CN101240705A - 核工具 - Google Patents
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Abstract
一种用于确定被钻孔流体渗透的地层的特性的核测量工具。该工具包括：用于辐射地层的核源；和多个核传感器，所述各个核传感器工作时具有探测到地层中的不同深度。该工具还包括处理装置，所述处理装置用于接收来自核传感器的数据，并基于该数据通过考虑钻孔流体的渗透来确定地层的特性。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于确定流体渗透到地层中的深度的工具。
背景技术
在油服务工业中，在已发现特定的油气藏或碳氢化合物藏(hydrocarbon reservoir)(油或气储藏)之后，创建生产油井的第一步就是考虑在地壳中钻一个钻孔直至到达期望的油气藏。
在该钻孔期间，常常在钻孔机的顶端上或靠近钻孔机的顶端处安装各种测量工具，以便给石油工程师提供钻孔和周围地层的最新数据。具体地，在钻孔阶段，例如，能够使用各种传感器来测量周围地层的电阻率和孔隙度，并把结果反馈到地面用于评价。
即使在已经钻好钻孔之后，也期望把各种测量工具放到钻孔下面，以便测试和描绘钻孔中不同深度处的周围地层。这种测量对于更精确地描述周围地层的构成成分都是有用的。具体地，能够获得周围地层中油气的品质和数量的更精度的评价。油气流体能够为气态(即，天然气)或液态(即，石油或具有溶解气的石油)。
钻孔周围的地层典型地包括多个不同的组成材料和想要测量的数量的流体，前述组成材料包括不同的岩石或沙石等固体。能够通过测量它们相应的密度和其它特性来区别开这些组成成分。在钻孔过程中或之后，来自钻孔的流体可渗透到与流体(油气或水)混合的周围地层中，因而破坏测量。钻孔流体的特性常常与原始地层流体的特性大不相同。
因此，为了正确地测量和获取实际油气成分的更真实的测量，期望估计发生的渗透程度(侵入程度)。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供一种用于确定被钻孔流体渗透的地层的至少一个特性的核测量工具，该工具包括：用于辐射地层的核源；多个核传感器，所述各个核传感器工作时具有探测到地层中的不同深度；和处理装置，所述处理装置用于接收来自核传感器的数据，并基于该数据通过考虑钻孔流体的渗透来确定地层的至少一个特性。
有利地，其中该工具被设置用于同时确定多个特性。这具有这样的优点，即提供用于钻孔流体侵入的所有特性固有校正的同时估计。
可选地，其中特性包括泥浆滤液的西格马、地层的西格马、泥浆滤液的含氢指数(Hydrogen index of mud filtrate)、地层的含氢指数、泥浆滤液的密度、地层岩石的密度、地层岩石的孔隙度、地层流体的含水饱和度、钻孔直径、工具偏距(standoff)、地层未侵入流体密度和侵入流体的半径中的至少一个的测量。
优选地，其中前述数值被确定为用于确定地层孔隙度和含水饱和度的中间值。
根据本发明的另一方面，提供一种用于确定钻孔流体渗透到地层中的侵入轮廓的核测量工具，该工具包括：用于辐射地层的核源；多个核传感器，所述各个核传感器工作时具有探测到地层中的不同深度；和处理装置，所述处理装置用于接收来自核传感器的数据，并基于该数据来确定侵入轮廓。
附图说明
下面将参考附图、通过实例来说明本发明的实施例。
图1显示地壳中钻出的钻孔；
图2a，2b和2c显示钻孔侵入的各种状态；
图3显示表示侵入地层中的轮廓的实例的图表；
图4a显示根据本发明的实施例的核工具；
图5显示根据一个实施例的简单的台阶侵入轮廓；和
图6显示本发明的位于井底并用于测量侵入轮廓的核工具。
具体实施方式
图1显示在地表面2下钻出的钻孔4的基本构造，并且该钻孔4具有周围地层6。钻孔被显示为竖直地延伸到一特定深度。钻孔底部附近，有周围油气层8，人们想测量钻孔周围的该油气层8的特性。为了这样做，例如，缆线11上的核工具10被下放到对应深度以便开始相关油气层或碳氢化合物层(hydrocarbon formation)的密度测量。具体地，该核工具沿钻孔与地层的分界面12排列布置，并能够开始测量。
由于钻出了钻孔，因此钻孔流体能够开始侵入地层分界面12。钻孔流体向油气层8的侵入会影响核工具10的、用于确定地层和地层流体特性的测量读数。典型地，钻孔流体的特性与原始地层流体的特性非常不同。这将影响地层的部分或完全侵入区域的探测测量。当钻孔流体的特性极大地不同于地层流体的特性时，影响特别显著。因此，通过说明钻孔流体侵入，本发明的实施例能够提供更精确的地层特性测量，这是非常有利的。
尽管地层侵入的校正通常用电阻率测量，该电阻率测量典型地探测几厘米到几米的地层深度，核测量典型地被限制为小于30cm的探测深度。由于该更小的范围，因此核测量对钻孔流体侵入更敏感，因为它们对1cm或更小的侵入敏感。如果充满气体的地层被钻孔流体侵入，这就特别地明显。地层中的气体的密度和含氢指数(HI)远远低于典型的钻孔流体。例如，核密度测量对电子密度(electron density)敏感，因而对地层的容积密度(bulk density)敏感。因此，即使很浅的侵入也能够导致不正确的工具读数。
最近的一些钻孔技术包括使用特殊的甲酸盐泥浆(具体地，为Na，K和Cs甲酸盐)，该甲酸盐泥浆(formate muds)具有覆盖传统泥浆范围的密度。对于传统的泥浆，通过使用固体加重材料(斑脱土，重晶石，赤铁矿)来调节密度，该固体加重材料(solid weighting materials)是悬在液体中的固体。在大部分情况下，仅液体侵入地层。在甲酸盐泥浆的情况中，液体密度能够很高，并且很少的固体被添加到该泥浆中。高密度、高PEF、低HI的流体对地层的侵入会导致地层特性显著地改变。如果侵入深度不知道，或者知道的不充分，那么地层特性的测量将不精确。
因此，期望能够校正侵入的核测量。一旦侵入轮廓(invasion profile)已经确定，进一步的优点是，根据核测量确定的侵入轮廓能够被用于校正对侵入敏感的其它测井测量(logging measurements)。
图2是显示钻孔侵入的各种状态的变化过程a)，b)和c)。即，图2a显示钻孔4和油气层8间明显的、没有侵入的分界面12。图2b显示更模糊的分界面20，表示钻孔流体部分侵入到周围地层12中。图2c显示进行测量并具有覆盖区域的核工具10，前述覆盖区域延伸到油气层8中并包括来自钻孔流体的侵入。
图3显示地层中的侵入轮廓的实施例。在钻孔壁12处，钻孔流体34代替了80％的地层流体32。可清楚地看出，随着到钻孔壁12的距离的增加，钻孔流体34的渗透深度减小。
图4a显示根据本发明的实施例的核工具10。具体地，核工具10包含脉冲中子源(pulsed neutron source)42，近热中子探测器(near thermalneutron detector)44，短间距γ射线探测器(short spaced gamma-raydetector)46，远热中子探测器(far thermal neutron detector)48和长间距γ射线探测器(long spaced gamma-ray detector)50。在优选实施例中，中子探测器44，48是3He管，γ射线探测器46，50是连接到光倍增器(photo-multipliers)的闪烁探测器，脉冲中子源42是d-T中子发生器。可以理解的是，也可应用其它构造。例如，工具能够仅使用中子探测器(见图4b)或仅使用γ射线探测器。中子源也能够是d-D发生器。也能够将中子测量与电阻率测量相结合，即，电阻率测量传感器中的一些或全部占据竖直位置，这些竖直位置与中子测量探测器和/或源的位置重叠。
中子源的脉冲调制计划能够改变，因此工具10允许通过使用更长的爆炸间隔(intervals between bursts)来进行短时期(短爆炸)和长时期测量。在更长的“无中子(neutron-off)”间隔期间，可以进行背景测定(Backgrounddetermination)(激活)。
图4a显示由用于辐照周围地层的核源、沿工具以不同间距布置的中子和γ射线探测器构成的测量工具。在图4a的实施例中，探测器执行各种测量。中子探测器44，48主要对地层的HI(含氢指数)敏感。第一γ射线探测器46用于确定地层的岩性，它也对地层的容积密度和含氢指数敏感地反应。第二γ射线探测器(长间距γ射线探测器)50对地层的容积密度敏感，并对地层的更少程度的含氢指数敏感。
图4b显示当所有探测器为中子探测器时核工具的可选实施例。可选地，所有探测器能够为γ射线探测器。
所有探测器能够测量时间相关的信息，这使得它们适用于确定中子的慢化时间(slowing down time)和地层的热俘获截面(thermal capture crosssection)(sigma，西格马)。
图5显示如何使用多探测深度西格马测量(multiple DOI(depth ofinvestigation)sigma measurements)来确定简单侵入轮廓的实施例。其它实施例能够单独使用其它测量或组合来确定台阶轮廓。例如，能够通过使用从单个或多个探测器获取的多密度测量来确定侵入轮廓。可选地，能够使用多HI(含氢指数)或中子孔隙度()测量。能够使用不同测量的组合(例如，密度、含氢指数、西格马、PE(光电)等)在广泛的环境条件下来确定侵入轮廓。根据这些测量来确定侵入轮廓的方法是相似的，而与被选择的测量无关。
特别是对于西格马测量，图5显示简单的台阶侵入轮廓，其中对于∑invaded，Ri和∑uninvaded需要解决三个未知数。即，台阶侵入轮廓在直至地层深度Ri具有常数西格马值(constant sigma value，∑invaded)，对于更大半径值Ri具有不同的常数西格马值(different constant sigma value，∑uninvaded)。
为了求解这三个未知数，至少需要三个DOI(depth of investigation，探测深度)。这些不同的DOI图示成图6上的三个不同的响应52，54和56。最浅测量52对被侵入区域最敏感以便用于确定∑invaded。最深测量56对被侵入区域相对不敏感并且其大部分响应被引导到未侵入区域以便确定∑uninvaded。第三测量54对被侵入和未侵入区域都具有良好的敏感度，并提供必要的信息以便确定侵入半径Ri。
在可选实施例中，能够通过仅使用两个DOI来获得侵入轮廓估计，但是其仅在当钻孔的影响可以被忽略的条件下才可以。即，采用根据两个传感器的不同测量，也能够求解地层的三个或更多个未知特性。例如，每个传感器能够给出与钻孔和地层的不同区域相关联的两个或更多个不同的西格马值。因此，对于每个传感器能够获取一个以上的西格马。因此，对于每个传感器，能够获取多个不同西格马，每个西格马与钻孔和地层中的不同DOI相关联。
通过以多个不同方式来组合三个相应，能够实现三个未知数的求解，前述多个不同方式包括：正向模型逆变换(forward model inversion)，以未校正的(或估计的)未知数值开始的迭代(iteration starting withuncorrected(or estimated)values for the unknowns)，响应表面模型(responsesurface modeling)等。
因此，至少需要三个DOI来确定简单的侵入轮廓，如果多个DOI至少极大地不同，以便提供更大的测量范围，那么侵入轮廓就更精确。
有多个不同方式来获取这些不同的响应深度或DOI。第一种方式是源和探测器之间的间距。例如，典型地，与更靠近源的探测器相比，从源开始沿工具更进一步纵向间隔开的探测器能够提供地层的更深渗透。变化DOI的第二种方式是基于被探测的粒子类型。即，不同类型的传感器对不同深度的渗透敏感，例如中子或γ射线传感器。因此，能够从源开始以相同间距布置γ射线传感器和中子传感器，并且仍具有两个不同深度的探测。变化DOI的第三种方式是基于使用不同的源定时(source timing)(爆炸)计划的。可以理解的是，能够使用上述各种方式的组合。改变探测深度的第四种方式包括改变离开源的粒子和返回到探测器的粒子/光子的准直性(方向性)。
对于这些实施例，当使用西格马测量来确定侵入轮廓时，第一种的两个方法(即间距和传感器型)在产生图4a的核工具所示的显著不同的DOI方面最有效。在该优选实施例中，传感器的间距和不同传感器类型都被使用，该优选实施例有利地提供了最不同的DOI，因而在核测量期间得出最精确的侵入结果。
因此，根据优选实施例，热俘获测量的探测的深度极大地取决于探测器间距和测量类型：
·与γ射线测量46，50相比，使用对热中子或超热中子44，48敏感的传感器的中子测量具有更浅的探测深度，γ射线测量46，50探测在中子俘获之后从地层返回的γ射线。
·典型地，不同测量的探测深度随着传感器到源的距离的增加而增加。因此，与短间距γ射线传感器46的西格马测量相比，长间距传感器50的西格马测量受侵入的影响较小。
·远中子传感器48的探测深度深于近中子传感器44的探测深度。
·远γ射线传感器50的探测深度深于近射线探测器46的探测深度。
如果能够以不同探测深度来执行地层的相同部分的几个同步或大致同步测量时，则能够确定侵入深度和潜在的侵入轮廓。通过使用与地层侵入相关的一个或更多个参数，并调节这些参数使得从所有传感器获得一致的答案，从而实现侵入深度和潜在的侵入轮廓的确定。如果多个传感器不被组合，那么可能需要包括侵入的时间关系。
通过应用具有相对唯一的DOI的额外的传感器，即，超过或超出用于解决三个未知数所需的三个，其中一个能够获得侵入轮廓的改善的估计。这对于更精确地解析侵入半径Ri(或深度)特别有用。尽管已经显示了简单的台阶侵入模型，但是可以理解的是，可以使用更复杂的侵入模型曲线。具有不同探测深度的额外的传感器将允许更详细地确定侵入轮廓。因此，测量的DOI越多，侵入轮廓就变得更圆滑(或更精确)，这最终意味着地层的特性的确定更精确。但是有一种工程平衡(engineering trade-off)，因为更精确的侵入轮廓需要更多的处理过程，而较简单的模型需要较少的处理过程，因此根据情况可以优选具有较少处理过程的简单模型。
图4a和4b的实施例中所显示的核工具能够应用到多个不同测量过程。使用不同类型传感器和测量过程的优点是根据需求能够测量不同特性。
现在说明第一测量过程，其包括以下步骤：
1.测量个体(每个探测器的表观响应(apparent responses))
a.HI响应(近和远)
b.密度响应(短间距和长间距)
c.西格马响应(所有探测器)
2.假定无侵入，计算补偿的HI(从近和远)
3.假定无侵入，计算补偿的中子γ密度(近，短间距和长间距)
4.根据所有探测器计算地层西格马
5.根据西格马计算侵入轮廓
6.校正2和3的侵入答案
感兴趣的是步骤6计算的最终答案，因为它们是补偿的测量，它们对于侵入是完全正确的，或者提供侵入太深而不能可靠校正的提示。多DOI西格马测量适用于给出侵入深度的良好估计。对于侵入的影响，一旦已知密度和HI测量能够被校正，那么就能够获得孔隙度的精确测量。
可选地：
1.计算所有表观数量(apparent quantities)(HI，密度，西格马)
2.进入使用侵入的正向模型
3.逆变换(invert)数据集合(data set)以便获得HI，密度，西格马和侵入的优化解
使用正向模型和逆变换(inversion)的该过程在数学上更难以执行，但是具有一个主要优点，即提供使用了所有可得到的信息的答案。每个测量值Mj能够被记录成地层、泥浆滤液(mud filtrate)和环境变量的函数。
Mj＝F(∑m，∑f，HIm，HIf，ρm，ρf，ρfl，Φf，SW，Ri，Db，SO，..)
其中，
Mj＝来自传感器j的测量(measurement from sensorj)
F＝函数关系
∑m＝泥浆滤液的西格马
∑f＝地层的西格马
HIm＝泥浆滤液的含氢指数
HIf＝地层的含氢指数
ρm＝泥浆滤液的密度
ρf＝地层岩石的密度
φf＝地层岩石的孔隙度
Sw＝地层流体的含水饱和度(water saturation of formation fluid)
Db＝钻孔直径
SO＝工具偏距(tool standoff)
ρfl＝地层流体密度(未侵入)
Ri＝侵入流体的半径(台阶函数轮廓)
如果假设传感器测量已经被环境地校正，从而我们能够将注意约束到第一种八个变量(地层和泥浆滤液)，那么我们考虑采用八个测量的工具(作为实例)，那么可以得到：
M1＝a11∑m+a12∑f+a13 HIm+a14 HIf+a15ρm+a16ρf+a17ρfl+a18Ri
M2＝a21∑m+a22∑f+a23HIm+a24HIf+a25ρm+a26ρf+a27ρfl+a28Ri
M3＝a31∑m+a32∑f+a33HIm+a34HIf+a35ρm+a36ρf+a37ρfl+a38Ri
M4＝a41∑m+a42∑f+a43HIm+a44HIf+a45ρm+a46ρf+a47ρfl+a48Ri
M5＝a51∑m+a52∑f+a53HIm+a54HIf+a55ρm+a56ρf+a57ρfl+a58Ri
M6＝a61∑m+a62∑f+a63HIm+a64HIf+a65ρm+a66ρf+a67ρfl+a68Ri
M7＝a71∑m+a72∑f+a73HIm+a74HIf+a75ρm+a76ρf+a77ρfl+a78Ri
M8＝a81∑m+a82∑f+a83HIm+a84HIf+a85ρm+a86ρf+a87ρfl+a88Ri
每个等式涉及传感器对八个地层和泥浆滤液变量的响应。通过使等式与公知的实验室条件下的响应相匹配，来确定每个传感器等式的系数aij(八个变量具有良好的特征并且能够在它们的整个可应用范围上变化)。能够写成矩阵形式：
M＝AV
其中
M＝[M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8]是传感器测量的向量，
A＝[a11 a12 a13 a14 a15 a16 a17 a18
a21 a22 a23 a24 a25 a26 a27 a28
a31 a32 a33 a34 a35 a36 a37 a38
a41 a42 a43 a44 a45 a46 a47 a48
a51 a52 a53 a54 a55 a56 a57 a58
a61 a62 a63 a64 a65 a66 a67 a68
a71 a72 a73 a74 a75 a76 a77 a78
a81 a82 a83 a84 a85 a86 a87 a88]矩阵系数，和V＝[∑m ∑f HIm HIf ρm ρf ρfl Ri]是已知的地层和泥浆滤液特性的向量。因此，能够求解实验室条件下的矩阵A。
该矩阵等式说明了传感器响应和已知条件(实验室或模型条件)下测量的地层变量之间的函数关系。这也被公知为响应的正向模型。
尽管在现场测井测量，但逆变换处理(inverse process)是必须使用的。即，尽管测井底，但实际上期望解决地层特性，同时测量Vlog。因此，通过使用逆变换等式Vlog＝Mlog.A-1，我们需要逆变换等式和利用已知的矩阵A求解Vlog，并且将它们装载到工具的存储器中。
即，对于井中获得的被测传感器响应Mlog的每个向量，我们想要计算推断地层和泥浆滤液特性的向量Vlog＝[∑m ∑f HIm HIf ρm ρf ρflRi]。这里给出简单实例，系数矩阵A和地层特性Vlog的传感器响应都是线性的，以允许简单解答：Vlog＝Mlog A-1，这里能够根据A使用标准的矩阵逆变换技术来计算逆矩阵A-1。在包括系数矩阵A或地层特性Vlog或两者是非线性的传感器响应的更复杂的情况下，至少平方或其它技术能够被用于求解。
无论选择了什么求解方法，逆变换的结果是地层和泥浆滤液特性的向量Vlog＝[∑m ∑f HIm HIf ρm ρf ρfl Ri]，该特性被固有地校正用于流体侵入(假设台阶侵入轮廓)。侵入的泥浆滤液的特性随侵入半径一起同时被确定。
因此，为了简洁地总结，生成矩阵A并载入到工具的存储器中。矩阵A包括在实验室条件下确定的、与传感器对地层特性的响应相关的一系列系数。利用已知的矩阵A，工具能够采取现场测量(井底测量)，并且根据该测量，能够求解要测量的地层实际特性。具体地，通过使逆矩阵A与取得的测量响应进行矩阵相乘，能够容易地实现地层特性，同时测量地层井底。
因此，尽管可能需要更多的处理过程，但是该方法的优点是同时产生一个范围的校正值，并且该校正值固有地被校正用于钻孔流体侵入。
可以理解的是，向量Mj还能够处理成用于求解地层的两个主要特性，即，Mj＝F(，Sw)，
这里，
＝孔隙度
Sw＝含水饱和度
可选地，求解Mj＝F(∑m，∑f，HIm，HIf，ρm，ρf，Φf，Ri，Db，SO，...)的中间步骤能够被执行，并使用这些作为确定地层的孔隙度和含水饱和度Sw特性的中间结果。
进一步的测量过程包括如下步骤：
1.使用来自更深侵入的电阻率测量的信息(探测全部侵入)
2.使用超热中子测量(计算速率(count rate)和慢化时间(slowing downtime))来确定浅侵入的轮廓。
电阻率比核工具具有更深的探测深度。因此，该过程具有这样的优点，即如果侵入深度超过核测量的探测深度时，电阻率能够指示侵入的存在，那么核工具测量能够被校正用于整个侵入。可选地，如果侵入很浅时，那么慢化时间可提供浅侵入的敏感测定。因为该测量的DOI仅为2～4cm的数量级。
另一种可能的过程如下：
1.使用上述确定的侵入轮廓来校正标准的γ-γ测量(standardgamma-gamma measurement)
2.将γ-γ表观密度(apparent densities)包括在正向模型和逆变换模型中
尽管上述工具是LWD工具，可以想象的是，相似工具能够用于其它运输模式。标准γ-γ测量是根据γ射线的康普顿散射的传统核密度测量。该测量与中子测量相独立。因此，该过程的优点是，如果侵入深度很深，由于地层流体的密度的不正确的假设，γ-γ密度可给出不正确地获取的孔隙度测量。同样，对于所谓的PEx密度工具，可以利用MCFL(其是一种浅电阻率测量类型)来增加浅侵入的信息以便获取表示浅侵入的正确密度读数。
图6显示根据本发明的实施例的位于井底的、并测量侵入轮廓的核工具。图6显示核工具10，该核工具10沿钻孔壁12排列对齐，用于确定钻孔流体在周围地层中的侵入轮廓20。该核工具具有三个传感器64，66和68，该三个传感器被布置成到核源62的距离各不相同。最近的传感器64具有进入地层的最短DOI，该最短DOI由区域覆盖范围72表示。中间传感器66具有在地层中较深的渗透，该较深的渗透由区域74表示。最远传感器68具有在地层中最深的渗透，该最深的渗透由区域76表示。由于具有三种相对不同的DOI，因此允许确定合理精确的侵入轮廓，具体地为Ri，其表示钻孔流体在地层中的渗透深度。
传感器64，66和68都接收它们相应的核测量，并将这些测量向前输送到处理器69，处理器69例如能够校对区别可能从三个传感器同时接收的测量。尽管显示处理器存在核工具自身上，但是例如侵入轮廓能够通过有线或无线遥测来输送到地面；一可选实施例允许从传感器接收到的原始数据被直接传送到地面用于处理。在任何情况下，利用被校正或被确定的钻孔侵入的影响，处理电路69负责校对区分结果，并负责应用与显示的相关数据最相关的那个测量过程。
Claims (28)
1.一种用于确定被钻井流体渗透的地层的至少一个特性的核测量工具，该工具包括：
用于辐射地层的核源；
多个核传感器，所述多个核传感器中的每一个以探测到地层中的不同深度操作；和
处理装置，所述处理装置用于接收来自核传感器的数据，并基于该数据通过考虑钻井流体的渗透来确定地层的至少一个特性。
2.根据权利要求1的核测量工具，其中所述传感器中的每一个被构造成测量时间关系信息或依赖时间的信息，该时间关系信息或依赖时间的信息用于确定地层的热中子俘获截面测量值。
3.根据权利要求1或2的核测量工具，其中至少一个传感器的探测深度取决于该传感器与核源的间隔距离。
4.根据权利要求1或2的核测量工具，其中至少一个传感器的探测深度取决于该传感器的类型。
5.根据权利要求1或2的核测量工具，其中至少一个传感器的探测深度取决于该传感器的类型和该传感器与核源的间隔距离。
6.根据前述任一项权利要求的核测量工具，其中所述多个传感器中的至少一些包括电阻率、声波和超声波型传感器中的至少一种。
7.根据前述任一项权利要求的核测量工具，其中地层包含碳氢化合物流体，该碳氢化合物流体相对于钻井流体的密度具有更低的密度。
8.根据前述任一项权利要求的核测量工具，其中处理装置具有用于确定侵入轮廓的单元，该侵入轮廓提供钻井流体渗透到地层中的深度。
9.根据权利要求8的核测量工具，其中侵入轮廓提供钻井流体在不同深度处已经侵入地层的程度的指示。
10.根据前述任一项权利要求的核测量工具，其中多个传感器中的每一个沿核测量工具的长度与核源间隔不同距离。
11.根据前述任一项权利要求的核测量工具，其中所述多个传感器是三个核传感器。
12.根据权利要求6的核测量工具，其中所述三个传感器中的各个被构造成以探测到地层中的不同深度操作。
13.根据前述任一项权利要求的核测量工具，其中所述核源是脉冲中子源。
14.一种使用权利要求1的核工具来进行地层的井底测量的方法，该方法包括如下步骤：
a)测量核工具对于要确定的多个特性的响应；
b)在没有钻井流体渗透的情况下确定要确定的特性的补偿值；
c)基于要确定的多个特性的至少一个的测量到的响应来确定侵入轮廓；以及
d)利用步骤c)中的侵入轮廓，来校正步骤b)中获取的、要确定的多个特性中的至少一些的补偿值。
15.根据权利要求14的方法，其中步骤a)中测量的、用于多个特性的响应为HI响应、密度响应和西格马响应，其中对于步骤b)，三个响应中的至少两个被补偿，其中对于步骤c)，基于其余的响应来确定侵入轮廓；并且其中对于步骤d)，利用基于其余的响应确定的侵入轮廓，来校正具有被补偿的响应的两个特性。
16.一种使用权利要求1的核工具来进行地层的井底测量的方法，该方法包括如下步骤：
a)利用核工具上的对应传感器来测量HI响应、密度响应和西格马响应；
b)没有侵入的情况下确定补偿的HI；
c)没有侵入的情况下确定补偿的中子伽马密度；
d)确定来自所有探测器的西格马响应；
e)基于西格马响应确定侵入轮廓；以及
f)利用步骤e)中确定的侵入轮廓，来校正步骤b)和步骤c)中获取的补偿的HI和密度测量。
17.一种使用权利要求1的核工具来进行地层的井底测量的方法，该方法包括如下步骤：
a)利用核工具上的对应传感器来测量HI响应、密度响应和西格马响应；
b)没有侵入的情况下确定西格马响应；
c)没有侵入的情况下确定补偿的中子伽马密度；
d)确定来自所有探测器的HI响应；
e)基于HI响应确定侵入轮廓；以及
f)利用步骤e)中确定的侵入轮廓，来校正步骤b)和步骤c)中获取的补偿的西格马和密度测量。
18.一种使用权利要求1的核工具来进行地层的井底测量的方法，该方法包括如下步骤：
a)利用对应的传感器来测量HI响应、密度响应和西格马响应；
b)执行用于组合测量的响应的正向模型计算以便产生数据集合；以及
c)对数据集合执行逆变换或反演以便同时获取HI、密度、西格马和侵入测量的优化解。
19.一种使用权利要求1的核工具来进行地层的井底测量的方法，该方法包括如下步骤：
a)执行电阻率测量，用于确定钻井流体侵入地层的较深侵入；
b)执行计算速率和慢化时间的超热测量，用于确定钻井流体侵入地层的较浅侵入。
20.一种使用权利要求1的核工具来进行地层的井底测量的方法，该方法包括如下步骤：
a)测量伽马-伽马响应，用于确定依赖于伽马射线散射的核密度测量值；
b)使用确定的侵入轮廓来校正伽马-伽马响应；并且
利用正确的伽马-伽马响应执行用于组合响应的正向模型和逆变换或反演，以便同时获取HI、密度、西格马和侵入测量的优化解。
21.根据权利要求1的核测量工具，其中每个传感器被构造成确定多个西格马。
22.根据权利要求2 1的核测量工具，其中多个西格马中的每个与探测到地层中的不同深度相关。
23.根据前述任一项权利要求的核测量工具，其中所述工具包括用于辐射地层的多个核源。
24.根据前述任一项权利要求的核测量工具，其中所述工具用于同时确定多个特性。
25.根据权利要求24的核测量工具，其中多个特性包括泥浆滤液的西格马、地层的西格马、泥浆滤液的含氢指数、地层的含氢指数、泥浆滤液的密度、地层岩石的密度、地层岩石的孔隙度、地层流体的含水饱和度、钻孔直径、工具偏距、地层未侵入流体密度和侵入流体的半径中的至少一个的测量值。
26.一种用于确定钻井流体渗透到地层中的侵入轮廓的核测量工具，该工具包括：
用于辐射地层的核源；
多个核传感器，所述所多个核传感器中的每一个以探测到地层中的不同深度操作；和
处理装置，所述处理装置用于接收来自核传感器的数据，并基于该数据来确定侵入轮廓。
27.一种用于确定多个井底地层特性的方法，该方法包括如下步骤：
决定要求解的特性的数量和给每个特性分配变量；
确定系数矩阵，该系数矩阵表示多个传感器的测量值与实验室条件下的变量的对应的一组之间的关系；
将系数矩阵加载到具有多个传感器的井底工具的存储单元中；
利用井底工具执行传感器测量；以及
通过应用系数矩阵来对所述井底传感器测量值执行数学运算，以便确定地层特性。
28.根据权利要求27的方法，其中所述多个传感器中的至少一些是位于能够用于井底的工具上的核传感器，各个传感器以探测到地层中的不同深度操作。
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