MX2013002124A - Metodo y sistema de determinacion del contenido elemental de una formacion de tierra. - Google Patents

Abstract

Determinar el contenido elemental de una formación de tierra. Al menos algunas de las modalidades ilustrativas son métodos que incluyen: la irradiación de una porción de una formación que rodea un barreno de perforación; que cuentan los gamas para obtener un espectrum de gamas contadas; encontrar solución a un sistema de ecuaciones basado en el espectrum de gamas contados, cuyo sistema de ecuaciones tiene una pluralidad de soluciones, la solución siendo indicativa de una pluralidad de porcentajes de peso para una pluralidad respectiva de elementos dentro de la formación; determinar ya sea si la solución cumple una restricción predeterminada; repetir la acción de encontrar y determinar hasta que una solución se encuentre que se determina para cumplir la restricción predeterminada; y producir una indicación del contenido elemental de la formación utilizando la solución que cumple con la restricción predeterminada.

Description

METODO Y SISTEMA DE DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO ELEMENTAL DE UNA FORMACIÓN DE TIERRA Referencia cruzada a solicitudes relacionadas Ninguna .

Antecedentes Las herramientas de evaluación de formación nuclear interrogan a la formación que rodea el barreno de perforación con neutrones . A través de varios tipos de interacciones de los neutrones con elementos de la formación, la radiación gamma se crea que es incidente sobre uno o más detectores de radiación gamma también asociados con la herramienta. Las propiedades de la formación se pueden predecir basándose en el número de llegadas y/o energía de la radiación gamma. Sin embargo, el análisis matemático del número de llegadas y/o energía de radiación gamma para llegar a una predicción de las propiedades de formación en algunos casos no refleja con exactitud las propiedades de formación real de interés . Por lo tanto, cualquier sistema o método que ayuda a reducir los errores en las propiedades de formación matemáticamente predichas podría mejorar la sensibilidad y la precisión de interrogación de formación basado en la detección de radiación gamma .

Breve descripción de los dibujos Para una descripción detallada de las modalidades ejemplares, la referencia se hará ahora, a modo de ejemplo solamente, a los dibujos adjuntos en los que: La figura 1 muestra un sistema de acuerdo con al menos algunas modalidades ,- La figura 2 muestra un sistema de acuerdo con al menos algunas modalidades; La figura 3 muestra una vista transversal simplificada de una herramienta de registro de acuerdo con al menos algunas modalidades; La figura 4 muestra un espectro gamma contados de acuerdo con al menos algunas modalidades; La figura 5 muestra un diagrama de fracciones en peso de los elementos, y muestra las limitaciones ilustrativas, de conformidad con al menos algunas modalidades ; La figura 6 muestra un diagrama de fracciones en peso de los elementos, y muestra una restricción ilustrativa, de acuerdo con al menos algunas modalidades; La figura 7 muestra un diagrama de fracciones en peso de los elementos, y muestra una restricción ilustrativa, de acuerdo con al menos algunas modalidades; La figura 8 muestra un diagrama de fracciones en peso de los elementos, y muestra una restricción ilustrativa, de acuerdo con al menos algunas modalidades; La figura 9 muestra un diagrama de fracciones en peso de los elementos, y muestra una restricción ilustrativa, de acuerdo con al menos algunas modalidades ,- La figura 10 muestra un diagrama de soluciones para las que hay limitaciones basadas en elementos se ha aplicado ; La figura 11 muestra un diagrama de soluciones por las cuales se han aplicado las restricciones basadas en elementos ; La figura 12 muestra un diagrama de soluciones para las que hay limitaciones basadas en elementos que se han aplicado; La figura 13 muestra un diagrama de las soluciones por los que se han aplicado restricciones basadas en elementos; La figura 14 muestra un método de acuerdo con al menos algunas modalidades; y La figura 15 muestra un sistema de computadora de acuerdo con al menos algunas modalidades.

Notación y nomenclatura Ciertos términos se utilizan a lo largo de la siguiente descripción y reivindicaciones para referirse a componentes particulares del sistema. Como un técnico en la materia apreciará, las compañías de servicios de yacimientos petrolíferos pueden referirse a un componente con diferentes nombres. Este documento no tiene la intención de distinguir entre los componentes que difieren en nombre pero no la función.

En la siguiente discusión y en las reivindicaciones, los términos "incluyendo" y "que comprende" se utilizan de manera inclusiva, y por lo tanto deben interpretarse para significar "que incluye, más no se limitan a...". Asimismo, el término "acoplan" o "acopla" está destinado a significar ya sea una conexión indirecta o directa. Por lo tanto, si un primer dispositivo acopla a un segundo dispositivo, esa conexión puede ser a través de una conexión directa o a través de una conexión indirecta a través de otros dispositivos y conexiones.

"Gamma" o "gammas" se entenderá energía creada y/o liberada debido a la interacción de neutrones con los átomos, y en los núcleos atómicos particulares, e incluirá tal energía ya sea que dicha energía se considera una partícula (es decir, partícula gamma) o una onda (es decir, rayo u onda gamma) .

"Espectro de gammas contadas", significará una pluralidad de valores de conteo, cada valor de contaje representando el contador (o tasa de conteo) de gammas detectadas que tienen energías en un rango predeterminado de energías .

"Continuo", con respecto a una fuente de neutrones, se entenderá que durante el período de tiempo que las gammas se detectan para crear un espectro de gammas contadas, la fuente de neutrones ?G??µ?ß/???ß^ neutrones. El hecho de que una fuente de neutrones puede ser apagado durante los períodos de falta de uso no negará el uso "continuo" durante las operaciones de registro.

"Aproximadamente", con respecto a la energía de los neutrones, se entenderá dentro del diez (10) por ciento de la energía indicada.

"Mineral" se entenderá una sustancia que ocurre en la naturaleza comprendida de múltiples elementos.

"Elemento" significará una sustancia que no se puede separar en sustancias más simples por reacción química (es decir, los elementos se enumeran en la tabla periódica) .

"Porcentaje en peso" significará no sólo el peso relativo de un elemento como un porcentaje del peso total, pero también incluirá peso relativo expresado como una fracción (cuya fracción multiplicada por 100 da un porcentaj e) .

Descripción detallada La siguiente discusión se refiere a varias modalidades de la invención. Aunque una o más de estas modalidades pueden ser preferidos, las modalidades descritas no deben interpretarse, o utilizarse de otro modo, como limitantes del alcance de la descripción, incluyendo las reivindicaciones. Además, el técnico en la materia entenderá que la siguiente descripción tiene una amplia aplicación, y la discusión de cualquier modalidad se entiende sólo como ejemplares de esa modalidad, y no se pretende dar a entender que el alcance de la descripción, incluyendo las reivindicaciones, está limitado a esa modalidad.

La figura 1 muestra un conjunto de orificio inferior 100 para una operación de perforación, donde el conjunto de orificio inferior 100 comprende una herramienta de evaluación de la formación 102 y una broca de perforación 104. El conjunto de orificio inferior 100 se baja desde una plataforma de perforación 106, tal como un barco u otra plataforma de perforación, por medio de una sarta de perforación 108. La sarta de perforación 108 se extiende a través de un tubo de subida 110 y una cabeza del pozo 112. El equipo de perforación soportado dentro y alrededor de torre de perforación 114 hace girar la sarta de perforación 108 y la broca de perforación 104, haciendo que la broca 104 forme un barreno de perforación 116 a través del material de la formación 118. El volumen definido entre la sarta de perforación 108 y el barreno de perforación 116 se conoce como anillo 120. El barreno de perforación 116 penetra en zonas subterráneas o embalses, como depósito 122, se cree que contiene hidrocarburos en una cantidad comercialmente viable. También es consistente con el presente documento que las enseñanzas de la herramienta 102 se emplean en otros conjuntos de fondo del agujero y con otro aparato de perforación en tierra basado en plataformas de perforación con base en tierra, así como de perforación submarinas, como se muestra en la figura 1. Además de la herramienta 102, el conjunto de orificio inferior 100 también puede contener otros sistemas, tales como un motor de taladro hacia abajo, una herramienta rotativo direccional, un sistema de pulso de lodo de telemetría, y otros sensores y sistemas de medir mientras se perfora y/o adquisición de registros mientras se perfora .

En algunas modalidades, la información recogida por la herramienta 102 se puede almacenar dentro de la herramienta 102 y leer cuando la herramienta 102 se eleva a la superficie o la plataforma 106. En otras modalidades, alguna o toda la información recogida por la herramienta puede ser enviada a la superficie o plataforma 106 mientras que la herramienta 102 está dentro del barreno de perforación 116. Por ejemplo, algunas o todas las informaciones recogidas por la herramienta 102 pueden ser enviada codificadas en pulsos de presión en el fluido de perforación dentro de la sarta de perforación 108. En incluso otras modalidades, la información recogida por la herramienta 102 puede ser enviada a través de una vía de comunicaciones incrustada dentro de los tubos de la sarta de perforación 108, tal como mediante conductores eléctricos o conductores ópticos .

La herramienta 102 puede acoplarse dentro del conjunto de orificio inferior 100 por cualquier mecanismo adecuado. Por ejemplo, en algunas modalidades de la herramienta 102 tiene un conector de extremo de "clavija" macho roscado en un extremo, y un conector de extremo de "caja" hembra roscado en el otro extremo, de tal manera que la herramienta 102 se acopla con otros componentes del ensamblaje de fondo 100. En algunos casos, al menos una porción de la superficie exterior 124 forma un recipiente a presión dentro de la cual los diversos componentes para la generación de neutrones y la detección gamma se encuentran. Además, un conducto de fluido (no visible en la Figura 1) también puede residir dentro de la superficie exterior 124, y el fluido de perforación pasa a través del conducto de fluido en su camino a la broca de perforación 104 .

Mientras que en algunas modalidades de la herramienta de evaluación de la formación se utiliza en las operaciones de perforación, en aún otras modalidades de la herramienta de evaluación de la formación se utilizan en operaciones de explotación de linea fija. En particular, la figura 2 ilustra un sistema de registro de línea fija que comprende una herramienta de registro 200 colocada dentro de un barreno de perforación 202 próximo a una formación 204 de interés. La herramienta 200 comprende un recipiente de presión 206 dentro del cual varios subsistemas de la herramienta 200 residen y, en el caso ilustrativo de la figura 2 el recipiente a presión 206 está suspendido dentro del barreno de perforación 202 mediante un cable 208 . El cable 208 , en algunas modalidades, un cable muíti-conductor blindado, no sólo proporciona soporte para el recipiente a presión 206 , sino también en estas modalidades acopla de manera comunicativa la herramienta 200 a un módulo de telemetría de superficie 210 y una superficie de computadora 212 . La herramienta 200 puede ser elevada y bajada dentro del barreno de perforación 202 a través del cable 208 , y la profundidad de la herramienta 200 dentro del barreno de perforación 202 puede ser determinado por el sistema de medición de la profundidad 214 (ilustrado como una rueda de profundidad). En algunas modalidades, la vasija de presión 206 puede estar cubierta con un material de absorción de neutrones térmicos 216 (el grosor del cual está exagerado para mayor claridad de la figura) , sin embargo, en otras modalidades el material 216 puede estar sólo parcialmente presente o se omite por completo.

La figura 3 muestra una vista transversal parcial simplificada de una herramienta de registro 300 de acuerdo con al menos algunas modalidades. La herramienta de registro 300 es ilustrativa de cualquiera de las herramientas 102 en el orificio inferior de montaje 100 o herramienta de línea fija 200. El recipiente a presión 302 sella los componentes internos del contacto con diversos fluidos de barreno de perforación y presiones. Dentro del recipiente a presión 302 reside ilustrativamente un módulo de telemetría 304, el sistema informático 306, un detector gamma 308, un escudo de neutrones 310, un escudo barreno de perforación 312 y una fuente de neutrones 314. El detector gamma 308 detecta la llegada y la energía de gammas, y en la figura 3 se muestra encima de la fuente de neutrones de 314. En otras modalidades, el detector gamma 308 puede estar por debajo de la fuente de neutrones. En una modalidad particular, el detector gamma 308 es 37.084 centímetros de la fuente de neutrones 314, pero espaciado de otro, y los detectores gamma adicional, pueden ser utilizados de forma equivalente.

La fuente de neutrón 314 es una fuente continua o controlable de neutrones. En una modalidad particular, la fuente de neutrones 314 es una fuente de neutrones americio/berilio, que es una fuente continua y que tiene energía de los neutrones media de alrededor de 4.5 de mega-electrón voltio (MeV) . En otras modalidades, la fuente de neutrones 314 es una fuente californio 252, que es una fuente continua y que tiene energía de neutrones promedio de aproximadamente 2.3 MeV. Sin embargo, cualquier fuente de neutrones capaz de producir y/o liberar neutrones con energía suficiente puede ser utilizada de forma equivalente. La fuente de neutrones de 314 se muestra conectada eléctricamente a la computadora del sistema 306 en la figura 3 para controlables fuentes de neutrones (es decir, pulsadas) , sin embargo, la conexión eléctrica no sería necesaria para fuentes continuas . En el caso de las fuentes de impulsos, la fuente de neutrones 314 se producen los neutrones bajo el mando de la superficie de computadora 212 del sistema (figura 2, en el caso de herramientas alámbricas), o bajo el mando de la computadora de sistema 306 dentro de la herramienta (en el caso de medir durante la perforación (MWD) , adquisición de registros durante la perforación (LWD) o herramientas de cable recuperador) .

Con el fin de reducir la irradiación del detector gamma 308 y otros dispositivos por los neutrones de la fuente de neutrones 314, la herramienta de registro ilustrativo 300 de la figura 3 comprende además neutrones escudo 310 (por ejemplo, HEVIMET® disponible de General Electric Company de Fairfield, Connecticut) . El escudo de neutrones 310 separa la fuente de neutrones 314 desde el detector gamma 308, y reduce el número de neutrones incidente sobre el detector gamma 308. Además, en algunos casos, la herramienta 300 está diseñada y construida para tener sensibilidad direccional con respecto a gammas. Por ejemplo, durante el uso, en lugar de estar centrado dentro del barreno de perforación, la herramienta 300 puede ser colocada próxima a la pared del barreno de perforación. Con el fin de crear la sensibilidad direccional, y reducir el número de gammas que entran en la herramienta y el detector de la perforación, la herramienta ilustrativa 300 comprende un escudo de barreno de perforación 312 (por ejemplo, que también puede ser HEVIMET®) . Por lo tanto, el escudo del barreno de perforación 312 crea sensibilidad direccional del detector gamma 308 hacia el lado de la herramienta que, en funcionamiento, se mantiene más cercana a la formación de interés .

Con referencia incluso a la figura 3 , y en particular al detector gamma 308, un detector de rayos gamma de acuerdo con al menos algunas modalidades comprende un cerramiento 318 (mostrado en sección transversal), y dentro de la cerramiento 318 reside: un cristal 320 (por ejemplo, un cristal de centelleo de bismuto germinar) ; un tubo fotomultiplicador 322 en relación operativa con el cristal 320, y un procesador 324 acoplado al tubo fotomultiplicador 322. Como las gammas inciden sobre/dentro del cristal 320, las gamas interactúan con el cristal 320 y destellos de luz se emiten. Cada destello de luz es indicativo de la llegada de un gamma, y la intensidad de la luz es indicativa de la energía del gamma. La salida del tubo fotomultiplicador 322 es proporcional a la intensidad de la luz asociado con cada llegada gamma. El procesador 324 cuantifica la salida en forma de energía gamma y transmite la información a la superficie del sistema 212 (figura 2) por medio del módulo de telemetría 304 en el caso de una herramienta de línea fija, o al sistema de computadora 306 dentro de la herramienta en el caso de los algunas herramientas MWD, LWD o línea de acero.

En el funcionamiento de la herramienta 300, la fuente de neutrones 314 produce neutrones tales que un flujo de neutrones se crea alrededor de la herramienta 300, el flujo de neutrones se extiende en la formación circundante. Los neutrones producidos interactúan con los elementos que componen los minerales en la formación por medio de una variedad de mecanismos, incluyendo la captura térmica. En particular, después de una o más colisiones (y la correspondiente pérdida de energía) un neutrón alcanza una energía conocida como energía térmica (es decir, un neutrón térmico) . Cuando los neutrones son en energía térmica de los neutrones pueden ser capturados por los núcleos atómicos. En particular, en un caso de captura, los núcleos atómicos de captura absorben de neutrones térmicos, y luego responden a la energía del neutrón térmico del núcleo de captura entra en un estado excitado. Las transiciones posteriores del núcleo excitado a un estado de energía inferior por la liberación de energía en forma de gamma (conocido como gammas térmicas, basado en el mecanismo de la creación gamma, no la energía de las gammas) .

El espectro de energía de las gammas creado como las transiciones de un núcleo al estado de menor energía es característico del elemento del núcleo que captura los neutrones. Por lo tanto, si una formación consistía en un único elemento, la identificación del elemento sólo requeriría la identificación el espectro característico de la energía gamma del elemento. Sin embargo, las formaciones consisten en minerales múltiples, con cada mineral que comprende múltiples elementos. Cada elemento de la formación puede capturar neutrones térmicos, y gammas de liberación. Por lo tanto, las gamas recibidas en el detector gamma ilustrativo 308 son un compuesto del espectro gamma liberado por todos los diversos elementos dentro de una formación.

De acuerdo con al menos algunas modalidades, las llegadas gamma en el detector de rayos gamma 308 se realizan un seguimiento basado en la energía. Más particularmente, un rango de energía gamma de interés se divide en una pluralidad de canales de energía o "contenedores". Es decir, en lugar de hacer el seguimiento de la energía de cada llegada gamma, de acuerdo con modalidades particulares del espectro de energía de interés se divide en silos, y el número de llegadas de cada silo se utiliza, en lugar de la energía específica de cada llegada.

La figura 4 muestra un espectro ilustrativo de gammas contadas, con la energía que se muestra a lo largo del eje de ordenadas, y el conteo gamma a lo largo de la abscisa. En particular, el espectro de energía de interés se divide en silos ilustrativos 256 (numerados del silo 1 al silo 256), con cada silo que se distribuye aproximadamente 37.3 kilo-electrón voltios (KeV) . Los números mayores o menores de silos pueden ser utilizado de manera equivalente, y anchos de energía de silo correspondientemente pueden utilizarse de forma equivalente. Para el ancho de caja energía ilustrativa de 37.3 KeV, el valor de recuento en silo 1 se incrementa para cada gamma detectado que tiene una energía de entre 0 y aproximadamente 37.3 KeV, el valor de recuento en la bandeja 2 se incrementa para cada gamma detectada que tiene una energía entre aproximadamente 37.4 y aproximadamente 74.6 KeV, y así sucesivamente, con el silo 255 se incrementa para cada gamma detectado que tiene una energía de entre 9.462 y 9.5 MeV. El silo ilustrativo 256 se incrementa para cada gamma detectada que tiene energía por encima de 9.5 MeV. En algunas modalidades, los valores de gamma en cada silo se acumulan durante 250 milisegundos , pero más cortos y más largos tiempos de colección se pueden utilizar de manera equivalente. En el diagrama ilustrativo de la figura 4, el número de gammas contadas dentro de cada silo de energía se ilustra por un punto en el centro de cada silo, por ejemplo el punto 400 asociado con el silo 60. La línea 402 conecta los puntos que representan los recuentos en cada silo simplemente para ilustrar mejor el espectro de gammas contadas creadas. Mientras que la Figura 4 se discute en términos de un recuento en cada silo durante un período predeterminado de tiempo, de acuerdo con otras modalidades, la tasa de llegada o la tasa de conteo gamma (por ejemplo, recuentos por segundo) dentro de cada silo se utiliza.

De acuerdo con diversas modalidades, un análisis matemático se realiza utilizando el espectro de gammas contados para llegar a una solución indicativa de la composición elemental de la formación (es decir, la formación de litología) . En particular, un sistema de ecuaciones se crea, donde las ecuaciones relacionan una respuesta espectral (valores de recuento de todo el rango de energía gamma de interés) como una combinación lineal de respuestas de referencia elementales, o los estándares espectrales. El sistema de ecuaciones lineales se resuelve, con las soluciones indicadas por mínimos de una función objetivo ?2, y las soluciones son, por tanto indicativo del contenido formación mineralógica. Un conjunto ilustrativo de ecuaciones lineales de la forma. 3? = Si, 7, + Sl272 + ¾73 + ·· ·· + + ^22 2 + ¾73 + ·· ¦· + = ¾ + ^3272 + ¾ 3 + ·' ¦· + (1) yn = snx7l + ^?272 + S„373 + ·¦ ·· + donde ¿ representa un valor de recuento calculado en el canal o silo i del espectro, Yj es- el rendimiento elemental que representa la contribución del elemento j de la respuesta total, y Sij es una constante es la respuesta espectral de referencia en el silo i al elemento j. Los parámetros de yi y Yj son variables en el solucionador . En notación de matriz el sistema de ecuaciones se convierte en y = Sy .

La función objetivo ?2 se expresa como: donde mi es la respuesta medida en el canal o el silo i (valor de contaje actual), y v¿ es la varianza de la respuesta medida en el silo i. En la evaluación de ?2 se supone que la respuesta medida está alineada correctamente con el espectro de referencia y la resolución de energía del espectro medido y de referencia son iguales. Una función de ampliación gaussiana también se puede aplicar a los espectros estándar que tiene resolución de energía nominal para tener en cuenta las diferencias entre la resolución de energía de los espectros medidos y estándar. Las soluciones pueden encontrarse mediante la invocación de un código de solución, tales como disponibles NPSOL de Stanford Business Software, Inc., de Mountain View, California, o MCR desarrollado por Tauler en la Universidad de Barcelona. Una solución para el sistema de ecuaciones lineales tiene como resultado una pluralidad de valores de rendimiento elementales (es decir, la yj) indicativa de la composición elemental de la formación, que a su vez es indicativo de la composición mineralógica de la formación.

Antes de continuar, es útil señalar varias deficiencias y dificultades en la tecnología relacionada que las diversas modalidades, al menos parcialmente, si no totalmente, la dirección. En particular, hay elementos que pueden estar presentes en los minerales de una formación, donde los elementos son difíciles de detectar (por ejemplo, magnesio y aluminio) . Para ilustrar, considere que cada evento de captura térmica de un núcleo de calcio ilustrativos produce gammas, y el número de gamas producidas por núcleo de calcio en un evento de captura es órdenes de magnitud (por ejemplo, dos órdenes de magnitud) más gamas que un evento de captura térmica de núcleo de magnesio. Por otra parte, la sección transversal de captura microscópica (es decir, la probabilidad de capturar un neutrón térmico) de calcio es de un orden de magnitud mayor que sección transversal de captura microscópico para el magnesio. Por lo tanto, incluso si en una formación hipotética el calcio y porcentajes de peso de magnesio son iguales, la respuesta gamma por calcio a la irradiación de neutrones térmicos enormemente eclipsa la respuesta gamma de magnesio. En la práctica, la presencia o ausencia de magnesio diferencia de piedra caliza (sin magnesio) a partir de formaciones de dolomita (con sólo un 13% o magnesio) . La detección de aluminio relativa con otros elementos es difícil por razones similares.

Otra dificultad es que no todas las soluciones matemáticamente viables al sistema de ecuaciones lineales ilustrativas anteriores se corresponden con una situación de palabra real. Por ejemplo, el sistema de ecuaciones lineales ilustrativas anteriores tiene una pluralidad de soluciones matemáticamente viables, pero algunas soluciones tales como resultado valores negativos de rendimiento elemental para ciertos elementos. Por supuesto, no es físicamente posible tener un rendimiento negativo elemental, lo que implicaría una abundancia negativa de un elemento en la formación, y por lo tanto tales soluciones matemáticas son físicamente imposibles. Relacionados sistemas de la técnica reconocen que las soluciones que son indicativas de rendimientos negativos elementales en formaciones no son soluciones viables, y por lo tanto limitan las soluciones para rendimientos elementales no negativos. Por ejemplo, la solicitud co-pendiente PCT "Registro Nuclear la herramienta del sistema de calibración y Método", presentada 31 de julio 2009, asignada al mismo cesionario y por el mismo inventor como la especificación actual, discute limitar variables de solución dentro de los límites razonables de contorno.

Sin embargo, el inventor de la especificación actual se ha determinado que incluso las soluciones al sistema ilustrativo de ecuaciones lineales limitadas a no rendimientos elementales negativos de elementos todavía pueden producir resultados que no son físicamente posibles, o que no son físicamente probables, en formaciones. Así, de acuerdo con diversas modalidades, no sólo son las soluciones para el sistema ilustrativas de ecuaciones lineales limitadas a soluciones que son indicativas de rendimientos elementales no negativos, pero las soluciones también están limitadas a soluciones que caen dentro de las limitaciones relacionadas con los porcentajes en peso de elementos minerales conocidos.

A pesar de las limitaciones se pueden aplicar en una variedad de maneras , de acuerdo con al menos algunas modalidades las restricciones son aplicadas por el programa solucionador durante el proceso de resolución de problemas, y por lo tanto las restricciones son transmitidas al solucionador matemáticamente. Como se explicará más completamente a continuación, la representación matemática de las dificultades está basada en una relación entre los recuentos gamma atribuibles a cada elemento en relación con el porcentaje en peso de cada elemento. En particular, los recuentos de gamma para un elemento en particular son una función del flujo de neutrones térmicos, la captura microscópica de sección transversal para el elemento en particular, el número de gamas producidas por el elemento para cada evento de captura, la densidad del elemento en la formación, el volumen de la formación que se prueba, y términos de sensibilidad. Más matemáticamente, el rendimiento elemental yx para un elemento x de una porción particular de una formación próxima a un detector de rayos gamma puede ser representado por la siguiente expresión: 7x=*<*KTxNxVEd (3) donde F es flujo de neutrones térmicos en neutrones /cm2-s , s? es de sección transversal de absorción de neutrón térmico microscópico para el elemento x en cm2/átomo, G? es el número de rayos gamma producidos por neutrón absorbido por el elemento x, Nx es la densidad de número atómico del elemento x en átomos /cm3, es el volumen de región en cm3 y Ed la eficiencia del detector es expresada como el número de gammas detectados por el gamma puntual de realmente producido. La densidad de número atómico puede ser expandida Nx, obteniéndose: donde wx es porcentaje en peso o fracción en peso del elemento x de la muestra en gramos del elemento x por gramo de muestra, p es la densidad de la muestra en g/cm3, NAv es el número de Avogadro, y mx es la masa del elemento X por mol .

Mediante la combinación de constantes y los términos relacionados con la muestra y la sensibilidad del detector en un factor de sensibilidad de la "herramienta", la ecuación (4) se reduce a: 7 x = F 5^, (5) donde Sx es un factor de sensibilidad de la herramienta. La ecuación (5) indica que el rendimiento elemental para elemento x es proporcional al flujo de neutrones en la formación, el factor de sensibilidad de la herramienta y el porcentaje en peso del elemento x. Si el flujo de neutrones es constante, el rendimiento elemental ?? se puede convertir en porcentajes en peso del elemento dividiendo el recuento gamma por un factor de sensibilidad. Sin embargo, el flujo de neutrones en la formación varía de profundidad a la profundidad basada en la formación y parámetros ambientales. La variabilidad del flujo de neutrones puede ser explicada por la introducción de un factor F de normalización de profundidad variable, de tal manera que la ecuación (5) se convierte en: (6) Los factores de normalización de variación de profundidad, pueden ser determinados, tal como mediante modelos de óxido de cierre como se describe por R. Hertzog et al. en un articulo titulado "La tala geoquímica con herramientas de espectrometría " Evaluación SPE Formación (pp. 153-162), junio de 1989.

De acuerdo con al menos algunas modalidades una o más restricciones son determinadas, y las restricciones se utilizan para limitar las soluciones de las ecuaciones lineales anteriores para soluciones que cumplen las restricciones. Dicho a la inversa, las soluciones que no cumplan con las limitaciones son descartadas por no ser soluciones viables. Las restricciones de acuerdo con al menos algunas modalidades se basan en los minerales que normalmente se encuentran en situaciones de registro, y los porcentajes en peso relativo de uno o más elementos en los minerales. En particular, los minerales tales como cuarzo, calcita, dolomita y aluminosilicatos cuenta para la mayoría de las formaciones encontradas en las operaciones de registro de petróleo. La relación de los porcentajes en peso de los diversos elementos en los minerales que se conoce. En un sentido amplio, las limitaciones de las diversas modalidades se definen por la relación entre dos o más elementos que forman dos o más minerales . En una modalidad particular, una restricción se define como la relación de un elemento que es difícil de detectar (por ejemplo, magnesio, aluminio) a un elemento más fácil de detectar (por ejemplo, calcio) . Varias restricciones pueden ser utilizadas.

La Figura 5 muestra gráficamente un par de restricciones de acuerdo con al menos algunas modalidades. En particular, la figura 5 muestra el porcentaje de peso de calcio a lo largo del eje de ordenadas, y el porcentaje de magnesio peso a lo largo del eje de abscisas. Dentro de la trama, hay varios puntos que muestran minerales específicos • se ilustran en el porcentaje en peso relativo del mineral. Por ejemplo, el cuarzo tiene ningún magnesio y calcio no, y por lo tanto el punto 500 de cuarzo se representa en el origen. La calcita no tiene ningún magnesio, pero es de aproximadamente 40% de calcio, y por lo tanto el punto 502 se representa en el eje de ordenadas en el lugar de 0.4. Además, dolomita tiene alrededor de 13% de magnesio, y aproximadamente 22% de calcio, y por lo tanto el punto 504 está en la intersección de magnesio de fracción en peso 0.13 y calcio de fracción en peso 0.22.

Las formaciones de arcilla simple no existen en la naturaleza, y el clorito de magnesio ilustrativa trazado (lado izquierdo de la figura) es muy rara vez un material arcilloso dominante en las pizarras. Por lo tanto, es altamente improbable que uno encuentre combinaciones legítimas de calcio y magnesio en donde los porcentajes en peso se encuentran fuera del triángulo creado por cuarzo, dolomita y calcita. Dado que las formaciones de interés en el registro de petróleo tendrá alguna combinación de minerales de arcilla, cuarzo, dolomita, calcita, y es muy improbable que tengan grandes porcentajes de clorito de magnesio, de acuerdo con al menos algunas modalidades limitaciones están construidos para limitar las soluciones de la ecuaciones lineales superiores a las soluciones que son físicamente posibles combinaciones de cuarzo, dolomita y calcita. Gráficamente, las limitaciones ilustrativas de la figura 5 se muestran por el triángulo creado por cuarzo/dolomita línea 505 y la línea de dolomita/calcita 507.

La aplicación de las limitaciones, si una solución predice porcentajes en peso de magnesio y calcio, que caen dentro del triángulo, tal como ilustrativos punto 506, tal solución cumple las restricciones y se acepta como una solución válida. Por el contrario, si una solución predice porcentajes en peso de magnesio y calcio que caen fuera del triángulo, tal como el punto ilustrativo 508, dicha solución no cumple con las restricciones y se rechaza como no válida una solución, a pesar del hecho de que la solución es no negativa.

Mientras que es posible para probar las soluciones gráficamente, como se mencionó anteriormente, en una modalidad particular, las soluciones se ensayan frente a una o más restricciones, y aceptado o rechazado por el programa de solución, y por lo tanto las restricciones son probados matemáticamente. Como se muestra en la Figura 5, la linea 505 que une el punto 500 de cuarzo al punto 504 de la dolomita se expresa matemáticamente como: wMg = 0.606 wCa (7) donde ¡¾G es el porcentaje en peso de magnesio, y WCa es el porcentaje en peso de calcio. La restricción puede ser probado en la forma de una desigualdad creada a partir de la ecuación (7), a saber: w Mg - 0.606 < 0 (8) Del mismo modo, la línea 507 que une el punto 504 de la dolomita para señalar 502 para la calcita se expresa matemáticamente como: ¾ Mg =-0.72wCCfla+ 0.288 ( g ) Y la restricción puede ser probada en la forma de una desigualdad creada a partir de la ecuación (9) , a saber : wM +0.72wc -0.288< O Mí (10) Los solucionadores ilustrativos se señalaron anteriormente, NPSOL y MCR, tienen la capacidad de no sólo aceptar las ecuaciones lineales ilustrativas, pero también contra las desigualdades que ponen a prueba soluciones encontradas .

Sin embargo, el sistema ilustrativo de los resultados de ecuaciones lineales en una serie de rendimientos elementales, en lugar de indicar directamente los porcentajes en peso. Por lo tanto, para que el solucionador aplique las desigualdades, las desigualdades necesitan expresarse en términos de los rendimientos elementales. Aplicando la ecuación (6) anterior, que se refiere a porcentajes en peso rendimientos elementales, a la desigualdad de la restricción de la ecuación (8), la desigualdad se convierte en: El factor de normalización F matemáticamente cancela, sin embargo, dejando a la desigualdad como: desigualdad que por lo tanto puede ser aplicada directamente a los rendimientos elemental calculado para el sistema de ecuaciones lineales ilustrativas anteriores.

La aplicación de la ecuación (6) anterior a la desigualdad de la restricción de la ecuación (10) , la desigualdad se convierte en: El factor de normalización F no cancela matemáticamente a partir de la ecuación (13). De manera que el solucionador en algunos casos no es directamente consciente del factor de normalización F, el solucionador no puede probar la desigualdad de la ecuación (13) directamente. Así, en los casos en que la restricción es una función del factor de normalización, una expresión para que el factor de normalización se encuentre como una función de variables conocidas. En particular, el modelo de cierre de óxidos puede aplicarse para obtener una expresión para el factor de normalización. El modelo de cierre de óxidos asume la suma medida de elementos de formación primaria que existe como un solo óxido o carbonato, y suman para la unidad. Matemáticamente, entonces ? , (14) Donde 0¿ es la relación del óxido o carbonato asociado con el elemento i al peso del elemento i. Por lo tanto, la desigualdad de la ecuación (13) en vista de la ecuación (14) se convierte en: cuya ecuación puede ser evaluada por el solucionador .

Las limitaciones ilustradas en la Figura 5, y mostradas matemáticamente en el presente, son meramente ilustrativas. Las diversas modalidades contemplan el uso de una única restricción (por ejemplo, sólo la línea de cuarzo/dolomita en la figura 5), o el uso de una pluralidad de restricciones (por ejemplo, tanto el cuarzo/dolomita y líneas dolomita/calcita) , en la evaluación de las soluciones a la sistema ilustrativo de ecuaciones lineales. Además, las restricciones no se limita a las relaciones sólo entre el magnesio y calcita, y por lo tanto, las-limitaciones relativas a los diferentes elementos pueden ser utilizados. Por ejemplo, la figura 6 muestra gráficamente una restricción de acuerdo con otras modalidades. En particular, la Figura 6 muestra la fracción de silicio de peso a lo largo del eje de ordenadas, y la fracción de peso de magnesio a lo largo de la abscisa. Dentro de la trama, hay varios puntos que muestran minerales específicos ilustrados en el porcentaje en peso relativo del mineral. Por ejemplo, la dolomita no tiene silicio, pero es aproximadamente 13% de magnesio, y por lo tanto el punto 600 de la dolomita se representan directamente en el eje de abscisas. El cuarzo no tiene ningún magnesio, pero es de aproximadamente 47% de silicio, y por lo tanto el punto 602 se representa directamente en el eje de ordenadas.

Una vez más, el clorito de magnesio, ilustrativamente trazado (izquierda-centro de la figura) es rara vez un material de arcilla dominante en los esquistos, y por lo tanto es altamente improbable que uno encuentre combinaciones legítimos de magnesio y silicio, en donde los porcentajes en peso caen encima de la línea 604 que conecta dolomita y cuarzo. Dado que las formaciones de interés en el registro de petróleo tendrá alguna combinación de minerales de arcilla de cuarzo, dolomita, calcita, y es muy improbable que tienen grandes porcentajes de clorito de magnesio, en el presente de nuevo una restricción puede ser construida para limitar las soluciones de las ecuaciones lineales ilustrativas anteriormente a soluciones que sean físicamente posibles combinaciones de cuarzo, dolomita, y calcita. Gráficamente, la restricción ilustrativa de la figura 6 es cualquier solución que cae por debajo de la línea 604, línea 604, que tiene la forma matemática: wMe = -0.282wSi + 0.132 (16) La ecuación (16), antes de ser proporcionada al programa de solución, se considera en términos de rendimientos elementales como se discutió anteriormente.

La Figura 7 muestra gráficamente una restricción de acuerdo con otras modalidades. En particular, la Figura 7 muestra la fracción de silicio de peso a lo largo del eje de ordenadas, y la fracción de peso de calcio a lo largo de la abscisa. Dentro de la trama, hay varios puntos que muestran minerales específicos ilustrados en el porcentaje en peso relativo del mineral. Por ejemplo, la calcita no tiene silicio, pero es aproximadamente 40% de calcio, y por lo tanto el punto 700 de la calcita se representan directamente en el eje de abscisas. El cuarzo no tiene calcio, pero es de aproximadamente 47% de silicio, y por lo tanto el punto 702 se representa en el eje de ordenadas en el lugar de 0.47. Dado que las formaciones de interés en el registro de petróleo tendrán alguna combinación de minerales de arcilla, cuarzo y calcita, en el presente de nuevo una restricción puede ser construida para limitar soluciones de las ecuaciones lineales ilustrativos anteriores a soluciones que son físicamente posibles para las combinaciones de cuarzo y la calcita. Gráficamente, la restricción ilustrativa de la figura 7 es cualquier solución que cae por debajo de la línea 704, línea 704, que tiene la forma matemática: wCn = -0.857 ws, +0.4 (17) La ecuación (17), antes de ser proporcionada al programa de solución, se considera en términos de rendimientos elementales como se discutió anteriormente.

La figura 8 muestra gráficamente una limitación relacionada con el aluminio en otras modalidades acuerdo. En particular, la figura 8 muestra fracción peso de silicio a lo largo de la ordenada, y la fracción de peso de aluminio a lo largo de la abscisa. Dentro de la trama, hay varios puntos que muestran minerales específicos se ilustran en el porcentaje en peso relativo de los elementos dentro de los minerales. Por ejemplo, la caolinita tiene alrededor de 20% de aluminio y aproximadamente 21% de silicio, y por lo tanto el punto 800 se representa en la intersección de aluminio 0.20 y 0.21 fracciones en peso de silicio. El cuarzo no tiene aluminio, pero es de aproximadamente 47% de silicio, y por lo tanto el punto 802 se representa en el eje de ordenadas en el lugar de 0.47. Dado que no mineral de interés se encuentra fuera de la línea de conexión caolinita y cuarzo, en el presente de nuevo una restricción puede ser construida para limitar soluciones de las ecuaciones lineales ilustrativas anteriores para soluciones que caen debajo de la línea 804, que la línea 804 tiene la forma matemática: vtv = -0.78 wc; + 0.365 (18) La ecuación (18), antes de ser proporcionada al programa de solución, se considera en términos de rendimientos elementales como se discutió anteriormente.

Más aún, las restricciones no necesitan estar limitadas a la relación entre un primer elemento único y un segundo elemento único. De acuerdo con al menos algunas modalidades las restricciones pueden referirse múltiples elementos entre sí. La figura 9 muestra gráficamente una restricción de conformidad con otras modalidades. En particular, la figura 9 muestra una combinación de calcio y fracción en peso de azufre a lo largo del eje de ordenadas, y la fracción de peso de magnesio a lo largo del eje de abscisas. Dentro de la trama, hay varios puntos que muestran minerales específicos ilustrados en el porcentaje en peso relativo del mineral. Por ejemplo, dolomita tiene alrededor de 13% de magnesio y aproximadamente 22% de calcio combinación y azufre, y por lo tanto el punto 900 se representa en la intersección de 0.13 y 0.22 de magnesio de calcio combinado/ fracciones de peso de azufre. La anhidrita tiene ningún magnesio, pero es aproximadamente 53% de calcio combinado/azufre, y por lo tanto el punto 902 se representa en el eje de ordenadas en el lugar de 0.53.

Dado que las formaciones de interés en el registro de petróleo pueden tener alguna combinación de minerales de arcilla, cuarzo, calcita, dolomita, anhidrita en el presente de nuevo una restricción puede ser construida para limitar las soluciones de las ecuaciones lineales ilustrativas a soluciones que son combinaciones de dolomita y anhidrita físicamente posibles. Dado que ningún mineral de interés se encuentra por encima de la línea que conecta dolomita y anhidrita, en el presente una vez más puede ser construida una restricción para limitar soluciones de las ecuaciones lineales ilustrativas anteriores para soluciones que caen debajo de la línea 904, que- la línea 904 tiene la forma matemática: wMg = -0.422(wCa+w,) + 0.224 (19) La ecuación (19), antes de ser proporcionada al solucionador, se considera en términos de rendimientos elementales como se discutió anteriormente.

Las diversas limitaciones a este punto se han mostrado gráficamente como dos dimensiones tramas, sin embargo, las tramas se han limitado a sólo dos dimensiones con el fin de ayudar al lector a visualizar cómo las restricciones operar. Cualquier restricción sobre tres o más elementos pueden ser representados en una forma multi-dimensional (una dimensión para cada elemento) , y por lo tanto las representaciones bidimensionales de las restricciones no serán leídos para limitar la aplicabilidad de las diversas modalidades. Por ejemplo, el diagrama de la figura 9 podría reformularse como un diagrama tridimensional que relaciona fracciones en peso de magnesio, de calcio y de azufre. La restricción en tal situación en tres dimensiones por lo tanto sería una superficie en tres dimensiones, con soluciones válidas caer "por debajo" de la superficie y no válidas soluciones que residen "por encima" de la superficie.

Las diversas modalidades discutidas a este punto se han basado en restricciones seleccionadas por un conocimiento práctico de minerales de arcilla esperados en formaciones registradas de interés. Sin embargo, en aún otras modalidades de las limitaciones pueden ser seleccionadas, al menos en parte, sobre la base de pruebas de formación reales ejecuta antes de ejecutar el registro de la generación de los conteos gamma. Por ejemplo, algunas compañías de tecnología de campos petroleros pueden realizar pruebas mineralógicas en cortes que se llevan a la superficie por el fluido de perforación . , Los resultados de tales pruebas mineralógicas podrían ser utilizados para ayudar a la selección de las limitaciones de aplicación. Por ejemplo, si absolutamente ningún clorito de magnesio se encuentra en las muestras de cortes de perforación, entonces las limitaciones tales como los muestran gráficamente en las figuras 5 y 6 se pueden seleccionar. Por el contrario, si el clorito de magnesio se encuentra, las restricciones pueden ser modificadas en consecuencia (por ejemplo, una restricción como se ilustra por una línea que une dolomita y clorito de magnesio.

Más aún, las diversas limitaciones a este punto han asumido una condición de prueba Boolean, que la solución cumple con la restricción, o no lo hace. Sin embargo, en otras modalidades todavía más la restricción en vez puede representar soluciones que deben estar más estrechamente evaluadas. Por ejemplo, si una solución cae de lleno dentro del triángulo creado por limitaciones ilustrativas gráficamente en la figura 5, a continuación, la solución puede ser aceptada sin procesamiento adicional, sin embargo, si una solución cae cerca de una línea que representa una restricción (incluso las soluciones que en un sentido booleano no cumplen con la restricción) , entonces su transformación y/o evaluación puede ser completada para tomar la decisión final de aceptar o rechazar la solución. Por ejemplo, refiriéndose de nuevo a la figura 5, las soluciones que caen justo fuera de la línea de cuarzo/dolomita puede evaluarse en vista de la evidencia adicional . Si el análisis de residuos de perforación revela la presencia de clorito de magnesio en la formación, a continuación, una propuesta de solución que queda justo por fuera de la línea de cuarzo/dolomita sin embargo puede ser aceptado como un resultado válido. Por lo tanto, en estas modalidades en lugar de considerar la restricción como una prueba booleana, la restricción (junto con una indicación de cómo de cerca se cumplió una solución o se omitió la prueba de la restricción) se puede considerar una gamma de soluciones que merecen una evaluación adicional .

Con el fin de probar mediante restricciones para limitar soluciones viables para el sistema de ecuaciones lineales ilustrativas, el inventor de la tecnología de esta especificación prueba experimentalmente la tecnología basada en los datos obtenidos a partir de un silo de registro de una formación real. El silo de registro incluido arenisca, caliza y formaciones de esquisto. Las tramas de la figura 10 soluciona cuando no se impone ninguna negatividad, pero las restricciones no mineralógicas se imponen, los resultados representados por la fracción de peso de magnesio contra la fracción de peso de calcio (es decir, similar a la Figura 5). En particular, punto negro cada pequeño (por ejemplo, punto 1000) representa una solución producida por el programa de solución para una profundidad incrementa! de la carrera de registro. Nótese cómo un número significativo de las soluciones indican alto contenido de magnesio (es decir, puntos que residen más allá de la línea de conexión de cuarzo (en el origen) y dolomita) . De hecho, la solución ilustrativos 1000, aunque una solución matemática viable, indica un contenido de magnesio superior a la que esté presente en una formación de dolomita 100%. Por el contrario, la Figura 11 muestra soluciones desde el mismo silo de registro como en la Figura 10, pero con las soluciones limitadas como en el presente se discute. Las soluciones ilustradas en la Figura 11 son más susceptibles de representar litología de formación real, incluso teniendo en consideración que algunos clorito de magnesio puede estar presente.

Las tramas de la figura 12 asimismo solucionan cuando se impuso la falta de negatividad, pero las restricciones no mineralógicas se impusieron, los resultados representados por la fracción de peso de magnesio contra la fracción de peso de calcio (es decir, similar a la figura 6). En particular, cada pequeño punto negro (por ejemplo, punto 1200) representa una solución producida por el programa de solución para una profundidad incremental de la carrera de registro. Nótese cómo un número significativo de las soluciones indican alto contenido de magnesio (es decir, puntos que residen por encima de la línea de conexión de cuarzo y dolomita) . De hecho, la solución ilustrativos 1200, aunque una solución matemática viable, indica un mayor contenido de magnesio que estaría presente en una formación de dolomita 100%. Por el contrario, la figura 13 muestra las soluciones mismas que registran el intervalo como la figura 12, pero con las soluciones limitadas como en el presente se discute. Las soluciones ilustradas en la Figura 13 son más susceptibles de representar litología formación real, incluso teniendo en consideración que algunos clorito de magnesio puede estar presente.

La figura 14 muestra un método de acuerdo con al menos algunas modalidades. En particular, el método comienza (bloque 1400) y procede a: irradiación con neutrones de una parte de una formación que rodea un barreno de perforación (bloque 1402); conteo de gammas de diferentes niveles de energía en respuesta a la irradiación para obtener un espectro de gammas contadas (bloque 1404) ; encontrar una solución a un sistema de ecuaciones basada en el espectro de gammas contadas, que el sistema de ecuaciones tiene una pluralidad de soluciones, la solución que es indicativa de una pluralidad de porcentajes en peso para una pluralidad respectiva de elementos dentro de la formación (bloque 1406); determinar si la solución cumple una restricción predeterminada en los porcentajes en peso relativas indicadas por al menos dos de los elementos (bloque 1408); repetir la búsqueda y determinar hasta que se encuentre una solución que se determina para satisfacer la restricción predeterminada (bloque 1410) , y producir una indicación del contenido elemental de la formación mediante la solución que satisface la restricción predeterminada (bloque 1412). A partir de entonces, el método finaliza (bloque 1414). Se apreciará que, al menos en teoría, las soluciones matemáticas plurales para el sistema de ecuaciones pueden existir las que cumplen con los límites impuestos en la solución. Aunque sería posible identificar todas las soluciones de este tipo por cada profundidad incremental en que se obtiene un espectro de gammas contadas, actualmente se contempla simplemente para adquirir la primera solución que se puede encontrar, para cualquier espectro particular de gammas contadas, que se reúne (o si se considera lo suficientemente cerca de la reunión) todas las restricciones impuestas.

La Figura 15 ilustra con mayor detalle un sistema informático 1500, el cual es ilustrativo de un sistema de computadora en el que las diversas modalidades pueden ponerse en práctica. El sistema de computadora 1500 puede ser, por ejemplo, la superficie del sistema informático 212, o el sistema informático 1500 puede residir dentro de la vasija de presión para aplicaciones de MWD y LWD, por ejemplo la computadora 306 del sistema. El sistema de computadora 1500 comprende un procesador 1502, y' las parejas de procesador a una descripción principal 1504 por medio de un dispositivo de puente 1506. Por otra parte, el procesador puede acoplar 1502 a un dispositivo de almacenamiento a largo plazo 1508 (por ejemplo, un disco duro, disco flexible, memoria USB, disco óptico) , a través del dispositivo de puente 1506. Los programas ejecutables por el procesador 1502 pueden ser almacenados en el dispositivo de almacenamiento 1508, y se accede cuando sea necesario por el procesador 1502. El programa almacenado en el dispositivo de almacenamiento 1508 puede comprender programas para implementar las diversas modalidades de la presente especificación, tales programas para resolver los sistemas de ecuaciones lineales (incluyendo la aplicación de restricciones), y predecir el contenido elemental. En algunos casos, los programas se copian desde el dispositivo de almacenamiento 1508 a la descripción principal. 1504, y los programas se ejecutan desde la descripción principal 1504. Así, la memoria principal 1504 y el dispositivo de almacenamiento 1508 se considerarán medios de almacenamiento legible por computadora. Los resultados de la modelización por el sistema informático 1500 pueden ser enviados a un dispositivo de visualización que puede hacer una representación para la visualización por un geólogo u otro técnico en la materia.

A partir de la descripción proporcionada en el presente, los técnicos en la materia son fácilmente capaces de combinar el software creado como se describe con hardware apropiado de computadora de propósito general o de propósito especial para crear un sistema de computadora y/o equipo sub-componentes de acuerdo con la diversas modalidades, para crear un sistema de computadora y/o equipo sub-componentes para llevar a cabo los métodos de las diversas modalidades y/o para crear una forma no transitoria medio legible por computadora (es decir, no una onda portadora) que almacena un programa de software para poner en práctica los aspectos del método de las diversas modalidades .

La discusión anterior está destinada a ser ilustrativa de los principios y las diversas modalidades de la presente invención. Las numerosas variaciones y modificaciones serán evidentes para los técnicos en la materia una vez que la descripción anterior se aprecie completamente. Por ejemplo, mientras que las limitaciones ilustrativas muestran los porcentajes de peso relacionados de elementos, cualquier valor indicativo del porcentaje en peso puede ser utilizado de forma equivalente en la restricción (por ejemplo, los rendimientos elementales, los valores indicativos de un número de átomos de cada elemento, cuentan los valores para la elementos, el número de moles de cada elemento) . Se pretende que las siguientes reivindicaciones deben interpretarse para abarcar todas estas variaciones y modificaciones.

Claims (23)

Reivindicaciones

1. Un método que comprende : irradiar con neutrones una porción de una formación que rodea un barreno de perforación; contar las gamas de diferentes niveles de energía en respuesta a la irradiación para obtener un éspectrum de gamas contadas ; encontrar una solución a un sistema de ecuaciones basadas en el éspectrum de gamas contadas, cuyo sistema de ecuaciones tiene una pluralidad de soluciones, la solución siendo indicativa de una pluralidad de porcentajes de peso para una pluralidad respectiva de elementos dentro de la formación; determinar si la solución cumple con una restricción predeterminada en los porcentajes de peso relativo indicado al menos dos de los elementos ,- repetir la acción de encontrar y determinar hasta que una solución se encuentre que está determinada para cumplir con la restricción predeterminada; y producir una indicación del contenido elemental de la formación utilizando la solución que cumple con la restricción predeterminada.

2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la restricción predeterminada se determina de porcentajes de peso conocidos de al menos dos elementos en al' menos dos minerales .

3. El método de conformidad con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque determinar que además comprende determinar si la solución cumple con una restricción predeterminada adicional en los porcentajes de peso relativo indicados para un tercer elemento, diferente de al menos dos elementos, y un cuarto elemento, y en donde repetir que además comprende la repetición de la acción de encontrar y determinar hasta que una solución se encuentra que está determinada también para cumplir con la restricción predeterminada adicional.

4. El método de conformidad con la reivindicación 3, caracterizada porque el cuarto elemento es el mismo elemento como uno de al menos dos elementos.

5. El método de conformidad con la reivindicación 1, 2, 3 o 4, caracterizada porque la restricción predeterminada se relaciona con el porcentaje de peso indicado por al menos uno de al menos dos elementos a los porcentajes de peso indicados para una pluralidad de otros elementos dentro de la formación.

6. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a la 5, caracterizado porque al menos dos elementos incluyen uno o ambos de: magnesio y aluminio .

7. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a la 6; caracterizado porque la irradiación además comprende irradiar con neutrones que, cuando se alejan de la fuente de neutrón, tienen una energía promedio de al menos un seleccionado del grupo que consiste de: aproximadamente 4.5 volteos de mega-electrones (MeV) ; y aproximadamente 2.3 MeV.

8. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a la 7, caracterizado porque la irradiación además comprende irradiar con neutrones de una fuente continua de neutrones .

9. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1 a la 7, caracterizado porque la irradiación que además comprende irradiar la formación a manera de una fuente de neutrón pulsada.

10. Un sistema que comprende: una herramienta configurada para colocarse dentro de un barreno de perforación en una formación de tierra, la herramienta que comprende: una fuente de neutrones ; y un detector gamma para detectar gamas de diferentes niveles de energía; y un procesador acoplado con el detector gamma para: encontrar una solución a un sistema de ecuaciones basadas en el . espectrum de gamas contenidas obtenidas mediante el conteo de gamas de diferentes niveles de energía detectados en el detector gamma, el sistema de ecuaciones que tienen una pluralidad de soluciones, y la solución siendo indicativa de una pluralidad de porcentajes de peso para una pluralidad respectiva de elementos con la formación; determinar si la solución cumple con una restricción predeterminada en los porcentajes de peso relativo indicados para al menos dos de los elementos; y si la solución no cumple la restricción predeterminada, descartar la solución y repetir los procesos para encontrar una solución diferente al sistema de ecuaciones hasta que una solución se encuentre la cual es determinada para cumplir con la restricción predeterminada .

11. El sistema de conformidad con 'la reivindicación 10, caracterizada porque la restricción predeterminada se determina de los porcentajes de peso conocidos de al menos dos elementos en al menos dos minerales .

12. El sistema de conformidad con la reivindicación 10 u 11, caracterizada porque cuando el procesador es además para: determinar si la solución cumple con una restricción predeterminada adicional en los porcentajes de peso relativo indicados para un tercer elemento, diferentes de al menos dos elementos, y un cuarto elemento; y, si la solución no cumple con la restricción predeterminada adicional, descartar la solución y repetir los procesos para encontrar una diferente solución para el sistema de ecuaciones hasta que una solución se encuentre la cual se determina para cumplir las restricciones predeterminadas.

13. El sistema de conformidad con la reivindicación 10, 11 o 12, caracterizada porque la restricción predeterminada se relaciona con porcentajes de peso indicado al menos uno de al menos dos elementos para los porcentajes de peso indicados para una pluralidad de otros elementos dentro de la formación.

14. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones 10 a la 13, caracterizado porque al menos dos elementos incluyen uno o ambos de: magnesio y aluminio.

15. El sistema de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 10 a la 14, caracterizada porque la fuente de neutrones es para producir neutrones que tienen una energía promedio de al menos una seleccionada del grupo que, consiste de: aproximadamente 4.5 volteos de mega- electrones (MeV) ; y aproximadamente 2.3 MeV.

16. El sistema de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 10 a la 15, caracterizado porque la fuente de neutrones es una fuente continua de neutrones .

17. El sistema de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 10 a la 15, caracterizado porque la fuente de neutrones es una fuente pulsada.

18. El sistema de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 10 a la 17, caracterizada porque la herramienta incluye un recipiente a presión de registros de pozos, con la fuente de neutrón y detector gamma colocado dentro del recipiente de presión.

19. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones 10 a 17, caracterizado porque la ', herramienta es acoplada o puede acoplarse dentro de una sarta de perforación.

20. Un medio legible por computadora no transitorio que almacena un programa que, cuando se realiza por un procesador, hace que el procesador: encontrar una solución a un sistema de ecuaciones basadas en el espectrum de gamas contenidas, cuyo sistema de ecuaciones tiene una pluralidad de soluciones, la solución siendo indicativa de una pluralidad de porcentajes de peso para una pluralidad respectiva de elementos dentro de una formación; determinar si la solución cumple con una restricción predeterminada en los porcentajes de peso relativo indicados para al menos dos de los elementos; y si la solución no cumple la restricción predeterminada, descartar la solución y repetir los procesos para encontrar una solución diferente al sistema de ecuaciones hasta que una solución se encuentre la cual •es determinada para cumplir con la restricción predeterminada .

21. El medio legible por computadora no transitorio de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque la restricción predeterminada se determina de porcentajes de peso conocido de al menos dos elementos en al menos dos minerales .

22. El medio legible por computadora no transitorio de conformidad con la reivindicación 20 o 21, caracterizado porque cuando se lleva a cabo por un procesador, el programa además causa que el procesador: determine si la solución cumple con una restricción predeterminada adicional en los porcentajes de peso relativo indicados para un tercer elemento, diferentes de al menos dos elementos, y un cuarto elemento; y, si la solución no cumple con la restricción predeterminada adicional, descartar la solución y repetir los procesos para encontrar una diferente solución para el sistema de ecuaciones hasta que una solución se encuentre la cual se determina para cumplir con las restricciones predeterminadas .

23. El medio legible por computadora no transitorio de conformidad con la reivindicación 20, 21 o 22, caracterizado porque la restricción predeterminada se relaciona con el porcentaje de peso indicado para al menos uno de al menos dos elementos a los porcentajes de peso indicados para una pluralidad de otros elementos dentro de la formación.