用该方法制备的炸药组合 物是自动解除爆炸性的。这可通过制备水溶性炸药来实现，以便炸药 组合物在被过量水浸润以后变成非爆炸性的。例如，如果将炸药组合 物置于孔内，则优选炸药组合物在孔内停留一段时间后变成非爆炸性 的。通过该方法制备的水溶性炸药组合物、并将其置于所设计的在最 少的时间内水可渗透的容器内可以达到所述的自动解除爆炸性。该容 器如上所述。

优选通过该方法制备的炸药组合物由约20至80重量％固体成分 和约20至80重量％液体成分制成。此外，在某些优选实施方案中， 通过调整固体成分与液体成分的重量比可以调整炸药组合物的装备时 间。

将如下实施例包括在内以解释说明本发明的具体实施方案。本领 域的技术人员应该理解，如下实施例公开的技术代表本发明人所发现 的技术，从而在本发明的实施中起到良好作用，因此，可以认为该技 术组成了实施本发明的优选方式。然而，根据本公开，本领域的技术 人员可以理解，在所公开的具体实施方案内进行许多变化并仍然得到 相似或类似的结果，而没有偏离本发明的精神实质和范围。

实施例1

在不适于使用振动地震能量源的地下岩层中，进行128次爆炸试 验以产生地震波。通过地震检波器检测这些爆炸产生的地震波及其从 地下岩层的反射，并转换成代表性的电信号。将这些代表性的电信号 进行分析以确定在最高的图形分辨率处产生最大量映射信息的爆炸。

做完32组爆炸试验。每一组都有四个爆炸试验组成，一个爆炸试 验都具有四种不同的炸药。本发明所用的四种炸药中的一种是高能量 熔融投掷性炸药(HEMCE)。HEMCE由20重量％铝微粒(平均粒径约 20微米)和80重量％第一炸药组成，该第一炸药包含30重量％二甘醇 和70重量％高氯酸铵。进行试验的其它炸药包括：Dynoseis(购自Dyno Nobel)、Dyno AP(购自Dyno Nobel)和Iremite TX(购自Dyno Nobel)。 Dynoseis和Dyno AP是目前在进行石油和天然气勘探的爆炸性地震能 量源中所用的炸药。Dynoseis包含30重量％二甘醇和70重量％高氯 酸铵，但是其不含任何可氧化金属物质。Dyno AP包含高氯酸铵。 Iremite TX是还没有用于石油和天然气勘探的乳状炸药。它是通常用 于采矿的硝酸铝基槽探炸药，包含约8重量％铝。

在单孔或者双孔中进行具有四种不同炸药的爆炸试验(也就是，在 地面上钻出一个或两个孔并将炸药放入其中)。双孔试验模式仅用在10 英尺的深处，每个孔有1.5磅炸药。利用1.5磅、3磅、4.5磅、6磅、 9磅和12磅各种类型的炸药进行爆炸试验。在10英尺(用双孔模式进 行4组)和20英尺(用单孔模式进行4组)深处用1.5磅炸药进行爆炸试 验。在20英尺(4组)、40英尺(2组)和60英尺(2组)深处用3磅炸药进 行单一爆炸试验。将4.5磅炸药按照单孔模式在40英尺(2组)的深处 进行试验。将6磅不同的炸药在40英尺(2组)、60英尺(2组)、80英 尺(2组)和100英尺(2组)的深处在地下岩层中的单孔中爆炸。在80英 尺(2组)和100英尺(2组)的深处用各9磅炸药进行爆炸试验。将12磅 的炸药仅仅在100英尺深处的单孔内进行试验(2组)。

将进行的132次爆炸试验的结果取平均值得到如下列表。   炸药   Dvnoseis HEMCE   Dyno AP   Iremite TX   Al＝00％ Al＝20％   Al＝00％   Al＝08％   密度   (克/立方厘米)   1.78 1.70   1.16   1.17   爆炸速度(英尺/秒)   22,000 18,140   15,400   16,400   爆炸压力(千巴)   200 139   65   78   气体体积(摩尔/千克)   23.2 13.0   41.0   34.0

可以认为，HEMCE比任何其它所试验的炸药多得到至少35％的 地震能量。另外，试验表明在爆炸性地震能量源中使用4.5磅HEMCE 所收集到的数据分辨率比得上在地震能量源中使用6磅Dynoseis所收 集到的数据分辨率。此外，对由相同重量的HEMCE组成的、并在60 英尺、80英尺和100英尺的孔内在相同的岩层中爆炸所产生的地震能 量源进行比较时，收集到的数据分辨率几乎没有提高，这表明HEMCE 能够用于更浅的孔而结果基本上没有劣化。试验结果表明使用 HEMCE比标准的购买的炸药产生了更好的渗透性。

适当的利用本发明公开的试验可以得到并实施本文所公开并要求 的所有方法。虽然对本发明的方法已根据优选的实施方案进行了描述， 但是对于本领域的技术人员明显可见的是，可以对该方法以及本文所 述的方法的步骤或者步骤的顺序进行改变而没有偏离本发明的概念、 精神实质和范围。更具体地讲，显而易见的是，某些在化学上相关的 试剂可以代替本文描述的试剂，同时也能得到相同或类似的结果。对 于本领域的技术人员来说，很明显所有这些类似取代和改变都被认为 在如所附权利要求定义的本发明的精神实质、范围和概念内。

                      发明背景