NL8103822A

NL8103822A - METHOD AND SYSTEM FOR SIMULTANEOUS MEASUREMENT OF BOREHOLE AND FORMATION NEUTRON LIFE USING USING ITERATIVE ADJUSTMENT.

Info

Publication number: NL8103822A
Application number: NL8103822A
Authority: NL
Original assignee: Halliburton Co
Priority date: 1980-08-28
Filing date: 1981-08-14
Publication date: 1982-03-16
Also published as: FR2489534A1; GB2083212B; CA1162659A; FR2489534B1; GB2083212A; NL191656C; NL191656B

Description

* . 4'*. 4 '

Werkwijze en stelsel voor het simultaan meten van boorgat en formatie-neutronenlevensduur met gebruikmaking van iteratief aanpassen.Method and system for simultaneous borehole measurement and formation neutron life using iterative fitting.

De uitvinding heeft betrekking op de meting in situ van bodemformaties waardoorheen een boorgat voor een put steëkt. In het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op het meten van de vervaltijd van thermische neutronen (of de 5 levensduur van neutronen) van bodemformaties in de buurt van een putboring.The invention relates to the in situ measurement of soil formations through which a well borehole protrudes. In particular, the invention relates to measuring the decay time of thermal neutrons (or neutron life) of soil formations near a well bore.

De waargenomen vervalsnelheid van de populatie van thermische neutronen in de nabijheid van een putboor-gat die volgt op een puls of stoot neutronen met hoge energie, 10 kan worden benaderd door de som van exponentiele termen die betrekking hebben op de formatie respectievelijk het boorgat plus een achtergrondterm die kan variëren overeenkomstig de conditie van formatie en boorgat. Onder karakteristieke veld-omstandigheden vervalt de boörgat-component van de thermische 15 neutronenlevensduur of vervaltijd sneller dan de formatie- component van de thermische neutronenlevensduur. De belangrijkste parameter van belang is 'T' , de gemiddelde levensduur van £ thermische neutronen in de formatie. Een tweede parameter van belang is "lig» de gemiddelde levensduur van thermische neutronen 20 in het boorgat. De uitvinding verschaft werkwijzen en inrich tingen voor het bepalen van deze twee parameters die van belang zijn, en wel tegelijkertijd.The observed decay rate of the population of thermal neutrons in the vicinity of a well borehole following a pulse or burst of high energy neutrons can be approximated by the sum of exponential terms relating to the formation and the borehole, respectively, plus a background term which may vary according to the condition of formation and borehole. Under characteristic field conditions, the bogatate component of the thermal neutron life or decay time decays faster than the formation component of the thermal neutron life. The main parameter of interest is 'T', the average life of £ thermal neutrons in the formation. A second parameter of interest is "lie" the average life of thermal neutrons in the borehole. The invention provides methods and apparatus for determining these two parameters of interest simultaneously.

Het stelsel en de werkwijzen volgens de uitvinding maken gebruik van een pulsvormig werkende bron van 25 snelle neutronen. De snelle neutronen worden vlug vertraagd (of af geremd) tot thermische energie door wisselwerking met de kernen van de elementen in het boorgat, de bodemformaties die het boorgat omgeven en vloeistoffen die zich bevinden in de porie-ruimten van dergelijke formaties. De levensduur of verval-30 tijd van thermische neutronen in de bodemformatie wordt groten deels bepaald door het zout- of chloor-gehalte van de bodem- 8103822 > . - 2 - ~ ΐ formaties."Het waterstofbevattende mat riaal in de porie-ruimten en bet boorgat dempt of vertraagt de flux van snelle neutronen die door een pulsvormig bedreven bron van snelle neutronen wordt uitgezonden, Vlug. De snelle neutronen worden wanneer zij 5 eenmaal tot thermische energie zijn vertraagd, worden verlang zaamd genoemd en kunnen dan worden ingevangen door de kernen van elementen die zich bevinden in de formatie-matrix en de vloeistoffen die de formatie-matrix vu-ULen en in de materialen die aanwezig zijn in de putboring, waart e behoren de vloéi-10 stof in het boorgat, het boorgatmeetinstrument en eventueel de bekleding van de put. Het element chloor dat wordt aangetroffen in sterk zouthoudende boorgat-vloeistoffen en bodemformatie-vloeistoffen in de porie-ruimten van de bode formaties in de nabijheid van een boorgat wanneer een hoog zout (NaCl)-gehalte 15 aanwezig is, heeft een zeer grote invangdoorsnede voor verlang zaamde neutronen. Een meting van de vervaltijd of de levensduur van thermische neutronen in bodemformaties in de buurt van een putboorgat kan aldus een aanwijzing zijn van de concentratie van zouthoudende vloeistoffen in de porie-ruimten van de forma-20 tie. Bij combinatie met het zoutgehalte van het formatie-water, metingen van de poreusheid en metingen van de mate van verscha- ling Van de formatie ontstaat een- resultaat -dat·- kan worden—--------------„ - gebruikt voor het onderscheiden van porie-ruimten in de buurt van een putboorgat die olie bevatten van dergelijke ruimten die 25 zoutwater bevatten. ' " ......... ' ................The system and methods of the invention utilize a pulse-acting source of fast neutrons. The fast neutrons are quickly decelerated (or slowed down) to thermal energy by interacting with the cores of the borehole elements, the bottom formations surrounding the borehole, and liquids contained in the pore spaces of such formations. The lifespan or decay time of thermal neutrons in the soil formation is largely determined by the salt or chlorine content of the soil. - 2 - ~ ΐ Formations. "The hydrogen-containing material in the pore spaces and the borehole dampens or retards the flux of fast neutrons emitted from a pulsed source of fast neutrons. Rapid. The rapid neutrons become 5 once have slowed to thermal energy, are said to be duly called, and can then be captured by the nuclei of elements contained in the formation matrix and the fluids forming the formation matrix vu-UL and in the materials contained in the wellbore, where e include the borehole fluid, borehole gauge and possibly well casing The element chlorine found in highly saline borehole fluids and soil formation fluids in the pore spaces of the bottom formations of a borehole when a high salt (NaCl) content is present has a very large capture cross section for required neutrons. thus, the lifetime of thermal neutrons in soil formations near a well borehole may indicate the concentration of saline fluids in the pore spaces of the formation. When combined with the salinity of the formation water, measurements of the porosity and measurements of the degree of variation of the formation, a result is produced that can be -------------- Used to distinguish pore spaces in the vicinity of a well bore containing oil from such spaces containing salt water. '"........." ................

Op dit ogenblik zijn twee diensten commercieel verkrijgbaar voor het meten van de levensduur of de vervaltijd van thermische neutronen in bodemformaties in de nabijheid van ..................Two services are currently commercially available for measuring the life or decay time of thermal neutrons in soil formations in the vicinity of ..................

een putboorgat. Deze twee commerciële technieken maken gebruik 30 van de aanname· dat het materiaal van het boorgat een aanzienlijk grotere vangs t door snede voor thermische neutronen heeft dan de omgevende bodemformatie. Door deze aanname te maken kan wanneer een stoot of puls neutronen wordt uitgezonden vanuit een put-onderzoekinstrument· dat zich in het boorgat bevindt, en na een 35 tijdsverloop dat voldoende is om de thermische neutronen in het 8103822 - 3 - t «L -ί putboorgat zelf nagenoeg alle te laten invangen door de kernen in de putboring met een grote vangstdoorsnede, de vervaltijd-eomponent van het boorgat -worden verwaarloosd. Vervolgens kunnen metingen worden gedaan van de ver valsneieid van de popula-5 tie van de thermische neutronen in de bodemf rmaties. Deze commerciële metingen van de levensduur of de vervaltijd van thermische neutronen zijn gebleken in het bijzonder waardevol te zijn bij het beoordelen van het produktie-potentieel van bodemformaties in de buurt van boorgaten met een beklede put.a well borehole. These two commercial techniques take advantage of the assumption that the borehole material has significantly greater thermal neutron cross-sectional capture than the surrounding soil formation. By making this assumption, when a burst or pulse of neutrons is emitted from a well survey tool located in the borehole, and after a time lapse sufficient to allow the thermal neutrons to enter the 8103822 - 3 - t «L -ί well borehole itself to be captured almost all by the cores in the well bore with a large catch diameter, the decay time component of the well borehole is neglected. Subsequently measurements of the decay rate of the population of the thermal neutrons in the bottom formations can be made. These commercial measurements of the lifespan or decay time of thermal neutrons have proven to be particularly valuable in assessing the production potential of bottom formations near lined well boreholes.

10 Bij de beide op dit ogenblik beschikbare commerciële technieken maakt een put onder zoekinstrument dat de putboring doorloopt, gebruik van een pulsvormerwerkende bron van neutronen met hoge energie (11jMeV) die gewoonlijk worden voortgebracht in een deuterium-tritium-versnellingsbuis.In both of the currently available commercial techniques, a well explorer that traverses the well bore uses a pulse generator operating source of high energy neutrons (11 µMeV) commonly generated in a deuterium-tritium accelerator tube.

15 De eerste commercieel beschikbare techniek op dit ogenblik is bekend als de vaste poort ("fixed gate”)-techniek. Bij deze techniek wordt de neutronenbron herhaaldelijk pulsvormig aangedreven en voor elke neutronenpuls wordt een wolk snelle neutronen geïnjecteerd op een in het algemeen 20 _ gesproken bolvormig symmetrische manier rondom de bron in de omgevende bodemformaties, De wolk snelle neutronen passeert vanuit het putwerktuig de boorspoeling, de bekleding van de putboring, het cement tussen de bekleding en de bodemformatie om de putboring en bereikt dan de bodemformaties. Bij deze techniek 25 heeft kenmerkend elk van deze pulsen snelle neutronen een con stante sterkte en duurt hij van 20 tot 50 microseconden. Het aantal thermische neutronen dat in deze wolk of populatie aanwezig is, neemt vervolgens exponentieel af als gevolg van het invangen van de verlangzaamde neutronen door kernen in de bodem-30 formaties en in het boorgat.The first commercially available technique at present is known as the fixed gate technique. In this technique, the neutron source is repeatedly pulse-driven and for each neutron pulse a cloud of fast neutrons is injected at a generally 20 _ Spherically symmetrical around the well in the surrounding soil formations, The cloud of fast neutrons from the well tool passes the drilling mud, the well bore lining, the cement between the well and the bottom formation around the well bore, and then reaches the bottom formations. Typically, each of these pulses of fast neutrons has a constant strength and lasts from 20 to 50 microseconds, the number of thermal neutrons present in this cloud or population then decreases exponentially due to entrapment of the decayed neutrons by nuclei in the bottom-30 formations and in the borehole.

Ha een zekere begintijd die volgt op de neutronenstoot (kenmerkend ongeveer 300 tot U00 microseconden), gedurende welke de verkregen invang-gammastraalverdeling in het boorgat, de spoeling en de bekleding wordt aangenomen al-35 thans nagenoeg te zijn gedissipeerd, worden metingen uit gevoerd 8103822 ·· T 'y ' - k - van 3α et aantal verlangzaamde neutronen, in de buurt van het put-gereedschap gedurende twee opeenvolgende tijdintervallen of poorten van vaste duur. Deze twee metingen die worden uitgevoerd gedurende de constante tijdpoorten of opeenvolgende tijdsinter-5 vallen kunnen vervolgens worden gebruikt voor het bepalen van een bij benadering exponentiele vervalkromme voor de thermische neutronen-populatie in de bodemformatie die bet boorgat omgeeft.After a certain initial time following the neutron burst (typically about 300 to U00 microseconds) during which the resulting downhole capture gamma ray distribution, mud and liner is assumed to be substantially dissipated, measurements are made 8103822 ·· T 'y' - k - of 3α th number of slow neutrons, near the put tool for two consecutive time intervals or gates of fixed duration. These two measurements performed during the constant time gates or successive time intervals can then be used to determine an approximately exponential decay curve for the thermal neutron population in the soil formation surrounding the borehole.

De veronderstelling wordt genaakt dat voidoen-10 de tijd is verlopen na de neutronenuitstoot opdat althans nage noeg alle verlangzaamde neutronen in de buurt van het boorgat zelf kunnen zijn gevangen door de elementaire kernen van het boorgat. De aanname is dat de boorgatcomponent van de vervaltijd of levensduur van de thermische neutronen in het algemeen 15 korter is dan de bodemformatie-component van de vervaltijd of levensduur van thermische neutronen. Dit treedt gewoonlijk op wanneer men te maken heeft met boorgatspoelingen met een hoog cloloorgehalte of hoog gehalte aan zoutwater. Echter gaat dit niet altijd op in boorgaten die lucht, gas, zoetwater of olie 20 bevatten. Dienovereenkomstig is een bijzonder voordeel wan de uitvinding ten opzichte van de bekende meettechniek van de levensduur van_thermscheneuJbronen met een vaste poort dat er · geen aanname wordt gemaakt met betrekking tot de relatieve thermische neutronen-vervaltijdeigenschappen van de vloeistof 25 · in het boorgat ten opzichte- van de thermische neutronenverval-tijdeigenschappen van de bodemformaties die het boorgat omgeven.The assumption is made that void-10 has elapsed after the neutron emission so that at least substantially all of the decayed neutrons in the vicinity of the borehole themselves may have been captured by the elemental cores of the borehole. It is believed that the borehole component of the thermal neutron decay time or life is generally shorter than the soil formation component of the thermal neutron decay time or life. This usually occurs when dealing with borehole muds with a high chlorine content or high salt water content. However, this is not always the case in boreholes containing air, gas, fresh water or oil. Accordingly, a particular advantage of the present invention over the prior art measurement technique of the fixed gate thermal source sources is that no assumption is made as to the relative thermal neutron decay properties of the downhole fluid relative to the thermal neutron decay-time properties of the soil formations surrounding the borehole.

De populatie van thermische neutronen in de formatie in de buurt van het boorgat wordt bij wijze van afleiding gemeten gedurende de twee poort-intervallen met vaste tijds-30 duur die volgen op elke neutronenuitstoot of -puls door de invang-gammastralen te meten die voortkomen uit het invangen van verlangzaamde neutronen door de kernen van materialen die behoren tot de bodemformaties en vloeistoffen in de porie-ruimten daarin. De twee tijdsintervallen of poorten die het 35 meest worden benut in de vaste-poortteclaniek voor het meten van , 8103822 - 5 - de vervaltijden van thermische neutronen kunnen, bij wijze van voorbeeld, vallen tussen UOO en 600 microseconden na de neutro-nenuitstoot, respectievelijk tussen 700 en 900 microseconden na de neutronenuitstoot. Deze waarden worden gebruikt in kenmer-5 kende bo&emformaties zonder te letten op het zoutgehalte van de in het boorgat aanwezige vloeistof. Aangezien deze vaste tijd-poorten zijn bestemd voor algemeen gebruik in boorgaten zonder te letten op het zoutgehalte zijn zij niet optimaal wat betreft het maximaal maken van de telsnelheid. Omdat de poorten pas na 10 een betrekkelijk lange tijd na de stoot optreden, is de telsnel- heid gedurende de poorttijden lager dan optimaal is in boorgaten die zijn gevuld met een zouthoudende vloeistof. Dit kan leiden tot een statistische onzekerheid bij de meting van 21The population of thermal neutrons in the formation near the borehole is measured by derivation during the two fixed-time gate intervals following each neutron emission or pulse by measuring the capture gamma rays emanating from entrap slow neutrons through the nuclei of materials belonging to the soil formations and liquids in the pore spaces therein. The two time intervals or gates most commonly utilized in the fixed gate technique for measuring, 8103822-5 - the decay times of thermal neutrons can fall, for example, between U00 and 600 microseconds after the neutron emission, respectively. between 700 and 900 microseconds after neutron emission. These values are used in typical wellformations without regard to the salinity of the fluid present in the borehole. Since these fixed time gates are for general use in boreholes without regard to salinity, they are not optimal in maximizing the count rate. Since the gates only occur after a relatively long time after impact, the counting rate during the gate times is slower than optimal in boreholes filled with a brine. This can lead to statistical uncertainty when measuring 21

Indien geen aandacht wordt geschonken aan de 15 effecten van neutronendiffusie, kan de betrekking voor het verval van een thermische neutronenpopulatie in een homogeen medium met een macroscopische vangstdoorsnede voor thermische neutronen worden uitgedrukt als in de volgende vergelijking 1.If no attention is paid to the effects of neutron diffusion, the relationship for the decay of a thermal neutron population in a homogeneous medium with a macroscopic capture cross section for thermal neutrons can be expressed as in the following equation 1.

20 IT2 = i^e"^- ^ (1) waarin IT^ het aantal thermische neutronen is op een eerste tijdstip t^j ÏT2 het aantal thermische neutronen is op een later tijdstip t^; e het grondtal is van de natuurlijke logaritmen; t de tijd is die verloopt tussen twee metingen (t^ - t^); en v 25 de snelheid is van de thermische neutronen. De macroscopische vangstdoorsnede Σ voor thermische neutronen van een reservoir-gesteente (die kan worden verkregen uit vergelijking 1) hangt af van zijn poreusheid, zijn matrix-samenstelling, de mate van schaalvorming, het zoutgehalte van het water in de formatie, 30 en de hoeveelheid en de soort aardolie die zich bevindt in de porie-ruimten in de formatie. Deze grootheid stelt dus een fysische parameter of meting van de formatie voor waarvan het waardevol is die te verkrijgen.IT2 = i ^ e "^ - ^ (1) where IT ^ is the number of thermal neutrons at a first time t ^ jIT2 is the number of thermal neutrons at a later time t ^; e is the base of the natural logarithms; t is the time that elapses between two measurements (t ^ - t ^), and v is the speed of the thermal neutrons The macroscopic capture cross section Σ for thermal neutrons of a reservoir rock (which can be obtained from equation 1) depends depending on its porosity, its matrix composition, the degree of scaling, the salinity of the water in the formation, and the amount and type of petroleum contained in the pore spaces in the formation, so this quantity represents a physical parameter or measurement of the formation for which it is valuable to obtain it.

De tweede op het ogenblik beschikbare commer-35 ciele techniek voor het meten van de vervaltijd of de levensduur 8103822 t - 6 - van thermische neutronen maakt gebruik van een reciproke betrekking van de macroscopische vangst door snede voor thermische neutronen die is gedefinieerd in termen van X , de tijdconstante voor het absorberen van de thermische neutronen.The second currently available commercial technique for measuring the decay time or life time 8103822 t - 6 - of thermal neutrons uses a reciprocal of macroscopic thermal neutron cross-sectional capture defined in terms of X , the time constant for absorbing the thermal neutrons.

5 Een betrekking die analoog is aan de vergelijking 1, maar die is gedefinieerd in termen van L , wordt gegeven door: S = N^e”1^ (2) waarin t - l/v2t . In de vergelijking 2 stelt I de thermische neutronen-dichtheid op enig tijdstip t voor; is de thermische 10 neutronen-dichtheid op een begintijdstip tQ; e stelt opnieuw het grondtal voor de natuurlijke logaritmen voor; en X is de' tijd die nodig is voor de populatie van thermische neutronen om te vervallen tot 1/e van zijn waarde op het tijdstip tQ.5 A relationship analogous to equation 1, but defined in terms of L, is given by: S = N ^ e ”1 ^ (2) where t - 1 / v2t. In equation 2, I represents the thermal neutron density at any time t; is the thermal neutron density at an initial time tQ; e re-proposes the base for the natural logarithms; and X is the time it takes for the population of thermal neutrons to decay to 1 / e of its value at time tQ.

Bij het meten van de vervaltijd van thermi-15 sche neutronen met gebruikmaking van de tweede bekende techniek die bekend staat als de inrichting met de “geleidende poort” ("sliding gate"), zendt het pütonderzoekinstrument een puls of stoot snelle neutronen uit in de formatie, waarbij de duur van de stoot wordt geregeld en betrokken is op eerdere meetwaarden 20 van L van de bodernformaties. Bijvoorbeeld kan de neutronen puls duur de duur zijn van éénmaal X . Gammastralingdetectoren . ....... worden gebruikt om tellingen van invanggammastralen gedurende twee. opeenvolgende tijdsintervallen die volgen op het opwekken van de neutronenwolk in de nabijheid van het putboorgat te ver- ..... . 25...........krijgen teneinde de exponentiele vervalkromme te bepalen. Bij , deze -techniek zijn echter de twee intervallen die worden gebruikt voor het meten van de gammastralingspopulatie om de' exponentiele, ;· vervalkromme te bepalen, niet vast van duur of beginnen zij niet op een vast tijdstip na.de neutronenstoot. De eerder gemeten ...... 30 waarde vanX bij de voorafgaande neutronenuit stoot cyclus wordt "benut voor het vaststellen van' de neutronenuitstootduur voor . het opwekken van de snelle neutronen, alsmede, voor het wacht tijdinterval tot het openen van de eerste tijdpoort na de stoot,, de duur van de eerste tijdpoort,. de duur van de tweede tijdpoort 35 en het wacht tij. dint er val tussen'het begin van de eerste tijd- 8103822 f * - 7 - poort en de tweede tijdpoort. Al deze tijden worden bijgesteld totdat aan een vooraf bepaalde betrekking met 1» is voldaan. Bijvoorbeeld kan de tij dpoortduur van de tweede meting tweemaal X duren. Een wachttijdinterval van tweemaal X na dë neutronen-5 uitstoot kan worden gebruikt voorafgaand aan het openen van de eerste tijdpoort. De eerste tijdpoort kan een tijdsduur van eénmaalT hebben.When measuring the decay time of thermal neutrons using the second known technique known as the "sliding gate" device, the pulse survey instrument emits a pulse or emits fast neutrons into the formation, whereby the duration of the impact is controlled and is related to previous measurements 20 of L of the bottom formations. For example, the neutron pulse duration can be the duration of one X. Gamma rays detectors. ....... are used for counting capture gamma rays for two. successive time intervals following the generation of the neutron cloud in the vicinity of the well borehole ...... 25 ........... to determine the exponential decay curve. In this technique, however, the two intervals used to measure the gamma radiation population to determine the exponential decay curve are not fixed in duration or start at a fixed time after the neutron burst. The previously measured ...... 30 value of X at the previous neutron emission cycle is "utilized to determine the neutron emission duration for generating the fast neutrons, as well as, for the wait time interval to open the first time gate. after the impact, the duration of the first time gate, the duration of the second time gate 35 and the waiting time, there is a fall between the beginning of the first time gate and the second time gate. these times are adjusted until a predetermined relationship of 1 »is met. For example, the time duration of the second measurement can be twice X. A wait interval of twice X after neutron-5 emissions can be used prior to opening the first time gate The first time gate can have a duration of once.

In de twee hierboven beschreven bekende stelsels voor het vaststellen van de levensduur of vervaltijd van 10 thermische neutronen zijn de neutronenbron en één enkele detector alles dat voor de meting nodig is. Echter worden in de twee commercieel beschikbare technieken dubbel uitgevoerde, uitéén gelegen detectoren gebruikt en worden metingen ter plaatse van de detectoren van de invanggammastraling die aan thermische 15 neutronen moet worden toegeschreven, gébruikt voor het opwekken van benaderingen of metingen van de poreusheid van de bodem-formaties in de nabijheid van het boorgat. Het stelsel volgens de uitvinding maakt ook gébruik van twee detectoren en kan poreushei dsmetingen uitvoeren.In the two known systems for determining the life or decay time of 10 thermal neutrons described above, the neutron source and a single detector are all that is required for the measurement. However, in the two commercially available techniques, duplicated, single detectors are used, and measurements at the detectors of the capture gamma radiation to be attributed to thermal neutrons are used to generate approximations or measurements of the porosity of the soil. formations in the vicinity of the borehole. The system of the invention also utilizes two detectors and can perform porosity measurements.

20 Zoals hiervoor besproken maken de twee commer cieel beschikbare technieken voor het meten van de vervaltijd van thermische neutronen op het ogenblik gebruik van de aanname dat de vervaltijd van thermische neutronen in het boorgat aanzienlijk-geringer is dan die van de bodemformaties in de nabij-25 heid van het boorgat en kunnen zij aldus worden onderscheiden door uitschakelen door tijdafpassing van de boorgat-component.As discussed above, the two commercially available techniques for measuring thermal neutron decay time currently use the assumption that thermal neutron decay time in the borehole is significantly less than that of the near-25 soil formations. of the borehole and thus they can be distinguished by timing out the borehole component.

Bij de glijdende poort-technieken in een tijdsinterval dat althans nagenoeg volgt op de twee detectie-poorten die worden gébruikt voor ^ of X -metingen, kan een aehtergrond-tijdin-30 tervalpoort worden gébruikt om de achtergrond van gammastraling die aan thermische neutronenvangstgebeurtenissen in het boorgat en in bodemformaties rondom de putboring plaatsvinden, moeten worden toegeschreven. Deze achtergrondtellingen worden na een passende normalisatie in het algemeen afgetrokken van de tel-35 lingen die worden uitgevoerd gedurende de twee meetpoorten in 8103822 4 . S ' - - ' ' - 8 een der gelijk stelsel om zo de invloed van de natuurlijke gamma-s tradings achtergrond die zich voordoet in de nabijheid van het putboorgat en van enige andere achtergrond die in de gammastra-lingsdetectoren en de formatie door de neutronenbron kan worden 5 geïnduceerd, weg te werken. Opgemerkt moet worden dat de-twee eerder beschreven commerciële put onder zoekst els els geen gebruik maken van alle mogelijk aanwezige gammastraling-telinformatie die volgt op elke uitstoot van neutronen. De tij dsintervallen gedurende welke de detectoren niet zo zijn gepoort dat zij éen for-10 matie accepteren, raken in de twee bekende stelsels verloren.With the sliding gate techniques in a time interval that substantially follows the two detection gates used for ^ or X measurements, a background-time interval gate can be used to view the background of gamma rays generated by thermal neutron capture events in the borehole and in soil formations around the wellbore must be attributed. These background counts are generally subtracted from the counts performed during the two measurement ports in 8103822 4 after appropriate normalization. S '- -' '- 8 such a scheme so as to influence the natural gamma background background occurring in the vicinity of the wellbore and any other background contained in the gamma radiation detectors and the formation by the neutron source can be induced, get rid of. It should be noted that the two previously described commercial wells do not use all of the gamma radiation counting information that may follow any neutron emissions. The time intervals during which the detectors are not gated to accept a format are lost in the two known systems.

Aldus wordt niet het volle gebruik gemaakt van de neutronenopbrengst uit de neutronengenerator in de bekende schema’s. Zo nemen de beide bekende technieken aan dat de levensduur of vervaltijd van thermische neutronen in de formatie althans nagenoeg 15 geheel kan worden gescheiden van die van de boorgat-component door middel van tijd-interval poorten. Zelfs onder ideale omstandigheden is deze aanname niet geheel geldig. De uitvinding maakt gebruik van technieken en stelsels die elk van de genoemde aannamen en beperkingen van de stand van de techniek vermijden.Thus, full use is not made of the neutron yield from the neutron generator in the known schemes. Thus, both known techniques assume that the lifetime or decay time of thermal neutrons in the formation can be at least substantially separated from that of the borehole component by time-interval gates. Even under ideal conditions, this assumption is not entirely valid. The invention employs techniques and systems which avoid any of the prior art assumptions and limitations mentioned.

20 Bij de uitvinding wordt een putonderzoekings- gereedschap door het boorgat bewogen en dit bevat een pulsvormig aangedreven bron van snelle neutronen en twee stralingsdetectoren. De neutronenbron genereert een puls snelle neutronen met bij benadering constante sterkte gedurende een tijd die ligt tussen 10 25 en 30 microseconden. Deze neutronen worden ingevoerd in de media waaruit het putboorgat en de omgevende formaties bestaan en resulteren in een populatie van thermische neutronen die ontstaat uit het vertragen van de snelle neutronen in de media van de bodemformatie en het boorgat. Na een zeer korte pauze om het 30 afremmen van de snelle neutronen volgend op de neutronenstoot mogelijk te maken worden de detectoren ingeschakeld en wordt de- - .· invang-gammastraling die resulteert uit het invangen van thermische neutronen in het boorgat en de bodemformaties in de buurt van het boorgat praktisch ononderbroken vastgelegd totdat de 35 volgende neutronenstoot op het punt is te beginnen. Gedurende 8103822 V. « - 9 - een aantal tijdintervalpoorten die vallen in het praktisch ononderbroken interval, -wordt de invang-gamnastralingstelsnel-heid waargenomen in zes of meer in wezen aaneen sluitende tijdintervalpoorten. De veelvuldige tij dintervalpoortmetingen van 5 * de telsnelheden worden toegevoerd aan een computer voor de levensduur van thermische neutronen die de levensduurcomponenten voor formatie en boorgat berekent door middel van een kleinste quadraten-aanpassing van deze telsnelheidgegevens die zijn opgenomen tijdens zes of meer in wezen aanéénsluitende tijdin-10 ter valpoort en volgend op elke neutronenstoot. De levensduur- computer voor thermische neutronen krijgt gelegenheid zowel de levensduurcomponent voor thermische neutronen in het boorgat als die in de bodemformatie te berekenen en wel tegelijkertijd. Ongeveer eenmaal per seconde en gedurende ongeveer 5 % van de 15 bedrijfscyclus van 1 seconde wordt de neutronenbron uitgeschakeld en worden de detectoren gebruikt voor het tot stand brengen van een eventuele betrekkelijk lang levende achtergrondtelsnelheid als gevolg van door bronneutronen geïnduceerde gammas tradings -aktiviteit binnen de gammastralingsdetector, de formatie, het 20 boorgat, de onderzoeksonde of natuurlijke gammastraling in de buurt van het boorgat. Deze achtergrondgammastralingsinformatie wordt vervolgens op de juiste wijze genormaliseerd en afgetrokken van de zes of meer tijdintervalpoortmetingen van gammastralen -— door thermische neutronenvangst die worden gedaan na elke neu- 25 tronenuitstoot.In the invention, a well survey tool is moved through the borehole and it contains a pulse-driven source of fast neutrons and two radiation detectors. The neutron source generates a pulse of fast neutrons of approximately constant strength for a time between 10 and 30 microseconds. These neutrons are introduced into the media that make up the well borehole and surrounding formations and result in a population of thermal neutrons resulting from the deceleration of the fast neutrons in the media of the bottom formation and borehole. After a very short pause to allow the fast neutrons to decelerate following the neutron burst, the detectors are turned on and the capture gamma rays resulting from the capture of thermal neutrons in the borehole and the bottom formations in the near the borehole captured practically uninterrupted until the next neutron burst is about to begin. During 8103822 V. a number of time interval gates which fall in the practically continuous interval, the capture gamma ray count rate is observed in six or more substantially contiguous time interval gates. The multiple time interval gate measurements of 5 * counting rates are fed to a thermal neutron lifetime computer that calculates the formation and borehole lifetime components by a minor squares adjustment of these count rate data recorded during six or more essentially continuous times. -10 ter trap gate and following each neutron strike. The thermal neutron lifespan computer is allowed to calculate both the lifespan component for downhole thermal neutrons and that in the soil formation at the same time. About once per second and for about 5% of the 1 second duty cycle, the neutron source is turned off and the detectors are used to establish any relatively long-lived background count rate due to gamma neutron induced gamma activity within the gamma radiation detector , the formation, the borehole, the probe or natural gamma rays near the borehole. This background gamma ray information is then correctly normalized and subtracted from the six or more time interval gate measurements of gamma rays by thermal neutron capture that are made after each neutron emission.

In het ondergrondse gereedschap en bovengronds zijn elektronische stelsels aanwezig voor het produceren van de opeenvolgende metingen en de neutronenstoten, zoals hiervoor beschreven. Bovendien worden synehronisatiepulsén opgewekt 30 teneinde een middel te hebben voor het scheiden van de tellingen van gammastralen die representatief zijn voor de vangst van thermische neutronen gedurende elk van de zes of meer tijdpoort-gedeelten van de meetcyclus, zoals hiervoor beschreven. Bovendien is een bovengrondse computer aanwezig voor het afleiden 35 van de vervaltijden of levensduren van thermische neutronen van 8103822 - TO - de boorgat-coimponent en de bodemformatie-componenten, en is deze aangesloten aan een put-meetrecorder waarin een registratiemedium kan worden verplaatst als functie van de boorgat-diepte, terwijl het meetinstrument door het boorgat wordt ver-5 plaatst. De formatie- en boorgatcompönenten van de thermische neutronen-levensduur kunnen wor'den uitgezet als een functie van de diepte van het boorgat op deze recorder. Aldus omvat het stelsel volgens de uitvinding technieken voor het vaststellen van de waarde van het verval van thermische neutronen of de 10 macroscopische vangstdoorsnede voor thermische neutronen van het boorgat en tegelijkertijd van de omgevende media.Electronic systems are present in the underground tool and above ground to produce the sequential measurements and the neutron pulses, as described above. In addition, synchronization pulses are generated to have a means of separating the gamma ray counts representative of the capture of thermal neutrons during each of the six or more time gate portions of the measurement cycle, as described above. In addition, an above-ground computer is provided for deriving the decay times or lifetimes of thermal neutrons from 8103822 - TO - the borehole coimponent and the soil formation components, and is connected to a well measuring recorder in which a recording medium can be moved as a function depth of the borehole while the gauge is moved through the borehole. The formation and borehole components of the thermal neutron life can be plotted as a function of the borehole depth on this recorder. Thus, the system of the invention includes techniques for determining the value of thermal neutron decay or macroscopic capture cross section for thermal neutrons from the borehole and the surrounding media at the same time.

De uitvinding zal nu worden toegelicht in een beschrijving van een aantal uitvoeringsvoorbeelden welke beschrijving verwijst naar een tekening, waarin: 15 fig. 1 een schets is die een putonderzoek- .The invention will now be elucidated in a description of a number of exemplary embodiments, which description refers to a drawing, in which: Fig. 1 is a sketch showing a well survey.

stelsel volgens de uitvinding; fig. 2 een blokschema is dat de elektronische stelsels van het putonderzoekstelsel volgens de uitvinding laat: zien; 20 fig. 3 een grafische voorstelling is van de samengestelde populatie-vervalkromme voor thermische neutronen en de tijdintervalpoorten, beide volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding,system according to the invention; FIG. 2 is a block diagram showing the electronic systems of the well survey system of the invention; Figure 3 is a graphical representation of the composite population decay curve for thermal neutrons and the time interval gates, both according to an embodiment of the invention,

Fig. t geeft schematisch in een grafiek een 25 telemetrie-reeks als functie van de tijd volgens de uitvinding; fig. 5 is een grafische voorstelling van de samengestelde populatie -vervalkromme voor thermische neutronen en van de tijdintervalpoorten volgens een tweede uitvoering van de uitvinding.Fig. t diagrammatically depicts a telemetry series as a function of time according to the invention; FIG. 5 is a graphical representation of the composite thermal neutron population decay curve and of the time interval gates according to a second embodiment of the invention.

30 Fig. 6 is een schematische voorstelling van een telemetrie-reeks als functie van de tijd voor de tijdpoort-inrichting volgens fig. 5; en fig. J is een stroomdiagram dat een uitvoering laat zien van een werkwijze'voor het verkrijgen-van para-35 meters die van belang zijn voor bodemformaties, en wel door 8103822 i Λ - 11 - middel van een bovengrondse computer. Met de hiervoor besproken bekende technieken voor het bepalen van de levensduur of de vervaltijd van thermische neutronen kunnen zich twee belangrijke problemen voordoen. Deze twee belangrijke problemen 5 zijn: (1) onder bepaalde omstandigheden van de formatie en het boorgat is de boorgat-component niet tot een verwaarloosbaar gering niveau vervallen voor het begin van het achtereenvolgens uitpoorten van detectoren met het oog op het 10 bepalen van de levensduur van neutronen. Dit resulteert in een foute meting van L waar bij komt ; (2) de statistische nauwkeurigheid van L j, is soms nogal gering omdat de monsters voor de vervalsnelheid moeten worden genomen na betrekkelijk lange tijdsintervallen na .15 de neutronenuitstoot teneinde de effecten van de boorgat-component tot een minimum terug te brengen.FIG. 6 is a schematic representation of a telemetry sequence as a function of time for the time gate device of FIG. 5; and FIG. J is a flow chart showing an embodiment of a method of obtaining parameters of interest to soil formations, by means of an overhead computer. With the known techniques discussed above for determining the life or the decay time of thermal neutrons, two important problems can arise. These two major problems are: (1) under certain conditions of the formation and the borehole, the borehole component has not fallen to a negligibly low level before the start of sequential gating of detectors in order to determine the service life of neutrons. This results in an incorrect measurement of L which is added; (2) the statistical accuracy of L j is sometimes quite low because the decay rate samples must be taken after relatively long time intervals after the neutron emission in order to minimize the effects of the borehole component.

Een derde probleem bij de bekende meettechnieken voor de neutronenlevens duur werd het eerst besproken door Mills en medewerkers in een artikel onder de titel "Pulsed Neutron 20 Experiments in a Borehole Model”, Nuclear Science and Engineering,A third problem with known neutron lifespan measurement techniques was first discussed by Mills and collaborators in an article entitled "Pulsed Neutron 20 Experiments in a Borehole Model", Nuclear Science and Engineering,

Yol. 21, biz. 3k6 - 356 (1965) · Dit artikel van Mills en medewerkers toont aan dat zelfs indien l j, wordt berekend uit tel-snelheidgegevens die zijn opgenomen met tijdvertragingen die voldoende zijn opdat de boorgat-component vervalt tot een verwaar-25 loosbaar laag niveau, de berekende nog .steeds, een. functie is van W,, een levensduur van thermische neutronen in het boor-gat. Dit kan worden opgevat als het gevolg te zijn van tot thermisch afgeremde neutronen die ononderbroken terug diffunderen in het boorgat vanuit de formatie zelfs nadat de "oor-30 spronkelijke" boorgat-populatie van thermische neutronen door invangen tot een laag niveau is vervallen. De twee bekende technieken verwaarlozen dus geheel het effect dat door dit derde probleem wordt veroorzaakt. Echter neemt de uitvinding de problemen van alle drie effecten in rekening en hij resulteert dan 35 ook in een veel beter betrouwbare meting van de levensduur of 8103822 « ΐ - 12 - vervaltijd van thermische neutronen dan tot nu toe beschikbaar was.Yol. 21, biz. 3k6 - 356 (1965) · This article by Mills and coworkers shows that even if lj is calculated from count rate data recorded with time delays sufficient for the borehole component to decay to a negligibly low level, the still calculated. function is of W ,, a life of thermal neutrons in the borehole. This can be understood to result from thermally braked neutrons continuously diffusing back into the borehole from the formation even after the "original" borehole population of thermal neutrons has decayed to a low level. Thus, the two known techniques completely neglect the effect caused by this third problem. However, the invention takes into account the problems of all three effects and thus results in a much more reliable measurement of the lifespan or thermal neutron decay time than previously available.

. Teneinde nauwkeurige koolwaterstof-verzadi-gingen uit puls vormig uit gevoerde metingen van de levensduur • 5 of de vervaltijd van neutronen te verkrijgen dient aan de vol gende drie kriteria te zijn voldaan: (1) t. de waargenomen levensduur van de i? formatie-component, diént te worden berekend uit telsnelheid-gegevens die geen bijdragen bevatten uit neutronen-vangst binnen 10 het boorgat; (2) HÜ dient statistisch zo nauwkeurig i* mogelijk te zijn; en (3) de intrinsieke gemiddelde levensduur van de formatie-component ΗΓ ^ dient te worden bepaald alvorens 15 koolwaterstofverzadiging-berekeningen worden uitgevoerd.. In order to obtain accurate pulse hydrocarbon saturations from conducted measurements of the neutron life span or decay time, the following three criteria must be met: (1) t. the perceived life of the i? formation component, which is to be calculated from count rate data not containing contributions from neutron capture within the borehole; (2) HÜ should be statistically as accurate i * as possible; and (3) the intrinsic average life of the formation component ΗΓ ^ must be determined before performing 15 hydrocarbon saturation calculations.

In overeenstemming met het al genoemde artikel van Mills en medewerkers kan de gemeten levensduur worden betrokken op/"£ ., de intrinsieke levensduur» alleen indien t bekend is. Het is daarom voor maximale nauwkeurigheid gewénst 20 de formatie-component T_ en de boorgat-component ‘"C- van de £ 15 levensduur of vervaltijd van thermische neutronen tegelijkertijd te meten.In accordance with the aforementioned article by Mills and co-workers, the measured service life can be based on / "£., The intrinsic service life" only if t is known. It is therefore desirable for maximum accuracy the formation component T_ and the borehole component '"C- of the £ 15 lifetime or decay time of thermal neutrons at the same time.

Als hiervoor is besproken kan de waargenomen vervalsnelheid van de populatie van thermische neutronen in de 25 nabijheid van een putboorgat en volgend op een.stoot neutronen van hoge energie worden beschreven als de som van een formatie-component , een boorgat-component en een 'achtergrond-component. Dit kan wiskundig worden uitgedrukt in de volgende vergelij- king 3." ......As discussed above, the observed decay rate of the thermal neutron population in the vicinity of a well borehole and following a burst of high energy neutrons can be described as the sum of a formation component, a borehole component and a background component. This can be expressed mathematically in the following equation 3. "......

30 C(t) = Aert^UB + Be-ty^F + CL (3) J530 C (t) = Aert ^ UB + Be-ty ^ F + CL (3) J5

In de vergelijking 3 is C(2) de telsnelheid op ieder tijdstip t gemeten vanaf een referentie-tijdstip. A en 3 zijn constanten die kunnen worden geïnterpreteerd in overeenstemming met fig. 3 van de tekening» waarbij A de aanvankelijke boor gat-component 35 voorstelt op het referenti et ij dstip = 0, en B de aanvankelijke 8103822 ¢- * - 13 - formatie-eomponent voorstelt op het r eferent ieti j dst ip = 0.In equation 3, C (2) is the counting rate at any time t measured from a reference time. A and 3 are constants that can be interpreted in accordance with Fig. 3 of the drawing, where A represents the initial borehole component 35 at the reference tip = 0, and B represents the initial 8103822 ¢ - * - 13 - formation. component represents the reference ip = 0.

Deze componenten zijn in fig. 3 weergegeven als afgepaste lijnstukken op de ordinaat-as als een functie van de tijd. In ver- gelijking 3 stelt U. de boorgat-component voor van de samen- ü _ 5 gestelde levensduur van thermische neutronen. De grootheid kan worden gezien als de helling van de boorgat-componentkromme in fig. 3· Op dezelfde wijze stelt l* de formatie-levensduur- i? component van de samengestelde neutronenlevensduur voor en kan deze grootheid worden gezien als de helling van de formatie-10 componentkromme in fig. 3. Tenslotte stelt de component van de telsnelheid voor die valt toe te schrijven aan de straling met lange levensduur en deze grootheid kan worden gezien als een constante component, zoals is aangegeven door middel van de horizontale lijn die is aangeduid met "achtergrond”, in fig. 3.These components are shown in Figure 3 as metered lines on the ordinate axis as a function of time. In equation 3, U. represents the borehole component of the composite thermal neutron life. The magnitude can be seen as the slope of the borehole component curve in Fig. 3. Similarly, l * represents the formation life time. component of the composite neutron lifetime and this magnitude can be seen as the slope of the formation-10 component curve in Fig. 3. Finally, the component of the counting rate which is due to the long life radiation represents and this magnitude can be viewed as a constant component, as indicated by the horizontal line marked "background" in fig. 3.

15 De samengestelde levensduurkromme voor thermische neutronen die in fig. 3 is getekend, is de resultante of de som van de boorgat-component, de formatie-eomponent en de achtergrond-compo-nentkrommen die in deze figuur zijn weergegeven.The composite thermal neutron life curve shown in Figure 3 is the resultant or sum of the borehole component, formation component, and background component curves shown in this figure.

Bij de techniek volgens de uitvinding wordt 20 de achtergrondeomponent gemeten gedurende een afzonderlijk deel van de bedrijfseyclus, zoals in fig. U is aangegeven. In fig. ^ wordt een telemetrie-gegevensstroom vanuit een ondergronds instrument dat hierna nog in bijzonderheden zal worden beschreven, voorgesteld als een functie van de tijd. Elke be-. 25 . - - drijfs cyclus van de ondergrondse instrumentatie begint met een synchronisatie-puls. Deze synchronisatie-puls wordt onmiddellijk gevolgd door een neutronenstoot van althans bij benadering constante sterkte en met een tijdsduur die hierna nog in bijzonderheden zal worden beschreven. Zes of meer tijdpoort-inter-30 vallen volgen op elke neutronenstoot en gedurende elk daarvan worden telsnelheidmetingen uitgevoerd ter plaatse van een detector die van de bron is verwijderd en deze metingen worden naar de bovengrondse instrumentatie uitgezonden. De multipele tijd-poortintervallen sluiten in hoofdzaak aan elkaar aan en duren 35 in totaal ongeveer 1 milliseconde volgend op de synchronisatie- 8103822In the technique of the invention, the background component is measured during a separate part of the operating cycle, as shown in Figure U. In Fig. 1, a telemetry data stream from an underground instrument, which will be described in detail below, is presented as a function of time. Every be. 25. - drive cycle of the underground instrumentation begins with a synchronization pulse. This synchronization pulse is immediately followed by a neutron pulse of at least approximately constant strength and with a duration that will be described in detail below. Six or more time gate intervals follow each neutron burst, and during each of them, count rate measurements are made at a detector remote from the source and these measurements are sent to the overhead instrumentation. The multiple time gate intervals are substantially contiguous and last approximately 1 millisecond in total after the synchronization. 8103822

.4' . .V.4 '. .V

- Impuls. Deze zich herhalende bedrijfscyclus wordt ongeveer 1000. maal gedurende een interval van een seconde herhaald» Aan het eind van een tijdsverloop van 9^-5 milliseconde wordt een achter-grondpoort, als aangegeven in fig. t, gebruikt voor het tellen 5 van de achtergrondstraling die overeenkomt met in fig. 3.- Impulse. This repeating duty cycle is repeated about 1000 times during an interval of one second. At the end of a time span of 9 ^ -5 milliseconds, a background gate, as shown in FIG. T, is used to count the background radiation corresponding to in fig. 3.

Gedurende dit 55.000 microseconden of 55 milliseconden durende tijdsinterval wordt de neutronengenerator niet pulsvormig bedre- -ven. De metingen die gedurende dit tijdsinterval worden uitgevoerd na ongeveer 5 milliseconden om de thermische invangstraling 10 die volgt op de laatste neutronenuitstoot in de reeks gelegen heid te geven zich tot een verwaarloosbaar niveau te ontwikkelen, zullen uitsluitend telinformatie bevatten als gevolg van straling die aan de achtergrond kan worden toegeschreven. Deze achtergrond-t elinformat ie wordt telemetrisch naar de bovengrond-15 se instrumentatie overgebracht door het ondergrondse-stelsel en daar verwerkt, zoals hierna nog in bijzonderheden wordt beschreven.During this 55,000 microseconds or 55 milliseconds time interval, the neutron generator is not pulse-driven. The measurements taken during this time interval after approximately 5 milliseconds to allow the thermal capture radiation 10 following the last neutron emission in the series to develop to a negligible level will only contain count information due to background radiation can be attributed. This background information is telemetrically transferred to the overhead instrumentation by the subsurface system and processed there, as described in detail below.

Wanneer de achtergrond-telsnelheid wordt gemeten op de beschreven wijze. en.telemetrisch naar bovengronds 20 wordt uitgezonden, kan het bedrag worden afgetrokken van de samengestelde telsnelheid C(t) van vergelijking .3 om een netto-telsnelheid C’(t) te. krijgen als is gegeven in de volgende vergelijking t.When the background count rate is measured in the manner described. and. telemetrically broadcast to overhead 20, the amount can be subtracted from the composite counting rate C (t) of equation .3 to obtain a net counting rate C (t). as given in the following equation t.

C'(t) = C(t)-CB = Ae-t/|/ ° B + Be"t/r^P (t) 25 In de vergeli jking i zi jn de symbolen allen als. hiervoor al is gedefinieerd.C '(t) = C (t) -CB = Ae-t / | / ° B + Be "t / r ^ P (t) 25 In the comparison, the symbols are all as previously defined.

Bij de werkwijze volgens de uitvinding, zoals toe gelicht met. betrekking tot de figuren 3 en t, worden zes (of meer) telsnelheden die zijn gemeten in de zes tijdpoorten 30 die volgen op de neutronenstoot en die zijn aangeduid met , '.- Tg, T^, T^, T^ en Tg, gecombineerd door middel van een kleinste kwadratenaanpassingstechniek. De telsnelheidmetingen in de zes tijdpoorten kunnen bijvoorbeeld, zonder oponthoud in een bovengrondse computer worden .aangepast teneinde de van belang' zijnde.In the method according to the invention, as explained with. Referring to FIGS. 3 and t, six (or more) counting rates measured in the six time gates 30 following the neutron impulse are denoted by "Tg, Tl, Tl, Tl, and Tg," combined using a least squares matching technique. For example, the count rate measurements in the six time gates can be adjusted without delay in an above-ground computer to the ones of interest.

35 parameters in de vergelijkingen 3 en t te verkrijgen. De aanpas- 8103822 •f * - 15 - singsproce&ures leveren L , T A en B op, zoals die hiervoor al zijn gedefinieerd. Opgemerkt zal worden dat de zes (of meer) hij benadering aanéénsluitende tijdpoortintervallen die in fig. 3 zijn weergegeven, met een verwaarloosbaar of minimale 5 tijdvertraging op elkaar volgen. Aldus wordt de volledige tel- snelheidinformatie (volgend op een kortdurend afremtijdsinter-val vanaf het eind van de neutronenstoot tot het openen van de eerste tijdpoort welke afremtijd karakteristiek in de orde van grootte van 20 tot 30 microseconden bedraagt) in de werkwijze 10 volgens de uitvinding benut. Er gaat geen telinformatie verloren als gevolg van het afwachten tot een boorgat-component is uitgestorven. Bovendien wordt voldaan aan het kriterium van het artikel van Mills en medewerkers dat hiervoor is genoemd, aangezien de hier besproken techniek tegelijkertijd en 15 bepaalt.Obtain 35 parameters in equations 3 and t. Adjustment procedures 8103822 • f * - 15 - yield L, T A and B, as already defined above. It will be noted that the six (or more) he approximate contiguous time gate intervals shown in FIG. 3 follow with a negligible or minimal time delay. Thus, the complete counting rate information (following a short-term braking time interval from the end of the neutron pulse to the opening of the first time gate which is typically a braking time of the order of 20 to 30 microseconds) in the method according to the invention utilized. No counting information is lost due to waiting for a borehole component to become extinct. In addition, the criterion of the article by Mills and collaborators mentioned above is met, since the technique discussed here simultaneously determines and 15.

In de figuren 5 en 6 is een ander tijdpoort-schema waarin .gebruik wordt gemaakt van de technieken volgens de uitvinding, schematisch weergegeven. In fig. 5 is een neutronenstoot van 15 tot 20 microseconden tijdsduur getekend en 20 volgt een 20 tot 30 microseconden durend afremtij dinterval op de stoot en vervolgens wordt een met poort 1 aangeduide tijdpoort geopend voor een betrekkelijk korte tijdsduur. Een iets langer durende tijdpoort 2 wordt daarna gebruikt. De volgende tijdpoort en 3, 5 en 6 zijn steeds langer van duur dan hun ... 25...... voorganger in de opeenvolging van tijdpoorten. Het doel van dit tijdpoortschema is het statistisch optimaal maken van de tel-snelheden in elk van de poorten. Aangezien de samengestelde thermische neutronenpopulatie-vervalkromme afneemt maken de achtereenvolgens breder wordende tijdpoorten het mogelijk dat meer 30 tijden worden geteld bij de lagere telsnelheid van de verderop komende tijdpoorten. De voor de tijdpoortschema's die in fig. 3 en fig. 5 zijn getekend, werkelijk gebruikte tijden zijn vermeld in de tabellen A en B die volgen (in de tabellen A en B zijn alle tijden gemeten ten opzichte van het referentietijdstip 35 = 0 aan het begin van de neutronenstoot).Figures 5 and 6 schematically illustrate another time gate scheme using the techniques of the invention. In FIG. 5, a neutron burst of 15 to 20 microseconds in time is plotted, and a 20 to 30 microseconds deceleration time interval follows the burst, and then a time gate designated port 1 is opened for a relatively short period of time. A slightly longer time gate 2 is then used. The next time gate and 3, 5 and 6 are getting longer than their ... 25 ...... predecessor in the sequence of time gates. The purpose of this time gate schedule is to statistically optimize the count rates in each of the gates. As the composite thermal neutron population decay curve decreases, the successively widening time gates allow more times to be counted at the slower counting speed of the downstream time gates. The times actually used for the time gate schedules shown in Fig. 3 and Fig. 5 are shown in Tables A and B that follow (in Tables A and B, all times are measured relative to the reference time 35 = 0 at the time of start of the neutron burst).

8103822 *· Λ. · - ιβ - Α TIJDPOORTSCHEMA. IN FIG. 3 Poort nr._begintijdstip eindtijdstip tijdsduur 1 50 yus 195^-us i^us8103822 * Λ. · - ιβ - Α TIMETABLE. IN FIG. 3 Port no_start time end time time duration 1 50 yus 195 ^ -us i ^ us

2 200yUS 3J+5 y-us 1^5 yUS2 200yUS 3J + 5 y-us 1 ^ 5 yUS

5 3 350^tis k95ju&·- 1^5/Us k 5'00yUS 6k5yUS ll*5yus 5 650yUS T95yus 1^5yUs5 3 350 ^ tis k95ju & - 1 ^ 5 / Us k 5'00yUS 6k5yUS ll * 5yus 5 650yUS T95yus 1 ^ 5yUs

6 800yUS 9^5yU.S 1U5 yUS6 800yUS 9 ^ 5yU.S 1U5 yUS

T a b el BT a b el B

10 TIJDPOORTSCHEMA. IH FIG. 510 TIMETABLE. IH FIG. 5

Poort nr. begintijdstip eindtijdstip tijdsduurGate no. Start time end time time period

1 60 yUS 90 yUS 30 yUS1 60 yUS 90 yUS 30 yUS

2 90 yUS 1 UOyUS 50 yus2 90 yUS 1 UOyUS 50 yus

3 1U0 yUS 200yUS 60 yUS3 1U0 yUS 200yUS 60 yUS

Ij- 200 yUS 300yUS 100 yUSIj- 200 yUS 300yUS 100 yUS

5 300 yUS 500yUS 200 yUS5 300 yUS 500yUS 200 yUS

6 500 yUS 998yUS W8 yUS6 500 yUS 998yUS W8 yUS

De kortdurende tijdsintervallen (5 /Us) 20 tussen de tijdpoorten in. tabel A zijn daapfem rekening te houden met de tijd die nodig is voor het schuiven van de inhoud van . de teller in een geheugenbuffer in de elektronika die tot de böorgatuitrusting behoort en die hierna nog wordt beschreven. Soortgelijke kortdurende intervallen zouden nodig zijn voor de 25 'tijdpoorten in tabel B maar zijn uit de tabel weggelaten ter- wille van de eenvoud. Aangenomen wordt dat het de bedoeling is . dat de tijdpoorten in de tabellen A en B zo dicht mogelijk in de tijd aaneen sluiten binnen de tijdafpassingsbegrenzingen van .. de elektronika.The short time intervals (5 / Us) 20 between the time gates. Table A are daapfem to take into account the time it takes to scroll the contents of. the counter in a memory buffer in the electronics belonging to the borehole equipment and described further below. Similar short intervals would be needed for the 25 'time gates in Table B but have been omitted from the table for simplicity. It is believed to be the intention. that the time gates in Tables A and B join together as closely as possible in time within the time adjustment limits of the electronics.

30 Pig. è toont een telemetriegegevensstroom die resulteert- uit de in fig. 5 getekende tijdpoortopstelling.30 Pig. è shows a telemetry data stream resulting from the time gate arrangement shown in FIG.

Een synchronisatiepuls wordt naar bovengronds uitgezonden door de ondergrondse elektronika. Deze puls· wordt gevolgd door de ·· neutronenstoot en het referentietijdstip ligt aan het eind van 35 de neutronenstoot. Het korte, 10 tot 30 microseconden durende 8103822 * 9 - 17 - af remt ij dint erval loopt af en vervolgens wordt een digitaal getal dat de tellingen die in de tijdpoort 1 zijn gedaan en die in fig. 6 met G^ zijn aangeduid, telemetrisch naar bovengronds overgebracht. Op dezelfde wijze geschiedt met de digitale ge-5 tallen die de tellingen in de poorten 2 tot en met 6 voorstel len. Deze opeenvolging vindt plaats gedurende 9^5 milliseconden. Vervolgens wordt het achtergrondpoortinterval van 50 milliseconden begonnen, zoals eerder is toegelicht met betrekking tot fig. Ij·. In ieder geval worden de telsnelheden C (t^) i =1-6 10 telemetrisch doorgegeven naar bovengronds waar zij worden gebruikt in een bovengrondse computer (die hierna in bijzonderheden zal worden beschreven) teneinde een kleinste kwadratenaanpassings-teehniek te gebruiken voor het afleiden van de van belang zijnde parameters.A synchronization pulse is emitted upstairs by the underground electronics. This pulse is followed by the neutron pulse and the reference time is at the end of the neutron pulse. The short, 10 to 30 microseconds 8103822 * 9 - 17 - brakes ij dint experience expires and then a digital number representing the counts made in time gate 1 and denoted by G ^ in Figure 6 becomes telemetric transferred to above ground. Likewise, the digital numbers representing the counts in gates 2 through 6 occur. This sequence takes place over 9 ^ 5 milliseconds. Then, the 50 millisecond background gate interval is started, as previously explained with respect to Fig. Ij ·. In any case, the count rates C (t ^) i = 1-6 10 are telemetrically transmitted to above ground where they are used in an above ground computer (which will be described in detail below) to use a least squares matching technique to derive the parameters of interest.

15 Aangezien vergelijking k niet-lineair is, is het noodzakelijk gebruik te maken van een iteratieve aanpassingsprocedure voor de kleinste -kwadratenaanpassing. Een bijzondere aanpassingsprocedure wordt hierna toegelicht en zal worden beschreven in bijzonderheden met betrekking tot fig. J. Het is 20 echter voldoende op dit ogenblik te stellen dat de van belang zijnde parameters worden verkregen uit de bovengrondse computer door middel van een iteratieve kleinste kwadratenaanpassingsprocedure. De waarden van A en B kunnen dan worden vastgelegd op een gebruikelijke wijze als een functie van de 25 diepte van het boorgat.Since equation k is nonlinear, it is necessary to use an iterative least squares matching procedure. A particular matching procedure is explained below and will be described in detail with respect to Fig. J. However, it is sufficient at this time to state that the parameters of interest are obtained from the above-ground computer by an iterative least squares matching procedure. The values of A and B can then be recorded in a conventional manner as a function of the borehole depth.

In fig. 1 is een putmeetsysteem in overeenstemming met de gedachte van de uitvinding schematisch weergegeven. Een putboorgat 10 is gevuld met een boorgatvloeistof 11 en dringt door bodemformaties 20 die moeten worden onderzocht.Fig. 1 schematically shows a well measuring system in accordance with the idea of the invention. A well borehole 10 is filled with a borehole fluid 11 and penetrates soil formations 20 to be explored.

30 Een in het gat naar beneden te voeren putmeetsonde 12 is opge hangen in het boorgat 10 door middel van een gebruikelijke gewapende meetkabel 13 op een in de techniek bekende wijze zodanig dat de sonde 12 over de lengte van het boorgat omhoog en omlaag kan worden gebracht al naar wordt verlangd. De putmeetkabel 13 35 loopt over een kabelsehijf 1 bovengronds. De kabelschijf 14 8103822 ί -1 ·* . .- 18 - wordt elektrisch of mechanisch gekoppeld, zoals door middel yan een stippellijn 15 is aangegeven, aan een putmeetrecorder 18 die kan bestaan uit een optische recorder of een magnetische bandrecorder of uit beide, zoals in de techniek bekend, is.A well measuring probe 12 to be fed down the hole is suspended in the borehole 10 by a conventional armored measuring cable 13 in a manner known in the art such that the probe 12 can be raised and lowered along the length of the borehole already longed for. The well measuring cable 1335 runs over a cable disc 1 above ground. The cable pulley 14 8103822 ί -1 · *. 18 - is electrically or mechanically coupled, as indicated by a dotted line 15, to a well measuring recorder 18 which may be an optical recorder or a magnetic tape recorder or both, as is known in the art.

5 De registratie van metingen die worden gedaan met de ondergrond se sonde 12, kan dus worden vastgélegd als een functie van de diepte in het boorgat van de sonde 12.Thus, the recording of measurements made with the subsurface probe 12 can be recorded as a function of the depth in the borehole of the probe 12.

In de ondergrondse sonde 12 wordt een neutronengenerator 21 gevoed met hoogspanning (ongeveer 100 Kv) om 10 te kunnen werken, en wel door middel van een hoogspanningsvoeding 22. Besturings- en telemetrie-elektronika 25 wordt gebruikt voor het leveren van stuursignalen aan de hoogspanningsvoeding en de neutronengenerator 21 en om informatie die is gemeten met het ondergrondse instrument, telemetrisch over te brengen naar 15 bovengronds via de meetkabel 13,In the underground probe 12, a neutron generator 21 is supplied with high voltage (about 100 Kv) to operate 10, by means of a high voltage power supply 22. Control and telemetry electronics 25 is used to supply control signals to the high voltage power supply and the neutron generator 21 and to telemetrically transfer information measured with the underground instrument to 15 above ground via the measuring cable 13,

In langsrichting verwijderd van de neutronengenerator 21 zijn twee stralingsdetectoren 23 en 2k aanwezig.Longitudinally spaced from the neutron generator 21, two radiation detectors 23 and 2k are provided.

De stralingsdetectoren 23 en 2k kunnen bijvoorbeeld met thallium geaktiveerde nat riumjodidekri stall en bevatten die optisch zijn 20 gekoppeld aan fotovermenigvuldigerbuizen. De detectoren 23 en 2k dienen voor het detecteren van gamma-straling die in de omgevende formaties 20 wordt voortgebracht als resultaat van de werking van de neutronengenerator 21 bij het uitzenden van neutronen. Een neutronenafschermmateriaal 28 met een inhoud van 25 materiaal met hoge dichtheid of met een grote verstrooiingsdoor snede is aangebracht tussen de neutronengenerator 21 en het tweetal verwijderd opgestelde detectoren 23 en 2k teneinde een rechtstreekse bestraling van de detectoren door neutronen die door de neutronengenerator 21 zijn uitgezonden, te voorkomen. Ook 30 tussen de detectoren 23 en 2k kan desverlangd een afscherming 29 zijn aangebracht.For example, the radiation detectors 23 and 2k may contain thallium-activated sodium iodide crystal and are optically coupled to photo-multiplier tubes. The detectors 23 and 2k serve to detect gamma rays generated in the surrounding formations 20 as a result of the operation of the neutron generator 21 emitting neutrons. A neutron shielding material 28 having a high density material or a large scattering cross section is disposed between the neutron generator 21 and the pair of detectors 23 and 2k disposed away in order to direct irradiation of the detectors by neutrons emitted by the neutron generator 21, to prevent. A shield 29 can also be provided between the detectors 23 and 2k if required.

~ Bij het aktiveren van de neutronengenerator 21 wordt een stoot of pills neutronen gedurende ongeveer 10 tot 30 mieroseconden opgewekt en uitgezonden in het putboorgat 10, 35 de boorgatvloeistof 11 en door de stalen mantel 26 en de cement- 8103822 •a. - - 19 - laag 27 die de stalen mantel omgeeft heen in bodemformaties 20 die 'worden onderzocht. De neutronenstoot wordt afgeremd of vertraagd door verstrooiende wisselwerkingen zodanig dat de neutronen alle in hoofdzaak op thermische energie zijn. De ther-5 misch gemaakte neutronen beginnen dan invang-wisselwerkingen met de elementaire kernen' van bestanddelen van de bodemformaties 20 en daarin aanwezige porie-ruimtes.When activating the neutron generator 21, a burst or pills of neutrons are generated and emitted in the wellbore 10, 35 the wellbore fluid 11 and through the steel jacket 26 and the cement 8103822 • a for about 10 to 30 mieroseconds. - 19 - layer 27 surrounding the steel jacket in soil formations 20 under investigation. The neutron impulse is slowed or delayed by scattering interactions such that the neutrons are all mainly thermal energy. The thermally made neutrons then begin capture interactions with the elemental nuclei of constituents of the bottom formations and pore spaces contained therein.

De vangst van neutronen door kernen van elementen die zich bevinden in de bodemformaties 20 en in hun porie-10 ruimten leveren invang-gammastraling die wordt uitgezonden en die invalt op de detectoren 23 en 2b, Uit de fotovermenigvul-digers van de detectoren 23 en 2k komt voor elke zo gedetecteerde gammastraal een spanningspuls voort. Deze spanningspulsen worden toegevoerd aan de elektronika-sectie 25, geteld in een 15 digitale teller en telemetrisch overgebracht naar bovengronds via een geleider 16 in de putmeetkabel 13. Bovengronds detecteert een bovengronds elektronikasysteem 17 de telemetrisch aangevoerde informatie die afkomstig is van de in het gat aanwezige sonde 12 en voert de kleinste kwadratenaanpassingstechniek uit 20 om de v_ , L, A en B te bepalen met betrekking tot de bodem- if 3 formaties 20 die worden onderzocht. De bovengrondse elekfcronika levert vervolgens signalen die de gemeten grootheden voorstellen, aan de recorder 18 waar zij worden vastgelegd als een functie van de diepte in het boorgat.The capture of neutrons by nuclei of elements located in the bottom formations 20 and in their pore-10 spaces produce capture gamma rays that are emitted and incident on detectors 23 and 2b, From the photomultipliers of detectors 23 and 2k a voltage pulse is generated for each gamma ray thus detected. These voltage pulses are applied to the electronics section 25, counted in a digital counter and telemetrically transferred to above ground via a conductor 16 in the well measuring cable 13. Above ground, an above-ground electronics system 17 detects the telemetrically supplied information from the hole present probe 12 and perform the least squares matching technique 20 to determine the v, L, A and B with respect to the bottom if 3 formations 20 being examined. The overhead electronics then provide signals representing the measured quantities to the recorder 18 where they are recorded as a function of the borehole depth.

25 In fig. 2 is een blokschema dat de elektroni sche onderdelen van. de ondergrondse en de bovengrondse elektro-nikasystemen toelicht, in meer bijzonderheden weergegeven maar nog steeds schematisch. Voeding voor de werking van de ondergrondse elektronika wordt geleverd via een geleider van de putmeet-30 kabel 32 en wel aan een gewone laagspanningsvoeding 31 en aan een hoogspanningsvoeding 3^."'Dê hoogspannings'voeding 3^ kan zijn van het Cockcroft Walton-meertrapstype en levert bij benadering 100 kV voor de werking van de neutronengeneratorbuis 33. De neutronengeneratorbuis 33 is van het deuterium-tritiumversnel-35 lerstype. Een ionenbron 36 die op een potentiaal nabij aarde 8103822 -r t - 20 - •wordt gehouden, wordt gebruikt voor het genereren van deuterium-ionen uit deuteriumgas dat de ballon van de buis 33 vult. Een aanvullingsverhitter 37 is geïmpregneerd met extra deuterium en handhaaft een druk van het deuteriumgas in de ballon van de 5 buis 33 die voldoende is om de ionenbron 36 te voorzien van deuteriumgas voor ionisatie. Een trefplaat 35 is met tritium geïmpregneerd en wordt op een betrekkelijk hoge negatieve spanning van 100 kV. gehouden. De ionenbron wordt bestuurd door een ionenbronpulsorgaan 4l. Bij het toevoeren van een betrekkelijk 10 lage spanningspuls Is de ionenbron oorzaak dat gas in de ballon van de buis 33 geïoniseerd raakt en naar het.trefplaatmateriaal 35 toe wordt-versneld. Bij het invallen op het trefplaatmateriaal van de trefplaat 35 hebben de deuterium-ionen een thermo-nucleaire wisselwerking met de tritiumionen in de trefplaat- om 15 zo neutronen te leveren die vervolgens worden uitgezonden in een in het algemeen gesproken'bolvormig, symmetrische vorm vanuit de neutronengeneratorbuis 33 in hét boorgat en in de omgevende bodemformaties.In Figure 2 is a block diagram showing the electronic components of. explains the underground and aboveground electronics systems, shown in more detail, but still schematically. Power supply for the operation of the underground electronics is provided via a conductor of the well measurement cable 32 to an ordinary low voltage power supply 31 and to a high voltage power supply 3 ^. "The high voltage power supply 3 ^ may be of the Cockcroft Walton multistage type. and provides approximately 100 kV for the operation of the neutron generator tube 33. The neutron generator tube 33 is of the deuterium-tritium accelerator type 35. An ion source 36 held at a potential near ground 8103822 -rt - 20 - • is used for generating deuterium ions from deuterium gas filling the balloon of the tube 33. A booster heater 37 is impregnated with additional deuterium and maintains a pressure of the deuterium gas in the balloon of the tube 33 sufficient to supply the ion source 36 with deuterium gas for ionization A target 35 is impregnated with tritium and is maintained at a relatively high negative voltage of 100 kV The ion source is controlled by an ion source pulse means 41. When supplying a relatively low voltage pulse, the ion source causes gas in the balloon of the tube 33 to become ionized and accelerated toward the target material 35. When incident on the target material of the target 35, the deuterium ions interact thermo-nuclear with the tritium ions in the target to yield neutrons which are then emitted in a generally spherical, symmetrical form from the target. neutron generator tube 33 in the borehole and in the surrounding soil formations.

Een aanvullingsbesturingsket en 39 wordt gevoed 20 met monsters van de neutronengenerat ortrefplaat stroom door middel van een bemonst er ingsket en 38 en gebruikt deze voor vergelijk met een referentiesignaal om zo de aanvullingsstroom te besturen en daardoor de gasdruk in dé ballon van de neutronengeneratorbuis 32. Tijdafpassingsketens k2 die een moeder-oscilla-25 tor omvatten die werkt bij een betrekkelijk hoge frequentie, alsmede een geschikte delerketen, leveren 1 kHz pulsen aan het ionenbronpulsorgaan 41 en tevens 1 seconde-klokpulsen aan de opstartbesturingsketen 4o voor de neutronengenerator. Bovendien levert de tij dafpas s ingsket en 42 2 MHz klokpulsen aan een ge-30 combineerde microprocessor/geheugeninrichting 44 en tijdafpas- singspulsen aan de achtergrondketen 45 en de tellers 52 en 53.A make-up control circuit 39 and is fed 20 with samples of the neutron generator target stream by means of a sample circuit 38 and uses it for comparison with a reference signal to control the make-up current and thereby the gas pressure in the balloon of the neutron generator tube 32. Time matching chains k2 comprising a master oscillator operating at a relatively high frequency, as well as a suitable divider circuit, supply 1 kHz pulses to the ion source pulse device 41 and also 1 second clock pulses to the neutron generator startup control circuit 40. In addition, timing pulse and 42 supplies 2 MHz clock pulses to a combined microprocessor / memory device 44 and timing pulses to background circuit 45 and counters 52 and 53.

Op dezelfde wijze wordt een tij dafpas s ingsket en toegevoerd aan een paar versterkingsregelketens 46 en 49.Likewise, a timing chain is applied to a pair of gain control circuits 46 and 49.

De wisselwerking van vertraagde neutronen met 35 kernen van bodemformatiestoffen veroorzaakt het uitzenden van 8103822 * i.The interaction of delayed neutrons with 35 nuclei of soil formation substances causes the emission of 8103822 * i.

- 21 - door invangen ontstane gamraastralen die worden gedetecteerd door detectoren 1*6 en 1*7 (overeenkomend met het tweetal uitéén gelegen detectoren 23 en 2k in fig. 1). Spanningspulsen uit de detectoren 1*6 en 1*7 worden toegevoerd aan een versterkings-5 regelketen 1*8, respectievelijk 1*9- De versterkingsregelketens ' 1*8 en 1*9 dienen voor het handhaven van de pulshoogte-opbrengst van de detectoren 1*6 en 1*7 op een gekalibreerde wijze ten opzichte van een bekende amplitude-referentiepuls. Uitgangssignalen uit de verst erkingsregelketens die overeenkomen met door de 10 detectoren 1*6 en 1*7 gedetecteerde gammastralen, worden toege voerd aan een diseriminator-keten 50 s respectievelijk een dito 51. De discriïïri natorketens 50 en 51 dienen voor het verhinderen dat spanningspulsen met geringe amplitude uit de detectoren de tellers 52 en 53 binnenkomen. Typerend worden de discriminator-15 ketens ingesteld op ongeveer 0,1 - 0,5 MeV teneinde ruis opge wekt door de fotoveimenigvuldigerbuizen die bij de detectoren 1*6 en 1*7 behoren, te elimineren. De uitgangssignalen van de discriminatorketens 50 en 51 worden toegevoerd aan tellers 52, respectievelijk 53 die dienen voor het tellen van de individuele 20 vangst-gammastraal-gebeurtenissen die door de detectoren 1*6 en 1*7 worden gedetecteerd. Uitgangssignalen uit de tellers 52 en 53 worden toegevoerd aan de microprocessor- en geheugenketens 1*1*.Gamma rays generated by capture are detected by detectors 1 * 6 and 1 * 7 (corresponding to the two separated detectors 23 and 2k in Fig. 1). Voltage pulses from detectors 1 * 6 and 1 * 7 are applied to a gain 5 control circuit 1 * 8 and 1 * 9, respectively. The gain control circuits 1 * 8 and 1 * 9 serve to maintain the pulse height yield of the detectors 1 * 6 and 1 * 7 in a calibrated manner with respect to a known amplitude reference pulse. Output signals from the amplification control circuits corresponding to gamma rays detected by the 10 detectors 1 * 6 and 1 * 7 are applied to a diseriminator circuit 50s and 51 respectively. The discriminator nator circuits 50 and 51 serve to prevent voltage pulses having low amplitude from the detectors enter counters 52 and 53. Typically, the discriminator circuits are set to about 0.1 - 0.5 MeV to eliminate noise generated by the photo-film multiplier tubes associated with detectors 1 * 6 and 1 * 7. The outputs of the discriminator circuits 50 and 51 are applied to counters 52 and 53, respectively, which count for the individual 20 capture gamma ray events detected by detectors 1 * 6 and 1 * 7. Output signals from counters 52 and 53 are applied to the microprocessor and memory circuits 1 * 1 *.

Gedurende het achtergronddeel van de detectie-cyclus wordt de achtergrondketen 1*5 gevoed met telt ekens uit de 25 tellers 52 en 53. Deze keten levert voorts een uitschakel-puls aan de ionenbron 1*1 teneinde het pulsvormig aandrijven van de neutronengenerator gedurende het achtergrond-telgedeelte van de cyclus te verhinderen. De achtergrond-correctieketen 1*5 levert achtergrond-telinformatie aan de microprocessor- en geheugen-30 inrichting 1*1*. De achtergrond kan worden bewaard en gemiddeld gedurende langere tijden dan de vangst-gegevens aangezien bij een lage discriminator-drempel de meeste achtergrond afkomstig is van gammastraal-(gal,) aktivering die een halfwaardetijd van 27 minuten heeft. Een betere statistiek in het afgetrokken sig-35 naai is het resultaat.During the background part of the detection cycle, the background circuit 1 * 5 is supplied with counters from the counters 52 and 53. This circuit further supplies a switch-off pulse to the ion source 1 * 1 in order to pulse-drive the neutron generator during the background. prevent counting part of the cycle. The background correction circuit 1 * 5 provides background count information to the microprocessor and memory device 1 * 1 *. The background can be stored and averaged for longer times than the catch data since at a low discriminator threshold most of the background comes from gamma ray (gal,) activation having a half-life of 27 minutes. A better statistic in the subtracted sig-35 sew is the result.

8103822 t - 22 -8103822 t - 22 -

De digitale tel-informatie die afkomstig is van de tellers 52 en 53 en van de achtergrond-correetieketen U5 wordt toegevoerd aan de microprocessor- en geheugenketen M*.The digital counting information from counters 52 and 53 and from the background correction circuit U5 is supplied to the microprocessor and memory circuit M *.

Deze keten IA brengen de gegevens in de geschikte vorm en bieden 5 deze serieel aan aan de telemetrie-keten die wordt gebruikt voor het telemetrisch doorgeven van de digitale informatie uit de tellers en de achtergrond-correctieketen naar bovengronds via de putmeetkabel 32. Bovengronds detecteert een telemetrie-aansluitorgaan 5¾ de analoge spanningen die de telemetriesigna-10 len vormen, op de geleiders van de meetkabel 32 en geeft deze door aan een telemetrie-processor 55 die de digitale telsnelheid-informatie die de telsnelheid uit de tellers 52 en 53 in de ondergrondse instrumentatie voorstelt, vorm geeft in termen van de hiervoor besproken tijdpoortschema's. D.e digitale getallen , 15 die een voorstelling zijn van de telsnelheden in elk van de zés of meer tijdpoorten en van de acht ergrondt elsnelheid, worden vervolgens toegevoerd aan een digitale computer 56·This circuit IA brings the data in the appropriate form and serially presents it to the telemetry chain used to telemetrically transmit the digital information from the counters and the background correction chain to the above via the well measurement cable 32. Above ground detects a telemetry connector 5¾ the analog voltages constituting the telemetry signals on the conductors of the measurement cable 32 and pass them to a telemetry processor 55 which provides the digital count rate information that counts from the counters 52 and 53 in the underground instrumentation, shapes it in terms of the time gate schedules discussed above. The digital numbers, 15 representing the count rates in each of the six or more time gates and the eight base rates, are then supplied to a digital computer 56

De computer 56 is geprogrammeerd in overeenstemming met het in fig. T getekende stroomschema voor het in-20 terpreteren van de zes of meer tijdpoorten en de informatie om trent de achtergrondtelsnelheid in termen van het verval van. thermische neutronen of de levensduur van thermische neutronen van de componenten van het boorgat en van de formatie. Uitgangssignalen die van belang zijnde formatie-parameters voorstellen, 25 worden vanuit de computer 56 toegevoerd aan een filmrecorder 57 en aan een magnetische bandrecorder 58 voor vastlegging als functie van de diepte in het boorgat. De bovengrondse computer 56 is geprogrammeerd in overeenstemming met het in fig. 7 weergegeven stroomschema om de bodemformatiecomponent en de boorgat-30 component van de vervaltijden respectievelijk W van thermische neutronen en de snijpunten B en A van fig. 3 af te leiden, welke laatste de telsnelheden voorstellen aan het eind van de neutronenstoot die zijn toe te schrijven aan de formatie-, respectievelijk boorgatcomponenten van de thermische neu-35 tronenpopulatie. Teneinde dit te bewerkstelligen wordt gebruik' .The computer 56 is programmed in accordance with the flow chart drawn in FIG. T for interpreting the six or more time gates and the information about the background count rate in terms of decay. thermal neutrons or the life of thermal neutrons of the borehole components and of the formation. Output signals representing formation parameters of interest are fed from the computer 56 to a film recorder 57 and to a magnetic tape recorder 58 for recording as a function of the borehole depth. The overhead computer 56 is programmed in accordance with the flowchart shown in Figure 7 to derive the soil formation component and the borehole-30 component of the thermal neutron decay times W and the intersection points B and A of Figure 3, the latter of which represent count rates at the end of the neutron blast attributable to the formation or borehole components of the thermal neutron population, respectively. To accomplish this, use is made.

8103822 - 23 - gemaakt van een iteratief aanpassingsschema op "basis van kleinste kwadraten dat in fig. 7 is toegelicht.8103822-23 - made from an iterative least squares adjustment scheme illustrated in Fig. 7.

Invoerinformatie voor het in fig. 7 weergegeven programma omvat telsnelheidinformatie CL, i = 1 tot 6, die af-'5 komstig is uit telkens een van de zes tijdpoorten, en een achtergrondtelling die in fig. 7 met BKG· is aangeduid. In een eerste hesturingsblok 61 worden de telsnelheden die afkomstig zijn van de respectievelijke tijdpoorten, gecorrigeerd voor dode tijd in de detectoren met behulp van een formule die in 10 het blok 61 is vermeld. Bovendien worden de achtergrondtellingen voor deze dode tijd gecorrigeerd. De gecorrigeerde telsnelheid informatie en achtergrondinformatie worden toegevoerd aan een programma-besturingsblok 62 waarin de achtergrondtelsnelheid wordt genornaliseerd om de verschillende tijdsduren van de tijd-15 poorten 1 tot en met 6 in rekening te brengen. De achtergrond- telling wordt omgezet in een achtergrondtelsnelheid en van de telsnelheidinformatie in elk van de tijdpoorten afgetrokken.Input information for the program shown in FIG. 7 includes count rate information CL, i = 1 to 6, which originates from one of the six time gates in each case, and a background count indicated by GHG in FIG. In a first control block 61, the counting rates from the respective time gates are corrected for dead time in the detectors using a formula reported in block 61. In addition, the background counts for this dead time are corrected. The corrected count rate information and background information is supplied to a program control block 62 in which the background count rate is normalized to account for the different durations of time gates 1 through 6. The background count is converted to a background count rate and subtracted from the count rate information in each of the time gates.

De voor achtergrond gecorrigeerde telsnelheden CL worden vervolgens toegevoerd aan een programmabesturingsblok 20 63 aannemende dat t^ het middelpunt is van elke tijdpoort. De telsnelheiddata CL voor i = 3 - 6 wordt vervolgens met behulp van kleinste kwadraten aangepast aan de uitdrukking die in blok 63 is vermeld, hetgeen resulteert in voorlopige waarden van B, en de effectieve waarde afgeleid uit de kleinste kwadraten- £ 25 aanpassing aan de telsnelheden voor elke waarde van de telsnel heid.The background corrected counting rates CL are then applied to a program control block 2063 assuming that t ^ is the center of each time gate. The count rate data CL for i = 3 - 6 is then adjusted using least squares to the expression stated in block 63, resulting in provisional values of B, and the effective value derived from the least squares - £ 25 adjustment to the counting speeds for any value of counting speed.

De schattingen van t- worden vervolgens toegevoerd aan een programmabesturingsblok 6h waarin de t^ die overeenkomen met het midden van de tijdpoort, worden gecorrigeerd 30 voor de helling van de thermische neutronen-vervaltijd voor de formatie door middel van een in het blok 6k weergegeven uitdrukking. Op dezelfde wijze wordt de telsnelheidinformatie CL voor de eerste twee tijdpoorten i = 1, 2 welke informatie meer is beïnvloed door de boorgatcomponent, gecorrigeerd voor het 35 effect van de formatie- component *"C en wel in een programmabe- Γ 8103822 * ï r.The estimates of t- are then applied to a program control block 6h in which the t ^ corresponding to the center of the time gate are corrected for the slope of the thermal neutron decay time for the formation by an expression shown in the block 6k . Likewise, the count rate information CL for the first two time gates i = 1, 2, which information is more affected by the borehole component, is corrected for the effect of the formation component * "C in a program ver. 8103822 * ï r .

. r : - 2i* - * sturingsblok 65·. r: - 2i * - * control block 65

De gecorrigeerde telsnelheden C'^, i = 1 tot 6, worden vervolgens toegevoerd aan een programmabesturingsblok 66 dat een boorgatcomponent van.de thermische neutronen-· 5 vervaltijd Lr, berekent, alsmede een amplitudecomponent A vanThe corrected count rates C ', i = 1 to 6, are then applied to a program control block 66 which calculates a borehole component of the thermal neutron decay time Lr, as well as an amplitude component A of

DD

de telsnelheid bij de boorgatcomponent, een en ander in overeenstemming met de uitdrukkingen die zijn aangegeven in het pro-grammabesturingsblok 66.the count rate at the borehole component, all in accordance with the terms indicated in the program control block 66.

De midden-tijdcoordinaat voor de poorten 1 10 en 2 wordt vervolgens gecorrigeerd voor de helling van de boor gatcomponent U- in overeenstemming met de in het blok 67 gege-ven uitdrukking.The mid-time coordinate for the gates 1, 10 and 2 is then corrected for the slope of the borehole component U- in accordance with the expression given in block 67.

De besturing wordt vervolgens overgedragen aan een programmabesturingsblok 68 waarin de uitdrukkingen voor de 15 telsnelheid C., i = 3 - 6, in de tijdpoorten 3 - 6 worden ge corrigeerd voor de boorgatcomponent in overeenstemming met de in het blok 68 gegeven uitdrukking.Control is then transferred to a program control block 68 in which the expressions for the count rate C., i = 3-6, in the time gates 3-6 are corrected for the borehole component in accordance with the expression given in block 68.

De besturing wordt vervolgens doorgegeven aan een programmabesturingsblok 69 waarin een test wordt uitgevoerd 20 om vast te stellen of het iteratieve proces heeft geconvergeerd.Control is then passed to a program control block 69 in which a test is performed to determine if the iterative process has converged.

Indien geen convergentie is verkregen, zoals vastgesteld door de test'in het blok 69, wordt vervolgens een it eratie-t eller in het blok 71 verhoogd en wordt het gecorrigeerde telsnelheid-gegeven C'^, i =1,6, zoals dit is bepaald in het programma-25 besturingsblok 68 en het programmabesturingsblok 65, gesubstitueerd voor het vorige telsnelheidgegeven uit de laatste iteratie, en het programma keert in een lus terug naar het programmabesturingsblok 63 voor de volgende iteratie van kleinste kwadraten- . aanpassing. Wanneer wel convergentie is bereikt, zoals bepaald 30 door de test in het blok 69, wordt verder gegaan in het uitgangs- blok 70 en worden de resultaten uitgevoerd naar de recorders die in fig. 2 zijn weergegeven, vanuit de besturingscomputer 56 in fig. 2.If no convergence has been obtained, as determined by the test at block 69, then an iteration counter in block 71 is incremented and the corrected count rate given C ', i = 1.6 as it is determined in the program control block 68 and the program control block 65, substituted for the previous count rate given from the last iteration, and the program loops back to the program control block 63 for the next least squares iteration. adjustment. When convergence is reached, as determined by the test at block 69, proceeding to output block 70 and the results are output to the recorders shown in FIG. 2 from the control computer 56 in FIG. 2 .

Op deze wijze meet het stelsel volgens de 35 uitvinding tegelijkertijd de vervaltijd voor thermische neutro- 8103822 * -? - 25 - nen van de bodemformatie-component L·™ 5 de boorgatcomponent Σ ^ en de aanvankelijke telsnelheid-araplitudes B en A die be-horen bij de formatie-s respectievelijk boorgatcomponenten van de telsnelheid. Alle eerder genoemde beperkingen van de stand 5 van de techniek die worden gemaakt door aan te nemen dat de boorgatcomponent van de thermische neutronen-vervaltijd veel kleiner is dan de formatie-component in de technieken volgens de stand van de techniek, worden daardoor vermeden.In this way, the system according to the invention simultaneously measures the decay time for thermal neutro- 8103822 * -? The soil formation component L · ™ 5 is the borehole component Σ ^ and the initial count rate arrays B and A associated with the formation and borehole components of the count rate. All of the aforementioned limitations of the prior art made by assuming that the borehole component of the thermal neutron decay time is much smaller than the formation component in the prior art techniques are thereby avoided.

De hiervoor gegeven beschrijvingen kunnen 10 voeren tot andere uitvoeringen van de uitvinding zoals aan de vakman duidelijk zal zijn.The foregoing descriptions may lead to other embodiments of the invention as will be apparent to those skilled in the art.

81038228103822

Claims

A system for simultaneously measuring the decay time for thermal neutrons of substances in or around a wellbore, characterized by: 5 means for generating in a wellborehole a relatively short, self-sustaining burst of fast neutrons that are rapidly decelerated by interacting with nuclei of borehole substances and surrounding soil formations and which are retarded to thermal energy, thereby creating a thermal neutron population in the borehole and soil surrounding formations; a means for detecting in the borehole radiations representative of the thermal neutron population in the borehole and in the surrounding soil formations 15 in at least four non-overlapping, contiguous time intervals following the burst of fast neutrons, and a means for generating at least four counting rate signals representative of the thermal neutron population during the at least four non-overlapping contiguous time intervals; and means for combining the at least four count rate signals in accordance with a predetermined relationship to simultaneously derive at least two measurement signals representing the decay time of the thermal neutron population in the borehole medium and the soil formation medium in the vicinity of the. borehole.

2. Device according to claim 1, characterized by an auxiliary member included in the member for combining the at least four counting speed signals in accordance with a predetermined relationship, serving to simultaneously derive at least two auxiliary measuring signals representing the initial thermal neutron population in the borehole and in the media surrounding the borehole.

3. Device as claimed in claim 1, 35, characterized in that the detection element further comprises a means for detecting gamma rays resulting from the capture of thermal neutrons by cores of substances in and around the borehole. . k. System according to claim 3, 5, characterized in that the detection element comprises a means for detecting the gamma rays in at least six non-overlapping contiguous time intervals following the burst of fast neutrons.

System according to claim 1, 10, characterized in that the detection member is released for detection approximately 20 to 30 microseconds after the neutron pulse and in that the at least four non-overlapping consecutive time intervals are at least substantially total duration of about 1 millisecond after 15 neutron burst.

The method of claim 1, characterized in that the generator member comprises a source of about 1¼ MeV neutrons, which contains a deuterium-tritium type accelerator tube.

System according to claim 1, characterized by a means for detecting background radiation in the well borehole and a means for correcting the at least four counting speed signals for these background rays.

System according to claim 7 *, characterized by a means for subtracting a weighted function from the detected background radiation from each of the at least four counting speed signals. System for simultaneously determining the borehole component and the formation component of the thermal neutron decay time of a borehole and of soil formations in the vicinity of the borehole, characterized by: means for repeatedly emitting in a well borehole of relatively short-term pulses of fast neutrons that are rapidly decelerated by interacting with downhole cores and surrounding soil formations 35 and decelerate into thermal energy, with repeated bursts of thermal neutron populations in the borehole and in the honoring surrounding ground formations; means for detecting in the borehole during a time interval between the repeated pulses fast neutrons of radiations representative of the thermal neutron population in the borehole and in the surrounding soil formations in at least four non-overlapping and consecutive time intervals following a pulse fast neutrons, as well as a means for generating at least four count-10 velocity signals representative of the thermal neutron population during the at least four non-overlapping and contiguous time intervals; means for detecting during a separate time interval between the repeated bursts of fast neutrons radiation which can be attributed to an eight radiation component. from downhole radiation and a background count signal generating means representative thereof; means for combining the at least four count rate signals and a function of the background count signal in accordance with a predetermined relationship to simultaneously obtain at least two measurement signals representative of the thermal neutron decay times of the borehole component and the formation component; , 25 and means for recording the at least two measurement signals as a function of the depth in the borehole.

10. System according to claim 9, characterized by the means for carrying out the measurements at a number of different depths in a well borehole and by a means for recording the at least two measuring signals at each of the different depths in the well borehole.

11. System according to claim 9, characterized by means for simultaneously deriving at least 35 four counting speed signals in accordance with a predetermined relationship, simultaneously deriving at least two additional measuring signals representative of the initial thermal neutrons population following a repeating neutron pulse in the borehole and in the media surrounding the borehole.

System according to claim 9, characterized in that the detection means comprises a means for detecting gamma rays resulting from the capture of thermal neutrons by the nuclei of substances in and around the borehole.

System according to claim 12, characterized in that the detection means comprises a means for detecting the gamma rays in at least six non-overlapping consecutive time intervals following each burst of fast neutrons, as well as a means for detecting gamma rays. generating at least count rate signals. that are representative of those gamma rays.

System according to claim 9, characterized in that the detection member is switched on approximately 20 to 20 microseconds after each of the neutron pulses and in that the at least four non-overlapping and contiguous time intervals continue at least substantially over the entire time interval up to the next of the repeating neutron pulse and. System according to claim 1, characterized in that the at least four non-overlapping and contiguous time intervals are of approximately equal duration.

16. A system according to claim 1, characterized in that the at least four non-overlapping and contiguous time intervals are of longer duration in order to optimize the total count in each such time interval. 1T. System according to claim 9s 35, characterized in that the generator member comprises a source of 8103822 r & 1 - 30 - neutrons with an energy of about 1¾ MeV generated by an accelerator tube of the deuterium-tritium type.

System according to claim 9, characterized in that the combination member comprises the member 5 for subtracting a weighted function of the detected background radiation from each of the at least four counting speed signals.

Method for simultaneously determining the borehole component and the formation component of the thermal neutron decay time of a borehole and soil formations in the vicinity of the borehole, characterized by: emitting a relatively short duration in a well borehole pulses of fast neutrons that are slowed down quickly by interaction with nuclei of substances in the borehole and in 15. the surrounding soil formations and are decelerated into thermal energy, repeatedly creating thermal neutron populations in the wellbore and in the surrounding soil formations; detecting in the borehole during a. 20 time interval between the repetitive pulses of fast neutrons of radiations representative of the thermal neutron population in the borehole and surrounding soil formations, at least in four non-overlapping and contiguous time intervals following a pulse of fast neutrons, and generating of at least four count rate signals representative of the thermal neutron populations during the at least four non-overlapping and contiguous time intervals; detecting, during a separate time interval between the repeated bursts, fast neutrons of radiation attributable to a background radiation component of downhole radiation and generating. from a figure eight signal representative thereof; correcting the at least four count rate 35 signals for the presence of the background radiation component 8103822? - 31 - to obtain at least four background-corrected counting speed signals; combining the at least four background-corrected count rate signals in accordance with an iterative adjustment technique, whereby an exponential relationship is assumed to exist during a borehole and a formation component of the thermal neutron decay time to obtain two measurement signals simultaneously representative of the borehole components the thermal neutron decay time; and capturing the two measurement signals as a function of the depth of the borehole.

20. The method of claim 19, characterized by correcting the at least four count rate signals and the background dead time count signal existing in the radiation detecting step.

21. A method according to claim 19, characterized in that at least six non-overlapping and contiguous time intervals following each neutron pulse are used in the detection step.

22. A method according to claim 21, characterized in that the combining step comprises a least squares matching technique performed on an exponential relationship assumed to exist for the borehole component and the formation component of the thermal neutron decay time in said iterative adjustment technique.

23. A method according to claim 22, characterized in that each of the steps is performed at a different depth in a well borehole and in that a recording is made of the at least two measurement signals for each of the different depths in the well borehole. 2k. Method according to claim 19, characterized in that the transmit step and the detection step are repeated about a thousand times per second.

Method according to claim 19, 8103822 - 32 - characterized by combining the at least four count rate signals, simultaneously deriving in the iterative matching technique at least two additional measurement signals representative of the initial thermal neutron population following a repeating neutron pulse in the borehole and in the formation media surrounding the borehole.

Method according to claim 19 »....... characterized in that the detection steps are started about 20 to 30 mieroseconds after each such neutron-10 pulse and the at least four non-overlapping and contiguous time intervals at least continue almost over the entire time interval to the next of the repeating neutron pulses.

27. A method according to claim 26, characterized in that the at least four non-overlapping and contiguous time intervals of. are about the same duration.

28. A method according to claim 26, characterized in that the at least four non-overlapping and contiguous time intervals are always greater than their predecessor.

29. A method of simultaneously measuring thermal neutron decay of substances in and around a wellbore, characterized by: generating in a wellborehole a relatively short self-sustained burst of fast neutrons that are rapidly slowed by interaction with cores of substances in the borehole and in surrounding soil formations and are slowed to. thermal energy, thereby creating thermal-neutral-30 polulation in the borehole and in the surrounding soil formations; detecting in the borehole radiations representative of the thermal neutron population in the borehole and in the surrounding soil formations in at least four non-overlapping and contiguous time intervals following it emits fast neutrons, and generates at least four count rate signals representative of the thermal neutron population during the at least four non-overlapping and contiguous time intervals; and combining the at least four count rate signals in accordance with a predetermined relationship to simultaneously derive at least two measurement signals representative of the thermal neutron population decay time of the borehole medium and of the soil formation medium near the borehole .

The method of claim 29, characterized in that in the step of combining the at least four count rate signals in accordance with a predetermined relationship, deriving simultaneously at least two additional measurement signals representative of the initial thermal neutron population in the borehole. and in the media surrounding the borehole.

31. A method according to claim 29, characterized in that the detection step is performed by detecting gamma rays resulting from the capture of thermal neutrons by nuclei of substances in and around the borehole.

32. A method according to claim 31, characterized in that the detecting step comprises detecting the gamma rays in at least six non-overlapping and contiguous time intervals following the burst of fast neutrons.

33. A method according to claim 29, characterized in that the detection step is started about 20 to 30 microseconds after the neutron pulse and that the at least four non-overlapping and continuous time intervals continue at least substantially over the total duration of about 1 millisecond after the neutron burst. 35 3 ^. Method according to claim 33, 8103822 - 3U - characterized in that the at least four non-overlapping and contiguous time intervals are of approximately equal duration. 3: 5. Method according to claim 33. 5, characterized in that the at least four non-overlapping and contiguous time intervals are each of an increasing duration in order to optimize the total count in each such time interval. 36. The method of claim 29, characterized in that the generation is performed using a source of neutrons of about 1¾ MeV generated by a deuterium-tritium-type accelerator tube.

A method according to claim 29, characterized by the step of following the at least four non-overlapping and contiguous time intervals following the burst fast; neutrons, background rays are detected in the well borehole, and the at least four count rate signals are corrected for these background rays prior to the combining step.

38. A method according to claim 37, characterized in that the background correction is performed by subtracting a weighted function of the detected background rays from each of the at least four count rate signals. 25 ...... 39 · Method for simultaneously determining a borehole component and the formation component of the thermal neutron decay time of a borehole and soil formations near the borehole, characterized by repeatedly emitting into wellbore 30 of relatively short pulses of fast neutrons that are rapidly decelerated by interacting with cores of downhole substances and in surrounding soil formations and are retarded to thermal energy, creating repetitive bursts of thermal neutron populations in the wellbore and in the surrounding soil formations; 8103822 * $ --35- detecting in the borehole during a time interval between the repeating pulses fast neutrons of radiations representative of the thermal neutron population in the borehole and in the surrounding soil formations in at least four, non-overlapping and contiguous time intervals following a pulse of fast neutrons, thereby generating at least four count rate signals representative of the thermal neutron population during the at least four non-overlapping and contiguous time intervals; detecting during a separate time interval between the repetitive bursts of fast neutrons radiation which can be attributed to a background radiation component of downhole radiation, and thereby generating a background count signal representative therefor; combining the at least four count rate signals and a function of the background count signal in accordance with a predetermined relationship to simultaneously derive at least two measurement signals representative of the thermal neutron decay times of the borehole component and of the format component; and recording of the at least two measurement signals as a function of the depth of the borehole 1) -0 Method according to claim 39, characterized in that each of the steps is performed at a number of other different depths in a well borehole, and that a registration of the at least two measurement signals is made for each of these depths in the borehole. 30 1) -1. Method according to claim 39, characterized in that the transmission and the detection are repeated approximately 1000 times per second. 1) -2. Method according to claim 39, characterized by combining the at least four counting speed signals in accordance with a predetermined 8103822 <f 'O' ··; : -36-- drawing, simultaneously deriving at least two additional measurement signals representative of the initial thermal neutron population following a repetitive neutron pulse in the borehole and in the media surrounding the borehole. -. k3 · A method according to claim 39, characterized in that detection steps are performed by detecting gamma rays resulting from the capture of thermal neutrons through the cores of materials 10 in and around the borehole. Wk. A method according to claim 3, characterized in that the detection steps comprise, "detecting, the gamma rays in at least six non-overlapping contiguous time intervals following each impulse 15. fast neutrons, and thereby generating at least six count rate signals representative of them. k5. Method according to claim 39, characterized in that the detection steps are started approximately 20 to 30 microseconds after each of the neutron pulses, and that the at least four non-overlapping and contiguous time intervals continue at least substantially over the entire time interval up to the following the repeating neutron pulse and. k6. Method according to claim 1, characterized in that the at least four non-overlapping and consecutive time intervals are approximately of the same duration. The method according to claim k5, characterized in that the at least four non-overlapping and contiguous time intervals are each of increasing duration so as to optimize the total count in each such time interval. i8. Method according to claim 39, characterized in that the generation is carried out using a source of neutrons with an energy of 1¼ MeV 8103822: ë i? - 3T - which are generated by a deuterinm-tritium type accelerator tube. h9. Method according to claim 395, characterized in that the combination step comprises subtracting a weighted function of the detected background radiation from each of the at least four counting speed signals. 8103822