MX2011005196A - Dispositivo de porosidad de neutrones con alta sensibilidad a la porosidad. - Google Patents

Abstract

Se proporciona sistemas, métodos y dispositivos para determinar porosidad con alta sensibilidad. En un ejemplo, una herramienta del fondo de la perforación con alta sensibilidad a la porosidad puede incluir una fuente de neutrones, un detector de neutrones cercano y un detector de neutrones lejano. La fuente de neutrones puede emitir neutrones hacia el yacimiento subterráneo, los cuales pueden acumularse y detectarse por los detectores cercano y lejano. El detector de neutrones cercano puede disponerse lo suficientemente cerca de la fuente de neutrones para detectar un máximo número de neutrones cuando la porosidad del yacimiento subterráneo es mayor que 0 p.u.

Description

DISPOSITIVO DE POROSIDAD DE NEUTRONES CON ALTA SENSIBILIDAD A LA POROSIDAD SOLICITUDES RELACIONADAS Esta solicitud reclama el beneficio de la Solicitud Provisional Estadounidense No. 61/115670, presentada el 18 de noviembre de 2008.

ANTECEDENTES La presente descripción se refiere generalmente a herramientas del fondo de la perforación para diagraf a de pozo de neutrones y, más particularmente, a configuraciones de detector de neutrones para tales herramientas del fondo de la perforación.

Esta sección se pretende para introducir al lector a varios aspectos de la técnica que pueden relacionarse con varios aspectos de la presente descripción, los cuales se describen y/o se reclaman a continuación. Esta discusión se cree que es útil para proporcionar al lector con información antecedente para facilitar un mejor entendimiento de los diversos aspectos de la presente invención. Por consiguiente, debe entenderse que estas declaraciones se leerán en esta perspectiva, y no como admisiones de la técnica anterior.

Herramientas del fondo de la perforación para diagrafia de pozo de neutrones se han utilizado en configuraciones de pozo petrolífero por muchos años para medir la porosidad del yacimiento y como indicadores de gas y litología. Estas herramientas del fondo de la perforación han incluido históricamente una fuente de neutrones radioisotópica, tal como AmBe, que emite neutrones en el yacimiento circundante. Los neutrones pueden interactuar con el yacimiento antes de detectarse de manera subsiguiente en las tasas de conteo de neutrones por uno o más detectores de neutrones. Entre otras cosas, las tasas de conteo de neutrones pueden ser sensibles al hidrógeno en los espacios porosos del yacimiento. Como tales, las tasas de conteo de neutrones pueden emplearse para determinar una porosidad del yacimiento .

Desafortunadamente, además del hidrógeno en los espacios porosos del yacimiento, las tasas de conteo del detector también son sensibles a otras propiedades del sondeo y el yacimiento, colectivamente denominadas como efectos ambientales, tales como tamaño de sondeo y salinidad del fluido. La magnitud de estos efectos depende del espacio del detector como también la sensibilidad a la porosidad. Hablando relativamente, lo anterior es más significativo en comparación con este último en espacios más cortos. Diseños tradiciones emplean este hecho al determinar la porosidad a partir de la relación de las tasas de conteo de detector cercano y lejano. Al derivar la porosidad a partir de tal relación, un número de efectos indeseables tales como los primeros se reducen sustancialmente, aunque con pérdida de cierta sensibilidad a la porosidad.

Además, en algunos casos, una fuente de neutrones radioisotópica puede ser indeseable por una variedad de razones. Por ejemplo, el uso de una fuente radioisotópica puede implicar negociar normativas agobiantes, las fuentes pueden tener una vida útil limitada (por ejemplo, de 1 a 15 años) , y la resistencia de las fuentes puede necesitar monitoreo. Además, las fuentes radioisotópicas se vuelven cada vez más costosas y más difíciles de obtener. Cuando fuentes de neutrones alternativas, tales como generadores de neutrones electrónicos, se utilizan en lugar de una fuente de neutrones radioisotópica, la respuesta de los detectores de neutrones puede no permitir una determinación de porosidad de neutrones tradicional. Esto puede presentarse debido a que la mayor energía de neutrones de una fuente de neutrones electrónica puede producir una pérdida dramática en la sensibilidad a la porosidad, y por lo tanto en la calidad de medición, en altas porosidades.

COMPENDIO Un compendio de ciertas modalidades descritas en la presente se establece a continuación. Debe entenderse que estos aspectos se presentan solamente para proporcionar al lector con un breve compendio de estas ciertas modalidades y que estos aspectos no se pretenden para limitar el alcance de esta descripción. De hecho, esta descripción puede abarcar una variedad de aspectos que pueden no establecerse a continuación.

Modalidades de la presente descripción se refieren a sistemas, métodos y dispositivos para determinar porosidad con alta sensibilidad. En un ejemplo, una herramienta del fondo de la perforación con alta sensibilidad a la porosidad puede incluir una fuente de neutrones, un detector de neutrones cercano y un detector de neutrones lejano. La fuente de neutrones puede emitir neutrones hacia el yacimiento subterráneo que pueden acumularse y detectarse por los detectores cercano y lejano. El detector de neutrones cercano puede disponerse lo suficientemente cerca de la fuente de neutrones para detectar un número máximo de neutrones cuando la porosidad del yacimiento subterráneo es mayor que 0 p.u.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Varios aspectos de esta descripción pueden entenderse mejor con la lectura de la siguiente descripción detallada y con referencia a los dibujos en los cuales: La FIGURA 1 es un diagrama esquemático de un sistema de diagrafía de pozo de neutrones, de acuerdo con una modalidad; la FIGURA 2 es un diagrama esquemático de una operación de diagrafía de pozo de neutrones que implica el sistema de diagrafía de pozo de neutrones de la FIGURA 1, de acuerdo con una modalidad; la FIGURA 3 es un diagrama de flujo que describe una modalidad de un método para llevar a cabo la operación de diagrafía de pozo de neutrones de la FIGURA 2; la FIGURA 4 es un esquema que modela una respuesta de tasa de conteo de una herramienta del fondo de la perforación que tiene una fuente de neutrones de AmBe; la FIGURA 5 es un esquema que modela una respuesta de tasa de conteo para una herramienta del fondo de la perforación que tiene un generador de neutrones de 14 MeV, de acuerdo con una modalidad; la FIGURA 6 es un esquema que modela una respuesta de relación de una herramienta del fondo de la perforación que tiene una fuente de neutrones de AmBe; la FIGURA 7 es un esquema que modela una respuesta de relación de una herramienta del fondo de la perforación que tiene un generador de neutrones de 14 MeV, de acuerdo con una modalidad; la FIGURA 8 es un esquema que modela una sensibilidad a la porosidad de relación de una herramienta del fondo de la perforación que tiene una fuente de neutrones de AmBe; la FIGURA 9 es un esquema que modela una sensibilidad a la porosidad de relación para una herramienta del fondo de la perforación que tiene un generador de neutrones de 14 MeV, de acuerdo con una modalidad; la FIGURA 10 es una serie de esquemas que modelan el efecto del tamaño del sondeo en cambios relativos en la relación para una herramienta del fondo de la perforación que tiene una fuente de neutrones de AmBe; la FIGURA 11 es una serie de esquemas que modelan los efectos del tamaño del sondeo en cambios relativos en la relación para una herramienta del fondo de la perforación que tiene un generador de neutrones de 14 MeV, de acuerdo con una modalidad; la FIGURA 12 es una serie de esquemas que modelan un efecto del tamaño del sondeo y la porosidad para una herramienta del fondo de la perforación que tiene una fuente de neutrones de AmBe; la FIGURA 13 es una serie de esquemas que modelan los efectos del tamaño del sondeo en la porosidad para una herramienta del fondo de la perforación que tiene un generador de neutrones de 14 MeV, de acuerdo con una modalidad; la FIGURA 14 es una serie de esquemas que modelan un efecto de salinidad en cambios relativos en la relación para una herramienta del fondo de la perforación que tiene una fuente de neutrones de AmBe; la FIGURA 15 es una serie de esquemas que modelan el efecto de salinidad sobre los cambios relativos en la relación para una herramienta del fondo de la perforación que tiene un generador de neutrones de 14 MeV, de acuerdo con una modalidad; la FIGURA 16 es una serie de esquemas que modelan un efecto de salinidad en la porosidad para una herramienta del fondo de la perforación que tiene una fuente de neutrones de AmBe; y la FIGURA 17 es una serie de esquemas que modelan el efecto de salinidad sobre la porosidad para una herramienta del fondo de la perforación que tiene un generador de neutrones de 14 MeV, de acuerdo con una modalidad.

DESCRIPCIÓN DETALLADA Una o más modalidades específicas se describirán a continuación. En un esfuerzo por proporcionar una descripción concisa de estas modalidades, no todas las características de una implementación real se describen en la especificación. Debe apreciarse que en el desarrollo de cualquiera de las implementaciones reales, como en cualquier proyecto de ingeniería o diseño, numerosas decisiones específicas de la implementación deben realizarse para lograr las metas específicas de los desarrolladores , tales como el cumplimiento con las restricciones relacionadas con el sistema y relacionadas con el negocio, que pueden variar de una implementación a otra. Además, debe apreciarse que tal esfuerzo de desarrollo puede ser complejo y exigir mucho tiempo, pero no obstante puede ser un proyecto de diseño rutinario, fabricación, y preparación para aquellos de experiencia ordinaria en la técnica que tienen el beneficio de esta descripción.

Las presentes modalidades se relacionan con herramientas de diagrafía de pozo de neutrones del fondo de la perforación. Cuando tal herramienta del fondo de la perforación se coloca en un yacimiento subterráneo, y una fuente de neutrones de la herramienta del fondo de la perforación emite neutrones hacia el yacimiento, las interacciones de los neutrones con el yacimiento subterráneo y el sondeo pueden variar dependiendo de ciertas propiedades del yacimiento subterráneo y el sondeo. Por ejemplo, cuando un yacimiento subterráneo incluye más hidrógeno o más porosidad, y la porosidad del yacimiento se llena con agua o hidrocarburos, los neutrones pueden perder más energía antes de alcanzar un detector de neutrones determinado de la herramienta del fondo de la perforación. En algunos casos, los neutrones pueden no alcanzar el detector de neutrones debido a estas interacciones. Cuando la herramienta del fondo de la perforación incluye por lo menos dos detectores de neutrones en diferentes espacios de la fuente de neutrones (generalmente denominada como detector de neutrones "cercano" y detector de neutrones "lejano"), la cantidad de neutrones que puede alcanzar el detector de neutrones lejano puede disminuir con respecto a la cantidad que alcanza el detector de neutrones cercano cuando la porosidad y/o la tasa de hidrógeno del yacimiento subterráneo es relativamente más alta.

La presente invención describe una configuración para separar un detector de neutrones cercano y detector de neutrones lejano en una herramienta de diagrafía de pozo de neutrones del fondo de la perforación. En ciertas modalidades, la herramienta del fondo de la perforación puede emplear un generador de neutrones de 14 MeV o fuente de neutrones similar. En particular, la fuente de neutrones de 14 MeV produce neutrones de mayor energía que una fuente de neutrones de AmBe tradicional. Aunque no intuitiva e inesperada, la presente descripción proporciona datos modelados que ilustran que un detector de neutrones cercano localizado muy cerca de una fuente de neutrones (por ejemplo, 25.4 cm (10 pulgadas) o menos desde la fuente de neutrones hasta la cara frontal de la región activa del detector de neutrones) puede proporcionar medidas de alta sensibilidad a la porosidad de un yacimiento subterráneo, a pesar de lo que probablemente puede esperarse que mueva el detector de neutrones más alejado, no el más cercano, cuando la energía de los neutrones emitida desde la fuente de neutrones se incrementa. Esto puede presentarse debido a que, cuando el detector de neutrones cercano tiene un espacio muy estrecho en la fuente, muchos neutrones que alcanzan el detector pueden tener energías por encima de aquellas en que se configura el detector de neutrones para detectar de manera eficiente y por lo tanto puede pasar a través del detector no detectado. En bajas porosidades, la distancia promedio recorrida por un neutrón hasta que alcanza las energías epitérmicas o térmicas, y de este modo se vuelve eficientemente detectable por tal detector de neutrones, por ejemplo, He3 , es mucho mayor. Esto significa que la nube de neutrones de baja energía detectables es mayor bajo tales condiciones. En tal separación estrecha, el detector de neutrones cercano por lo tanto observará un incremento en el flujo de neutrones de baja energía conforme la porosidad incrementa y la nube de neutrones disminuye en tamaño, achicándose hacia el detector. En mayores porosidades, el grado de la nube de neutrones puede disminuir eventualmente hasta el punto donde es más pequeño que la separación del detector cercano. Además, los incrementos en porosidad pueden resultar en que la nube de neutrones detectable se achique hacia dentro, lejos del detector en cuyo punto el flujo de neutrones detectado disminuirá con incrementos adicionales de porosidad, como en el caso tradicional. Como se describe en lo siguiente, una herramienta del fondo de la perforación que aprovecha este efecto puede proporcionar una sensibilidad a la porosidad relativamente elevada.

Con lo anterior en mente, la FIGURA 1 ilustra un sistema 10 de diagrafía de pozo de neutrones para determinar una porosidad de un yacimiento subterráneo con alta sensibilidad. El sistema 10 de diagrafía de pozo de neutrones puede incluir una herramienta 12 del fondo de la perforación y un sistema 14 de procesamiento de datos. Aunque la herramienta 12 del fondo de la perforación y el sistema 14 de procesamiento de datos se ilustran como separados uno del otro, el sistema 14 de procesamiento de datos puede incorporarse en la herramienta 12 del fondo de la perforación en ciertas modalidades. La herramienta del fondo de la perforación puede ser una herramienta de cable sólido o cable de acero para realizar diagrafía de un pozo existente, o puede instalarse en un ensamble de sondeo (BHA) para diagrafía mientras se perfora (LWD) .

La herramienta 12 del fondo de la perforación puede revestirse dentro de un alojamiento 16 que aloja, entre otras cosas, una fuente 18 de neutrones. La fuente 18 de neutrones puede incluir una fuente de neutrones capaz de emitir neutrones de energía relativamente elevada, tales como neutrones de 14 MeV. A manera de ejemplo, la fuente 18 de neutrones puede ser una fuente de neutrones electrónica, tal como una Minitron™ de Schlumberger Technology Corporation, que puede producir pulsos de neutrones a través de reacciones d-T. Adicional o alternativamente, la fuente 18 de neutrones puede ser una fuente radioisotopica que emite neutrones de mayor energía que AmBe. En una modalidad, la fuente 18 de neutrones puede ser una fuente de neutrones electrónica, tal como Minitron™, que no incluye una fuente de neutrones radioisotopica separada, tal como AmBe.

Un blindaje 20 contra neutrones puede o no separar la fuente 18 de neutrones de un detector 22 de neutrones "cercano", el cual se ubica más cerca de la fuente 18 de neutrones que un detector 24 de neutrones "lejano" similar. En algunas modalidades, los blindajes contra neutrones similares también pueden colocarse entre los detectores 22 y 24 de neutrones y el lado orientado al sondeo de la herramienta 12 del fondo de la perforación. Esto puede reducir el número de neutrones que pueden alcanzar los detectores 22 y 24 de neutrones mediante el sondeo, contra aquellos que alcanzan el detector mediante el yacimiento, incrementando de este modo la sensibilidad de la herramienta 12 del fondo de la perforación a las propiedades del yacimiento contra aquellas del sondeo. En ciertas modalidades, el detector 22 de neutrones cercano y el detector 24 de neutrones lejano pueden ser cualquiera de los detectores de neutrones capaces de detectar neutrones térmicos, pero que pueden ser relativamente insensibles a neutrones de alta energía, tales como aquellos emitidos por la fuente 18 de neutrones. En general, los detectores 22 y 24 de neutrones pueden configurarse de manera sustancial para no detectar neutrones que tienen una energía, por ejemplo, de 1 keV o más. En algunas modalidades, los detectores 22 y 24 de neutrones pueden ser detectores de neutrones 3He. En otras ciertas modalidades, el detector 22 de neutrones cercano y el detector 24 de neutrones lejano pueden ser capaces de detectar neutrones epitérmicos, aunque de manera similar pueden ser relativamente insensibles a neutrones de alta energía emitidos por la fuente 18 de neutrones. Debido a que el detector 22 de neutrones cercano puede ser relativamente insensible a neutrones de alta energía de la fuente 18 de neutrones, en algunas modalidades, el detector 22 de neutrones cercano puede no blindarse contra la fuente 18 de neutrones. Si ningún blindaje 20 contra neutrones separa el detector 22 de neutrones cercano de la fuente 18 de neutrones, la mayoría de los neutrones emitidos directamente de la fuente 18 de neutrones puede pasar sin detectarse a través del detector 22 de neutrones cercano y de manera sustancial, sólo los neutrones que se pueden detectar en el detector 22 de neutrones cercano pueden ser aquellos que se han acumulado por el yacimiento circundante y/o el sondeo.

El detector 22 de neutrones cercano puede tener una "separación cercana" medida desde la fuente 18 de neutrones hasta la cara de la región activa del detector 22 de neutrones más cercano de la fuente 18 de neutrones, y el detector 24 de neutrones lejano puede tener una "separación lejana" medida desde la fuente 18 de neutrones hasta la cara de la región activa del detector 24 de neutrones lejano más cercano a la fuente 18 de neutrones. En general, la separación lejana puede ser la misma que la empleada en herramientas del fondo de la perforación tradicional configurada para diagrafía de pozo de neutrones. Sin embargo, el detector 22 de neutrones cercano puede tener una separación cercana mucho más cercana a la fuente 18 de neutrones que las configuraciones tradicionales . La separación cercana puede seleccionarse de manera que, a bajas porosidades, muchos de los neutrones que alcanzan el detector 22 de neutrones cercano, ya sea directamente de la fuente de neutrones o después de interactuar con el yacimiento subterráneo, el sondeo y/o dentro del dispositivo mismo tiene energías demasiado elevadas para detectar. En porosidades relativamente más altas, debido a la acumulación adicional de los núcleos de hidrógeno, el número de neutrones detectables de menor energía puede incrementar, ya que la distancia que los neutrones recorren antes de reducir su velocidad a estas energías disminuye. En porosidades más altas fijas, la acumulación adicional de hidrógeno puede reducir eventualmente el número de neutrones de cualquier energía que alcanza el detector pero no antes de resultar en una respuesta de porosidad que relativamente es igual o uniforme incrementando sobre la parte del margen de porosidad. Para una modalidad determinada de la herramienta 12 del fondo de la perforación, la separación óptima exacta dependerá de los detalles específicos del diseño de la herramienta 12 del fondo de la perforación, incluyendo el tamaño y la eficiencia contra la energía del detector 22 de neutrones, y donde, qué tipo y qué tanto blindaje contra neutrones se utilice. El detector 22 de neutrones cercano puede separarse de manera que su respuesta de porosidad pueda ser relativamente uniforme y/o incremente conforme incremente la porosidad.

Tal separación cercana puede ser menor que 30.48 cm (un pie) desde la fuente 18 de neutrones. Se cree que una separación menor a aproximadamente 22.86 cm (9 pulgadas) entre la fuente 18 de neutrones y la cara frontal del detector 22 de neutrones cercano puede ser óptima para una fuente de neutrones de 14 MeV. Aunque la sensibilidad a la porosidad puede continuar mejorando conforme disminuye la separación, otras consideraciones de diseño de herramienta, por ejemplo, restricciones de espacio físico y/o sensibilidad a la separación pueden establecer una separación mínima práctica.

Cuando la herramienta del fondo de la perforación se utiliza en un yacimiento subterráneo, como se describe generalmente a continuación con referencia a la FIGURA 2, el detector 22 de neutrones cercano puede detectar un número diferente de neutrones en el detector 24 de neutrones lejano dependiendo de las diversas propiedades del yacimiento circundante y debido a las diferencias, por ejemplo, tamaño, en los detectores 22 de neutrones. Las respuestas que resultan de medir los conteos de neutrones en el detector 22 de neutrones cercano y el detector 24 de neutrones lejano pueden transferirse como datos 26 al sistema 14 de procesamiento de datos. El sistema 14 de procesamiento de datos puede incluir una computadora de propósito general, tal como una computadora personal, configurada para ejecutar una variedad de software que implementa todo o parte de las presentes técnicas. Alternativamente, el sistema 14 de procesamiento de datos puede incluir, entre otras cosas, una computadora principal, un sistema de cómputo distribuido, o una computadora de aplicación específica o estación de trabajo configurada para implementar todo o parte de la técnica presente basándose en el software especializado y/o hardware proporcionado como parte del sistema. Además, el sistema 14 de procesamiento de datos puede incluir un procesador sencillo o una pluralidad de procesadores para facilitar la implementación de la funcionalidad actualmente descrita. Por ejemplo, el procesamiento puede tener lugar por lo menos en parte por un procesador integrado en la herramienta 12 del fondo de la perforación.

En general, el sistema 14 de procesamiento de datos puede incluir circuitería 28 de adquisición de datos y circuitería 30 de procesamiento de datos. La circuitería 30 de procesamiento de datos puede ser un microcontrolador o microprocesador, tal como una unidad de procesamiento central (CPU) , la cual puede ejecutar varias rutinas y funciones de procesamiento. Por ejemplo, una circuitería 28 de procesamiento de datos puede ejecutar varias instrucciones del sistema operativo así como rutinas de software configuradas para efectuar ciertos procesos. Estas instrucciones y/o rutinas pueden almacenarse o proporcionarse por un fabricante, el cual puede incluir un medio legible por computadora, tal como un dispositivo de memoria (por ejemplo, una memoria de acceso aleatorio (RAM) de una computadora personal) o uno o más dispositivos de almacenamiento masivo (por ejemplo, una unidad de disco interna o externa, un dispositivo de almacenamiento de estado sólido, CD-ROM, DVD, u otro dispositivo de almacenamiento). Además, la circuitería 30 de procesamiento de datos puede procesar datos proporcionados como entradas para varias rutinas o programas de software, incluyendo los datos 26.

Tales datos asociados con las presentes técnicas pueden almacenarse en o proporcionarse por una memoria o dispositivo de almacenamiento masivo del sistema 14 de procesamiento de datos. Alternativamente, tales datos pueden proporcionarse a la circuitería 30 de procesamiento de datos del sistema 14 de procesamiento de datos mediante uno o más dispositivos de entrada. En una modalidad, la circuitería 28 de adquisición de datos puede representar un dispositivo de entrada; sin embargo, los dispositivos de entrada también pueden incluir dispositivos de entrada manual, tal como un teclado, un ratón, o similar. Además, los dispositivos de entrada pueden incluir un dispositivo de red, tal como una tarjeta de Ethernet alámbrica o inalámbrica, un adaptador de red inalámbrico, o cualquiera de los diversos puertos o dispositivos configurados para facilitar comunicación con otros dispositivos mediante cualquier red de comunicación adecuada, tal como una red de área local o la Internet. A través del dispositivo de red, el sistema 14 de procesamiento de datos puede intercambiar datos y comunicarse con otros sistemas electrónicos conectados a red, si se encuentran cerca o lejos del sistema. La red puede incluir varios componentes que facilitan comunicación, incluyendo, conmutadores, enrutadores, servidores, u otras computadoras, adaptadores de red, cables de comunicación, etc.

La herramienta 12 del fondo de la perforación puede transmitir los datos 26 a la circuitería 28 de adquisición de datos del sistema 14 de procesamiento de datos mediante por ejemplo, conexiones internas con la herramienta, un enlace descendente de comunicación de sistema de telemetría o un cable de comunicación. Después de recibir los datos 26 , la circuitería 28 de adquisición de datos puede transmitir los datos 26 a la circuitería 30 de procesamiento de datos. De acuerdo con una o más rutinas almacenadas, la circuitería 30 de procesamiento de datos puede procesar los datos 26 para asegurar una o más propiedades del yacimiento subterráneo que rodean la herramienta 12 del fondo de la perforación tal como porosidad. Tal porosidad puede implicar, por ejemplo, determinar una porosidad aparente desde la relación de conteos en un detector cercano hasta aquellos en un detector lejano. La circuitería 30 de procesamiento de datos puede producir después de esto un informe 32 que indica una o más propiedades aseguradas del yacimiento. El informe 32 puede almacenarse en la memoria o puede proporcionarse a un operador mediante uno o más dispositivos de salida, tal como una pantalla electrónica y/o una impresora.

La FIGURA 2 representa una operación 34 de diagrafía de pozo que utiliza la herramienta 12 del fondo de la perforación para asegurar una propiedad de un yacimiento 36 subterráneo, tal como porosidad. Como se ilustra en la FIGURA 2, la herramienta 12 del fondo de la perforación puede bajarse en un sondeo 38 en el yacimiento 36 subterráneo, el cual puede o no revestirse en una tubería 40 de revestimiento. El sondeo 38 puede tener un diámetro D, el cual puede impactar los conteos de neutrones detectados por la herramienta 12 del fondo de la perforación, como se discute a continuación. Después de la colocación en el yacimiento 36 subterráneo, un emisor 42 de neutrones desde la fuente 18 de neutrones puede tener varias interacciones 44 con los elementos del yacimiento 36 subterráneo y/o el sondeo 38. A manera de ejemplo, cuando la fuente de neutrones incluye un generador de neutrones electrónico, la emisión 42 de neutrones puede ser una ráfaga de neutrones que contiene neutrones de 14 MeV.

Las interacciones 44 de la emisión 42 de neutrones con los elementos del yacimiento 36 subterráneo y/o el sondeo 38 pueden incluir, por ejemplo, acumulación inelástica, acumulación elástica y captura , de neutrones. Las interacciones 44 pueden resultar en neutrones 46 de la emisión 42 de neutrones que viajan a través del yacimiento 36 subterráneo o el sondeo 38 y alcanzan los detectores 22 y/o 24 de neutrones a energías más bajas que cuando se emitieron primero. Dependiendo de la composición del yacimiento 36 subterráneo y el sondeo 38, las interacciones 44 pueden variar. Por ejemplo, átomos de hidrógeno pueden provocar acumulación elástica. De manera similar, los átomos de cloro encontrados en la sal en el yacimiento 36 subterráneo o el fluido del sondeo pueden provocar eventos 48 de captura de neutrones para algunos de los neutrones 46 después de que los neutrones 46 se han reducido en energía por debajo de aproximadamente 0.1 eV. Los números y energías de los neutrones 46 que alcanzan los detectores 22 y 24 de neutrones en diferentes distancias desde la fuente 18 de neutrones de este modo pueden variar basándose por lo menos en parte en las propiedades del yacimiento 34 subterráneo. De acuerdo con una relación de conteo de los neutrones 46 desde el detector 22 de neutrones cercano y el detector 24 de neutrones lejano, el sistema 14 de procesamiento de datos puede asegurar la porosidad del yacimiento 36 subterráneo utilizando cualquier técnica adecuada.

La FIGURA 3 es un diagrama 50 de flujo que representa una modalidad de un método para realizar la operación 34 de diagrafía de pozo de neutrones de la FIGURA 2. En una primera etapa 52, la herramienta 12 del fondo de la perforación puede desplegarse en el yacimiento 36 subterráneo en un cable de acero, cable sólido o mientras el sondeo 38 se perfora por un ensamble de sondeo (BHA) . En la etapa 54, la fuente 18 de neutrones puede emitir neutrones (ilustrados como la emisión 42 de neutrones en la FIGURA 2) hacia el yacimiento 36 subterráneo. La emisión de neutrones puede ser en ráfagas de neutrones o como una corriente continua de neutrones . Basándose en las interacciones 44 de los neutrones 42 emitidos con elementos del yacimiento 36 subterráneo, varios números de neutrones pueden alcanzar el detector 22 de neutrones cercano y el detector 24 de neutrones lejano. Como tal, en la etapa 56, el detector 22 de neutrones cercano y el detector 24 de neutrones lejano pueden detectar respectivamente la cantidad diferente de neutrones que alcanzan estos detectores. En la etapa 58, basándose en los conteos de neutrones obtenidos por el detector 22 de neutrones cercano y el detector 24 de neutrones lejano, el sistema 14 de procesamiento de datos puede determinar una medida de la porosidad del yacimiento 36 utilizando cualquier técnica adecuada.

Las FIGURAS 4-18 representan esquemas que comparan los resultados obtenidos utilizando una herramienta del fondo de la perforación de diagrafía de pozo de neutrones de AmBe tradicional y que utiliza la herramienta 12 del fondo de la perforación de la FIGURA 1 con varias separaciones cercana y lejana. Estos esquemas se pretenden para ilustrar que la herramienta 12 del fondo de la perforación descrita, que tiene blindajes contra neutrones colocados entre los detectores 22 y 24 de neutrones en el lado que se orienta al sondeo de la herramienta 12 del fondo de la perforación y que tiene detectores 22 y 24 de neutrones cercano y lejano adecuadamente separados puede permitir medidas de porosidad de un yacimiento 36 subterráneo en una forma muy similar a la herramienta del fondo de la perforación de diagrafía de pozo de neutrones de AmBe tradicional. En muchos casos, la herramienta del fondo de la perforación puede proporcionar una mayor sensibilidad a la porosidad. Los esquemas ilustrados en las FIGURAS 4-18 se han modelado utilizando el código de transporte de Partícula N de Monte Cario (MCNP) , un código de modelaje de Monte Cario nuclear líder. Debe apreciarse que, entre otras cosas, el tamaño del detector, la resistencia de la fuente de neutrones y el blindaje son diferentes en la herramienta del fondo de la perforación de fuente de neutrones de AmBe modelada a partir de la herramienta 12 del fondo de la perforación modelada. Como tal, aunque estas variables pueden influenciar las tasas de conteo absolutas en modalidades de la herramienta 12 del fondo de la perforación, y la forma relativa de las respuestas puede permitir las capacidades de la herramienta 12 del fondo de la perforación descrita en la presente.

Las FIGURAS 4 y 5 son esquemas que modelan respectivamente las respuestas de la tasa de conteo de una herramienta del fondo de la perforación de diagrafía de pozo de neutrones de AmBe y las respuestas de la tasa de conteo de la herramienta 12 del fondo de la perforación. Regresando a la FIGURA 4, un esquema 60 modela la respuesta de la tasa de conteo de los detectores de neutrones de una herramienta del fondo de la perforación de diagrafía de pozo de neutrones de AmBe tradicional en una configuración tradicional . En el esquema 60 , una ordenada 62 que representa la tasa de conteo en unidades de conteos por segundo (cps) y una abscisa 64 representa la porosidad en unidades de unidades de porosidad (p.u.). Las curvas 66 y 68 representan de manera respectiva las tasas de conteo obtenidas por los detectores de neutrones cercano y lejano en una herramienta de neutrones típica de AmBe. Debe apreciarse que estas tasas de conteo son altamente dependientes de la resistencia de la fuente de neutrones de AmBe y el tamaño y eficiencia de los detectores de neutrones. Como se observa a continuación, aunque las tasas de conteo absolutas pueden variar, la forma relativa de las respuestas puede determinar las capacidades de la herramienta. En general, en tal herramienta de neutrones de AmBe, el detector de neutrones cercano puede ubicarse aproximadamente a 30 . 48 cm ( 1 pie) desde la fuente de neutrones de AmBe, mientras el detector de neutrones lejano puede ubicarse aproximadamente a 60 . 96 cm ( 2 pies) de la fuente de neutrones de AmBe. Como se ilustra en el esquema 60 , el detector de neutrones cercano detecta significativamente más neutrones que el detector lejano conforme la porosidad del yacimiento 36 subterráneo incrementa. Esta relación proporciona una base para determinar la porosidad del yacimiento 36 subterráneo.

La FIGURA 5 ilustra de manera similar un esquema 70 que modela las tasas de conteo ejemplares para los detectores 22 y/o 24 de neutrones en la herramienta 12 del fondo de la perforación en varias separaciones cercana y/o lejana desde la fuente 18 de neutrones. En el esquema 70 , una ordenada 72 representa una tasa de conteo de neutrones en unidades de conteos por segundo (cps) , y una abscisa 74 representa la porosidad en unidades de unidades de porosidad (p.u.). Como se muestra en el esquema 70 , las curvas 76 -90 representan de manera respectiva respuestas de tasas de conteo ejemplares para los detectores 22 y/o 24 de neutrones aproximadamente a 17 . 78 cm, 22 . 86 cm, 27 . 94 cm, 33 . 02 cm, 38 . 1 cm, 48 . 2 cm, 58 . 42 cm y 68 . 58 cm ( 7 pulgadas, 9 pulgadas, 11 pulgadas, 13 pulgadas, 15 pulgadas, 19 pulgadas, 23 pulgadas y 27 pulgadas) desde la fuente 18 de neutrones. Sólo las curvas 82 -90 que representan los detectores de neutrones separados a 33 . 02 cm ( 13 pulgadas) o más desde la fuente 18 de neutrones, parece que responden en una forma típica, como se representa por las curvas 66 y 68 de la FIGURA 4 . De hecho, las curvas 76 -80 de la FIGURA 5 responden en una forma diferente a la de las curvas 66 ó 68 de la FIGURA 4 , con la tasa de conteo inicialmente incrementando conforme incrementa la porosidad más allá de 0 p.u., antes de caer conforme incrementa la porosidad adicionalmente . La tasa de conteo cambia relativamente poco, quedando aproximadamente igual, conforme incrementa la porosidad de 0 p.u. a 100 p.u. De hecho, las tasas de conreo máximas ilustradas en las curvas 76 y 78 pueden diferir de sus mínimos respectivos por menos de aproximadamente 50%.

Se cree que los resultados inusuales de las curvas 76-80 y en particular la comparación en las separaciones del detector de fuente similares de la curva 80 para la herramienta 12 a la curva 66 para una herramienta de AmBe tradicional, pueden relacionarse con la distancia promedio más larga recorrida por los neutrones 42, 46 de 14 MeV desde la fuente 18 hasta que alcanzan energías lo suficientemente bajas para detectarse por los detectores 22 y/o 24 de neutrones. Cuando el detector 22 de neutrones cercano se ubica aproximadamente a 25.4 cm (10 pulgadas) o menos desde la fuente 18 de neutrones, y cuando el yacimiento 36 subterráneo tiene una porosidad relativamente más baja, los neutrones 42, 46 emitidos desde la fuente 18 de neutrones recorrerá una distancia la cual es comparable o más grande que la separación entre la fuente 18 de neutrones y el detector 22 de neutrones antes de alcanzar una energía que es lo suficientemente baja para detectarse. Conforme la porosidad incrementa y la distancia promedio recorrida por los neutrones 42, 46 para alcanzar las energías detectables disminuye, el flujo de neutrones detectable en el detector 22 de neutrones cercano incrementará al principio y después disminuirá conforme incrementa la porosidad adicionalmente . De este modo, a partir de examinar el examen 70 , puede parecer que las respuestas por un detector 22 de neutrones cercano ubicado a 17 . 78 cm, 22 . 86 cm, ó 27 . 94 cm ( 7 pulgadas, 9 pulgadas u 11 pulgadas) del detector 18 de neutrones puede no proporcionar un valor útil para determinar la porosidad del yacimiento 36 subterráneo, en particular en vista del hecho de que una sola tasa de conteo puede responder a dos valores de porosidad diferentes. Sin embargo, como se describe en lo siguiente, cuando el detector 22 de neutrones cercano se ubica en tales distancias cercanas, la herramienta 12 del fondo de la perforación de hecho puede lograr una sensibilidad a la porosidad muy elevada.

Las FIGURAS 6 y 7 son esquemas que modelan las relaciones de respuestas entre un detector de neutrones cercano y un detector de neutrones lejano de una herramienta del fondo de la perforación de AmBe y un detector 22 de neutrones cercano y un detector 24 de neutrones lejano de la herramienta 12 del fondo de la perforación. Regresando a la FIGURA 6 , un esquema 92 incluye una ordenada 94 , que representa una relación de las respuestas del detector de neutrones cercano con las respuestas del detector de neutrones lejano en una herramienta del fondo de la perforación que tiene una fuente de neutrones de AmBe. Una abscisa 96 representa la porosidad en unidades de unidades de porosidad (p.u.). Una curva 98, que representa la relación de las respuestas del detector de neutrones cercano a lejano, muestra una inclinación en incremento relativamente estable que incrementa con la porosidad, de aproximadamente 1 a aproximadamente 0 a aproximadamente 7.5 en una porosidad de 100.

La FIGURA 7 ilustra un esquema 100, en el cual una ordenada 102 representa las relaciones de las respuestas con los detectores 22 de neutrones cercano a los detectores 24 de neutrones lejanos en varios pares de separación. Un abscisa 104 representa una porosidad de un yacimiento 36 subterráneo en unidades de unidades de porosidad (p.u.). Las curvas 106-114 representan relaciones de tasas de conteo para cinco diferentes pares de separaciones cercanas y lejanas. En todas las curvas 106-114, la separación lejana del detector 24 de neutrones lejano es de 58.42 cm (23 pulgadas) desde la fuente 18 de neutrones. Las separaciones cercanas del detector 22 de neutrones cercano para las curvas 106-114 son respectivamente de 17.78 cm, 22.86 cm, 27.94 cm, 33.02 cm y 38.1 cm (7 pulgadas, 9 pulgadas, 11 pulgadas, 13 pulgadas y 15 pulgadas) desde la fuente 18 de neutrones. Como es aparente a partir de las curvas 106-114 del esquema 100, las relaciones de tasa de conteo de cercana a lejana experimentan cambios mucho más grandes con la porosidad conforme el detector cercano se mueve más cerca.

Esto se hace más claro en las FIGURAS 8 y 9 , las cuales son esquemas que modelan las sensibilidades a la porosidad de una herramienta del fondo de la perforación de diagraf a de pozo de neutrones de AmBe y la herramienta 12 del fondo de la perforación. Las sensibilidades a la porosidad pueden entenderse por ser el cambio en porcentaje 1 dr en la tasa de conteo por unidad de porosidad, es decir, 100——, r f donde r es la relación de tasa de conteo y f es la porosidad. Regresando a la FIGURA 8 , un esquema 116 incluye una ordenada 118 que ilustra la sensibilidad a la porosidad en una escala logarítmica de una herramienta del fondo de la perforación de diagrafía de pozo de neutrones que tiene una fuente de neutrones de AmBe. Una abscisa 120 representa la porosidad en unidades de unidades de porosidad (p.u.). Una curva 122 , que representa la sensibilidad a la porosidad de relación de una respuesta del detector de neutrones cercano a lejano, muestra una inclinación en disminución logarítmica que disminuye de manera estable con la porosidad.

La FIGURA 9 representa un esquema 124 , en el cual una ordenada 126 representa la sensibilidad a la porosidad en una escala logarítmica de la herramienta 12 del fondo de la perforación. Una abscisa 128 representa una porosidad de un yacimiento 36 subterráneo en unidades de unidades de porosidad (p.u.). Las curvas 130- 138 representan la sensibilidad a la porosidad para cinco diferentes pares de separaciones cercana y lejana. En todas las curvas 130-138, la separación del detector 24 de neutrones lejano es de 58.42 cm (23 pulgadas) desde la fuente 18 de neutrones. Las separaciones del detector 22 de neutrones cercano para las curvas 130-138 son respectivamente de 17.78 cm, 22.86 cm, 27.94 cm, 33.02 cm y 38.1 cm (7 pulgadas, 9 pulgadas, 11 pulgadas, 13 pulgadas y 15 pulgadas) desde la fuente 18 de neutrones. Los datos modelados en el esquema 124 aseguran las condiciones de pozo "estándar" (por ejemplo, un yacimiento de calcita, porosidad llena de agua limpia, un sondeo lleno de agua limpia de 20.32 cm (8 pulgadas), 20° C, 1 atm, etc.).

Como puede observarse a partir del esquema 124, las sensibilidades a la porosidad de los pares de detectores que implican una separación cercana de 22.86 cm (9 pulgadas) o más (por ejemplo, curvas 132-138) tienen una menor sensibilidad a la porosidad en mayores porosidades que las de una fuente de neutrones de AmBe, la herramienta del fondo de la perforación, como se ilustra por la curva 122 de la FIGURA 8. Como es aparente a partir de la curva 130, cuando el detector 22 de neutrones cercano se ubica a 17.78 cm (7 pulgadas) desde la fuente 18 de neutrones, la herramienta 12 del fondo de la perforación de hecho puede tener una mayor sensibilidad a la porosidad en mayores porosidades que una herramienta del fondo de la perforación de fuente de neutrones de AmBe tradicional. Para una modalidad determinada de la herramienta 12 del fondo de la perforación, la separación cercana óptima exacta dependerá de los detalles específicos del diseño de la herramienta 12 del fondo de la perforación, incluyendo el tamaño y la eficiencia versus la energía del detector 22 de neutrones, y donde, qué tipo, y qué tanto blindaje de neutrones se utiliza. El detector 22 de neutrones cercano puede separarse de manera que su respuesta pueda estar relativamente igual conforme incrementa la porosidad. Esta región es probable que sea menor que treinta punto cuarenta y ocho centímetros (un pie) desde la fuente 18 de neutrones, con menos de 32.86 cm (9 pulgadas) entre la fuente 18 de neutrones y la cara frontal del detector 22 de neutrones cercano, una separación probablemente óptima, y muy pequeña posiblemente excluida debido a otras consideraciones de diseño.

Otros ciertos factores ambiéntales, tales como el tamaño del sondeo 38, pueden afectar el número de neutrones 46 que pueden detectarse por los detectores 22 y 24 neutrones cercano y lejano. Como tal, las relaciones de los neutrones detectados pueden cambiar con respecto a las relaciones similares determinadas bajo las condiciones de pozo, conforme cambia el tamaño del sondeo. Por consiguiente, la porosidad aparente también puede cambiar con respecto a las porosidades determinadas bajo las condiciones de pozo, conforme cambia el tamaño del sondeo.

Las FIGURAS 10 y 11 representan series de esquemas que modelan el efecto del tamaño del sondeo sobre los cambios relativos de relaciones obtenidas por una herramienta del fondo de la perforación de diagrafía de pozo de neutrones de AmBe y la herramienta 12 del fondo de la perforación. Regresando a la FIGURA 10, una serie de esquemas 140 que cada uno incluye una ordenada 142 que representa el cambio relativo en la relación para una herramienta del fondo de la perforación de diagrafía de pozo de neutrones que tiene una fuente de neutrones de AmBe. Una abscisa 144 representa el tamaño del sondeo en unidades de centímetros (pulgadas) . La serie de esquemas 140, modelan respectivamente tres distintas porosidades 146-150 en unidades de unidades de porosidad (p.u.) (0 p.u., 15 p.u., y 40 p.u.). Las curvas 152-156 ilustran que conforme incrementa el tamaño de sondeo, el cambio relativo en la relación de una herramienta del fondo de la perforación que tiene una fuente de neutrones de AmBe incrementa de manera estable.

La FIGURA 11 ilustra una serie de esquemas 158, de los cuales cada uno incluye una ordenada 160 que representa el cambio relativo en una relación para ciertas separaciones de pares de detector 22 de neutrones cercano y detector 24 de neutrones lejano en la herramienta 12 del fondo de la perforación. Una abscisa 162 representa el tamaño del sondeo en unidades de centímetros (pulgadas) . La serie de esquemas 158, modelan respectivamente tres porosidades distintas 164-168 en unidades de unidades de porosidad (p.u.) (0 p.u., 15 p.u., y 40 p.u.). Como se muestra por las curvas 170-174, en una porosidad de 0, entre más cerca se separe de los detectores 22 de neutrones cercanos a la fuente 18 de neutrones, mayor será el cambio relativo en las relaciones de detector. De hecho, como se ilustra por la curva 170, cuando el detector 22 de neutrones cercano se separa a 17.78 cm (7 pulgadas) de la fuente 18 de neutrones, el cambio relativo en la relación puede ser sustancialmente peor que la de la herramienta del fondo de la perforación de fuente de neutrones de AmBe típica. Como se muestra respectivamente por las curvas 176-180 y las curvas 182-186, conforme incrementa la porosidad, el efecto del tamaño del sondeo sobre los cambios relativos en la relación pueden ser menores que el de la herramienta del fondo de la perforación de fuente de neutrones de AmBe típica.

Las FIGURAS 12 y 13 representan series de esquemas que modelan el cambio en la porosidad aparente (efecto de porosidad) como una función del tamaño del sondeo para una herramienta del fondo de la perforación de diagrafía de pozo de neutrones de AmBe y la herramienta 12 del fondo de la perforación. Regresando a la FIGURA 12, una serie de esquemas 188 que cada uno incluye una ordenada 190 que representa el cambio en porosidad para una herramienta del fondo de la perforación de diagrafía de pozo de neutrones que tiene una fuente de neutrones de AmBe. Una abscisa 192 representa el tamaño de sondeo en unidades de centímetros (pulgadas) . La serie de esquemas 188, modelan respectivamente tres porosidades distintas 194-198 en unidades de unidades de porosidad (p.u.) (0 p.u., 15 p.u., y 40 p.u.). Las curvas 200-204 ilustran que conforme incrementan el tamaño y/o porosidad del sondeo, el cambio en la porosidad de una herramienta del fondo de la perforación que tiene una fuente de neutrones de AmBe también incrementa de manera estable.

La FIGURA 13 ilustra una serie de esquemas 206, de los cuales cada uno incluye una ordenada 208 que representa el cambio en la porosidad aparente para ciertas separaciones de pares de detector 22 de neutrones cercano y detector 24 de neutrones lejano en la herramienta 12 del fondo de la perforación. Una abscisa 210 representa el tamaño del sondeo en unidades de centímetros (pulgadas) . La serie de esquemas 206 respectivamente modela tres porosidades distintas 212-216 en unidades de unidades de porosidad (p.u.) (0 p.u., 15 p.u., y 40 p.u.) . Como se muestra por las curvas 218-222, 224-228 y 230-234, el efecto de porosidad del tamaño de sondeo relativamente es similar para las separaciones cercanas del detector 22 de neutrones cercano de 0 p.u., 15 p.u. y 40 p.u. Como se ilustra por una comparación entre las curvas de 218-234 la FIGURA 13 y la curva 200 de la FIGURA 12, el efecto de porosidad de la herramienta 12 del fondo de la perforación se puede comparar con aquella de una herramienta del fondo de la perforación de fuente de neutrones de AmBe típica.

Además del tamaño de sondeo, una salinidad del sondeo subterráneo y/o el fluido 34 del yacimiento también puede afectar el número de neutrones detectados por diferentes detectores de neutrones. Esto puede representarse debido a que los núcleos de cloro en la sal pueden capturar neutrones que han perdido energía debido a varias interacciones 44 con los elementos del fluido 34 subterráneo. Como tal, los neutrones 46 térmicos que de otra manera pueden detectarse por los detectores 22 ó 24 de neutrones pueden capturarse antes de que pueda presentarse la detección. De este modo, la relación de neutrones 46 detectados puede variar de condiciones de pozo estándar y, por consiguiente, la porosidad aparente también puede variar de las condiciones de pozo estándar.

Las FIGURAS 14 y 15 representan series de esquemas que modelan el cambio relativo en la relación (relación relativa) como función de salinidad, donde la salinidad del sondeo y los fluidos del yacimiento se interpretan por ser iguales, para una herramienta del fondo de la perforación de diagrafía de pozo de neutrones de AmBe y la herramienta 12 del fondo de la perforación. Regresando a la FIGURA 14, una serie de esquemas 236 cada uno incluye una ordenada 238 que representa el cambio relativo en la relación para una herramienta del fondo de la perforación de diagrafía de pozo de neutrones que tiene una fuente de neutrones de AmBe. Una abscisa 240 representa la salinidad en unidades de partes por miles (ppk) . La serie de esquemas 236 modela respectivamente tres porosidades distintas 242 -246 en unidades de unidades de porosidad (p.u.) ( 0 p.u., 15 p.u., y 40 p.u.). Las curvas 248 -252 ilustran que conforme incrementa la salinidad, los cambios en la relación de una herramienta del fondo de la perforación que tiene una fuente de neutrones de AmBe también tiene incrementos estables excepto en 0 p.u. donde el efecto es mínimo .

La FIGURA 15 ilustra una serie de esquemas 254 , de los cuales cada uno incluye una ordenada 256 que representa el cambio relativo en relación para ciertas separaciones de pares de detector 22 de neutrones cercano y detector 24 de neutrones lejano en la herramienta 12 del fondo de la perforación. Una abscisa 258 representa la salinidad de unidades de partes por miles (ppk) . La serie de esquemas 254 , modela respectivamente tres porosidades distintas 260-264 en unidades de unidades de porosidad (p.u.) ( 0 p.u., 15 p.u., y 40 p.u.). Como se muestra por las curvas 266-270 , el cambio relativo en la relación para la herramienta 12 del fondo de la perforación puede permanecer sin cambio mucho tiempo en 0 p.u. conforme incrementa la salinidad similar a la herramienta del fondo de la perforación de la fuente de neutrones de AmBe. A partir de las curvas 272-276 y 278-282, puede observarse que a mayores porosidades, el cambio relativo en la relación obtenida por la herramienta 12 del fondo de la perforación puede incrementar con la salinidad en una tasa más rápida que una herramienta del fondo de la perforación de fuente de neutrones de AmBe tradicional .

Aunque el rendimiento modelado de la herramienta 12 del fondo de la perforación puede parecer que sufre en comparación con una herramienta del fondo de la perforación de diagrafía de pozo de neutrones tradicional con una fuente de neutrones de AmBe en términos de cambio relativo en la relación, el cambio relativo en la porosidad calculada a partir de tales relaciones es menos estricta. En particular, las FIGURAS 16 y 17 ilustran serie de esquemas que modelan el cambio en porosidad (efecto de porosidad) como una función de la salinidad para una herramienta del fondo de la perforación de diagrafía de pozo de neutrones de AmBe y la herramienta 12 del fondo de la perforación. Regresando a la FIGURA 16, una serie de esquemas 284 cada uno incluye una ordenada 286 que representa un cambio relativo en la relación para una herramienta del fondo de la perforación de diagrafía de pozo de neutrones que tiene una fuente de neutrones de AmBe. Una abscisa 288 representa la salinidad en unidades de partes por miles (ppk) . La serie de esquemas 286, modelan respectivamente tres porosidades distintas 290-294 en unidades de unidades de porosidad (p.u.) (0 p.u., 15 p.u., y 40 p.u.). Las curvas 296-300 ilustran que conforme incrementa la salinidad y/o porosidad, el cambio en la relación de una herramienta del fondo de la perforación que tiene una fuente de neutrones de AmBe también incrementa de manera estable.

La FIGURA 17 ilustra una serie de esquemas 302, de los cuales cada uno incluye una ordenada 304 que representa el cambio en porosidad medido por ciertas separaciones de pares de detector 22 de neutrones cercano y detector 24 de neutrones lejano en la herramienta 12 del fondo de la perforación. Una abscisa 306 representa la salinidad en unidades de partes por miles (ppk) . La serie de esquemas 302, modela respectivamente tres porosidades distintas 308-312 en unidades de unidades de porosidad (p.u.) (0 p.u., 15 p.u. y 40 p.u.). Como se muestra por las curvas 314-318, el cambio en porosidad para la herramienta 12 del fondo de la perforación puede permanecer esencialmente sin cambios conforme incrementa la salinidad para 0 p.u. similar a la herramienta de AmBe tradicional. A partir de las curvas 320-324 y 326-330, puede observarse que a mayores porosidades, el cambio en porosidad determinado por la herramienta 12 del fondo de la perforación puede incrementar con la salinidad en una tasa que es similar, aunque mayor a 40 p.u., a aquella de una herramienta del fondo de la perforación de fuente de neutrones de AmBe tradicional.

Las modalidades especificas descritas en lo anterior se han mostrado a manera de ejemplo, y debe entenderse que estas modalidades pueden ser susceptibles a varias modificaciones y formas alternativas. Debe entenderse además que las reivindicaciones no se pretenden para limitarse a las formas particulares descritas, sino más bien para cubrir todas las modificaciones, equivalentes y alternativas que caigan dentro del espíritu y alcance de esta descripción.

Claims (23)

REIVINDICACIONES

1. Una herramienta del fondo de la perforación que comprende : una fuente de neutrones configurada para emitir neutrones hacia un yacimiento subterráneo que tiene una porosidad; un detector de neutrones cercano configurado para detectar neutrones acumulados por el yacimiento subterráneo, en donde el detector de neutrones cercano se dispone lo suficientemente cerca a la fuente de neutrones para detectar una máximo número de neutrones cuando la porosidad del yacimiento subterráneo es mayor que 0 p.u.; y un detector de neutrones lejano configurado para detectar neutrones acumulados del yacimiento subterráneo, en donde el detector de neutrones lejano se dispone a una mayor distancia de la fuente de neutrones que la del detector de neutrones cercano .

2. La herramienta del fondo de la perforación de la reivindicación 1, en donde la fuente de neutrones se configura para emitir neutrones de mayor energía promedio que los neutrones emitidos por una fuente de AmBe.

3. La herramienta del fondo de la perforación de la reivindicación 1, en donde la fuente de neutrones se configura para emitir neutrones de aproximadamente 14 MeV.

4. La herramienta del fondo de la perforación de la reivindicación 1, en donde la fuente de neutrones comprende un generador de neutrones electrónico configurado para emitir neutrones mediante reacciones d-T.

5. La herramienta del fondo de la perforación de la reivindicación 1, en donde la fuente de neutrones no comprende ninguna fuente de neutrones radioisotópica .

6. La herramienta del fondo de la perforación de la reivindicación 1, en donde el detector de neutrones cercano comprende un detector de neutrones térmico .

7. La herramienta del fondo de la perforación de la reivindicación 1, en donde el detector de neutrones cercano comprende un detector de neutrones epitérmico.

8. Una herramienta del fondo de la perforación que comprende : un generador de neutrones electrónico; y un detector de neutrones térmico que tiene una región activa, en donde una cara de . la región activa más cercana al generador de neutrones electrónico se dispone a menos de aproximadamente 25.4 cm (10 pulgadas) desde el generador de neutrones electrónico.

9. La herramienta del fondo de la perforación de la reivindicación 8, en donde el detector de neutrones térmico comprende un detector de neutrones de 3He.

10. La herramienta del fondo de la perforación de la reivindicación 8, en donde el detector de neutrones térmico se configura sustancialmente para no detectar neutrones de más de 1 keV.

11. La herramienta del fondo de la perforación de la reivindicación 8, en donde la cara de la región activa del detector de neutrones térmico más cercano al generador de neutrones electrónico se dispone a menos de aproximadamente 22.86 cm (9 pulgadas) desde el generador de neutrones electrónico .

12. La herramienta del fondo de la perforación de la reivindicación 8, en donde la cara de la región activa del detector de neutrones térmico más cercana al generador de neutrones electrónico se dispone a menos de aproximadamente 17.78 cm (7 pulgadas) del generador de neutrones electrónico.

13. La herramienta del fondo de la perforación de la reivindicación 8, que comprende un blindaje contra neutrones dispuesto entre el generador de neutrones electrónico y el detector de neutrones térmico.

14. Un método que comprende: bajar una herramienta del fondo de la perforación en un yacimiento subterráneo que tiene una porosidad; emitir neutrones desde una fuente de neutrones de la herramienta del fondo de la perforación hacia el yacimiento subterráneo; detectar conteos de neutrones acumulados por el yacimiento subterráneo utilizando un detector de neutrones cercano y un detector de neutrones lejano de la herramienta del fondo de la perforación, en donde el detector de neutrones lejano se ubica más alejado de la fuente de neutrones que el detector de neutrones cercano y el detector de neutrones cercano se ubica lo suficientemente cerca de la fuente de neutrones para detectar un número máximo de neutrones cuando la porosidad del yacimiento subterráneo es mayor que 0 p . u . ; y determinar una propiedad del yacimiento subterráneo, utilizando circuiter a de procesamiento de datos configurada para recibir los conteos de neutrones detectados por el detector de neutrones cercano y el detector de neutrones lejano, basándose por lo menos en parte en los conteos de neutrones .

15. El método de la reivindicación 14, en donde los neutrones emitidos tienen una mayor energía promedio que los neutrones emitidos por una fuente de AmBe.

16. El método de la reivindicación 14, en donde detectar las cantidades de neutrones comprende detectar neutrones térmicos que se han acumulado por el yacimiento subterráneo .

17. Un sistema que comprende: una herramienta del fondo de la perforación que tiene una fuente de neutrones configurada para emitir neutrones de mayor energía promedio que una fuente de neutrones de AmBe en un yacimiento subterráneo y un detector de neutrones cercano y un detector de neutrones lejano configurados para detectar conteos de neutrones térmicos que se han acumulado por el yacimiento subterráneo, en donde el detector de neutrones cercano se dispone más cerca del generador de neutrones que para el detector de neutrones lejano, y en donde el detector de neutrones cercano se dispone a una distancia de la fuente de neutrones de manera que, cuando la herramienta del fondo de la perforación se coloca en el yacimiento subterráneo mediante un sondeo lleno de agua limpia de 20.32 cm (8 pulgadas) y cuando el yacimiento subterráneo comprende un yacimiento de calcita que tiene una porosidad llena de agua limpia a 20° C y 1 atm, el detector de neutrones cercano detecta menos neutrones térmicos en una porosidad de 0 p.u. que en una porosidad mayor; y circuitería de procesamiento de datos configurada para determinar una porosidad del yacimiento subterráneo basándose por lo menos en parte en una relación de un conteo de neutrones térmicos detectados por el detector de neutrones cercano en un conteo de neutrones térmicos detectado por el detector de neutrones lejano.

18. El sistema de la reivindicación 17, en donde el detector de neutrones cercano se dispone con respecto a la fuente de neutrones de manera que, cuando la herramienta del fondo de la perforación se coloca en el yacimiento subterráneo mediante el sondeo lleno de agua limpia de 20.32 cm (8 pulgadas) y cuando el yacimiento subterráneo comprende el yacimiento de calcita que tiene porosidad llena de agua limpia a 20° C y 1 atm, el detector de neutrones cercano detecta menos neutrones térmicos en una porosidad de 0 p.u. que en 10 p.u.

19. El sistema de la reivindicación 17, en donde el detector de neutrones cercano y el detector de neutrones lejano se disponen con respecto a la fuente de neutrones de manera que, cuando la herramienta del fondo de la perforación se coloca en el yacimiento subterráneo mediante el sondeo lleno de agua limpia de 20.32 cm (8 pulgadas) y cuando el yacimiento subterráneo comprende el yacimiento de calcita que tiene una porosidad llena de agua limpia a 20° C y 1 atm, el detector de neutrones cercano detecta un número en incremento de neutrones cuando la porosidad incrementa de 0 p.u. antes de detectar un número en disminución de neutrones conforme la porosidad incrementa adicionalmente .

20. Una herramienta de porosidad de neutrones del fondo de la perforación que comprende: una fuente de neutrones configurada para emitir neutrones en un yacimiento subterráneo; un detector de neutrones cercano configurado para detectar neutrones acumulados del yacimiento subterráneo, en donde una cara más cercana a la fuente de neutrones de una región activa de la fuente de neutrones cercana se dispone en una primera distancia de la fuente de neutrones, en donde la primera distancia se selecciona de manera que el detector de neutrones cercano detecta un número máximo de neutrones cuando el yacimiento subterráneo tiene una primera porosidad y un número mínimo de neutrones cuando el yacimiento subterráneo tiene una segunda porosidad, en donde el número mínimo de neutrones es mayor a 50% del número máximo de neutrones; y un detector de neutrones lejano configurado para detectar neutrones acumulados del yacimiento subterráneo, en donde una cara más cercana a la fuente de neutrones de una región activa del detector de neutrones lejano se encuentra a una segunda distancia de la fuente de neutrones, en donde la segunda distancia es mayor que la primera distancia.

21 . La herramienta del fondo de la perforación de la reivindicación 20 , en donde la fuente de neutrones comprende un generador de neutrones electrónico capaz de emitir neutrones de 14 MeV.

22. La herramienta del fondo de la perforación de la reivindicación 20 , en donde la primera distancia es menor que aproximadamente 25 . 4 cm ( 10 pulgadas) y la segunda distancia es mayor que aproximadamente 38 . 1 cm ( 15 pulgadas).

23 . La herramienta del fondo de la perforación de la reivindicación 20, en donde la primera distancia es menor que aproximadamente 17.78 cm (7 pulgadas) y la segunda distancia es mayor que aproximadamente 38.1 cm (15 pulgadas). RESUMEN DE LA INVENCIÓN Se proporciona sistemas, métodos y dispositivos para determinar porosidad con alta sensibilidad. En un ejemplo, una herramienta del fondo de la perforación con alta sensibilidad a la porosidad puede incluir una fuente de neutrones, un detector de neutrones cercano y un detector de neutrones lejano. La fuente de neutrones puede emitir neutrones hacia el yacimiento subterráneo, los cuales pueden acumularse y detectarse por los detectores cercano y lejano. El detector de neutrones cercano puede disponerse lo suficientemente cerca de la fuente de neutrones para detectar un máximo número de neutrones cuando la porosidad del yacimiento subterráneo es mayor que 0 p.u.