MX2013006661A - Método de detección y cuantificación de gas que usa una herramienta de registro de pulsos de neutrones. - Google Patents

Abstract

Un método de evaluación de una formación que usa una herramienta de pulsos de neutrones. El enfoque elimina el efecto del índice de hidrógeno (HI) de la formación de la respuesta nuclear de la herramienta. Puede usarse para la detección y cuantificación de gas, así como también para otros fluidos. Puede usarse además para mejorar una medición del índice de hidrógeno (HI) de la formación.

Description

MÉTODO DE DETECCIÓN Y CUANTIFICACIÓN DE GAS QUE USA UNA HERRAMIENTA DE REGISTRO DE PULSOS DE NEUTRONES ANTECEDENTES Muchos de los actuales enfoques de registros de pozos para la evaluación de una formación se centran en la determinación de la saturación de petróleo y por lo tanto en las mediciones en las formaciones llenas de un fluido. Para las mediciones nucleares, el petróleo y el agua dulce pueden parecer similares. Particularmente, el índice de hidrógeno (HI) de agua y de un petróleo típico es casi el mismo. Como las densidades del petróleo y el agua se diferencian en unas pocas décimas de un g/cm3, las formaciones llenas de petróleo y las llenas de agua del mismo índice global de hidrógeno mostrarán una ligera diferencia en la densidad aparente.

El gas natural (metano) tiene una densidad más baja que el petróleo pero contiene aproximadamente dos veces el número de átomos de hidrógeno por átomo de carbono. En el registro en hoyo abierto (OH), la detección y cuantificación de gas se basa a menudo en un cruzamiento de neutrones y densidad. Aunque la curva de la porosidad a los neutrones (o de una manera más cuantitativa, la curva del índice de hidrógeno) y la porosidad de densidad se superponen en las formaciones llenas de líquido, en el gas existe una gran separación entre las dos curvas. En presencia de gas, el índice de hidrógeno cae, que indica una porosidad menos llena de líquido. La densidad cae también, lo cual corresponde a una porosidad más llena de líquido.

La detección y la cuantificación de gas pueden basarse en una medición de la densidad aparente (suponiendo que se conoce la densidad de la matriz) y de la porosidad a neutrones (térmicos o epitérmicos) o del HI de la formación, es decir, se usan al menos dos mediciones independientes para obtener la saturación de gas. La porosidad a neutrones y el HI son mediciones del contenido de hidrógeno de la formación y por lo tanto se relacionan con el fluido en el espacio de los poros. La medición de la densidad aparente puede basarse en la medición de la densidad de electrones de la formación y su transformación en densidad aparente, y es sensible a la densidad de la matriz, la porosidad de la formación y la densidad del fluido en el espacio de los poros. La medición de neutrones puede usarse para obtener el HI de la formación, mientras que la medición de la densidad contiene información sobre la densidad aparente de la formación y, si se conoce la densidad de la matriz y del fluido, de la porosidad de la formación.

Se han hecho intentos para usar las herramientas tradicionales de densidad gamma-gamma en el revestimiento. Sin embargo, los resultados han sido insatisfactorios y el tamaño de las herramientas de OH limita la medición a diámetros interiores grandes del revestimiento. Se han hecho intentos para reemplazar la medición en OH por una medición en hoyo revestido usando una herramienta de pulsos de neutrones. Tal herramienta proporcionaría el HI y una segunda cantidad relacionada con la densidad de la formación, pero quedaría sin afectarse por el HI. Varias herramientas de pulsos de neutrones usan al menos dos detectores de rayos gamma a diferentes separaciones desde la fuente de pulsos de neutrones. Los detectores detectarán los rayos gamma que resulten de las interacciones inelásticas de los neutrones de alta energía con el material que rodea a la herramienta, los rayos gamma procedentes de la captura de neutrones epitérmicos y térmicos, así como también los rayos gamma procedentes de la activación de los materiales de la formación.

La relación de las tasas de conteo de captura de los dos detectores puede usarse para una medición de la porosidad a neutrones y/o el HI de la formación, de una manera similar a la medición de la porosidad obtenida por herramientas de registro de neutrones compensadas, basado en la relación de las tasas de conteo de neutrones térmicos o epitérmicos a diferentes separaciones de los detectores desde la fuente de neutrones. Los rayos gamma inelásticos resultan de la interacción de los neutrones rápidos (>1 MeV) con el material que rodea la herramienta. El número de rayos gamma inelásticos creados en la formación es una función de la composición de la formación y particularmente una función de la densidad de núcleos (densidad atómica) en la formación ponderada por su sección transversal inelástica de neutrones. Adicionalmente, el transporte de los rayos gamma después de su creación es sensible además a la densidad electrónica de la formación. Dado que el proceso de desaceleración de los neutrones rápidos es una función indicativa del HI, la creación de rayos gamma inelásticos es además una función del HI.

Se han propuesto muchos métodos de pulsos de neutrones para la detección y cuantificación de gas a lo largo de los años. En los métodos propuestos, la detección y la cuantifícación se basan en la medición de los rayos gamma inelásticos, que se supone que son sensibles a la densidad de la formación, y por lo tanto a la presencia de gas. La medición de los rayos gamma inelásticos se hace difícil por dos factores.

Primero, los rayos gamma observados durante la ráfaga de neutrones no provienen únicamente de las interacciones de los neutrones rápidos, debido a que durante la ráfaga hay tanto captura epitérmica como térmica. Para obtener una tasa de conteo "inelástica pura", puede restarse la captura de fondo. Tal sustracción puede ser difícil e inexacta, y el problema se agrava si no se define bien la ráfaga de neutrones y si los detectores y el material que rodea los detectores presentan secciones transversales notables de captura epitérmica.

Segundo, no es correcta la suposición de que la tasa de conteo inelástica, incluso después de una sustracción perfecta de la captura de fondo, proporciona una señal que sólo se relaciona con la densidad de la formación y no con su HI. Como se mencionó anteriormente, la producción de rayos gamma inelásticos se afecta no sólo por la densidad de la formación sino además por el HI de la formación.

COMPENDIO Aquí, presentamos un método para la evaluación de una formación usando una herramienta de pulsos de neutrones. El enfoque elimina el efecto del índice de hidrógeno (HI) de la formación a partir de la respuesta nuclear de la herramienta. Puede usarse para la detección y cuantifícación de gas o más generalmente para la detección y cuantifícación de los fluidos de la formación con diferentes propiedades de transporte nuclear. Puede usarse además para mejorar la medición del índice de hidrógeno (HI) de la formación en términos de la corrección de efectos ambientales.

Con el objetivo de obtener una medición fiable de la presencia de gas (tal como, por ejemplo, pero sin limitarse a metano, etano, propano, butano, C02, helio, nitrógeno, aire, vapor de agua), es posible proporcionar un tipo diferente de medición de tasa de conteo inelástica. Una nueva medición inelástica se obtiene por un método de sustracción del fondo que proporciona una tasa de conteo, que es virtualmente libre de los efectos del HI. No se ha hecho ningún intento de proporcionar una tasa de conteo inelástica libre de contaminación por rayos gamma de captura. Por lo tanto, se proporciona una medición que es independiente de HI y relacionada con la densidad atómica/densidad electrónica ponderada con la sección transversal inelástica de la formación. La cantidad complicada y no totalmente definida se denomina en la presente "densidad de la formación" o "densidad", y puede combinarse con la medición del HI a partir de la relación de las tasas de conteo de captura. La combinación de estas dos mediciones permite una determinación de la saturación de gas sin usar información extema sobre la porosidad efectiva de la formación.

En una modalidad, se proporciona un método para obtener una respuesta de rayos gamma inducidos por pulsos de neutrones que es sustancialmente libre de la sensibilidad al índice de hidrógeno de una formación y relacionada con la densidad atómica/densidad electrónica de la formación ponderada con la sección transversal inelástica para la evaluación de la formación. El método puede incluir generar una ráfaga de neutrones con una fuente de pulsos de neutrones de alta energía. El método puede incluir además detectar una pluralidad de conteos de rayos gamma por al menos un detector de rayos gamma, al menos un número de conteos de ráfaga que se detectan durante un primer intervalo de tiempo, en una parte del cual la fuente de pulsos se activa y al menos un número de conteos de no ráfaga que se detectan durante un segundo intervalo de tiempo en el que no se activa la fuente de pulsos. El método puede incluir además dar a la salida una cantidad GRat que se relaciona con un parámetro de interés de la formación, en donde la GRat es sustancialmente libre de sensibilidad al índice de hidrógeno de la formación, calculado como una función del número de conteos de no ráfaga detectados durante el segundo intervalo y del número de conteos de ráfaga detectados durante el primer intervalo.

En una modalidad, se proporciona un aparato para obtener una respuesta de rayos gamma inducidos por un pulso de neutrones que es sustancialmente libre de sensibilidad al índice de hidrógeno de una formación y relacionada con la densidad atómica/densidad electrónica de la formación ponderada con la sección transversal inelástica para la evaluación de la formación. El aparato puede incluir una fuente de pulsos de neutrones que genera una ráfaga de neutrones. El aparato puede incluir además un detector de rayos gamma que detecta una pluralidad de conteos de rayos gamma, una cantidad de conteos de ráfaga que se detectan durante un primer intervalo de tiempo, en el que se activa la fuente de pulsos y una cantidad de conteos de no ráfaga que se detectan durante un segundo intervalo de tiempo en el que no se activa la fuente de pulsos. El aparato puede incluir además un procesador configurado para calcular una cantidad GRat sustancialmente libre de sensibilidad a un índice de hidrógeno de la formación como una función del número de conteos de no ráfaga detectados durante el segundo intervalo y el número de conteos de ráfaga detectados durante el primer intervalo; en donde la GRat se relaciona con un parámetro de interés de la formación.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 muestra un ejemplo de un esquema de temporización de la ráfaga de neutrones para una medición de gas de acuerdo con una modalidad de la presente descripción.

La Figura 2 muestra una representación esquemática de la población de neutrones como una función del tiempo. El panel superior muestra la presencia de los neutrones rápidos durante la ráfaga, la acumulación y la desintegración de la población de neutrones epitérmicos, y la población de neutrones térmicos, y el panel inferior muestra una tasa de conteo de rayos gamma correspondiente como una función del tiempo (también conocida como un espectro de energía de múltiples canales).

La Figura 3 ilustra una modalidad de un aparato de acuerdo con una modalidad de la presente descripción.

La Figura 4 muestra un gráfico de ejemplo de la cantidad GRat obtenida por una modalidad del método de la presente descripción basada en los datos modelados para un hoyo de 8 pulgadas, un revestimiento de 5.5 pulgadas, un peso de revestimiento de 15.5 libras/pies y agua dulce en el hoyo, con la línea base de GRat (lleno de agua) para un ajuste lineal de la dependencia del HI entre la Compuerta A y la Compuerta C.

Las Figuras 5-1 y 5-2 muestran gráficos que ilustran los efectos de varias condiciones de hoyo sobre una cantidad GRat obtenida por una modalidad del método de la presente descripción.

Las Figuras 6-1 y 6-2 muestran unos gráficos de ejemplo de los efectos de la litología sobre una cantidad GRat obtenida por una modalidad del método de la presente descripción, donde la GRat se normaliza por la tasa de conteo de la compuerta A de un detector cercano.

Las Figuras 7-1 y 7-2 muestran unos gráficos de ejemplo de los efectos del esquisto sobre una cantidad GRat obtenida por una modalidad del método de la presente descripción normalizada por la tasa de conteo de la compuerta A de un detector cercano.

Las Figuras 8-1 y 8-2 muestran unos gráficos de ejemplo de los efectos del C02 sobre una cantidad GRat obtenida por una modalidad del método de la presente descripción, donde la GRat se normaliza por la tasa de conteo de la compuerta A cercana.

DESCRIPCIÓN DETALLADA El método expuesto aquí se refiere al registro de pozos y particularmente, a la detección y cuantificación de gas en una formación terrestre que rodea el hoyo o más generalmente a la detección y cuantificación de los fluidos de una formación con propiedades diferentes de transporte nuclear. Aunque el método se describe en el contexto de una herramienta de registro por cable y particularmente de registro a través del revestimiento, el método es aplicable además en el registro en agujero abierto y en las operaciones de registro durante la perforación, independientemente de los medios de transporte. El método puede usarse para identificar y cuantifícar la saturación de gas, así como también la de otros fluidos de la formación que no son el fluido usado como línea de referencia en el presente método, en el que los límites entre los gases altamente comprimidos y los líquidos bajo condiciones de fondo de pozo pueden ser borrosos, y los gases de alta densidad pueden ser químicamente similares a los fluidos de baja densidad bajo esas condiciones.

En la siguiente descripción, se exponen numerosos detalles para proporcionar una comprensión de la presente descripción. Sin embargo, se entenderá por los expertos en la materia que la presente invención se puede llevar a la práctica sin estos detalles y que son posibles numerosas variaciones o modificaciones de las modalidades descritas.

El objetivo de la medición de gas es diferenciar la porosidad llena de gas de la porosidad llena de agua con un HI equivalente. La presente descripción introduce un método para derivar una medición de gas independiente del HI, que se relaciona con la dispersión inelástica de neutrones rápidos. La siguiente sección ilustra la física básica de la medición de gas inelástica.

La Fig. 1 muestra un ejemplo de un esquema de temporización de las ráfagas de neutrones, que puede usarse para una medición de gas inelástica. En cada ciclo (100), los neutrones de la fuente se emiten desde 0 a 20 µ8 (102), seguido de un tiempo de espera de 80 µe (104). En consecuencia los tres paneles superiores 200, 210, 220 de la Fig. 2 muestran el flujo de neutrones en la formación como función de la energía y el tiempo, la cual puede calcularse usando una simulación. El panel superior 200 indica el flujo de neutrones rápidos 202 durante la ráfaga de neutrones, el cual cesa casi inmediatamente al final de la ráfaga, el segundo panel 210 muestra el flujo de neutrones epitérmicos 212, el cual se intensifica a medida que los neutrones rápidos pierden velocidad hasta energías epitérmicas. El tercer panel 220 representa el flujo de neutrones térmicos 222. Como puede verse, durante la ráfaga de neutrones 102 desde 0 a 20 µe, hay neutrones con energías que varían desde la energía de la fuente (14 MeV) hasta la energía térmica (0.025 eV a temperatura ambiente). Los neutrones rápidos (indicados por 202) en el nivel de energía de los MeV se han inyectado desde la fuente de 14 MeV y aún no han perdido velocidad. Los neutrones epitérmicos (indicados por 212) son aquellos con energía por debajo del nivel del MeV, pero todavía por encima de la energía térmica. Los neutrones epitérmicos están presentes principalmente durante la ráfaga de neutrones. Inmediatamente después de la ráfaga, aún habrá algunos neutrones epitérmicos pero perderán velocidad relativamente rápido hasta la energía térmica. Los neutrones térmicos (indicados por 222) están presentes sustancialmente durante todo el modo de sincronización. A veces (por ejemplo, 10 µe a 20 µß) después de la ráfaga, sustancialmente todos los neutrones serán térmicos. Hay además neutrones térmicos durante la ráfaga, algunos de los cuales provienen de ráfagas anteriores. Notablemente, no hay una energía o tiempo de corte visiblemente identificable (en un espectro de energía de múltiples canales) para separar los neutrones rápidos, epitérmicos, y térmicos.

En el caso en que la herramienta de pulsos de neutrones incluye detectores de rayos gamma, pero no detectores de neutrones, la herramienta puede medir los rayos gamma inmediatos procedentes de las interacciones de neutrones ya sea dentro o fuera del detector, pero no los neutrones directamente. El panel inferior 230 de la Fig. 2 muestra un ejemplo de un espectro de rayos gamma en el tiempo, el cual representa el número de rayos gamma observados como una función del tiempo con respecto al inicio de la ráfaga de neutrones en el esquema de sincronización de compuertas de la Fig. 1. Hay dos mecanismos de generación de rayos gamma a partir de las interacciones de neutrones: Primero, los neutrones rápidos pueden generar rayos gamma inmediatos a través de la dispersión inelástica o reacciones inelásticas, si su energía es más alta que la energía umbral de la reacción. Esos rayos gamma 232 pueden detectarse durante la ráfaga de neutrones, como se muestra en el panel inferior 230 de la Fig. 2. La energía umbral de neutrones inelásticos es de varios MeV para la mayoría de los isótopos comunes encontrados en las formaciones terrestres.

Segundo, los neutrones pueden capturarse por los núcleos y generar rayos gamma 234 y 236, que se detectan en el detector, como se muestra en la Fig. 2. Generalmente, la probabilidad de captura de neutrones aumenta a medida que los neutrones pierden velocidad hasta las energías epitérmicas y térmicas. Los rayos gamma 234 debidos a la captura de neutrones epitérmicos se generan principalmente durante la ráfaga y poco después de la ráfaga. Los rayos gamma 236 procedentes de la captura de neutrones térmicos pueden generarse durante y después de la ráfaga. La probabilidad de captura para los neutrones térmicos puede ser mucho más alta que para los neutrones epitérmicos. Sin embargo, si ocurre que la energía de los neutrones es sustancialmente igual a una de las energías de resonancia de un isótopo, a veces en el intervalo de energía epitérmica, la probabilidad de que un neutrón se capture por el isótopo puede ser alta que resulta en una señal de captura epitérmica grande 234.

En algunas modalidades, la respuesta de los rayos gamma de captura epitérmica y térmica se domina por el HI, debido a que los núcleos de hidrógeno dominan la pérdida de velocidad de los neutrones desde la energía de la rúente hasta energías epitérmicas o térmicas. En comparación, la respuesta de los rayos gamma inelásticos se afecta menos por el HI, debido a que los neutrones rápidos pueden perder una gran cantidad de energía durante un único evento de dispersión inelástica si su energía está por encima del umbral inelástico. La física involucrada en la medición de rayos gamma inelásticos representa un problema acoplado complejo de transporte de neutrones y rayos gamma. Este se relaciona a la población de neutrones rápidos en las proximidades del detector de rayos gamma, el cual es sensible tanto al HI de la formación como a la densidad atómica ponderada por la sección transversal inelástica. Encima de eso, el transporte de rayos gamma inelásticos desde el punto de origen hasta el detector depende de la densidad electrónica de la formación. Por lo tanto, hay información de densidad independiente del HI en los rayos gamma inelásticos detectados.

Como se muestra en la Fig. 2, los rayos gamma inelásticos aparecen durante la ráfaga de neutrones, durante la cual hay también un número de rayos gamma de captura, los cuales tienen una gran dependencia del HI. Por lo tanto, la señal de densidad independiente del HI puede oscurecerse por una gran dependencia del HI. En algunas modalidades, la sensibilidad de la densidad es mucho menor que la sensibilidad del HI de los rayos gamma de captura. En realidad, habrá sobre ambas efectos ambientales muy grandes, complejos y no intuitivos. Así, es desafiante separar la dependencia de la densidad y el HI en condiciones desconocidas.

Una herramienta de ejemplo 300 que pudiera usarse para implementar la medición y cuantifícación de gas de la presente descripción se muestra en la Fig. 3. La herramienta de la Fig. 3 muestra el uso de 3 detectores de centelleo de rayos gamma 302, 304 y 306 respectivamente y un monitor de neutrones 308 (que puede ser opcional) para determinar la salida de neutrones de la fuente de neutrones 310, y el blindaje opcional de rayos gamma de neutrones 309. El detector lejano 304 es opcional para la medición inelástica de la presente descripción. La fuente 310 y los detectores 302, 304, 306 y opcionalmente el monitor 308 se encierran en una carcasa de la herramienta 312. La Fig. 1 muestra un posible conjunto de compuertas de tiempo 106, 108 y 110, durante las cuales puede adquirirse el espectro de rayos gamma. Debe haber al menos una compuerta 106 durante la ráfaga de neutrones (compuerta A) y una segunda compuerta (compuerta B 108, o compuerta C 1 10 o alguna otra compuerta en el intervalo 104 durante el cual no se emiten neutrones por la fuente 310). El modelado y los experimentos indican que con el objetivo de obtener una buena respuesta del gas, el detector de rayos gamma más cercano para la medición de gas puede colocarse a una distancia suficiente desde la fuente, por ejemplo aproximadamente 20 a 40 pulgadas (alrededor de 50 cm a 101 cm).

El método presentado aquí propone separar la dependencia de la densidad y del HI de los rayos gamma detectados durante la ráfaga de neutrones de una manera práctica. El método incluye un par de mediciones: una es una medición de ráfaga tanto de la sensibilidad de la densidad como del HI (por ejemplo, los conteos totales en la compuerta A del detector profundo 306); la otra es una medición del HI "puro", que se domina por el HI (por ejemplo, los conteos totales en la compuerta C del detector profundo 306) pero no tiene una sensibilidad grande a la densidad. Los experimentos y el modelado han demostrado que las sensibilidades al HI de las tasas de conteo medidas durante la ráfaga y después de la ráfaga son proporcionales entre sí en una amplia gama de condiciones ambientales. Como tal, la dependencia del HI se puede eliminar de la medición durante la ráfaga en diversas condiciones usando la medición del HI "puro" (es decir la tasa de conteo durante un intervalo de tiempo que no incluye la ráfaga) multiplicado por un coeficiente calibrado. Después, la tasa de conteo que queda es sensible a la densidad, pero no al HI. La cantidad obtenida puede referirse como GRat de relación de gas.

El método esbozado anteriormente proporciona opciones para optimizar el diseño de una herramienta. Con una herramienta de pulsos de neutrones diseñada y operada de acuerdo con el método descrito en el párrafo anterior, la dependencia de la densidad y el HI puede separarse fácilmente en una gama de condiciones ambientales. Los ejemplos que siguen demuestran que el enfoque tiene éxito.

El método descrito en esta descripción elimina la dependencia del HI usando la porosidad de la formación llena de agua como una referencia para obtener una medición del gas independiente del agua en la porosidad. El método se puede realizar usando otros tipos de porosidad de fluido como referencia, por ejemplo puede usarse una porosidad llena con petróleo ligero o una porosidad llena petróleo/agua mezclados. Es decir cuando se usa un tipo de porosidad llena de un fluido como referencia el enfoque puede usarse para detectar un tipo diferente de fluido.

La Fig. 4 muestra un ejemplo de gráfico de la cantidad GRat obtenida por el método anterior basado en los datos modelados para un hoyo de 8 pulgadas, un revestimiento de 5.5 pulgadas, un peso de revestimiento de 15.5 libras/pies con agua dulce en el hoyo. La Fig. 4 muestra el gráfico cruzado del par de medición de compuerta A (dependiente de la densidad y el HI) y la compuerta C (dominada por el HI) del detector profundo 306. En el caso ilustrado por la Fig. 4, la medición del HI "puro" se obtiene durante la compuerta C en el detector profundo 306 (Profundo C), como se muestra en el eje x, que representa la tasa de conteo gamma normalizada de neutrones. La normalización usa la salida de neutrones de la fuente 310. En la modalidad mostrada en la Fig. 3, la normalización puede lograrse al medir la salida de neutrones usando un monitor de neutrones 308. La medición, que contiene tanto sensibilidad de la densidad como del HI, obtenida durante la compuerta A (la compuerta durante la ráfaga de neutrones), es la tasa de conteo de neutrones normalizada en el detector profundo 306 (Profundo A) mostrada como la curva 400. Como puede verse, la rama de agua desde 0 p.u. a 30 p.u. es casi una línea recta, lo que indica que las sensibilidades del HI de las dos mediciones son proporcionales entre sí. Las dos ramas de gases, que son gas metano con una densidad de 0.15 g/cm y 0.25 g/cm en porosidades de 5 y 10 p.u. se separan de la rama de agua. La curva de GRat se muestra como 402. La GRat representa la tasa de conteo corregida del HI a partir de la compuerta A, la cual se obtiene de acuerdo con la Ecuación (1 ) más abajo, donde Profundo A y Profundo C son las tasas de conteo de neutrones normalizadas en las compuertas de tiempo A y C del detector profundo 306. El coeficiente a es la pendiente de la rama de agua de la curva 400, que puede determinarse a partir del modelado y/o datos experimentales. Como puede verse, la GRat no cambia mientras aumenta la porosidad llena de agua de 0 p.u. a 30 p.u. y la GRat aumenta si aumenta el volumen de gas.

GRat = Profundo_A - a * Profundo C Ecuación (1) El intervalo dinámico de gas de la GRat es la diferencia del valor de la GRat en una porosidad llena de gas desde la línea base de agua (porosidad llena de agua). La exactitud en la determinación de la GRat se determina por la dependencia residual del HI en la GRat para puntos de porosidad llena de agua en diferentes condiciones de hoyo. La dependencia residual del HI puede medirse por la variabilidad de la GRat debida a la variación de una porosidad llena de agua dulce. Mientras más pequeña es la variabilidad, mejor será la capacidad para diferenciar la porosidad llena de gas de la llena de agua con un HI equivalente.

El método descrito aquí no es un intento de obtener una "tasa.de conteo inelástico neta", es decir, una tasa de conteo que incluye sólo los conteos de rayos gamma inelásticos sin contaminación procedentes de la captura térmica y epitérmica. Más bien, como se menciona antes, el efecto del HI, que todavía estaría presente en una tasa de conteo neta inelástica, se excluye por la sustracción. La fórmula del presente método (tal como la Ecuación (1)) puede parecerse a la fórmula del método de sustracción del fondo térmico y epitérmico (ver expediente 49.0392 del agente, radicado bajo el número de serie PCT/US10/35718, con una primera fecha de presentación provisional de 22 de mayo de 2009) usada para obtener un espectro inelástico puro. Los coeficientes (tal como a en la Ecuación (1)) del presente método pueden determinarse experimentalmente basados en las porosidades llenas de agua, mientras que los métodos de sustracción del fondo usados para obtener los conteos "inelásticos netos" incluyen incertidumbres debidas a la imposibilidad de contabilizar cuantitativamente el monto de la contribución de la captura térmica, y particularmente la epitérmica. El presente enfoque permite una separación entre el efecto del HI y el efecto debido a la densidad numérica de los núcleos y sus secciones transversales de dispersión inelástica. El presente enfoque produce una distinción inequívoca entre las zonas cerradas y las zonas llenas de gas en el hoyo revestido sin usar información adicional externa de porosidad (o densidad). El enfoque puede además usarse más generalmente para detectar la presencia de hidrocarburos de baja densidad.

Un diseño de la herramienta con un fondo epitérmico bajo de la herramienta, es decir una baja sección transversal de captura de neutrones epitérmicos puede facilitar el método al mejorar la proporcionalidad de la sensibilidad al HI de las mediciones que se usan para determinar la GRat. El fondo de la herramienta puede provenir del cristal de centelleo en cualquiera de los detectores, del material de blindaje, del material de la carcasa, y de cualquier otro material que conforma una parte de la estructura de la herramienta.

El presente enfoque funciona para una amplia variedad de casos, es decir de diferentes litologías, tamaños de hoyo y de revestimiento, así como también de las diferencias en los fluidos del hoyo con una única constante a. Los refinamientos del presente método podrían usar un coeficiente a diferente en condiciones ambientales diferentes. Adicionalmente, el presente método no se limita a usar una ecuación lineal para eliminar la dependencia del HI de una medición de ráfaga. Pueden usarse otras formas de la ecuación siempre y cuando se elimine (o se reduzca a un nivel aceptable) la dependencia del HI de la medición de gas. Por ejemplo, el coeficiente a en la Ecuación (1) puede ser una función de los conteos de la compuerta C en el detector profundo 306, o puede usarse un enfoque completamente diferente tal como métodos de redes neuronales o de tabla de consulta. El coeficiente a podría determinarse adicionalmente usando otras mediciones de la herramienta o incluso a partir de información externa.

El ejemplo en la Fig. 4 proporciona una demostración del método. En el ejemplo, la medición dependiente de la densidad y el HI es la tasa de conteo de la compuerta A del detector profundo 306 normalizada por la salida del monitor de neutrones. En la práctica, la medición puede elegirse de manera diferente. La elección de la medición con ambas dependencias de la densidad y del HI puede ser (pero sin limitarse a): 1) La compuerta de ráfaga del detector profundo 306 (la compuerta puede variar para cubrir una parte de la ráfaga total o algo de después de la ráfaga) normalizada por un monitor de neutrones. 2) La compuerta de ráfaga del detector profundo 306 normalizada por una compuerta A del detector cercano 302. 3) La compuerta de ráfaga del detector profundo 306 normalizada por una medición del detector cercano 302 con cualquier compuerta de sincronización del espectro MCS del detector cercano. 4) La compuerta de ráfaga del detector profundo 306 normalizada por una combinación de varias compuertas de temporización del detector cercano 302. Por ejemplo, la normalización basada en la compuerta A del detector cercano 302 después de la corrección del fondo térmico y epitérmico usando la compuerta B o C del detector cercano 302.

En el ejemplo en la Fig. 4 la medición con dependencia principalmente del HI y poca o ninguna de la densidad es la tasa de conteo de la compuerta C normalizada por el monitor de neutrones. Sin embargo la medición sensible al HI puede elegirse de manera diferente y puede ser (pero sin limitarse a): 1) Cualquier compuerta de temporización del detector profundo 306 después de normalizar la ráfaga de neutrones por un monitor de neutrones o una medición del detector cercano 302, 2) Una combinación de varias compuertas de temporización del detector profundo 306 después de normalizar la ráfaga de neutrones por un monitor de neutrones 308 o una medición del detector cercano 302. 3) Una medición del detector de neutrones térmicos (o epitérmicos) normalizada por un monitor de neutrones 308, otro detector de neutrones o una medición de un detector de rayos gamma cercano 302. 4) Los conteos procedentes de la ventana de energía de captura de boro de un centellador de boro apantallado que son proporcionales al flujo de neutrones térmicos y epitérmicos (ver el expediente 49.0449 concedido en forma mancomunada, presentado como número de serie PCT/US 11/41929, con una fecha de presentación provisional original de 30 de junio de 2010.

El enfoque descrito en la presente no depende de la presencia de un monitor de neutrones. En ausencia de un monitor de neutrones, la normalización de neutrones puede realizarse usando una medición del detector cercano 302, como se describió anteriormente. Las Fig. 5 muestran un ejemplo de usar la tasa de conteo de la compuerta A del detector cercano 302 para normalizar las tasas de conteo tanto de la compuerta A como de la C del detector profundo 306 en varias condiciones ambientales. La Fig. 5-1 muestra el gráfico cruzado del diagrama transversal de la tasa de conteo de la compuerta A del detector profundo 306 normalizada por la tasa de conteo de la compuerta A del detector cercano 302 vs. la tasa de conteo de la compuerta C del detector profundo 306 normalizada por la tasa de conteo de la compuerta A del detector cercano 302, que son el par de mediciones para este ejemplo.

La Fig. 5-2 muestra el gráfico cruzado de la GRat, que se calcula usando la Ecuación (2), vs. la medición del HI, que es la tasa de conteo de la compuerta C del detector profundo 306 normalizada por la tasa de conteo de la compuerta A del detector cercano 302. Como puede verse, la GRat no cambia a medida que la porosidad llena de agua aumenta de 0 a 30 p.u. en comparación con el intervalo dinámico del gas, independientemente de las condiciones del hoyo. Aunque la GRat puede variar como una función de las condiciones del hoyo, tales variaciones no dependen de la porosidad (llena de líquido). En otras palabras, el desplazamiento de la GRat de la rama de la porosidad llena de agua puede variar bajo diferentes condiciones del hoyo, pero la pendiente de la GRat de la rama de la porosidad llena de agua permanece cercana a cero.

Las Fig. 6 muestran un ejemplo de eliminación del efecto del HI en esas condiciones ambientales basado en un coeficiente constante a, que puede ser diferente al del ejemplo mostrado en la Fig. 4.

GRat = [Profundo_A / Cercano_A] - a * [Profundo C / Cercano A] Ecuación (2) Las Fig. 6-1 y 6-2 muestran un ejemplo de los efectos de la litología sobre el método de GRat. Las litologías en las Fig. 6-1 y 6-2 incluyen piedra arenisca, piedra caliza, dolomita y anhidrita. Hay efectos de la litología sobre la GRat que son visibles en la gráfica. Similar a los efectos del hoyo, los efectos de la litología no dependen del HI de la formación. La pendiente de la rama de la porosidad llena de agua de la GRat se mantiene cerca de cero para diferentes litologías. Para reducir adicionalmente la dependencia del HI de la GRat, puede determinarse y usarse un coeficiente a diferente para diferentes litologías. Por otro lado, el desplazamiento de la rama de la porosidad llena de agua depende de la litología, proporcionando una medición de la litología si no hay presente porosidad de gas.

Las Fig. 7-1 y 7-2 muestran un ejemplo de los efectos del esquisto en la GRat. En el ejemplo ilustrado por las Fig. 7-1 y 7-2, la diferencia en la GRat entre la piedra arenisca limpia y arena arcillosa al 10% o 30% es pequeña. El efecto del esquisto puede reducirse adicionalmente mediante la selección de las compuertas de temporización de los detectores profundo 306 y cercano 302 respectivamente. El método mostrado en el ejemplo puede funcionar bien en un yacimiento de arena esquistosa. La GRat permanecerá sustancialmente constante con la variación del volumen de esquisto o la porosidad de agua, pero aumentará cuando hay porosidad de gas.

Los ejemplos anteriores muestran que hay efectos ambientales sobre la GRat, algunos de los cuales pueden ser mayores que el intervalo dinámico total de gas. Sin embargo, esos efectos ambientales no dependen del HI de la formación (porosidad de agua), que significa que para condiciones del hoyo constantes, el valor de la GRat en una zona de baja porosidad de agua será el mismo que el que está en una zona de alta porosidad de agua. Como tal, el método puede usarse para la corrección de hoyo de la GRat en un registro de campo. Puede etiquetarse las zonas de alto HI (o zonas de alto volumen de esquisto) basado en una medición del HI (o medición de rayos gamma naturales); en estas zonas la porosidad llena de gas es improbable. Puede calcularse el valor medio de la GRat en esas zonas como referencia, y compararlo con una zona de HI bajo cerca, suponiendo que las condiciones del hoyo no cambian bruscamente de una zona a otra. Si la GRat en una zona de alto HI es la misma que el que está en una zona de bajo HI, es probable que la zona de bajo HI sea una zona de baja porosidad de agua. Si la GRat en la zona de bajo HI es mayor que en la zona de alto HI, la zona de bajo HI es probable que sea una zona de gas.

El método GRat descrito en la presente puede usarse además para determinar la presencia de C02 en la formación. Similar a las Fig. 5-1, 5-2, 6-1, 6-2, 7-1, 7-2, las Fig. 8-1 y 8-2 muestran un ejemplo de una medición de gas C02. La Fig. 8-1 muestra el gráfico cruzado de la tasa de conteo de la compuerta A del detector profundo normalizada por la tasa de conteo de la compuerta A del detector cercano vs. la tasa de conteo de la compuerta C del detector profundo normalizada por la tasa de conteo de la compuerta A del detector cercano. La "profundo A/cercano A" (en el eje Y) es sensible tanto a la densidad como al Hl, mientras que la "profundo C/cercano A" (en el eje X) es una medición del HI. Usando la Ecuación (2), es posible eliminar la sensibilidad al HI para calcular la GRat, que se muestra vs. la medición del HI en la Fig. 8-2. Como puede verse, la GRat no cambia cuando aumenta la porosidad llena de agua de 0 a 30 p.u. en comparación con el rango dinámico de gas.

Cuando la porosidad se llena con gas, ya sea un gas de hidrocarburo o no hidrocarburo, la GRat será mayor que en la porosidad llena de agua. Así, el método proporciona además una manera para diferenciar una porosidad llena de agua de una porosidad llena de gas. Más aún, el gas de hidrocarburo y no hidrocarburo puede diferenciarse usando la medición del HI. Un gas de hidrocarburo (por ejemplo, gas CH4), debido al contenido de hidrógeno en el gas, frenará los neutrones rápidos de manera más efectiva similar a un caso de baja porosidad llena de agua. La medición del HI (es decir, profundo C/cercano A) disminuye como se muestra en las Fig. 8-1 y 8-2. Por otro lado, la porosidad llena de C02 no tiene contenido de hidrógeno. Comparado con una formación de 0 p.u., la densidad atómica disminuye cuando aumenta el espacio de poros. Por lo tanto, la longitud de frenado de los neutrones aumenta más allá de la ya considerable longitud de frenado de la formación de 0 p.u. Así, la medida del HI (es decir, profundo C/cercano A) aumenta para la porosidad llena de C02, como se muestra.

Usando tanto la GRat como una medición del HI, es posible diferenciar la porosidad llena de gas de la porosidad llena de agua, así como también la porosidad llena de gas C02de la porosidad llena de gas de hidrocarburo.

Aplicaciones Más arriba, se presenta un método para proporcionar una medición de gas independiente del HI basado en mediciones de una herramienta de registro de pulsos de neutrones. La medición de gas independiente del HI denominada GRat en la presente es sensible principalmente a la densidad atómica/densidad electrónica de la formación ponderada con la sección transversal inelástica e independiente del HI de la formación/la porosidad de agua. La saturación de gas puede calcularse a partir de la medición de la GRat cuando se conoce la densidad del gas. Adicionalmente, una densidad del gas pudiera resolverse para usar otra medición independiente que sea sensible a ese parámetro.

La GRat de la medición de gas independiente del HI combinada con una medición de HI disponible puede usarse para calcular la porosidad real de la formación si se conoce la densidad del gas. De manera similar, puede calcularse la densidad aparente de la formación. La densidad aparente calculada puede aún tener efectos de la litología. Si la litología es desconocida, los efectos de la litología pueden corregirse basados en otras mediciones disponibles, tales como los rayos gamma naturales (para la corrección de esquisto) y/o la espectroscopia de rayos gamma inducidos por neutrones.

El método introducido elimina la sensibilidad al HI de una medición con sensibilidad a la densidad y al HI con el objetivo de hacer insensible la medición a los cambios en la porosidad llena de agua u otros tipos de porosidad llena de líquido.

Un diseño de la herramienta puede optimizarse para tener un par de mediciones, una de las cuales tiene dependencia del HI y de la densidad, mientras que la otra se domina por el HI, donde las sensibilidades al HI de las dos mediciones son proporcionales o casi proporcionales entre sí independientemente del ambiente. Tal optimización haría aún más usable la herramienta para el método descrito anteriormente.

Un diseño de la herramienta puede optimizarse en términos del(los) cristal(es) detector(es), la separación, el apantallamiento de neutrones, el apantallamiento de rayos gamma, la construcción y el material de la carcasa de la herramienta, el tipo de detector (tal como, un detector de neutrones térmicos o rápidos, un detector de rayos gamma), el número de detectores, el material cerca de los detectores de rayos gamma el cual puede convertir los neutrones en rayos gamma de manera selectiva de acuerdo con su energía, el patrón o forma de la ráfaga de neutrones, etc. Tal optimización ayudaría a mejorar la proporcionalidad de la sensibilidad al HI entre las mediciones, lo cual haría más usables las mediciones para el método descrito anteriormente.

Las dos medidas pueden optimizarse en términos de la sincronización de compuertas, la normalización de la salida de neutrones (ya sea con el monitor de neutrones, el detector cercano u otro detector adecuado o medios de normalización, tal como un parámetro de funcionamiento del generador de pulsos de neutrones indicativo de la salida de neutrones). Las fórmulas para obtener las dos magnitudes de medición (puede ser una combinación de múltiples detectores y múltiples compuertas de sincronización) pueden diferir de las modalidades descritas en las ecuaciones (1) y (2). Tal optimización persigue mejorar la proporcionalidad de la sensibilidad al HI entre las mediciones, lo que haría más precisas las mediciones.

Las compuertas de temporización elegidas para la medición durante y después de la ráfaga pueden optimizarse para proporcionar la mejor exactitud o precisión de la medición deseada bajo diferentes condiciones de fondo de pozo. La optimización puede realizarse desde el inicio para un registro completo o puede realizarse dinámicamente para ajustarse a las condiciones cambiantes de fondo de pozo. Tales condiciones pueden comprender los cambios en la formación tales como de la litología, la sigma de la formación, o la composición del fluido de la formación o cambios en el entorno del hoyo, tales como cambios en el revestimiento, la composición del fluido de la perforación o la sigma del fluido del hoyo. La sigma denota la sección transversal de captura de neutrones térmicos macroscópica.

En algunas modalidades, la medición de la GRat es insensible al HI pero sensible a los efectos ambientales. En caso de un yacimiento que no es de gas, la medición puede usarse para realizar correcciones ambientales para otras mediciones tales como una medición del HI. Las correcciones ambientales pueden incluir la litología, el fluido del hoyo, el tamaño del revestimiento, el tamaño de la broca, el cemento, etc. Cuando se conocen las condiciones del hoyo, la medición de la GRat puede usarse para interpretar la litología de la formación.

En algunas modalidades, la medición de la GRat es insensible al HI (porosidad de agua) cuando la porosidad es menor que o igual a 30 p.u. Desde 30 a 100 p.u., la medición de la GRat es algo sensible al HI, mientras que las mediciones tradicionales del HI pueden no serlo. Por lo tanto, la medición de la GRat puede usarse para mejorar la sensibilidad al HI en un entorno de alta porosidad. Adicionalmente, la sensibilidad al HI de la GRat en una condición de alto HI de la formación no afectará sustancialmente la medición de gas, debido a que la porosidad de gas tendría que llegar a más de 50 p.u. con el objetivo de proporcionar un similar HI de la formación como 30 p.u. de una porosidad llena de agua. Tal condición se produce con relativamente poca frecuencia en la realidad, y un experto en la materia encontraría relativamente fácil diferenciar el gas del agua en tan alta porosidad.

Una implementación del método descrito aquí puede usarse además para eliminar la sensibilidad al HI de una medición de rayos gamma o de neutrones que tiene sensibilidad a la densidad y al HI mediante el uso de una medición dominada por el HI, la sensibilidad al HI de la cual no es directamente proporcional a la sensibilidad al HI de la medición de la densidad/HI.

Podría usarse además una tabla de consulta u otros medios similares para corregir una medición sensible a la densidad y al HI por su sensibilidad diferente al HI bajo condiciones diferentes para mejorar la precisión de la medición.

Similarmente, puede corregirse una medición de gas para las diferencias en el intervalo dinámico como una función del entorno de fondo de pozo usando una tabla de consulta u otros medios similares.

Puede diseñarse una herramienta para usar el método GRat donde la medición sensible a la densidad procede de un centellador con una sección transversal epitérmica baja tales como YAP, YSO o BGO.

Un diseño de una herramienta puede optimizarse de manera que el efecto de la litología de la medición de la densidad sea pequeño en comparación con la sensibilidad a la porosidad llena de gas para dos o más litologías de destino, tales como, pero sin limitarse a, cuarzo y esquisto. Tal optimización puede ser útil cuando estas litologías aparecen en varias formas mixtas.

Aunque la invención se ha descrito con respecto a un número limitado de modalidades, los expertos en la materia, teniendo el beneficio de esta descripción, apreciarán numerosas modificaciones y variaciones a partir de la misma. Se pretende que las reivindicaciones adjuntas cubran tales modificaciones y variaciones que caen dentro del verdadero espíritu y alcance de la invención.

Claims (32)

REIVINDICACIONES

1. Un método para obtener una respuesta de rayos gamma inducidos por pulsos de neutrones que es sustancialmente libre de sensibilidad al índice de hidrógeno de una formación y relacionada con la densidad atómica/densidad electrónica ponderada por la sección transversal inelástica de la formación para la evaluación de la formación, el método que comprende: generar una ráfaga de neutrones con una fuente de pulsos de neutrones de alta energía; detectar una pluralidad de conteos de rayos gamma por al menos un detector de rayos gamma, al menos un número de conteos de ráfaga que se detectan durante un primer intervalo de tiempo, durante el cual se activa la fuente de pulsos y al menos un número de conteos de no ráfaga que se detectan durante un segundo intervalo de tiempo durante el cual no se activa la fuente de pulsos; y dar a la salida una cantidad GRat que se relaciona con un parámetro de interés de la formación, en donde la GRat es sustancialmente libre de sensibilidad a un índice de hidrógeno de la formación y se calcula como una función del número de conteos de no ráfaga detectados durante el segundo intervalo y el número de conteos de ráfaga detectados durante el primer intervalo.

2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además normalizar los conteos de rayos gamma con una salida de neutrones de la fuente de pulsos.

3. El método de acuerdo con la reivindicación 2, en donde la salida de neutrones se determina por un detector monitor como un flujo de neutrones rápidos emitidos por la fuente de pulsos.

4. El método de la reivindicación 1, que comprende además normalizar los conteos de rayos gamma medidos por el al menos un detector de rayos gamma en una primera localización axial desde la fuente de neutrones por un conteo de rayos gamma de un segundo detector de rayos gamma en una segunda localización axial desde la fuente de pulsos.

5. El método de la reivindicación 4 en donde los conteos de rayos gamma del segundo detector se determinan durante un intervalo de tiempo durante el cual se activa la fuente de pulsos.

6. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el al menos un número de conteos de ráfaga que se detectan durante el primer intervalo tiene una dependencia del índice de hidrógeno y una dependencia de la densidad; y en donde el al menos un número de conteos de no ráfaga que se detectan durante el segundo intervalo tiene una dependencia del índice de hidrógeno.

7. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la detección puede realizarse por una pluralidad de detectores seleccionados a partir de un detector cercano, un detector lejano, un detector profundo, un detector monitor, y combinaciones de los mismos.

8. El método de acuerdo con la reivindicación 7, en donde la cantidad de conteos de ráfaga detectados durante el primer intervalo se obtiene por el detector profundo en una primera compuerta de ráfaga y se normaliza por una combinación de una pluralidad de conteos obtenidos por el detector cercano.

9. El método de acuerdo con la reivindicación 7, en donde la cantidad de conteos de no ráfaga del segundo intervalo de tiempo se normaliza por una pluralidad de conteos obtenidos por el detector cercano.

10. El método de la reivindicación 1 , que comprende además detectar el gas en la formación a partir de la desviación de la GRat desde una línea de porosidad de agua.

1 1. El método de acuerdo con la reivindicación 1 , que comprende además combinar la GRat con una densidad de gas y una medición del índice de hidrógeno para determinar un nivel de saturación de gas.

12. El método de acuerdo con la reivindicación 1 , que comprende además basar la GRat al menos en parte en una medición que se relaciona a un fluido de referencia, y detectar un fluido con diferentes propiedades de transporte nucleares que el fluido de referencia a partir de la desviación de la GRat de la medición que se relaciona a un fluido de referencia.

13. El método de acuerdo con la reivindicación 12, que comprende además calcular las saturaciones del fluido de referencia de la GRat y un segundo fluido conocido en la formación usando la GRat y una medición del índice de hidrógeno.

14. El método de acuerdo con la reivindicación 1 1, que comprende combinar la GRat con una o más mediciones del índice de hidrógeno y la densidad de gas para calcular una porosidad de la formación.

15. El método de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además interpretar la litología de la formación basada en la GRat.

16. El método de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además interpretar la composición del fluido y los parámetros de terminación en el hoyo basado en la GRat.

17. El método de acuerdo con la reivindicación 1 , que comprende además mejorar la respuesta de alta porosidad de una medición del índice de hidrógeno usando la GRat cuando una porosidad de la formación es superior a 30 p.u.

18. El método de acuerdo con la reivindicación 10, en donde el gas comprende metano, etano, propano, butano, C02, helio, nitrógeno, aire, vapor de agua.

19. El método de acuerdo con la reivindicación 18, que incluye además identificar el gas usando la GRat en combinación con la medición del índice de hidrógeno.

20. Un aparato para obtener una respuesta de rayos gamma inducidos por pulsos de neutrones que es sustancialmente libre de la sensibilidad al índice de hidrógeno de una formación y se relaciona con la densidad atómica/densidad electrónica ponderada por la sección transversal inelástica de la formación para la evaluación de la formación, que comprende: una fuente de pulsos de neutrones que genera una ráfaga de neutrones; un detector de rayos gamma que detecta una pluralidad de conteos de rayos gamma, una cantidad de conteos de ráfaga que se detectan durante un primer intervalo de tiempo, en el cual se activa la fuente de pulsos y una cantidad de conteos de no ráfaga que se detecta durante un segundo intervalo de tiempo en el cual no se activa la fuente de pulsos; y un procesador configurado para calcular una cantidad GRat sustancialmente libre de la sensibilidad a un índice de hidrógeno de la formación como una función del número de conteos de no ráfaga detectados durante el segundo intervalo y el número de conteos de ráfaga detectados durante el primer intervalo; en donde la GRat se relaciona con un parámetro de interés de la formación.

21. El aparato de la reivindicación 20, donde el parámetro de interés es uno de la saturación de gas, la saturación de un fluido que no es gas, la densidad de la formación, la litología de la formación y el fluido del hoyo.

22. El aparato de la reivindicación 20, en donde el aparato se optimiza para que una sensibilidad resultante al índice de hidrógeno de los conteos en el primer intervalo de tiempo y en el segundo intervalo de tiempo sean proporcionales entre sí.

23. El aparato de la reivindicación 22, en donde una separación entre los detectores se selecciona para optimizar una sensibilidad resultante al índice de hidrógeno de los conteos en el primer intervalo de tiempo y el segundo intervalo de tiempo.

24. El aparato de la reivindicación 22, en donde una temporización o longitud relativa del primer intervalo de tiempo y el segundo intervalo de tiempo se seleccionan para optimizar una sensibilidad resultante al índice de hidrógeno de los conteos en el primer intervalo de tiempo y el segundo intervalo de tiempo.

25. El aparato de la reivindicación 22, en donde se selecciona una composición química de uno o más componentes del aparato para optimizar una sensibilidad resultante al índice de hidrógeno de los conteos en el primer intervalo de tiempo y el segundo intervalo de tiempo.

26. El aparato de la reivindicación 25, en donde se selecciona una composición química de uno o más componentes del detector de rayos gamma para optimizar una sensibilidad resultante al índice de hidrógeno de los conteos en el primer intervalo de tiempo y el segundo intervalo de tiempo.

27. El aparato de la reivindicación 25, en donde se selecciona una composición química de un cristal de centelleo del detector de rayos gamma para optimizar para una sensibilidad resultante al índice de hidrógeno de los conteos en el primer intervalo de tiempo y el segundo intervalo de tiempo.

28. El aparato de la reivindicación 20, configurado para su transporte en uno de una línea de cable, una línea de acero lisa, una tubería de perforación por cable, una sarta de perforación, y un aparato de tubería en espiral.

29. El aparato de la reivindicación 20, en donde los intervalos de tiempo de la primera y de la segunda medición se optimizan dependiendo de cual propiedad de la formación se encuentra bajo investigación y de una o más condiciones de fondo de pozo bajo las cuales se hace la medición.

30. El aparato de la reivindicación 29, en donde las propiedades de la formación comprenden la saturación de gas, el índice de hidrógeno y la litología.

31. El aparato de la reivindicación 29, en donde las condiciones de fondo de pozo comprenden una o más de la litología, la sigma de la formación, el índice de hidrógeno del fluido de la formación, la sigma del hoyo, la composición del fluido del hoyo, y combinaciones de los mismos.

32. El método de la reivindicación 29, en donde la optimización se realiza dinámicamente durante el registro.