JPH11511845A - 穿孔中の測定用の加速器をベースとした方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 穿孔中の測定装置が１４ＭｅＶ中性子加速器と、主に供給源中性子を検知し且つその出力が供給源強度に比例する近距離中性子検知器と、ドリルカラー壁に対して偏心されており且つ主に地層の水素濃度に応答する１つ又はそれ以上の中距離浅熱水中性子検知器と、ガンマ線か又は中性子のいずれかであり主に地層の密度に応答する第三のより遠い距離の放射検知器とを有している。中距離及び遠距離検知器出力は、近距離検知器出力によって正規化され、結合されて多孔度、密度及び岩層構造の測定値を与え且つガスを検知する。例えばスタンドオフ測定及び地層組成の分光分析等の興味のある付加的な情報を与えるために、中間距離において熱中性子検知器及び／又はガンマ線検知器を設けることも可能である。ツール出力は坑井内の測定装置の角度方向即ち方位角方向に関連している。

Description

【発明の詳細な説明】 穿孔中の測定用の加速器を ベースとした方法及び装置 本発明は、大略、坑井を穿孔するのと同時的に地表下の地層の探査に関するも のであって、更に詳細には、穿孔作業中に中性子加速器をベースとした測定を行 なう方法および装置に関するものである。最も広義の側面においては、本明細書 に開示した技術のあるものは、更に、ワイヤライン検層にも関するものである。 中性子源からの距離に関する中性子束の減衰によって坑井周りの地表下の地層 の多孔度の測定はワイヤライン検層において公知である。特に、浅熱水検層ツー ル（装置）は地層中の水素密度即ち濃度に影響を受け易い。地層流体中に水素が 通常存在しているので、水素濃度は孔空間の量に関連しており、従ってその地層 の多孔度に関連している。然しながら、与えられた多孔度の場合に、母材密度が 増加すると（同一の母材化学組成を維持）、浅熱水中性子検知器カウントレート （例えば、発生源と検知器との間隔が６０ｃｍ）を減少させる場合がある。この カウントレートにおける変化は、与えられた母材密度に対して多孔度が増加した 場合に発生するのと同一の 方向である。従って、中性子多孔度測定それ自身は未知の組成の地層の多孔度を 明確に決定することは不可能である。 従って、ワイヤライン検層においては、中性子多孔度ツールと同一の深さ間隔 にわたり電子からのガンマ線のコンプトン散乱に基づく２番目のツールを稼動さ せることにより興味のある地層の嵩密度測定を行なうことが従来行なわれている 。母材密度における増加は、更に、密度ツールにおける検知器カウントレートに おける現象を発生させる。一方、与えられた母材密度に対し多孔度が増加すると 、密度ツール検知器のカウントレートは増加する。従って、母材密度及び多孔度 における変化は、中性子多孔度及びコンプトン散乱密度ツールに関し相補的な効 果を有しており、その効果はこれらの２つのツールの応答をクロスプロット（ｃ ｒｏｓｓ ｐｌｏｔ）することによってオフセットさせることが可能である。こ のようなクロスプロットを使用することによって、物理現象を解き明かすことが 可能であり且つ母材密度及び組成（岩層構造）における変化を決定することが可 能である。母材の小孔空間内へのガスの侵入も中性子多孔度及び密度ツール応答 に影響を与えることが可能であるので、ある状況下においては、中性子／密度ク ロスプロットによってガスの存在を検 知することが可能である。 このようなワイヤライン多孔度及び密度検層ツールは地下の地層に関し非常に 有用な情報を与えるものであるが、それらは、必然的に、ボアホールすなわち坑 井が穿孔され且つドリルストリングが取り除かれた後においてのみ使用されるも のであり、それは坑井が形成された後数時間又は数日後である場合がある。その 結果、地層及び坑井は変化し、そのような変化が探査中の重要な油層岩石物理的 特性を隠蔽するか又は不明瞭なものとさせる場合がある。例えば、地層中への穿 孔流体の侵入及び坑井壁上でのマッドケーキの形成の両方が、ガンマ線嵩密度測 定及び中性子多孔度測定の両方を含む多くの検層測定に悪影響を与える場合があ る。両方の測定は、更に、マッドケーキ密度、及び発生した可能性のある坑井壁 の崩壊によって影響を受ける。ワイヤラインツールの更なる欠点としては、穿孔 時間の喪失及びワイヤラインツールを坑井内へ下降させることを可能とするため にドリルストリングのトリッピングの費用及び遅延等がある。従って密度及び中 性子多孔度測定、及びその他の興味のある測定を穿孔動作期間中に行なうことが 可能である場合には極めて有益的なものである。 従来技術においては、穿孔中に原子核（ガンマ線 密度又は中性子多孔度）地層評価を与えるための努力がなされており、例えば、 米国特許第４，５９６，９２６号、第４，６９８，５０１号、第４，７０５，９ ４４号、第４，８７９，４６３号、第４，８１４，６０９号等を参照すると良い 。然しながら、従来の嵩密度測定技術は典型的に¹³⁷ＣＳアイソトープ源である ガンマ線源を必要とする。従来の中性子多孔度測定技術も、同様に、例えばＡｍ Ｂｅ等のアイソトープ化学源を使用している。このような放射線化学源は放射線 の安全性に関する観点から明らかな欠点を有している。このことは、特に、穿孔 中の測定適用例において懸念事項であり、その場合には、操作条件が、ワイヤラ イン操作におけるよりも発生源の喪失が起こり易く且つその検索は一層困難なも のとしている。勿論、上述した穿孔中の測定に関する従来技術の特許はそのよう な化学源の喪失を防止するか、又は、喪失した場合にはその回収に関しかなりの 部分焦点を当てている。 例えば米国特許第４，７６０，２５２号(Ａｌｂａｔｓ ｅｔ ａｌ．)に見ら れるように、加速器をベースとしたワイヤライン多孔度ツールが最近開発されて いるが、このようなツールは大量のスチール及びこれらの適用例において存在す る穿孔流体のツール応答に関する擾乱効果のために穿孔中の測定適用例 へ直接的に変換させることはできない。更に、密度検層のための¹³⁷ＣＳガンマ 線源に対する実際的で且つ経済的な加速器をベースとした代替物は現在存在しな い。従って、従来の中性子多孔度及び嵩密度ツールの放射線化学源に対する条件 を取り除いた加速器をベースとした穿孔中の測定用ツールに対する必要性が存在 している。 従来技術の前述した及びその他の条件は、本発明によれば、ドリルストリング のドリルカラーセクションにおける高エネルギ（好適には１４ＭｅＶ）中性子加 速器及び周囲の地層の中性子照射から発生するラジエーション即ち放射を測定す るために加速器から離隔されている少なくとも１個の放射線（中性子又はガンマ 線）検知器を有する穿孔中の測定装置及び方法を提供することによって充足され る。好適実施例においては、中性子源フラックスをモニタするための近距離中性 子検知器、主に地層水素濃度に応答する中距離浅熱水中性子検知器、及び該浅熱 水中性子検知器よりも地層密度に対して一層応答性のある遠距離検知器がドリル カラー内に設けられている。近距離検知器出力は発生源強度変動に対する他の検 知器出力を正規化するために使用される。正規化された中距離浅熱水中性子検知 器出力及び正規化された遠距離検知器出力は概念的には従来の中性子 多孔度−密度クロスプロットと類似した態様で結合して、地層多孔度、嵩密度及 び岩層構造の測定を得及び／又はガスを検知する。該測定は坑井深さ及び坑井内 の角度即ち方位角方向の関数として行なわれ且つ記録される。 近距離検知は、好適には、地層から発生する中性子に対して実質的に影響を受 けないように、中性子減速−吸収物質によって遮蔽された浅熱水中性子検知器で ある。一方、それは、例えば⁴Ｈｅ検知器又は高インピーダンス物質によって遮 蔽された液体シンチレータ中性子検知器等のＭｅＶ中性子検知器を有することが 可能である。中距離浅熱水中性子検知器は、検知器アレイを形成する多数の同様 の距離の検知器のうちの１つとすることが可能である。該アレイは、向上させた 水平方向の分解能を与えるために、ドリルカラーの内壁周りに円周方向に離隔さ せた複数個の同様の浅熱水検知器を有することが可能である。１つ又はそれ以上 のガンマ線検知器及び／又は熱中性子検知器も、所望により、該アレイ内に設け ることが可能であり、該アレイ検知器は垂直方向の分解能を改善するために垂直 方向に離隔させることが可能である。遠距離検知器は、好適には、ガンマ線検知 器であるが、例えば⁴Ｈｅ又は液体シンチレータ検知器等の高エネルギ（＞０． ５ＭｅＶ）中性子 検知器を有することも可能である。一方、遠距離ガンマ線及び遠距離中性子検知 器の両方を設けることも可能である。液体シンチレータが使用される場合には、 中性子とガンマ線の両方を検知すべく構成することが可能である。 中性子加速器及び近距離検知器は、好適には、同軸上に整合させ且つドリルカ ラーの片側へ偏心させて、ドリルカラーの反対側に穿孔流体チャンネルを収容さ せる。地層に対する感度を向上させるために、アレイ検知器は、好適には、ドリ ルカラーの内壁に対して偏心されており且つ坑井及びドリルカラー輸送中性子に 対して後方遮蔽されている。遠距離検知器は、好適には、加速器及び近距離検知 器と同軸状である。それも、また、坑井及びドリルカラーに沿って流れる中性子 に対して遮蔽されている。 中性子透明窓が、好適には、アレイ内の各中性子検知器に対向して設けられて おり、地層感度を更に向上させ且つ探査深さを増加させる。該中性子窓の好適な 較正は、ドリルカラー内への中性子のリークを最小とするために、ボロン又はそ の他の中性子吸収性物質で外装した例えばチタン等の低散乱性断面物資を有する ものである。中性子窓の位置に開口を形成した外部中性子吸収層もドリルカラー 内への中性子の流れを更に減少させるために設けることが可 能である。別の中性子窓較正としては、長手軸方向及び／又は円周方向の中性子 の流れを減衰させるためにドリルカラー内に横方向及び／又は長手軸方向の中性 子吸収物質からなる層を設けることが可能である。 前述したクロスプロット技術に加えて、所望により、その他の興味のある情報 を得るために、中距離検知器出力及び遠距離検知器出力を別々に処理することが 可能である。例えば、多孔度及びスタンドオフ（ｓｔａｎｄｏｆｆ）の測定は、 アレイ浅熱水中性子検知器によって発生される減速時間曲線から派生させること が可能であり、且つ地層の化学的組成に関する情報はアレイガンマ線検知器で記 録したガンマ線エネルギスペクトルの分光分析から得ることが可能である。この ような分光分析は、別法として、遠距離検知器の出力に基づくものとすることが 可能であり、その場合には、その検知器がガンマ線を検知する。熱中性子検知器 出力は地層巨視的捕獲断面積を決定する上で且つスタンドオフを測定する上で有 用である。熱中性子巨視的捕獲断面積、又はその相関物である熱中性子減衰時定 数もガンマ線検知器出力から決定することが可能である。これらの付加的な測定 はそれ自身又は基本的なクロスプロット表示を解釈する上で有用である。 本発明の目的、特徴及び利点は、添付の図面に関連し以下の代表的な実施例の 説明から更に理解することが可能である。 図１は本発明に基づいて構成され且つ回転穿孔プラットホームから懸垂されて いるドリルストリングを含む穿孔中の測定装置の一実施例の一部ブロック形態と した概略図である。 図２は中性子加速器及び関連する放射線検知器を含むダウンホール測定副組立 体の一実施例の一部概略図で示した縦断面図である。 図３はドリルカラーと相対的な近距離検知器の好適な位置を示した図２におけ る３−３線に沿ってとった水平断面図である。 図４はドリルカラーと相対的なアレイ検知器及び関連する中性子窓の１つの形 態を示した図２における４−４線に沿ってとった水平断面図である。 図５はアレイ浅熱水中性子検知器及びそれと関連する中性子窓の別の形態を示 した部分的水平断面図である。 図６は中性子窓の別の実施例を示したダウンホール測定副組立体の別の実施例 の部分的縦断面図である。 図７は図６の中性子窓の外部形態を示した図６における７−７線に沿ってとっ た外部図である。 図８は中性子窓の別の実施例の外部形態を示した図７と同様の外部図である。 図９は図２の加速器をベースとしたツールのモンテカルロモデル化から決定し た遠距離ガンマ線又は中性子検知器に対する正規化した逆フラックス対近距離浅 熱水中性子に対する逆正規化フラックスのクロスプロットである。 図１０は図２の加速器をベースとしたツールのモンテカルロモデル化から決定 した幾つかの標準的な岩層の構造における異なる中性子及びガンマ線エネルギ及 び発生源／検知器感覚における逆フラックス対水素インデックスのクロスプロッ トである。 図１１は幾つかの標準的な岩層構造における遠距離検知器に対する逆ｅＶ及び ＭｅＶ中性フラックス対逆Ｅｖ又はＭｅＶ減速長さのクロスプロットである。 図１２は３つの標準的な岩層構造におけるｅＶ及びＭｅＶ中性子エネルギ範囲 の両方における中性子減速長さ、対水素インデックスルのクロスプロットである 。 図１３は３つの標準的な岩層構造における遠距離検知器においての正規化逆Ｍ ｅＶフラックス体アレイ検知器における正規化した逆浅熱水中性子フラックスの クロスプロットである。 図１４Ａは多孔性砂岩の水素インデックス及び化学的元素の関数としての浅熱 水中性子密度−減速長さ感度比の表面表示である。 図１４Ｂは多孔性砂岩の水素インデックス及び化学的元素の関数としてのＭｅ Ｖ中性子密度−減速長さ感度比の表面表示である。 図１５Ａは図１４Ａの表面表示の投影である。 図１５Ｂは図１４Ｂの表面表示の投影である。 図１６は部分的にガスで飽和した地層及び部分的にカオリナイト粘土を担持す る地層に対する平均密度−減速長さ感度比対水素インデックスのクロスプロット である。 本発明は、穿孔中の測定適用例において特定の有用性を有しており、且つこの ような適用例は図面の図１に例示してある。その点に関し、且つ特にそうでない と断りがない限り、穿孔中の測定（穿孔中の検層としても知られている）という 本明細書において使用されている用語は、ドリリング即ち穿孔、ポージング即ち 休止及び／又はトリッピング期間中に、坑井内のドリルビット及びドリルストリ ングの少なくとも幾つかで、地層内においてデータの記録及び／又は測定を行な うことを含むことを意図している。然しながら、本発明のある側面はワイヤライ ン検層にも適用を有するものであることが理解される。 図１に示したように、プラットホーム及びデリック１０が回転穿孔によって地 中内に形成したボアホール即ち坑井１２上方に位置されている。ドリルストリン グ１４が坑井内に懸垂されており且つその下端部にドリルビット１６を有してい る。ドリルストリング１４及びそれに取付けられているドリルビット１６は、ド リルストリングの上端におけるケリー２０と係合する回転テーブル１８（不図示 の手段によって付勢される）によって回転される。ドリストリングは移動ブロッ ク（不図示）へ取付けられているフック２２から懸垂されている。該ケリーは回 転スイベル２４を介して該フックへ接続しており、スイベル２４は該フックと相 対的にドリルストリングの回転を可能とさせる。一方、ドリルストリング１４及 びドリルビット１６は「トップドライブ（ｔｏｐ ｄｒｉｖｅ）」即ち上部駆動 型の穿孔リグによって表面から回転させることが可能である。 穿孔流体即ち泥水２６がデリック１０に隣接した泥水ピット２８内に収容され ている。ポンプ３０がスイベル２４におけるポートを介してドリルストリング内 へ穿孔流体をポンプ動作し、ドリルストリング１４の中心を介して下方向へ流す （矢印３２で示してある）。穿孔流体はドリルビット１６におけるポートを介し てドリルストリングから流出し、次い でドリルストリングの外側と坑井周辺部との間の環状部内を矢印３４で示したよ うに上方へ循環する。その際に、穿孔流体はビットを潤滑し且つ地層切除部を地 表へ運ぶ。地表においては、穿孔流体が泥水ピット２８へ帰還されて循環される 。所望により、ベントハウジング又はオフセットサブを具備する泥水モータを有 する指向性穿孔組立体（不図示）を使用することも可能である。 ドリルストリング１４内に装着されており、好適にはドリルビット１６近くに 装着してボトムホールアセンブリ（大略参照番号３６で示してある）が設けられ ており、それは測定を行ない、情報を処理し且つ格納し且つ地表と通信を行なう ための複数個の副組立体を有している。好適には、ボトムホールアッセンブリは ドリルビット１６の数個のドリルカラー長さ内に位置されている。図１に例示し たボトムホールアッセンブリにおいては、スタビライザカラーセクション３８が ドリルビット１６のすぐ上に設けられており、それに続いて上方向に、ドリルカ ラーセクション４０、別のスタビライザカラーセクション４２及び別のドリルカ ラーセクション４４が設けられている。このドリルカラー及びスタビライザカラ ーの配列は単に例示的なものであって、勿論その他の配列を使用することも可能 である。スタビライザカ ラーに対する必要性又はその所望性は穿孔条件に依存する。図１に示した実施例 においては、ダウンホール測定副組立体の構成要素は、好適には、スタビライザ カラー３８上側のドリルカラーセクション４０内に位置されている。このような 構成要素は、所望により、ドリルビット１６へ一層近くに又はそれより遠く離れ て位置させることが可能であり、例えば、スタビライザカラーセクション３８又 は４２又はドリルカラーセクション４４内に位置させることが可能である。 ボトムホールアッセンブリ３６は、更に、地表とのデータ及び制御の通信のた めのテレメトリ副組立体（不図示）を有している。このような装置は、任意の適 宜のタイプのものとすることが可能であり、例えば米国特許第５，２３５，２８ ５号に開示されているような泥水パルス（圧力又は音波）テレメトリシステムと することが可能であり、それはデータ測定センサから出力信号を受取り且つこの ような出力を表わすコード化した信号を地表へ送信し、そこで該信号が検知され 、受信器サブシステム４６内においてデコードされ且つプロセサ４８及び／又は レコーダ５０へ付与される。プロセサ４８は任意の適宜のプログラムされたデジ タル又はアナログコンピュータを有すことが可能であり、且つレコーダ５０ は、好適には、坑井深さの関数として通常の視覚的及び／又は磁気的データ記録 を行なうための従来のレコーダ・プロッタを有している。例えば前述した米国特 許第５，２３５，２８５号において開示されているように、ボトムホールアッセ ンブリ３６と下方向への通信を確立するために地表送信機サブシステム５２を設 けることも可能である。 ボトムホールアッセンブリ３６は、好適には、更に、加速器及びデータ測定用 センサの動作のタイミングを取り、測定用センサからのデータを格納し、該デー タを処理し且つその結果を格納し、且つそのデータのいずれか所望の部分を地表 へ送信するためにテレメトリ構成要素へ結合させることの可能なマイクロプロセ サシステム（関連するメモリ、クロック及びタイミング回路、及びインターフェ ース回路を具備）を有する従来のアクジション及び処理エレクトロニクス（不図 示）を有している。一方、データはダウンホールで格納し且つドリルストリング を取り除いた後に地表で検索することが可能である。これらの目的のための適宜 のダウンホール回路は、米国特許第４，９７２，０８２号及び第５，０５１，５ ８１号に記載されている。測定副組立体、データアクジション及び処理副組立体 、及びデータテレメトリ副組立体の間の電気的接続及び信号送信を簡単 化するために、これらの構成要素は、好適には、ドリルストリング内において互 いに隣接して位置されている。このことが可能でない場合には、短い距離にわた っての局所的なダウンホール通信とダウンホールから地表への通信の両方を与え る前述した米国特許第５，２３５，２８５号のデータ通信システムを使用するこ とが可能である。ダウンホールエレクトロニクス用のパワーは、バッテリによる か、又は、当該技術分野において公知の如く、穿孔流体によって駆動されるダウ ンホールタービン発電機によって与えることが可能である。 ダウンホール測定組立体の好適実施例は図２乃至４に示してあり、この場合に は、ドリルカラーセクション４０はステンレススチールのツールシャシー５４を 取り囲んでいる状態が示されている。ドリルカラーは任意の適宜の寸法のものと することが可能であり、例えば外径が８インチで内径が５インチのものとするこ とが可能である。シャシー５４内において図３及び４に最もよく示してあるよう にその長手軸の片側には、ドリルストリングを介して下方向へ穿孔流体を給送す るための長手方向に延在する泥水チャンネル５６が形成されている。シャシー５ ４の反対側に偏心して中性子加速器５８と、それと関連する制御及び高電圧エレ クトロニクスパッケージ ６４及び同軸状に整合された近距離検知器６２が設けられている。該加速器は、 好適には、当該技術分野において公知の如くＤ−Ｔタイプ（１４ＭｅＶ）供給源 である。 本発明によれば、近距離検知器６２は最小の地層の影響で加速器出力に主に応 答すべきである。その目的のために、検知器６２は浅熱水中性子検知器、例えば³ Ｈｅ比例係数器を有することが可能であり、それは間に高密度遮蔽を介在させ ることなしに加速器へ近接して位置されている。検知器６２の感応体積は、検知 スレッシュホールドを浅熱水レベルへ上昇させるためにカドミウム又はその他の 高熱中性子捕獲断面積物質（不図示）内に被覆されている。検知器６２は、更に 、好適には、加速器５８に隣接した部分を除いて全表面が、エポキシ（又はその 他の水素物質）バインダ（「Ｄ４ＣＥ」）内に分散させた炭化硼素（又はその他 のｌ／ｖ型吸収体）等の結合させた中性子減速用−中性子吸収用物質からなるシ ールド（遮蔽体）６４によって取り囲まれている。このような近距離³Ｈｅ検知 器に対するシールドの構造及び機能に関するより詳細な情報は米国特許第４，７ ６０，２５２号に記載されている。 一方、近距離検知器６２は、検知器を地層から遮蔽し且つ検知器に入射する非 地層中性子の数を増殖 させる両方のためにタングステン、重金属又はその他の高インピーダンス遮蔽に よって取り囲まれている例えば⁴Ｈｅ検知器等の一層高いエネルギ（ＭｅＶ）の 検知器とすることが可能である。この増殖効果は高インピーダンス物質の大きな （ｎ，２ｎ）及び（ｎ，３ｎ）断面に起因するものであり、それは１４ＭｅＶ供 給源中性子を約６ＭｅＶより下の２つ又は３つの中性子へ変換し、その場合に⁴ Ｈｅ散乱断面は大きい。従って、高インピーダンス遮蔽は、近距離検知器信号の 感度を地層散乱中性子へ減少させるばかりか、それは、又、実効的にツールに沿 っての供給源（１４ＭｅＶ）中性子フラックスを減衰させる。 以下に説明するように、遠距離中性子検知器がＢ４ＣＥ（又は同様の減速用− 吸収用）物質内に遮蔽されている場合には、Ｂ４ＣＥ内の水素の減速パワーを使 用して中性子のエネルギを更に減少させることが可能であり、一方ボロンの吸収 パワーは低エネルギ中性子フラックスを減衰させるべく作用する。遮蔽用物質の 順番、即ち中性子供給源近くに高インピーダンス物質及びそれに続くＢ４ＣＥ（ 又は同様の）物質は重要である。何故ならば、その逆の順番は高エネルギ中性子 を遮蔽するのに効果がないからである。 近距離検知器６２がｅＶ検知器であるか又はＭｅＶ検知器であるかに拘らず、 検知器エネルギ、配置及 び近距離検知器の遮蔽の結合効果は、検知器出力を地層多孔度に比較的影響され ず且つ主に加速器からの中性子フラックスに比例するものであるようにすべきで ある。従って、近距離検知器６２の出力は供給源強度変動に対しその他の検知器 出力を正規化するために使用することが可能である。 近距離検知器６２に長手方向に隣接して複数個の即ちアレイの検知器６６ａ， ６６ｂ，６６ｃ，６６ｄが位置されている。該アレイは、少なくとも１個、且つ 、好適には、１個の超えた数の浅熱水中性子検知器及び少なくとも１個のガンマ 線検知器を有している。１つ又はそれ以上の熱中性子検知器もオプションとして 設けることが可能である。図４に例示したように、２個の浅熱水検知器６６ａ及 び６６ｂ、１個の熱中性子検知器６６ｃ及び１個のガンマ線検知器６６ｄが設け られている。所望により、異なる数又は混合させた検知器を設けることが可能で ある。 浅熱水中性子検知器６６ａ，６６ｂの主要目的は、例えば嵩密度を支配する酸 素、シリコン、カーボン、カルシウム等のより重い地層岩層の検知器出力に与え る影響を最小とするか、又は少なくとも著しく減少させるために、及び地層水素 の検知器出力に与える影響を最大とするか、又は少なくとも著しく向上させるた めに、中性子供給源に充分に近接した距離 で地層内の浅熱水中性子フラックスを測定することである。そのように位置決め されると、浅熱水検知器応答は、主に水素インデックスに依存し、残留岩層構造 効果を有するに過ぎない。地層に対する感度を向上させるために、³Ｈｅ比例係 数器とすることの可能な浅熱水検知器６６ａ，６６ｂは、好適には、ドリルカラ ー壁に密接して位置されており且つ坑井中性子感度を減少させるために６８ａ及 び６８ｂで示したように後方遮蔽されている。遮蔽物質は、好適には、近距離検 知器６２に関連して前述したものと同一のもの、即ちカドミウム被覆及びＢ４Ｃ Ｅである。以下に更に詳細に説明するように、中性子透明窓７０ａ及び７０ｂは 、好適には、更に検知器感度を向上させるため及びより大きな探査深さを与える ために、ドリルカラー内に形成されている。 図４に示したように、浅熱水中性子検知器６６ａ，６６ｂ及びそれと関連する 窓７０ａ，７０ｂは、好適には、向上させた角度即ち方位角分解能のためにドリ ルカラー４０の円周方向に離隔されている。該検知器の任意の所望の円周方向間 隔を使用することが可能である。検知器６６ａ，６６ｂは加速器５８からの同一 の長手方向距離に示してあるが、向上させた垂直分解能のために異なる長手方向 距離において１つ又はそれ以上の付加的な検知器を設けること が可能である。円周方向及び水平方向に離隔させた検知器アレイ、及び個々の検 知器の形態及びそれらの遮蔽に関する更なる詳細は、米国特許第４，７６０，２ ５２号及び第４，９７２，０８２号により詳細に記載されている。米国特許第４ ，９７２，０８２号に記載されているような減速時間測定の高空間分解能は本発 明に基づく減速時間の方位角測定を特に興味があり且つ価値のあるものとしてい る。注意すべきことであるが、米国特許第４，７６０，２５２号及び第４，９７ ２，０８２号に記載されている供給源／検知器間隔はワイヤラインツールに対す るものである。検知器はドリルカラーを介して地層を見ているという事実を考慮 するために、穿孔中の測定の場合には幾分長めの間隔を与えるべきである。 熱中性子検知器６６ｃも、同様に、検知器を地層熱中性子に対して感度がある ものとさせるために地層側においてカドミウム被覆を省略した点を除いて、浅熱 水検知器６６ａ，６６ｂと同様に６８ｃにおいて遮蔽した³Ｈｅ比例係数器とす ることが可能である。熱検知器６６ｃに隣接してドリルカラー４４内に中性子透 明窓７０ｃを設けることが可能である。所望の水平方向及び／又は垂直方向分解 能を得るために、必要に応じて、付加的な熱中性子検知器を設けることが可能で ある。熱中性子検知器６６ｃからの出力 信号は、熱中性子多孔度測定を派生させるために米国特許第４，７６０，２５２ 号の組込み部分に記載されているように及び／又は地層シグマ及びスンタドオフ の測定を派生させるために米国特許第５，２３５，１８５号の開示に従って処理 することが可能である。 ガンマ線検知器６６ｄは、例えばＮａＩ，ＢＧＯ，ＣｓＩ，アントラセン等の 任意の適宜のタイプの検知器を有することが可能であるが、好適には、米国特許 第４，６４７，７８１号及び第４，８８３，９５６号に記載されているようなセ リウム活性化カドリニウムオルトシリケート（ＧＳＯ）検知器である。これらの 特許に記載されているように、ＧＳＯ検知器は、好適には、検知器応答に関する 熱的及び浅熱水中性子の影響を減少させるために硼素によって取り囲まれている 。又、検知器に入射する高エネルギ中性子のフラックスを減少させるために、加 速器５８とＧＳＯ検知器６６ｄとの間にタングステン又はその他の高密度遮蔽（ 不図示）を配置させることが可能である。 図示していないが、加速器５８をパルスモードで動作させ且つ非弾性及び／又 は捕獲ガンマ線を検知するために必要に応じて選択的に検知器６６ｄをゲート動 作させるために、適宜のタイミング及び制御回 路が設けられていることが理解される。エネルギ検知範囲は、好適には、広いも のであり、例えば０．１乃至１１ＭｅＶである。検知器６６ｄの主要目的は、非 弾性及び／又は捕獲ガンマ線エネルギスペクトル及びエネルギ窓カウントレート を与えることである。特にエネルギスペクトルは、探査中の地層の元素組成に関 する情報を派生するために分光分析することが可能である。元素分光及び岩層構 造情報を得るために、ガンマ線検知器６６ｄから分光データを解析するための好 適な技術は米国特許第５，４４０，１１８号（Ｒｏｓｃｏｅ）に記載されている 。 簡単に説明すると、Ｒｏｓｃｏｅの開示によると、非弾性散乱ガンマ線スペク トルを最小二乗スペクトル当てはめプロセスによって解析し、未知の地層内に存 在するものと仮定されており且つ該地層からの測定されたスペクトルに対して貢 献する単体のそれに対する相対的な岩層貢献分を決定する。シリコン、カルシウ ム及びマグネシウムに対する相対的な非弾性収量は、これらの元素に対するそれ ぞれの元素濃度及び地層内の岩層又は例えば砂岩、石灰岩及びドロマイト等の関 連する岩石タイプの体積割合の率直な推定値を与えるために較正される。マグネ シウム及びカルシウムに対する相対的な非弾性収量の比は、地層のドロマイト化 作用の程度の表示を与える。シ リコン及び／又はカルシウムに対する較正した非弾性収量に基づいて、測定した 熱中性子捕獲ガンマ線スペクトルからの元素収量の較正した推定値を決定するこ とも可能であり、それから、地層岩層構造に関する更なる情報を派生することが 可能である。 浅熱水中性子減速時間及び坑井壁からのツールスタンドオフの測定値は、浅熱 水中性子検知器６６ａ，６６ｂの出力から派生させることが可能である。ドリル カラー４０及びシャシー５４内に存在する大量のスチールが中性子に対して長寿 命格納シンクとして作用するので、浅熱水中性子減速時間に対する検知器６６ａ ，６６ｂの感度は実質的に減少される。従って、穿孔中に浅熱水中性子減速時間 を測定するためには、適切に較正された中性子窓７０ａ，７０ｂを与え且つ検知 器６６ａ，６６ｂを適切に後方遮蔽するために、ドリルカラー４０と相対的に検 知器６６ａ，６６ｂを適切に位置させることが重要である。図４に示し且つ上述 したように、検知器６６ａ，６６ｂの感応体積は、好適には、ドリルカラー４０ の内壁に密接して隣接し且つドリルカラー内の夫々の中性子窓７０ａ，７０ｂに 直接的に対向してツールシャシー５４内に装着されている。各検知器は、更に、 好適には、ドリルカラーに面した側を除いて、両端及び全ての側部が後方遮蔽さ れている（Ｂ４ＣＥ等 により）。窓７０ａ，７０ｂは、好適には、チタン又はその他の高強度低散乱断 面物質であってボロン即ち硼素内に外装されているものから構成されている。ド リルカラー４０内の中性子の侵入を更に減少させるために、窓７０ａ，７０ｂの 位置と一致する孔を具備するボロンカーバイド（炭化硼素）層７２が、好適には 、検知器の領域内においてドリルカラー４０の外部上に設けられている。モデリ ング及び実験データの示すところによれば、このような態様で位置決めされ、遮 蔽され且つ窓が設けられた検知器からの多孔度に対する浅熱水中性子減速時間曲 線の感度は、窓又は外部ボロン遮蔽のない検知器に対するものよりも一層大きい 。 別法として図５に示したように、ボロンカーバイドの後方遮蔽７６を有し且つ 図４に示したような一致する孔を具備する外部ボロンカーバイド層７２を有する ドリルカラー４０自身内に検知器７４を配置させることによって検知器感度を更 に向上させることが可能である。この組み合わせは実現可能なものであるが、ド リリング即ち穿孔期間中に検知器を損傷させるより大きな危険性に露呈させ且つ 検知器受け部を形成するためにドリルカラーの機械加工を必要とする。 図４に示したようなボロンで外装した中性子透明 窓７０ａ，７０ｂを使用することの別法として、浅熱水中性子検知器６６ａ，６ ６ｂの減速時間及びカウントレート感度は、浅熱水中性子検知器の領域内におい てドリルカラー４０内にボロン又はその他の高吸収性断面物質からなる横方向の 層を設けることによって向上させることが可能である。これは図６乃至８に示し てある。図６は図４に示したように後方遮蔽されており且つドリルカラー壁に対 して偏心させた浅熱水中性子検知器７８を示している。複数個の横方向ボロンカ ーバイド層８０がカラー壁内に埋め込まれており、そこで、それらは「ベネチア ンブラインド」として作用し、中性子がカラーを横断して検知器へ横方向へ移動 することを可能とすると共に、中性子がカラーに沿って流れることを阻止する。 図７は図６のボロンカーバイド層８０の外部パターンを示している。ボロンカー バイド層８２の別のパターンを図８に示してある。このパターンは、横方向流れ と干渉することなしに、長手軸方向及び円周方向の両方においてカラーを介して の中性子の流れを最小とすべく作用する。従って、ボロンカーバイド層８０及び ８２は、基本的には、浅熱水又は熱中性子検知器に対する中性子窓として機能す る。 図６乃至８に示したような中性子吸収用層を使用することは、例えばチタン等 の低散乱性断面物質に おける中性子の流れを減少させるために特に重要であることが判明した。低散乱 性断面物質は、中性子に対するその相対的な透明性のために、又その密度が低い ために、スチールと同程度にドリルカラーの円周方向又は平行な中性子の輸送成 分を減衰させるものではないので、穿孔中の測定適用例におけるドリルカラー物 質として望ましいものである。更に効果を高めるためには、ボロンカーバイド層 を、中性子検知器の加速器側又は両側においてツールシャシー５４内に設けるこ とが可能である。 再度図２に示した全体的な測定副組立体形態を参照すると、遠距離検知器８４ はアレイ検知器６６ａ−６６ｄの下流側に位置されておりその間に中性子遮蔽８ ６が介在している。検知器８４及び遮蔽８６は、好適には、加速器５８と同軸上 である。本発明によれば、遠距離検知器８４は地層内の比較的遠い距離へ浸透す るＭｅＶエネルギ中性子（又は、好適には、ＭｅＶ中性子誘起型ガンマ線）に対 して感度があるように中性子供給源と相対的に選択的に位置決めされている。Ｍ ｅＶエネルギ中性子の輸送は、ＫｅＶ−ｅＶエネルギ中性子と比較して、より重 い地層岩層の密度に対し向上した感度を有しており且つ地層水素含有量に対する 減少した感度を有しているので、検知器８４の応答は地層嵩密度によって、 及び密度と母材タイプとの間の密接した関係のために、地層岩層構造によって強 く影響を受ける。 好適には、検知器８４は前述した米国特許第４，６４７，７８２号及び第４， ８８３，９５６号に記載されているようなＧＳＯガンマ線検知器を有しているが 、許容可能なカウントレート及びエネルギ分解能が達成される限り、例えばアン トラセン、ＮａＩ、ＢＧＯ、ＣｓＩ等の任意の適宜のタイプのものを使用するこ とが可能である。好適なエネルギ検知範囲は０．１ＭｅＶ乃至１１ＭｅＶである 。別法として、例えば０．５ＭｅＶより大きなＭｅＶ範囲の中性子に感度を有す る中性子検知器を使用することが可能である。好適な中性子検知器は⁴Ｈｅタイ プ又は液体シンチレータタイプである。 ガンマ線検知器が遠距離検知器８４として使用される場合には、中間に存在す る遮蔽８６は、好適には、Ｂ４ＣＥ又は同様の中性子減速−吸収性物質である。 ＭｅＶ中性子検知器が使用される場合には、遮蔽８６は、好適には、近距離検知 器６２も高インピーダンス（ｈｉｇｈ−ｚ）物質によって遮蔽されている⁴Ｈｅ （又はその他のＭｅＶ検知器）である箇所を除いて、例えばタングステン等の高 インピーダンス物質である。後者の場合には、近距離検知器６２を取り囲む高イ ンピーダンス遮蔽物質６４の前述し た中性子減速効果を完全に利用するために遮蔽８６もＢ４ＣＥ等とすべきである 。 遠距離検知器８４はガンマ線検知器か又はＭｅＶ中性子検知器のいずれかとす ることが可能であるが、ガンマ線はある状態においては中性子よりもガス即ち気 体に対してより良好な感度を有しており、その際にガスを担持する地層の識別を 容易とさせるので、ガンマ線検知器が好適である。又、アレイガンマ線検知器６ ６ｄに関連して上述した如く、ガンマ線検知器を使用することは、分光分析を行 なって地層の元素組成及び岩層構造の情報を得ることを可能とする。このような 分光分析はアレイ検知器６６ｄ及び遠距離検知器８４の両方又は一方のみにおい て行なうことが可能である。いずれかの（又は両方の）ガンマ線検知器の出力は 、更に、熱中性子に対する地層巨視的捕獲断面（Σ）又はその相関物である熱リ ュートロン（ｌｉｅｕｔｒｏｎ）減衰時定数（τ）の測定値を派生するために使 用することが可能である。Σ又はτを派生するための公知の技術のいずれかをこ の目的のために使用することが可能である。又、遠距離検知器８４がガンマ線検 知器である場合には、空間又はその他の考慮事項によってはアレイガンマ検知器 を省略することが可能である。 所望により、第二の遠距離検知器（不図示）を設 けることが可能である。その場合には、好適には、検知器８４に密接して隣接さ せ且つ同軸状に位置させる。検知器８４がガンマ線検知器である場合には、第二 遠距離検知器は好適には中性子検知器であり、且つその逆も又真である。 特に図示していないが、上述した検知器は、全て、検知したラジエーション即 ち放射を表わす出力信号を発生するために必要な増幅、パルス整形、電源及びそ の他の回路を有している。これらの全ての回路は当該技術分野において公知であ る。 ツール内に設けた幾つかの検知器からの信号は所望の輸送岩石物理情報を得る ために種々の態様で処理することが可能である。前述した如く、近距離検知器６ ２の出力は中性子供給源出力に比例しており且つ主に供給源強度変動に対しその 他の検知器出力信号を正規化するために使用される。 アレイ浅熱水中性子検知器６６ａ，６６ｂの出力は、主に水素インデックス、 従って、多孔度に対して感度を有し、且つ、本発明の特徴の１つによれば、地層 密度、多孔度及び岩層構造に関する情報を派生し且つガスを検知するために遠距 離検知器８４の出力と結合して使用される。基本的な信号処理方法は、近距離検 知器６２からのカウントレートＮ１によって正規化した中性子フラックスＡ１（ 検知器６６ａ 又は６６ｂからのカウントレート）、即ち（Ａ１／Ｎ１）^-1、及び遠距離ガンマ 線又はＭｅＶ中性子検知器８４からの夫々の同様の正規化した逆カウントレート （Ｆ１ｇ／Ｎ１）^-1又は（Ｆ１ｎ１Ｎ１）^-1を使用する。説明するように、これ らの量は水素インデックスＨＩ、減速長さ（ｅＶ又はＭｅＶ）及び地層の岩層構 造を決定するために幾つかの態様で使用することが可能である。本発明の別の特 徴として、減速長さ及び水素インデックスは地層の嵩密度を派生するために使用 することが可能である。最後に、嵩密度の決定は、近距離ガンマ分光検知器６６ ｄから得られる岩層構造情報によって改善させることが可能である。 逆正規化フラックスの最も簡単な使用方法は、それらをクロスプロットさせる ことである。このようなクロスプロットを図９に示してあり、その場合には、逆 フラックスは、図２に示した加速器をベースとしたツールのモンテカルロモデリ ングから得られている。図９のクロスプロットは、概念的には、標準的な嵩密度 及び中性子多孔度ツールの応答に基づく岩層構造及び多孔度決定のためのワイヤ ライン検層において従来使用されている中性子−密度クロスプロットと同様であ る。この点に関しては、例えば、Ｅｌｌｉｓ著「地球科学者のための検層（Ｗｅ ｌｌ Ｌｏｇｇｉｎｇ ｆｏｒ Ｅａｒｔｈ Ｓｃｉｅｎｔｉｓｔｓ）」、Ｅｌｓｅ ｖｉｅｒ、１９８７年、４２０−４２１頁を参照すると良い。図９のクロスプロ ットの解釈は、従来の中性子−密度クロスプロットの解釈と同様である。逆カウ ントレートが図９においてプロットされており、従ってより高い多孔度はプロッ トの右上に表われ且つより低い多孔度は左下に表われ、それは従来の中性子−密 度クロスプロットと同様である。 図９に示したように、標準的な砂岩、石灰岩及びドロマイト岩層構造に対する 多孔度傾向を表わす曲線８８，９０，９２が示されている。測定点９４（Ｆｌｇ ｍ，Ａｌｍ）は、このクロスプロット上にプロットさせることが可能であり、且 つその多孔度及び岩層構造は、点線９６によって表わされているように、中性子 −密度クロスプロットにおける場合のように補間させることが可能である。頁岩 岩層構造及びガス担持地層は、中性子−密度クロスプロットにおける場合と同様 に、図９のクロスプロット上の同一の相対的な位置に表われるが、それらの正確 な位置は中性子−密度クロスプロットにおけるものとは系統的に異なる場合があ る。 本発明の一実施例は、アレイ及び遠距離検知器に対する正規化した逆フラック スを使用して水素イン デックスＨＩ及びｅＶ減速長Ｌ_epi又はＭｅＶ減速長Ｌｈを派生する解法である 。特に、この技術は、主に水素インデックスに感度を有するが残留岩層構造効果 を有するアレイ浅熱水中性子検知器６６ａ，６６ｂの出力、及び水素インデック ス及びＭｅＶ又はｅＶ減速長に感度を有する遠距離ＭｅＶ検知器８４（ガンマ線 又は中性子のいずれか）の出力に基づいている。両方の検知値からのカウントレ ート信号は、近距離検知器６２の出力によって正規化される。この技術の目的の ために、遠距離検知器８４はｅＶ範囲の中性子に感度を有するべく選択すること が可能であるが、ＭｅＶ範囲内のフラックスは水素インデックスに対してより感 度が低いので好適である。従って、水素インデックス測定の精度は、ｅＶフラッ クスの場合よりもＭｅＶフラックスの場合には重要性が少ない。 図１０及び１１は、図２に示した加速器をベースとしたツールのモンテカルロ モデル化実験装置に対するアレイ浅熱水中性子検知器、遠距離ｅＶ及びＭｅＶ中 性子検知器及びＭｅＶ遠距離ガンマ線検知器の応答を示している。モンテカルロ シミュレーションは、遠距離ガンマ線検知器における非弾性ガンマ線のフラック スを与える。以下の説明においては、ガンマ線フラックスに対する参照は非弾性 ガンマ線を意味 している。これらは公知の中性子加速器パルス技術によって捕獲ガンマ線から分 離することが可能である。 図１０は水素インデックスに対する多数の異なる地層における検知器応答を示 している。理解されるように、アレイ浅熱水中性子検知器は、主に水素インデッ クスに応答する。何故ならば、全てのデータが殆ど岩層構造変化なしでほぼ単一 の曲線上に存在しているからである。遠距離ガンマ線検知器及びｅＶ及びＭｅＶ 中性子検知器は、かなりの岩層構造及び密度依存性を示すと共に水素インデック スへの依存性も示している。 図１１は夫々の減速長に対する遠距離検知器におけるｅＶ及びＭｅＶ中性子の 計算した逆フラックスをプロットしたものである。これらのデータは、地層減速 長は遠距離中性子フラックスに影響を与える最も重要な変数であることを示して いる。同様に、モンテカルロデータを検査すると分かるが、ｅＶ減速長は遠距離 非弾性ガンマ線カウントに影響を与える最も重要な変数である。 図１０及び１１にプロットされている夫々のフラックスは、減速長（ｅＶ減速 長に対するＬ_epi及びＭｅＶ減速長に対するＬ_h）及び水素インデックス（ＨＩ） の組合わせによって良好に当てはめることが可能で あることが示されている。以下の例示的なモデルは、シミュレーションプログラ ムからの結果に基づくアレイ浅熱水中性子検知器及び好適な遠距離ＭｅＶ検知器 に対して較正したものであるが、所望により、実験結果から較正することも可能 である。 アレイ浅熱水検知器モデル： Ｌｏｇ(逆アレイフラックス)= -0.8447(HI²)+2.0598(HI)-12.8878 （１） 遠距離ＭｅＶ検知器モデル： Ｌｏｇ(逆遠距離MeV フラックス)= 35.74*(1/L_h)+1.159*(HI)=16.93 （２） 理解されるように、データに対する最良のマッチングを与える目的のためにそ の他のモデルを使用することが可能である。 １組のアレイ検知器及び遠距離検知器フラックス測定値が与えられると、モデ ル方程式（４）及び（５）を解き且つ水素インデックス及び減速量の派生値を得 ることは簡単明瞭である。 水素インデックス（即ち多孔度）及び減速長を派生するためのクロスプロット に対する別の技術について以下に説明する。 このような技術の１つは、１ＭｅＶより高い中性 子に対するものと比較して約１ＭｅＶより低い中性子に対する地層構成要素のｎ ，ｐ散乱断面における実質的な差異に基づいている。約１ＭｅＶより低い中性子 の場合には、ｎ，ｐ散乱断面は大きく且つ主に水素原子核との弾性散乱に起因し ている。従って、中性子減速長は、１ＭｅＶ又はそれ以下の初期エネルギを有す る中性子に対する水素濃度に強く依存している。一方、１ＭｅＶより大きな中性 子の場合には、ｎ，ｐ散乱断面は迅速に減少し且つ例えば水素、シリコン、カル シウム等のより重い母材元素からの弾性散乱と同等となる。然しながら、これら のより重い母材元素からの弾性散乱は中性子を低エネルギへ減速させる上で比較 的効果がない。母材元素との非弾性反応（殆どが非弾性散乱（ｎ，ｐ）及び（ｎ ，α）反応）は、高エネルギ領域から中性子を取除く場合により効果的である。 従って、高エネルギ中性子（１４ＭｅＶ−＞１ＭｅＶ）に対する中性子減速長は 、母材密度及び化学的組成に対して増加した感度を示し、且つ水素インデックス （多孔度）には弱く依存するに過ぎない。一方、低エネルギ（＜１ＭｅＶ−浅熱 水）減速長は主に水素濃度に感度を有する。 簡単な拡散理論は、次式に従って中性子供給源からの距離ｒに関し高エネルギ 中性子フラックスφ_hの過激な減少を予測する。 尚、Ｓは供給源の強度であり、Σ_rhは１−１４ＭｅＶエネルギ範囲からの中性子 を除去するための巨視的断面であり、且つＬ_hは高エネルギ減速長である。 異なる供給源／検知器距離ｒ₁及びｒ₂においての＞１ＭｅＶ中性子フラックス の２つの測定値が与えられると、Ｌ_hの直接測定を行なうことが可能である。 尚、φ_h（ｒ₁）及びφ_h（ｒ₂）は距離ｒ₁及びｒ₂の夫々においての＞１ＭｅＶ中 性子フラックス測定値である。 浅熱水中性子フラックスφ_epiは１つの組分け拡散法における同様の法則に従 う。 尚、Σ_rsは１４ＭｅＶ−＞浅熱水範囲からの中性子の除去のための巨視的断面で あり且つＬ_epiは１４ＭｅＶから０．５ｅＶ（カドミウムカットオフ）への中性 子減速長である。 Ｌ_epiはいくらか母材への依存性を有しているが、これらの変動のフラックス 依存性は２Ｌ_epiの供給源／検知器距離において消失する。又、供給源係数Ｓは １ＭｅＶフラックス測定を短い供給源／検知器距離における同様の測定で正規化 することによって取除くことが可能である。従って、例えば図２における検知器 ６６ａ等の浅熱水中性子検知器及び例えば図２における検知器６２及び８４等の ２つの離隔させた１ＭｅＶ検知器の場合には、多孔度（水素インデックス）及び Ｌ_epi及び／又はＬ_hの両方に対しての測定を行なうことが可能である。次いで、 これらの測定値のクロスプロットは、図１２に示したように、多孔度及び母材タ イプを決定し且つガスを識別することが可能である。 図９の表現法と同様の別の表現法において、近距離ＭｅＶ検知器（図２におけ る検知器６２）のカウントレートによって正規化した遠距離ＭｅＶ検知器（図２ における検知器８４）からの逆中性子カウントレートを、近距離ＭｅＶ検知器か らのカウントレートによって正規化した２Ｌ_s距離にある浅熱水中性子検知器（ 図２におけるアレイ検知器６６ａ）からの逆中性子カウントレートに対してクロ スプロットさせる。このようなクロスプロットは、近距離ＭｅＶ検知器距離が２ ０ｃｍであり、浅熱水中性子検知器 距離が３０ｃｍであり遠距離ＭｅＶ検知器距離が６ｃｍである場合に対して図１ ３に示してある。そこに示されるように、３本の曲線は３つの主要な岩石母材、 即ちドロマイト（２．８７ｇ／ｃｃ）、石灰石（２．７１ｇ／ｃｃ）及び砂岩（ ２．６４ｇ／ｃｃ）に対応している。予測されるように、近距離／遠距離の比及 び近距離／アレイの比は、夫々、母材タイプ及び多孔度の殆ど独立的な値を与え ている。多孔度及び岩層構造を得るため及びガスを検知するためのこのクロスプ ロットの解釈は図９に関連して上述したものと同様である。 測定した減速長Ｌ_epi又はＬ_h及び測定した水素インデックスＨＩは、地層の嵩 密度を派生するために使用することが可能である。この目的のための１つの技術 について以下に説明する。別の技術は米国特許第５，３４９，１８４号に記載さ れている。 以下の説明においては、減速長という用語はＬ_epi又はＬ_hのいずれかのことを 言及することが可能であるが、実際の例の場合にはＬ_epiが使用される。減速長 、水素インデックス（多孔度と同じ）及び嵩密度がすべて知られている多孔性の 石灰石又は砂岩等の標準的な地層から開始し、標準地層の嵩密度における小さな 変化とその減速長において結果的に発生する小さな変化との間の比が計算される 。この比は 密度−減速長感度比と呼ばれる。以下に説明する仮定の下で、その比を使用する ことが可能であり、従って減速長における小さな変化は嵩密度における小さな変 化を計算することを可能とし、それは標準地層の嵩密度へ付加させて測定した地 層の嵩密度を決定することが可能である。本発明は減速長及び水素インデックス を測定するので、減速長差は、未知の地層の測定した減速長と該未知の地層に対 する測定した水素インデックスと同一の水素インデックスを持った標準多孔性地 層の測定した減速長とから計算することが可能である。 既知の元素組成の地層の減速長の計算は解析的又はモンテカルロ方法によって 行なうことが可能である。適切な解析的方法はＡ． Ｋｒｅｆｔ著「岩石及び土 砂における中性子減速長の計算（Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｎｅ ｗｔｒｏｎ Ｓｌｏｗｉｎｇ Ｄｏｗｎ Ｌｅｎｇｔｈ ｉｎ Ｒｏｃｋｓ ａ ｎｄ Ｓｏｉｌｓ）」、Ｎｕｋｌｅｏｎｉｋａ，１９巻、１４５−１５６、１９ ７４年、「中性子減速長の計算に対するマルチグループアプローチの一般化（Ａ Ｇｅｎｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｍｕｌｔｉｇｒｏｕｐ Ａｐ ｐｒｏａｃｈ ｆｏｒ Ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ ｔｈｅ Ｎｅｗｔｒｏｎ Ｓ ｌｏｗｉｎｇ Ｄｏｗｎ Ｌｅｎｇｔｈ）」、 インスチチュート・オブ・ニュークレア・フィジックス・アンド・テクニークス （Ｃｒａｃｏｗ）レポート３２／１、１９７２年に記載されている。 以下のものは密度−減速長感度比の計算の一例である。Ｋｒｅｆｔの方法のコ ンピュータコード具体例を使用して、例えば３０ｐｕ石灰石（水素インデックス ＨＩ＝０．３、嵩密度２．１９７ｇ／ｃｃ、０．０３３ｇ／ｃｃ水素、０．２２ ８ｇ／ｃｃ炭素、１．１７６ｇ／ｃｃ酸素、０．７６０ｇ／ｃｃカルシウム）等 の標準地層の浅熱水中性子減速長は１３．２７ｃｍと計算される。最初のものと 同様であるが例えばアルミニウム（水素インデックスＨＩ＝０．３、嵩密度＝２ ．２４７ｇ／ｃｃ）等の一般的な地層岩層が０．０５ｇ／ｃｃ付加されている同 様の地層の浅熱水減速長は１３．０８ｃｍと計算される。結果的に得られる減速 長の間の差はｄＬ_epi＝−０．１９ｃｍである。この差は入力したアルミニウム 密度０．０４５ｇ／ｃｃにおける差から発生している。密度−減速長感度比は減 速長における百分率変化であり、即ち−０．１９／１３．２７＝−１．４３％を 密度における百分率変化２．２７％で割り算したものであり、その比は−０．６ ３である。図１４Ａ及び１４Ｂは、多孔性砂岩の及びその密度が多孔性砂岩元素 組成と相対的に変化する元素の水素インデ ックスの表面関数として、浅熱水及びＭｅＶ減速長に対するこれらの比を夫々示 している。これらの表面の投影は図１５Ａ及び１５Ｂに示してある。多孔性石灰 石に対して計算した密度−減速長感度比は砂岩に対するものと非常に類似してい る。 平均密度−減速長感度比は、標準多孔性地層と同一の水素インデックスを有す る任意の地層に対して計算することが可能である。この比は密度が異なる各元素 に対する感度比にわたっての重み付け平均である。重み付けは各元素に対する密 度差に比例する。図１６は水素インデックスの関数としての２つの典型的な地層 に対する浅熱水比を示している。これらの地層は部分的にガスで飽和された地層 （０．２ｇ／ｃｃメタンが水を置換）又はカオリナイト粘土（Ａｌ₄Ｓｉ₄Ｏ₁₈Ｈ₈ 、密度２．５４ｇ／ｃｃ）が標準地層を部分的に置換している地層であり且つ 多孔性砂岩と相対的に計算される。平均比はガス又は粘土が関与するか否かには 殆ど影響されない。従って、例えば０．３０（３０ｐｕ多孔度）の与えられた測 定水素インデックスの場合には、密度−減速長感度比は１０％の精度で−０．６ ３である。 密度−減速長感度比の重要な特徴は、元素が炭素でない限り、又は浅熱水減速 長Ｌ_epiのみの場合には、ナトリウム及び塩素でない限り、密度変化を発生す る元素によって影響を受けないということである。従って、検層の場合に一般的 な多くの地層、例えば上述した地層の場合には、密度−減速長感度比は正確に既 知である。この比は標準地層（例えば同一の水素インデックスの多孔性砂岩）と 相対的に測定した地層の減速長における百分率差へ適用して、標準地層と相対的 な測定した地層の密度の百分率差を計算することが可能である。この百分率差は 測定した地層の密度へ通ずる。測定した地層が炭素量（又は浅熱水減速長の場合 には塩素及びナトリウム）において標準地層からそれほど異なるものではない場 合には、測定した地層の計算した嵩密度は正確である。 本発明の更なる改良として、ガンマ線分光分析から得られた地層の元素組成を 使用して適宜の密度感度比の計算を改良することが可能である。 測定副組立体はドリルストリング１４と共に回転するので、ドリリング即ち穿 孔期間中にツールが回転すると、ツールの角度即ち方位角方向の関数として前述 した測定を行なう構成が設けられている。この目的のための種々の方法及び装置 が当該技術分野において公知である。例えば、米国特許第５，０９１，６４４号 は、坑井断面が２つ以上のセグメント、例えば象限へ分割されている方位角測定 システムを開示している。ツールが回転すると、それは坑井セグ メントを介して通過する。それがセグメント境界を通過する度に、カウンタがイ ンクリメントされ、次ぎのセグメントを指し示す。このことは、例えばガンマ線 又は中性子カウントレート等のデータを測定が行なわれた場合に各検知器が通過 する夫々のセグメントに従って分離させることを可能としている。このように、 各深さレベルにおいて複数個の角度即ち方位角測定を行なうことが可能である。 別々のセグメントの測定値を結合して深さレベルに対する平均測定値を与えるこ とが可能であり、又例えば、ウオッシュアウト等の坑井条件がセグメント測定の うちの１つ又はそれ以上が信頼性のないものであることを表わす場合に、それら を別々に処理することが可能である。 １９９４年１月１４日付でＪ．Ｍ． Ｈｏｌｅｎｋａ ｅｔ ａｌ．によって 出願され本出願人が所有する同時継続中の米国特許出願第０８／１８３，０８９ 号「地層測定用の穿孔中検層方法及び装置。坑井内の角度位置の関数としての特 性（Ｌｏｇｇｉｎｇ Ｗｈｉｌｅ Ｄｒｉｌｌｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ． Ｃ ｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｓ ａ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ Ａｎｇｕ ｌａｒ Ｐｏｓｔｉｏｎ Ｗｉｔｈｉｎ ａ Ｂｏｒｅｈｏｌｅ）」、 においては、坑井内をツールが回転する場合の中性子多孔度、嵩密度及びその他 の測定を行ないそれらをツールの方位角位置と関連付ける改良した方法及び装置 が開示されている。これらの測定は角度方向のセグメントにおいて行なわれ、そ れらのセグメントは、好適には、象限であるが、４以上又は以下の数とすること が可能であり且つ同一の角度距離である必要はない。これらの角度セグメントは 穿孔中の測定ツールのダウンベクトルから測定される。ダウンベクトルは、好適 には、最初に、穿孔中の測定装置の断面を基準として地球の北極に対する１つの ベクトルとこのような面を基準とした重力ダウンベクトルとの間の角度φを決定 することによって派生される。その目的のために、直交配列型磁力計を設けて継 続的に角度φを決定することが可能である。別法として、ドリルストリングへド リルパイプを付加するために穿孔が停止されている場合に穿孔中の測定ツールに よって周期的に調査を行なうことが可能である。前述したＨｏｌｅｎｋａ ｅｔ ａｌ．の開示はスタビライザカラーを有するツール及び有することのないツー ルの両方へ適用可能である。 本発明を例示的な実施例を参照して記載し且つ例示したが、このような実施例 は開示した本発明概念から逸脱することなしに変形及び修正することが可 能であることは当業者によって理解される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)， ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ Ｈ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ， ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，Ｍ Ｗ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ ，ＳＥ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 ステファンソン，ケニス イー. アメリカ合衆国，コネチカット 06470, ニュータウン，ソウ ミル リッジ ロー ド 13 (72)発明者 トルー，ジェローム エイ. アメリカ合衆国，コネチカット 06804, ブルックフィールド，ローレル ヒル ロ ード 84 (72)発明者 ジーグラー，ウオルフギャング ピイ. アメリカ合衆国，コネチカット 06877, リッジフィールド，アイランド ヒル ア ベニュー 13 (72)発明者 チョウダリ，エス．ジーマ アメリカ合衆国，インディアナ 47406, ブルーミントン，エイゲンマン ホール, インディアナ ユニバーシティ，フィジッ クス デパートメント内 (72)発明者 クエット，ベノワ アメリカ合衆国，コネチカット 06801, ベゼル，ケロッグ ストリート 11 (72)発明者 エバンス，マイケル エル. アメリカ合衆国，テキサス 77459，ミズ ーリーシティー，ポイント クリアー 3531 (72)発明者 アルバット，ポール アメリカ合衆国，コネチカット 06877, リッジフィールド，セスロー マウンテン ロード 141 (72)発明者 ロスコー，ブラドレイ エイ. アメリカ合衆国，コネチカット 06877, リッジフィールド，パーレイ ロード 38 (72)発明者 オレンカ，ジャック エム. アメリカ合衆国，テキサス 77459，ミズ ーリーシティー，ラ キンタ 2622 (72)発明者 モリアーティー，キース エイ. アメリカ合衆国，テキサス 77079，ヒュ ーストン，ダーレイ 603 (72)発明者 ソローン，ウイリアム アール. アメリカ合衆国，テキサス 77459，ミズ ーリーシティー，ウエスト クリーク ク ラブ 3931

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ドリルストリングの端部におけるドリルビットによって穿孔中の坑井を取 囲む地層の特性を測定するための穿孔中の測定装置において、 ドリルストリング内の長尺状の環状ドリルカラー、 周囲の地層を高エネルギ中性子で照射するための前記ドリルカラー内の中性子 加速器、 中性子照射から発生する放射を検知し且つその検知した放射に応答する出力を 発生する前記ドリルカラーの長手軸方向において前記加速器から離隔されて前記 ドリルカラー内にある放射検知器、 坑井深さ及び／又は坑井内の方位角方向の関数として前記検知器の出力を記録 する手段、 を有する装置。 ２．請求項１において、前記放射検知器が、 前記ドリルカラーの長手軸方向において前記加速器から第一距離における前記 ドリルカラー内の第一中性子検知器であって主に前記加速器中性子フラックスに 比例する出力を有する第一中性子検知器、 前記ドリルカラーの長手軸方向において前記加速器から第二の更に遠い距離に おいて前記ドリルカラー内における第二中性子検知器であって浅熱水中性子に感 度を有し且つ主に周囲地層の水素濃度に応答し且つ周囲地層の密度には二次的に のみ応答する第二 中性子検知器、 前記ドリルカラーの長手軸方向において前記加速器から更に遠い第三距離にお いて前記ドリルカラー内における第三放射検知器であって前記第二検知器よりも 周囲地層の密度に対してより多く応答し且つ周囲地層の水素濃度に対してより少 なく応答する出力を有する第三放射検知器、 前記第一、第二及び第三検知器の夫々の出力を坑井深さの関数として記録する 手段、 を有する装置。 ３．請求項２において、前記第二中性子検知器が前記ドリルカラーの内壁に密 接して隣接して位置されており且つ坑井から入射する中性子に対して後方遮蔽さ れている装置。 ４．請求項２又は３において、更に、前記第二中性子検知器にすぐ隣接して前 記ドリルカラー内に中性子窓を画定する手段を有する装置。 ５．請求項４において、前記中性子窓画定手段が前記ドリルカラー内に比較的 低い散乱断面物質からなる物体を有する装置。 ６．請求項５において、前記比較的低い散乱断面物質からなる物体がチタンか ら構成されている装置。 ７．請求項６において、前記チタン物体がボロン内に外装されている装置。 ８．請求項５−７において、前記ドリルカラーの外表面が前記第二検知器の領 域において中性子吸収性物質の層によって取囲まれており、且つ前記中性子吸収 性物質からなる層が前記比較的低い散乱断面物質からなる物体の位置において形 成されている開口を有している装置。 ９．請求項８において、前記中性子窓画定手段が、前記第二検知器の領域にお いて前記ドリルカラー内に中性子吸収性物質からなる複数個の離隔された横方向 の層を有する装置。 １０．請求項５−７において、前記中性子窓画定手段が、更に、前記第二検知 器の領域において前記ドリルカラー内に中性子吸収性物質からなる複数個の離隔 された長手方向に延在する層を有する装置。 １１．請求項２−１０のうちのいずれかにおいて、前記第一中性子検知器が、 中性子減速−吸収性物質を有する中性子加速器と面した側を除いて、全ての側部 が遮蔽されている浅熱水中性子検知器を有する装置。 １２．請求項２−１１のうちのいずれかにおいて、前記第一中性子検知器が高 インピーダンス物質を具備する中性子加速器と面する側を除いて、その全ての側 部が遮蔽されているＭｅＶ範囲中性子検知器を有する装置。 １３．請求項２−１２のうちのいずれかにおいて、前記第三検知器がＭｅＶ範 囲中性子検知器である装置。 １４．請求項１２又は１３において、前記ＭｅＶ範囲中性子検知器が⁴Ｈｅ検 知器である装置。 １５．請求項２−１２のうちのいずれかにおいて、前記第三検知器がガンマ線 検知器を有する装置。 １６．請求項２−１５のうちのいずれかにおいて、更に、前記第一検知器と第 三検知器との間の前記ドリルカラーの長手軸方向において中間距離に位置された ガンマ線検知器を有する装置。 １７．請求項１６において、前記ガンマ線検知器が前記第二検知器と前記ドリ ルカラーの長手軸方向において前記加速器から実質的に同一の距離に位置されて いる装置。 １８．請求項１５−１７のうちのいずれかにおいて、更に、周囲の地層の岩層 構造に関する情報を得るために前記ガンマ線検知器の出力を分光分析する手段を 有する装置。 １９．請求項２−１８のうちのいずれかにおいて、穿孔流体チャンネルが前記 ドリルカラー内においてその長手軸の片側へ位置されており、且つ前記加速器及 び前記第一中性子検知器が前記ドリルカラー長手軸の反対側へ偏心されており且 つ互いに実質的に 同軸状に整合されている装置。 ２０．請求項１９において、前記第二中性子検知器が前記ドリルカラーの内壁 に密接して隣接して位置されており且つ前記第三放射検知器が前記加速器及び前 記第一中性子検知器と実質的に同軸状に整合されている装置。 ２１．請求項２−２０のうちのいずれかにおいて、前記第二中性子検知器と前 記加速器との間の長手軸方向の距離が低エネルギ浅熱水中性子減速長（Ｌ_epi） の実質的に２倍である装置。 ２２．請求項２−２１のうちのいずれかにおいて、更に、前記第一検知器と第 三検知器との間において前記ドリルカラーの長手軸方向における中間距離に位置 されている少なくとも１個の熱中性子検知器を有する装置。 ２３．請求項２−２２のうちのいずれかにおいて、更に、向上した角度即ち方 位角分解能を与えるために、前記ドリルカラーにおける実質的に同一の長手軸位 置に位置されており且つ前記ドリルカラーの円周方向に離隔させた複数個の第二 浅熱水中性子検知器を有する装置。 ２４．請求項２−２３のうちのいずれかにおいて、前記第二検知器が前記ドリ ルカラーの壁内に形成した凹所内に位置されており且つ中性子減速−吸収性 物質による坑井中性子に対して後方遮蔽されている装置。 ２５．請求項２−２４のうちのいずれかにおいて、前記第一中性子検知器が高 インピーダンス物質において地層から発生する中性子に対して遮蔽されており、 且つ前記第二及び第三検知器が中性子減速−吸収性物質によって前記ドリルカラ ーに沿って輸送される供給源中性子に対して遮蔽されている装置。 ２６．ドリルストリングの端部におけるドリルビットによって穿設中の穿孔周 りの地層の特性を測定する方法において、 前記ドリルストリング内の中性子加速器からの高エネルギ中性子で前記地層を 照射し、 前記ドリルストリングの長手軸方向において前記加速器から離隔された前記ド リルストリング内の少なくとも１個の放射検知器で前記地層の中性子照射から発 生する放射を検知し、 前記検知した放射に応答して出力を発生し、 坑井深さ及び前記坑井内の方位角方向のうちの少なくとも１つの関数として前 記少なくとも１つの検知器の出力を記録する、 ことを特徴とする方法。 ２７．請求項２６において、更に、 第一中性子検知器が前記加速器中性子フラックス に対して主に比例する出力を有するように前記ドリルストリングの長手軸方向に おいて前記加速器から第一距離にある前記ドリルストリング内の第一中性子検知 器で放射を検知し、 第二中性子検知器が浅熱水中性子に感度を有し且つ主に周囲の地層の水素濃度 に応答し且つ周囲の地層の密度には二次的に応答するに過ぎない出力を有するよ うに前記ドリルストリングの長手軸方向において前記加速器から更に離れた第二 の距離においての前記ドリルストリング内の第二中性子検知器で放射を検知し、 第三検知器が前記第二検知器よりも周囲の地層の密度に対して一層応答し且つ 周囲の地層の水素濃度に対してより少なく応答する出力を有するように前記ドリ ルストリングの長手軸方向において前記加速器から更に離れた第三距離において 前記ドリルストリング内の第三放射検知器で放射を検知し、 前記第一、第二及び第三検知器の出力を結合して前記周囲の地層の多孔度、密 度及び／又は岩層構造の表示を派生する、 方法。 ２８．請求項２７において、前記結合ステップが、前記第二検知器及び第三検 知器の出力を前記第一検知器出力で正規化することによって前記第一検知器 出力を前記第二検知器及び前記第三検知器の出力と結合させる方法。 ２９．請求項２８において、前記結合ステップが、更に、前記第二検知器及び 第三検知器の正規化した出力をクロスプロットさせる方法。 ３０．請求項２８において、前記正規化しクロスプロットした出力が逆正規化 出力である方法。 ３１．請求項２７−３０のうちのいずれかにおいて、前記結合ステップが、第 一の所定の実験的関係に従って、前記正規化した第二検知器出力から水素インデ ックスの値を派生し、且つ第二の所定の実験的関係に従って、前記正規化した第 三検知器出力及び前記水素インデックスの値から前記中性子減速長の値を派生す る方法。 ３２．請求項３１において、前記結合ステップが、更に、前記水素インデック スの値と前記減速長の値とを結合して前記周囲の地層における多孔度、岩層構造 、及び／又はガスの存在に関する情報を得る方法。 ３３．請求項２７−３２のうちのいずれかにおいて、前記第三検知器が中性子 検知器を有しており且つ前記第二検知器と前記加速器との間の長手軸距離が実質 的に低エネルギ中性子減速長（Ｌ_epi）の実質的に２倍であり、前記第一及び第 三検知器出力が結 合されて高エネルギ中性子減速長（Ｌ_h）又は低エネルギ減速長（Ｌ_epi）の測定 値を派生し、前記第一及び第二検知器出力が結合されて水素インデックスの測定 値を派生し、且つＬ_h又はＬ_epi測定値及び水素インデックス測定値をクロスプロ ットさせて周囲の地層の多孔度及び岩層構造のうちの少なくとも１つの情報を得 る方法。 ３４．請求項２７−３３のうちのいずれかにおいて、前記第三検知器が中性子 検知器を有しており且つ前記第二検知器と前記加速器との間の長手方向距離が低 エネルギ中性子減速長（Ｌ_epi）の実質的に２倍であり、前記第二及び第三検知 器の出力が前記第一検知器の出力によって正規化され、且つ前記第二及び第三検 知器の正規化した出力がクロスプロットされて周囲の地層における多孔度、岩層 構造及びガスの存在のうちの少なくとも１つの情報を与える方法。 ３５．請求項２７−３４のうちのいずれかにおいて、前記結合ステップが、前 記第二及び第三検知器の正規化した出力を結合して周囲の地層に対して水素イン デックス及び高エネルギ中性子減速長（Ｌ_h）又は低エネルギ中性子減速長（Ｌ_{e pi} ）の値を派生し、且つＬ_h又はＬ_epiの測定値における変化を既知の嵩密度、水 素インデックス及び岩層組成の較正地層に 対する嵩密度における変化と関連付ける所定の関係にしたがって、水素インデッ クス及びＬ_h又はＬ_epiの値を結合して周囲の地層の嵩密度の情報を得る方法。 ３６．請求項２７−３５のうちのいずれかにおいて、前記結合ステップが、周 囲の地層の水素インデックス及び中性子減速長を決定し、前記減速長と実質的に 同一の水素インデックスで且つ既知の嵩密度の較正地層の中性子減速長との差を 決定し、且つ前記中性子減速長差を前記較正地層に対する密度−減速長感度比と 結合して前記周囲の地層の嵩密度の測定値を得る方法。