NL8601237A - Stelsel voor het tijdens het boren gelijktijdig registreren van de gamma-gamma formatiedichtheid. - Google Patents
Stelsel voor het tijdens het boren gelijktijdig registreren van de gamma-gamma formatiedichtheid. Download PDFInfo
- Publication number
- NL8601237A NL8601237A NL8601237A NL8601237A NL8601237A NL 8601237 A NL8601237 A NL 8601237A NL 8601237 A NL8601237 A NL 8601237A NL 8601237 A NL8601237 A NL 8601237A NL 8601237 A NL8601237 A NL 8601237A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- borehole
- formation
- gamma radiation
- housing
- probe
- Prior art date
Links
- 238000005553 drilling Methods 0.000 title claims description 57
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 141
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 109
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 60
- 230000005251 gamma ray Effects 0.000 claims description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 21
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 19
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 12
- 238000004164 analytical calibration Methods 0.000 claims description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 5
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 5
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000006872 improvement Effects 0.000 claims description 3
- TVFDJXOCXUVLDH-RNFDNDRNSA-N cesium-137 Chemical group [137Cs] TVFDJXOCXUVLDH-RNFDNDRNSA-N 0.000 claims description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 102
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 8
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 238000001739 density measurement Methods 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- FVAUCKIRQBBSSJ-UHFFFAOYSA-M sodium iodide Chemical compound [Na+].[I-] FVAUCKIRQBBSSJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 description 2
- 238000012217 deletion Methods 0.000 description 2
- 230000037430 deletion Effects 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000009795 derivation Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 235000009518 sodium iodide Nutrition 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V5/00—Prospecting or detecting by the use of ionising radiation, e.g. of natural or induced radioactivity
- G01V5/04—Prospecting or detecting by the use of ionising radiation, e.g. of natural or induced radioactivity specially adapted for well-logging
- G01V5/08—Prospecting or detecting by the use of ionising radiation, e.g. of natural or induced radioactivity specially adapted for well-logging using primary nuclear radiation sources or X-rays
- G01V5/12—Prospecting or detecting by the use of ionising radiation, e.g. of natural or induced radioactivity specially adapted for well-logging using primary nuclear radiation sources or X-rays using gamma or X-ray sources
- G01V5/125—Prospecting or detecting by the use of ionising radiation, e.g. of natural or induced radioactivity specially adapted for well-logging using primary nuclear radiation sources or X-rays using gamma or X-ray sources and detecting the secondary gamma- or X-rays in different places along the bore hole
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)
Description
1 Μ N.O. '53611
Stelsel voor het tijdens het boren gelijktijdig registreren van de gamma-gamma formatiedichtheid.
De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en een stelsel voor 5 het registreren van de gammastralingsformatiedichtheid voor toepassing in een boorgat dwars door een aardformatie voor het voor de bepaling van de formatiedichtheid registreren van onderaardse formaties door toepassing van gammastraling en meer in het bijzonder op de bepaling van de formatiedichtheid tijdens het boren van een boorgat dwars door de aard-10 formatie. Meer in het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op het bepalen van de formatiedichtheid zonder te hoeven letten op de radiale positie van de registratiesonde binnen het boorgat of op kolomvorming van de voor het verkrijgen van de dichtheidsmetingen gebruikte gammastraling.
15 Bij het boren van boorgaten in formaties van de aarde is het zeer gewenst tijdens het boren informatie te verkrijgen met betrekking tot de aard en de structuur van de formatie waar het boorgat doorheen gaat. Wanneer tijdens het boren aan de hoorder informatie kan worden verschaft met betrekking tot de eigenschappen van de formaties is registratie van 20 het boorgat tijdens het boren mogelijk en daardoor een efficiëntere operatie. Een dergelijke meten-tijdens-boren (MTB) registratie elimineert ofwel gedeeltelijk of geheel de noodzaak de booroperatie te onderbreken voor het verwijderen van de boorkolom uit het gat om draadgebonden re-gistratiesondes in het boorgat te brengen om daarmee de eigenschappen 25 van de formatie te registreren. Het vermogen om de eigenschappen van de formaties waar de boorkop doorheen gaat, zoals de dichtheid van de formatie, te registreren verhoogt bovendien in hoge mate de veiligheid van de booroperatie. De boorder kan dus worden ingelicht over het binnendringen van het boorgat in formaties die naar alle waarschijnlijkheid 30 gevaarlijke booromstandigheden, zoals ontploffingen, teweeg kunnen brengen.
Vroeger zijn in de draadgebonden registratie van geboorde boorgaten om de aard van de formaties waar het boorgat doorheen gaat te bepalen verschillende technieken toegepast. Een techniek voor formatiedicht-35 heidsregistratie omvat gammastralingsdichtheidssondes hetgeen inrichtingen zijn die een gammastralingsbron en een gammastralingsdetector bevatten, die van elkaar afgeschermd zijn om te voorkomen dat de detector rechtstreeks door de bron uitgezonden gammastraling telt. Tijdens de werking van de sonde worden door de bron gammastralen (fotonen) uitge-40 zonden die de te onderzoeken formatie binnentreden. In de formatie gaan U 4t f, f 9*7
Vi· U L i ^ - * ï 2 ze ofwel door foto-elektrische absorptie, door Compton-verstrooiïng of door paarvorming een wisselwerking aan met de atoomelektronen van het materiaal van de formatie. In zowel de foto-elektrische absorptie als de paarvorrningsfenomenen worden de afzonderlijke bij het wisselwerkingspro-5 ces betrokken fotonen uit de gammastralenbundels verwijderd.
In het Compton-verstrooiïngsproces verliest het betrokken foton iets van zijn energie terwijl zijn oorspronkelijke bewegingsrichting verandert, waarbij het verlies aan energie een functie van de verstrooi-ingshoek is. Enkele van de door de bron in het formatiemateriaal inge-10 brachte fotonen worden dienovereenkomstig naar de detector terug gekaatst. Veel verstrooide stralen bereiken de detector niet, omdat hun richting door een tweede Compton-verstrooiïng opnieuw wordt veranderd of omdat zij daarna door het foto-elektrische absorptieproces of het paar-vormingsproces worden geabsorbeerd. De verstrooide fotonen die de detec-15 tor bereiken en daarmee een wisselwerking aangaan, worden door een bij de detector behorende elektronische telinrichting geteld.
Grote, in de gebruikelijke gammastralingsdichtheidsmeting, ondervonden moeilijkheden omvatten de exacte bepaling van de monstergrootte, de beperkte effectieve diepte en de bemonsteringstijden. Andere grote 20 moeilijkheden omvatten de verstoringseffecten van zich tussen de dicht-heidssonde en het formatiemonster bevindende ongewenste interferentiema-terialen, zoals boorsuspensie en modderkoek op de wand van het boorgat, die het noodzakelijk maakten dat de sonde direct tegen de wand van het boorgat geplaatst moest worden.
25 Met verschillende draadgebonden gammastralingsregistratiesondes uit de stand van de techniek is getracht het door de dichtheid van de modderkoek op de wanden van het boorgat teweeg gebrachte effect op de for-matiedichtheidsmetingen te compenseren door het verschaffen van twee axiaal langs het boorgat verschoven detectoren op verschillende afstan-30 den van de stralingsbron. De dichtstbijzijnde of de detector op de kortste afstand dient voor het ontvangen van de straling die in hoofdzaak in het materiaal nabij de wand van het boorgat, dus in de modderkoek, is verstrooid. De verst verwijderde of de detector op de verste afstand dient voor het ontvangen van straling die in hoofdzaak in de formatie is 35 verstrooid.
De meeste gammastralingsregistratiestelsels uit de stand van de techniek hebben ingewikkelde kolomvormingsschema's nodig voor het nauwkeurig begrenzen van of de door de bron uitgezonden stralingsbundel om deze in het gewenste gebied van de formatie te richten of de door de de-40 tector terug ontvangen stralingsbundel om te verzekeren dat alleen de
Ifff 12 3 7 i * 3 van een speciaal gebied van de formatie terug gekaatste straling wordt gedetecteerd, of van beide. Draadgebonden gammastralingsregistratieson-des uit de stand van de techniek zijn bovendien zeer gevoelig voor variaties in dichtheidsmetingen als gevolg van de dikte van de boorsuspen-5 sie en de modderkoek op de wanden van het boorgat waar de straling doorheen moet gaan en dus wordt de nauwkeurigheid van de meting in hoge mate door de excentriciteit van het instrument binnen het boorgat beïnvloed.
Om deze reden omvatten instrumenten uit de stand van de techniek ingewikkelde mechanismen om het oppervlak van het instrument aan de zijde 10 van het boorgat op het punt waar de meting wordt gedaan stevig tegen de wand van het boorgat te drukken.
Het is onnodig op te merken dat de in de draadgebonden gammastra-lingsregistratie uit de stand van de techniek ondervonden moeilijkheden nog ingewikkelder zouden worden wanneer het dichtheidsmeetlnstrument als 15 een deel van een boorkolom is uitgevoerd en tijdens het boren van het boorgat werkt. De enige bekende gammastralingsformatiedichtheidssonde bruikbaar in meten-tijdens-boren inrichtingen is beschreven in de Ameri-kaanse octrooiaanvrage Jïr. 478.979, ingediend op 25 maart 1983, door Daniel Coope, getiteld "Formation Density Logging While Drilling”, en 20 overgedragen aan de aanvrager van de onderhavige uitvinding. Deze aanvrage openbaart een techniek voor gamma-gamma formatiedichtheidsre-gistratie tijdens het boren die is gebaseerd op de kolomvorming van de gammastraling en een ten opzichte van elkaar en een ten opzichte van de stralingsbron axiaal langs het boorgat verschoven detectorenpaar om de 25 weerkaatste straling van twee verschillende gebieden binnen de formatie op verschillende afstanden van de wanden van het boorgat te onderzoeken.
Een draadgebonden dichtheidssonde uit de stand van de techniek die onafhankelijk van de dikte en de chemische samenstelling van de materialen, die zich tussen de dichtheidssonde en het monster bevinden functio-30 neert, is in het Amerikaanse octrooischrift Nr. 3.846.631 geopenbaard.
Deze techniek omvat twee gammastralenbundels van twee intermitterend werkende gammastralingsbronnen die door het monster gaan, het ontvangen van de weerkaatste straling van elk van de twee bronnen door twee aparte detectoren en het vormen van de verhoudingen van de produkten van de 35 vier afzonderlijke telsnelheden op een zodanige wijze dat het numerieke resultaat een indicatie is voor de dichtheid van het monster. In dergelijke longitudinaal gescheiden dubbele detectorsondes, die tegen de wand van het boorgat moeten worden geplaatst, is de afstand tussen de detectoren een kritische grootheid. Wanneer de interfererende formatiemate-40 rialen niet uniform zijn over afstanden vergelijkbaar met de afstand $ « fl « o t 7 vj V i ’ « * 4 tussen de twee detectoren, zal de gemeten dichtheid foutief zijn.
In gammastralingsformatiedichtheidssondes, die kolomvorming van de gammastraling omvatten, wordt voorondersteld dat het wisselwerkingsge-bied tussen de straling en de formatie nauwkeurig gedefinieerd en tot 5 een klein gebied beperkt kan worden. Niet alleen is exacte kolomvorming van gammastraüngsbundels moeilijk te verwezenlijken, maar is de veronderstelling dat een kolomvormige bundel alleen in wisselwerking treedt met een nauwkeurig gedefinieerd gedeelte van de formatie rond het boorgat foutief.
10 Het zou daarom een voordeel zijn de beperkingen en de onnauwkeurig heden van de vroegere technieken te overwinnen door een stelsel voor het meten van de dichtheid van onderaardse formaties tijdens het boren van een boorgat dwars door de formatie, zonder de noodzaak een smal wissel-werkingsgebied van gammastraling met de formatie te definiëren of het 15 toepassen van kolomvormige straling, of de noodzaak van tegen de wand van het boorgat geplaatste instrumenten.
De onderhavige uitvinding verschaft een dergelijke stelsel door een nieuwe geometrie van een gammastralingsbron en detectoren die het meten van formatieparameters uit weerkaatste gammastraling mogelijk maakt zon-20 der te hoeven letten op de excentrische positie van het meetinstrument binnen het boorgat. De meting wordt tevens uitgevoerd zonder enkele veronderstelling met betrekking tot het betreffende gebied van de formatie waarvan de straling wordt weerkaatst.
De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een stelsel en een 25 werkwijze voor het meten van de formatiedichtheid door middel van weerkaatste gammastraling in een registratie-tijdens-boren stelsel. Een uitvoeringsvorm van de uitvinding omvat een inrichting voor registratie van de dichtheid van een formatie rond een boorgat dwars door die formatie. De inrichting is geschikt voor toepassing in een boorkolom en omvat een 30 langwerpige sonde met een longitudinale as, een binnen deze sonde geplaatste gammastralingsbron, een gammastralingsdetectiesamenstel binnen deze sonde, omvattende meerdere gammastralingsdetectoren elk op dezelde afstand in dezelfde longitudinale richting vanaf de stralingsbron langs de sonde geplaatst en waarbij elke detector symmetrisch rond de longitu-35 dinale as van de sonde is geplaatst, en middelen reagerend op de uitgangssignalen van de meerdere detectoren voor het produceren van een uitgangssignaal evenredig met de matrixdichtheid van de formatie rond het boorgat in het gebied van de sonde.
In een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding omvat de inrich-40 ting eerste en tweede detectormiddelen die onder symmetrische hoeken van 8501237 * * 5 180 graden op diametraal tegenover elkaar gelegen zijden van de inrichting zijn geplaatst.
Een verder aspect van de onderhavige uitvinding omvat een werkwijze voor het bepalen van de gemiddelde dichtheid van de aardformatie rond 5 een boorgat dwars door de formatie en grenzend aan de meetinriehting. De werkwijze omvat de stappen van het positioneren van een langwerpige sonde binnen het boorgat, het uitzenden van gammastraling in de formatie vanaf een eerste locatie binnen de sonde, het detecteren van de door de formatie verstrooide uitgezonden gammastraling op meerdere locaties bin-10 nen de sonde, waarbij deze locaties symmetrisch rond de longitudinale as van de sonde zijn gepositioneerd en op gelijke afstanden in dezelfde longitudinale richting vanaf de eerste locatie zijn geplaatst en het produceren van een uitgangssignaal in reactie op de op de meerdere plaatsen gedetecteerde gammastraling die evenredig is met de matrix-15 dichtheid van de formatie rond het boorgat in het gebied van de sonde.
In een verdere uitvoeringsvorm omvat de uitvinding een als een. deel van een boorkolom verbonden langwerpige behuizing, een binnen deze behuizing geplaatste gammastralingsbron, een binnen deze behuizing geplaatst gammastralingsdetectiesamenstel en omvattende meerdere gamma-20 stralingsdetectoren elk op dezelfde afstand in dezelfde longitudinale richting vanaf de bron langs de behuizing geplaatst en symmetrisch rond de longitudinale as van de behuizing gepositioneerd, en middelen reagerend op de door de detectoren geproduceerde uitgangssignalen terwijl de behuizing binnen het boorgat is gepositioneerd voor het produceren van 25 een uitgangssignaal evenredig met de matrixdichtheid van de formatie rond het boorgat.
Uitgangssignalen van de eerste en tweede detectoren verkregen terwijl de sonde rond zijn longitudinale as binnen het boorgat wordt geroteerd worden gebruikt voor het produceren van een uitgangssignaal even-30 redig met de matrixdichtheid van de formatie rond het boorgat in het gebied van de sonde. De sonde kan een cilindrisch deelsamenstel omvatten verbonden als een deel van een boorkolom in een registratie-tijdens-boren stelsel.
Een verder aspect van de uitvinding omvat een werkwijze met het 35 kenmerk, dat de positioneringsstap het roteren van de sonde binnen het boorgat omvat en dat de detectiestap het detecteren van de uitgezonden gammastraling omvat op tweede en derde locaties die symmetrisch onder een hoek van 180 graden en diametraal tegenover elkaar aan tegenoverliggende zijden van de sonde zijn aangebracht.
40 In reactie op de gedetecteerde gammastraling in de tweede en derde $801237 1 1 6 locaties wordt een uitgangssignaal geproduceerd dat evenredig is met de matrixdichtheid van de formatie rond het boorgat in het gebied van de tweede sonde.
In een verdere uitvoeringsvorm omvat de uitvinding een rotatie-in-5 richting voor toepassing in een boorgat dwars door een aardformatie, waarbij een boorsuspensie met bekende viscositeit het boorgat vult, gekenmerkt door middelen voor het uitzenden van gammastraling in de formatie rond het boorgat, eerste en tweede gammastralingsdetectiemiddelen op een gemeenschappelijke cirkel op diametraal tegenoverliggende punten ge-10 plaatst, waarbij de eerste en tweede middelen op dezelfde axiale afstand in dezelfde axiale richting vanaf de uitzendmiddelen zijn geplaatst, middelen reagerend op de uitgangssignalen van de detectoren, de boorsus-pensiedichtheid en de volgende instrumentcalibratiefactoren voor het berekenen van de matrixdichtheid: een eerste instrumentcalibra-15 tiefactor behorende bij de eerste detector en afhankelijk van de afstand van de eerste detector tot de uitzendmiddelen, het metaal tussen de detector en de wand van het boorgat, en het rendement van de eerste detector; een tweede instrumentcalibratiefactor behorende bij de tweede detector en afhankelijk van de afstand van de tweede detector tot de uit-20 zendmiddelen, het metaal tussen de detector en de wand van het boorgat, en het rendement van de tweede detector; en een derde instrumentcalibra-tiefactor afhankelijk van het verschil tussen de diameter van het instrument en de diameter van het boorgat.
Nog een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding omvat een verbe-25 terd stelsel voor het registreren van gammastralingsformatiedichtheid voor toepassing in een boorgat dwars door een aardformatie van het soort waarin de gammastralingsbron en de detectiemiddelen binnen een behuizing zijn aangebracht die geschikt is om binnen een boorgat gepositioneerd te worden voor het uitzenden en het detecteren van de zich door de aardfor-30 matie voortplantende gammastralen waarin de verbetering wordt gekenmerkt doordat de behuizing geschikt is voor longitudinale verbinding als een deel van een in het boorgat uitstekende roterende boorkolom, dat de gammastralingsdetectiemiddelen meerdere gammastralingssensoren omvatten geplaatst binnen de behuizing op dezelfde longitudinale afstand van de 35 bron in een gemeenschappelijk denkbeeldig vlak dat loodrecht op de longitudinale as van de behuizing staat en onder gelijke hoeken ten opzichte van elkaar, en middelen reagerend op de uitgangssignalen van de sensoren voor het produceren van een met de matrixdichtheid van de daaraan grenzende aardformatie evenredig uitgangssignaal.
40 Nog een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding omvat een verbe- 880123? 7 ' terd stelsel voor het registreren van gammastralingsformatiedichtheid voor toepassing in een boorgat dwars door een aardformatie van de soort, waarin de gammastralingsbron en de detectiemiddelen binnen een cilindrische behuizing zijn geplaatst die geschikt is om binnen een boorgat 5 gepositioneerd te worden voor het uitzenden en het detecteren van gamma-stralen die zich door de aardformatie en de boorsuspensie in het boorgat voortplanten, waarin de verbetering wordt gekenmerkt doordat de behuizing geschikt is voor longitudinale verbinding als een deel van een in het boorgat uitstekende roterende boorkolom, dat de gammastralingsdetec-10 tiemiddelen eerste en tweede gammastralingssensoren omvatten geometrisch binnen de behuizing op dezelfde longitudinale afstand vanaf de bron in een gemeenschappelijk denkbeeldig vlak dat loodrecht staat op de longitudinale as van de behuizing en op gelijke afstand van het midden daarvan geplaatst, en middelen voor het produceren van een formatiedicht-15 heidsuitgangssignaal terwijl de boorkolom en de behuizing worden geroteerd waarbij het signaal evenredig is met de uitgangssignalen van elk van de sensoren, de dichtheid van de boorsuspensie binnen het boorgat, de geometrische configuratie van de sensoren in verhouding tot de bron, de diameter van het boorgat in verhouding tot de diameter van de behui-20 zing en met een vastgestelde kans voor het gedeelte van de gammastralen dat in wisselwerking is met de formatie en de boorsuspensie.
Voor een beter begrip van de onderhavige uitvinding en verdere doelstellingen en voordelen daarvan wordt nu verwezen naar de volgende beschrijving in combinatie met de bijgaande tekeningen, waarin: 25 Fig. 1 een schematisch zij-aanzicht is van een boorgatboorproces illustrerend een stelsel voor formatiedichtheidsregistratie-tijdens-bo-ren opgebouwd in overeenstemming met de onderhavige uitvinding;
Fig. 2 een illustratief gedeeltelijk dwarsdoorsnede-aanzicht is van een uitvoeringsvorm van een beneden in het boorgat geplaatst deelsamen-30 stel voor gammastralingsforrnatiedichtheidsregistratie-tijdens-boren opgebouwd in overeenstemming met de onderhavige uitvinding;
Fig. 3 een illustratief dwarsdoorsnede-aanzicht is door de lijn 3-3 van fig. 2 die de positionering van de stralingsdetectoren binnen de inrichting van fig. 2 toont; 35 Fig. 4 een blokschema van een verwerkingsstelsel is voor het bere kenen van de formatiematrixdichtheid in overeenstemming met de uitvinding;
Fig. 5 een illustratieve grafiek is die een calibratiecurve voor een stralingsdetector toont die de telsnelheid in verband brengt met de 40 formatiedichtheid; 96Q1237 _i 8
Fig. 6 een illustratieve grafiek is die een reeelcs calibratiecurves toont die de door een detector in het onderhavige stelsel gemeten forma-tiedichtheid en de werkelijke formatiedichtheid met elkaar in verband brengen voor verschillende van elkaar verwijderde afstanden tussen de 5 zijde van het deelsamenstel en de wanden van het boorgat langs de gemeenschappelijke diameter van het detectorenpaar; en
Fig. 7 een illustratieve grafiek is die de afstand van het meetinstrument in verband brengt met de afstandshoek en het bepalen van de in-strumentconstanten k^ en k2 mogelijk maakt.
10 Onder verwijzing naar fig. 1, daarin wordt een boven een boorgat 12 geplaatste boorkraan 11 getoond. Een inrichting 10 voor gelijktijdige gamma-gammastralingsformatiedichtheidsregistratie wordt door een sonde of deelsamenstel 14 gedragen dat een deel van een zwaarstang 15 omvat en tijdens de meting van de dichtheid van de formaties rond het boorgat 15 wordt bewogen terwijl het boren voortgaat.
Aan het onderste einde van de boorkolom 18 is een boorkop 22 geplaatst die het boorgat 12 uit de aardformaties 24 snijdt terwijl de boorsuspensie 26 aan het begin van de put wordt weggepompt. De metalen omhulling 29 aan de oppervlakte is getoond in het boorgat 12 gepositio-20 neerd boven de boorkop 22 voor het in stand houden van de samenhang van het boorgat 12 nabij de oppervlakte. De ring 16 tussen de boorkolom 18 en het boorgat 20 creëert een theoretisch gesloten retourboorsuspensie-stroompad. Door een pompstelsel 30 wordt vanaf het begin van de put 28 boorsuspensie door de aan de boorkolom 18 gekoppelde boorsuspensietoe-25 voerpijp 31 gepompt. Boorsuspensie wordt op deze wijze door de axiale middendoorgang van de boorkolom 18 naar beneden gedwongen en komt in de boorkop 22 uit voor het omhoog van de boorbeitel naar de oppervlakte vervoeren van het snijdsel dat de weggeboorde gedeelten van aarde, steen en andere materialen bevat. Aan het begin van de put is een pijp 32 ver-30 schaft om de boorsuspensie van het boorgat 18 naar een boorsuspensiekuil 34 te leiden. De boorsuspensie wordt aan de oppervlakte door verschillende inrichtingen (niet getoond), zoals ontluchtingseenheden en circu-latietanks, op kenmerkende wijze behandeld en verwerkt om een bepaalde viscositeit en samenhang van de boorsuspensie in stand te houden. Het 35 onderhavige stelsel voor registratie van gammastralingsformatiedichtheid maakt het meten van formatiedichtheden in de gebieden rond het boorgat tijdens het. pompen van boorvloeistof door de boorkolom en het boorgat mogelijk.
Zoals getoond in fig. 1 omvatten het deelsamenstel 14 en de zwaar-40 stang 15 een deel van het formatiedichtheidsregistratiestelsel 10 van de 8501237 9 onderhavige uitvinding en de omgeving beneden in het gat. Het stelsel 10 is opgebouwd om een reeks van telemetriesignalen naar het begin van de put te genereren of naar een registratiestelsel beneden in het gat welke signalen indicatief zijn voor de formatiematrixdichtheid van de aan het 5 boorgat grenzende aardformaties. De vereiste telemetrie- en analysestel-sels kunnen van een gebruikelijk ontwerp gedacht zijn en worden hierin niet speciaal beschreven of gerefereerd. De werkwijze en inrichting voor het meten van de formatiedichtheid worden echter in het onderstaande gedetailleerd beschreven en zijn onderwerp van de onderhavige uitvinding. 10 Onder verwijzing naar fig, 2, daarin wordt een illustratief, sche matisch en gedeeltelijk dwarsdoorsnede-aanzicht van een deelsamenstel 14 getoond dat een in overeenstemming met de onderhavige uitvinding opgebouwd stelsel draagt. Het deelsamenstel 14 omvat bij voorkeur een zwaar-stang 15 die als een deel van de boorkolom 18 is gekoppeld en hoewel in 15 een positie direct boven de boorbeitel 22 getoond, is dit enkel en alleen illustratief en kan het deelsamenstel 14 ook op andere plaatsen in de boorkolom worden geplaatst.
Het deelsamenstel 14 is gevormd uit een deel van de zwaarstang 15 die een inwendige cilindrische boring 41 omvat voor het van de opper-20 vlakte naar de boorkop 22 doorlaten van samengedrukte boorvloeistof. De zwaarstang 15 is gewijzigd om een gammastralingsbronnenpaar 42 en 43 te kunnen omvatten elk bestaande uit een .van schroefdraad voorzien inzet-stuk dat in de van schroefdraad voorziene openingen in de zijwanden van de zwaarstang 15 wordt ingebracht. De gammastralingsbronnen 42 en 43 25 kunnen elke gebruikelijke bron zijn zoals cesium 137. Terwijl het stelsel van de onderhavige uitvinding adequaat zal functioneren met een enkele bron, garandeert het gebruik van twee bronnen 42 en 43 dat het stralingsniveau van voldoende amplitude is voor het door de detectoren produceren van grote uitgangssignalen. Elk van de twee bronnen 42 en 43 30 is bij voorkeur op een gemeenschappelijke axiale plaats langs de as van het instrument 10 geplaatst en als liggende op een gemeenschappelijke diameter 44 loodrecht op de axiale middenlijn 46 van de zwaarstang 15 geïllustreerd.
De zwaarstang omvat een verlengde cilindrische middenholte 61 co-35 axiaal met de boring 41 en die zich gedeeltelijk over de lengte van de zwaarstang 15 uitstrekt. Een gammastralingsdetectorenpaar 52 en 53 is op een axiale afstand geplaatst van de bronnen 42 en 43 binnen een detec-toromhullend en afschermend wolframinzetstuk 62 geplaatst dat aan het onderste uiteinde van de middenholte 61 is geplaatst. De twee detectoren 40 52 en 53 zijn beide op dezelfde axiale afstand vanaf de gammastralings- 8601237 10 bronnen 42 en 43 geplaatst en zijn beide liggende in een gemeenschappelijk denkbaar vlak 54 getoond, eveneens loodrecht op de middenlijn 46 van de zwaarstang 15. Tussen de bronnen 42 en 43 en de detectoren 52 en 53 is een ringvormig afschermend inzetstuk 55 van wolfram gepositioneerd 5 dat als een deel van het inzetstuk 62 is gevormd en in het lichaam van de zwaarstang 15 is gepositioneerd om de detectie van gammastraling vanaf de bronnen welke de detectoren door "stroming" van de straling langs de zwaarstang en de boring 41 bereikt te minimaliseren. De stralingsde-tectoren 52 en 53 kunnen alle gebruikelijke gammastralingsdetectiemidde-10 len omvatten zoals een groepering van Geiger-Müller buizen of kan uit natriumjodide-scintillatoren bestaan.
Onder verwijzing naar fig. 3, daarin wordt een illustratief dwars-doorsnede-aanzicht getoond door de lijnen 3-3 van fig. 2 dat de relatieve positionering van de gammastralingsdetectoren 52 en 53 binnen het li-15 chaam van de zwaarstang 15 toont. De linker detector 52 is als bestaande uit een groepering van drie Geiger-Müller buizen 52a-52c geïllustreerd terwijl de rechter detector 53 als bestaande uit een groepering van drie Geiger-Müller buizen 53a-53c is geïllustreerd. Een wolframafschermings-deel 56, eveneens gevormd als een deel van het inzetstuk 62, is getoond 20 gepositioneerd tussen de linker detector 52 en de boring 41 terwijl een gelijksoortig scherm 57 is getoond gepositioneerd tussen de boring 41 en de rechter detector 53. De afschermingsdelen 56 en 57 minimaliseren de detectie van straling door de detectoren 52 en 53 die niet van de formatie afkomstig is.
25 Een belangrijk aspect van de nieuwe geometrie van het stelsel voor registratie van gamma-gammastralingsformatiedichtheid van de onderhavige uitvinding is dat de twee detectoren 52 en 53 symmetrisch rond de longitudinale as van de zwaarstang 15 onder gelijke onderlinge azimutale scheidingshoeken, dat wil zeggen 180 graden, op diametraal tegenoverlig-30 gende zijden van de zwaarstang zijn geplaatst. De twee detectorgroepe-ringen 52 en 53 liggen beide op een gemeenschappelijke diameter 58 van een gemeenschappelijk cirkel binnen het denkbeeldige vlak 54 loodrecht op de as van de zwaarstang 15. De beide detectoren zijn ook op gelijke afstanden van de stralingsbronnen 42 en 43 geplaatst. Zoals eveneens in 35 fig. 3 is getoond, verschaft het stelsel van de onderhavige uitvinding een nauwkeurige meting van de formatiedichtheid onafhankelijk van de excentrische positie van de zwaarstang binnen het boorgat 12 omdat de afstanden tussen het excentrische meetinstrument en de wand van het boorgat automatisch worden gecompenseerd zowel mathematisch alsmede door de 40 middelingseffecten die optreden wanneer het meetinstrument tijdens de 8601237 u registratie-operatie wordt geroteerd.
Om het belang van de unieke geometrie van de componenten van de onderhavige uitvinding en de mathematische consequenties daarvan te demonstreren, moeten bepaalde termen worden gedefinieerd. De linker afstand 5 tussen de zijwand van het boorgat 12 en de zwaarstang 15 gemeten langs de gemeenschappelijke diameter 58 is "A". Op gelijke wijze is ”B" de rechter afstand tussen de zijwand van het boorgat en de zwaarstang 15, eveneens gemeten langs de gemeenschappelijke diameter 58. De afstand "TD", langs de gemeenschappelijke diameter 58, is de diameter van het 10 meetinstrument. "BD" is de diameter van het boorgat. De twee detectoren 52 en 53 zijn op gelijke axiale afstanden vanaf de gammastralingsbronnen 42 en 43 (of van een enkele bron indien toegepast) aan tegenoverliggende zijden van de zwaarstang 15 geplaatst. We kunnen dus de geometrie van het boorgat zelf toepassen om drie vergelijkingen gelijktijdig op te 15 lossen en de formatiematrixdichtheid te bepalen.
Gebruiken we om de door de detector aan de linkerzijde van fig. 3 gemeten dichtheid weer te geven, zien we dat de formatiedichtheid wordt gegeven door: Λ * ƒ ma + φ(1->0 +Xfia, of (6) 20 fii =*/'mad"^) +*Pm> waarin: (7) ƒma * formatiematrixdichtheid; 0 * poreusheid van de formatie;
Jy: * vloestofdichtheid in de formatie; boorsuspensiedichtheid; 25 o(, deel van de gammastralen in wisselwerking met de boorsuspen- sie; en j>'ma a ( l-0)pma + = schijnbare formatiedichtheid.
Opgemerkt moet worden dat de bovenstaande vergelijkingen 6 en 7 zowel geldig zijn voor draadgebonden instrumentconfiguraties als voor gam-30 maformatiedetectie in meten-tijdens-boren toepassingen.
Wanneer we β£ gebruiken om de door de detector gemeten formatiedichtheid aan de rechterzijde van fig. 3 aan te geven, dan zien we dat de formatiedichtheid ook wordt gegeven door: J\ “P’ma (l-β) *Apm. (8) 35 waarinfi het gedeelte is van de gammastralen dat in wisselwerking met de boorsuspensie is. Op grond van de geometrie weten we ook dat de instru-mentdiameter TD en de diameter van het boorgat BD door de volgende verhouding gerelateerd zijn aan de positie van de instrumenten in het boorgat: 40 A + B + TD = BD (9) 8301237 12 waarin A de loodrechte afstand van het linkervlak van het instrument tot het linkeroppervlak van het boorgat is (de linkerverwijdering) en B de verwijdering aan de rechterzijde van het instrument is zoals getoond in fig. 3. Opgemerkt kan worden dat de kans dat een foton (gammastraal) een 5 afstand A aflegt voordat een botsing optreedt eenvoudig exp(-k^A) is.
De kans op wisselwerking op een willekeurige afstand kleiner dan A wordt gegeven door (l-exp(-k]A)). Op dezelfde wijze wordt de kans op wisselwerking binnen de afstand B gegeven door (l-exp(-k2B)). De waarden k^ en k2 zijn geometrieconstanten die onderstaand verder worden ge-10 specificeerd. Wanneer we de bovenstaande verhoudingen veronderstellen kunnen we het volgende schrijven: = 1- e^l^· en (10) fi = l-e_k2B (11)
We nemen aan dat θ( en/2 kansen zijn op wisselwerking van de gammastralen 15 in de boorsuspensie, en (1 - (X ) en (1 - /1 ) de kansen zijn op een wis selwerking van de fotonen in de formatiematrix en niet in de boorsuspensie. Wanneer we nu de vergelijkingen 7 en 10 combineren vinden we dat: Λ “Pm + e“klA(fma “j>m> (12)
De geometrie dwingt het instrument fysisch in het boorgat zodat we de 20 volgende verhouding kunnen gebruiken: A - BD-TD - B = k3-B (13) zodat we vergelijking 10 als volgt in termen van de verwijdering B kunnen herschrijven:
Pl =Pm + e”kl(k3_B)(J)* ma-J^) (14) 25 We kunnen eveneens vergelijking 8 als volgt in termen van de verwijdering B schrijven: e k2B - (p^ - pm) / (p,ma"f)m) ‘ (13) of door het verheffen tot de macht k^/k2 kunnen we vergelijking 15 als volgt schrijven: 30 e‘klB - [(&-ƒ«> / (ƒ'„*-ƒ„> lkl/k2 (16)
Door nu vergelijking 16 in vergelijking 14 te substitueren vinden we dat: ft ‘ft + (18) die we als volgt voor de formatiedichtheid kunnen oplossen: 35 l*klk2k3(j%-fm)k2(ft-fm) kll1/(kl+k2) (19)
Wanneer nu kp=k2, later zal getoond worden dat zij gelijk kunnen zijn, kunnen we schrijven k=k^=k2 en gaat vergelijking 19 over in: f'rna - +ƒ* (20)
Gebaseerd op deze afleidingen kunnen we in principe, gebaseerd op 40 de geobserveerde dichtheden geregistreerd door de linker- en rechter-de- 8801237 13 tectoren en op de dichtheid van de ten tijde van de metingen gebruikte boorspuspensie, de formatiedichtied bepalen. De constante k3 wordt direct uit het verschil tussen de instrumentdiameter en de diameter van het boorgat bepaald. De instrumentconstanten kj en k£ worden door de 5 afstand tussen de detectoren en de bron, de dikte van de wand van de zwaarstang tussen de detector en het uitwendige oppervlak van de zwaar-stang en het rendement van de detectoren bepaald. Voor aangepaste detectoren en een symmetrische zwaarstang zal k^ gelijk zijn aan k£. De instrumentconstanten k^ en k2 worden tijdens de calibratie van het 10 instrument bepaald op een wijze gelijk aan die waarin de gebruikelijke draadgebonden instrumenten in een testput worden gecalibreerd, zoals in het onderstaande wordt beschreven.
Tijdens de calibratie wordt een testput die meerdere formaties van bekende gesteenten bezit gebruikt om het instrument te onderwerpen aan 15 bekende dichtheidscondities. Fig. 5 is vervaardigd om de logaritme van de telsnelheld van de detector (in willekeurige eenheden) om te zetten naar een dichtheidsindicatie waarbij het instrumentoppervlak direct tegen het oppervlak van de formatie aanligt.
Daarna wordt het instrument op een vooraf gekozen verwijdering op-20 gesteld en wordt voor het verkrijgen van een indicatie van de gemeten dichtheid voor elke feitelijke waarde een reeks van formaties met bekende dichtheid geregistreerd zoals getoond in fig. 6. Het instrument wordt daarna opgesteld voor een reeks verschillende verwijderingen en wordt het proces herhaald om een reeks van curves te produceren zoals getoond 25 in fig. 6. De logaritme van de helling van elke lijn van de reeks van curves uit fig. 6 is, om een rechte lijn met een negatieve helling zoals getoond in fig. 7 te produceren, op half-logaritmisch papier afgezet tegen de verwijdering. De helling van deze lijn is de instrumentconstante k^ of k2 behorende bij die detector.
30 Zoals getoond in fig. 4 wordt per tijdseenheid de telling van de ünkerdetector 52 bepaald in 62 terwijl de telling van de rechterdetec-tor 53 wordt bepaald in 63 en wordt de formatiedichtheidswaarde voor respectievelijk de linker- en rechterdetectoren op gebruikelijke wijze bepaald in 64 en 65. Daarna wordt deze informatie ingevoerd in de pro-35 cessor 66 samen met of een gemeten of bekende boorsuspensiedichtheid 67 en de gemeten instrumentcalibratieconstanten k^ en k2 vanaf het geheugen 68. De processor produceert daarna een berekende waarde van de formatiematrixdiehtheid en kan volgens industriële standaard-methoden de poreusheid worden afgeleid.
40 De onderhavige techniek omvat drie basis-veronderstellingen waarmee 86Ö1237 14 het mogelijk is dat de onderhavige instrumentgeometrie technisch effectief toepasbaar is. Ten eerste wordt verondersteld dat het boorgat relatief dicht aan de maat is en geen grote aantallen inkepingen of holtes bevat. Dit is een betrouwbare veronderstelling in het gebied van het 5 boorgat nabij de boorkop. Wanneer dit echter niet het geval is kan om verschillende variaties in de diameter van het boorgat te compenseren een krompasserinstrument in het stelsel van de onderhavige uitvinding worden opgenomen. Niettemin is deze beperking niet zo kritisch als in het geval van draadgebonden gammastralingsdichtheidsdetectoren omdat het 10 onderhavige instrument de juistheid van zijn werking niet baseert op wandcontact zoals het overgrote deel van de draadgebonden detectoren. De tweede veronderstelling is dat de modderkoek op de wanden van het boorgat geen kans krijgt zich tijdens het registreren van de put te vormen. Omdat het onderhavige instrument tijdens het boren op een punt dicht bij 15 de boorkop meet is dit een redelijke veronderstelling. De derde veronderstelling is dat de modderdichtheid bekend of redelijk te bepalen is. Dit is eveneens een zeer goede veronderstelling.
Het zal duidelijk zijn dat een stelsel voor registratie van gamma-stralingsformatiedichtheid in overeenstemming met de beginselen van de 20 onderhavige uitvinding met drie of meer detectoren in plaats van de twee zoals getoond in de voorkeursuitvoering kan worden opgebouwd. In elk geval moet elk van de detectoren in een denkbeeldig vlak loodrecht op de as van de behuizing liggen en moeten zij onder azimutaal symmetrisch gelijke onderlinge hoeken dat wil zeggen rotatiesymmetrisch rond de as van 25 het boorgat zijn gepositioneerd. De vergelijkingen voor het bepalen van de formatiematrixdichtheid zijn natuurlijk voor structuren met meer dan twee groeperingen veel ingewikkelder maar kunnen op dezelfde wijze als in de tweedetector-groeperingconfiguratie zoals boven beschreven worden opgelost.
30 Opgemerkt moet worden dat de onderhavige registratie-inrichting ge toond is binnen een huis of sonde dat een boorzwaarstang omvat die een deel vormt van een boorkolom. Omdat het onderhavige stelsel in het bijzonder bruikbaar is in registratie-tijdens-boren stelsels, kan de betreffende instrumentgeometrie eveneens in een niet-MTB sonde of in het 35 draadgebonden type worden toegepast.
Gemeend wordt dat de werking en opbouw van de onderhavige uitvinding uit de voorgaande beschrijving duidelijk zal zijn terwijl de getoonde en beschreven werkwijze en inrichting als voorkeursuitvoeringen zijn gekarakteriseerd zodat het duidelijk zal zijn dat verschillende 40 veranderingen en wijzigingen daarin kunnen worden gemaakt zonder af te 8601237 15 wijken van de inventieve gedachte en omvang van de uitvinding zoals omschreven in de volgende conclusies.
BSO 123 7
Claims (26)
1. Gammastralingsformatiedichtheidsregistratie-inrichting voor toepassing in een boorgat dwars door een aardformatie, gekenmerkt door: 5 een langwerpige sonde met een longitudinale as; een binnen deze sonde geplaatste gammastralingsbron; een gammastralingsdetectiesamenstel binnen deze sonde, omvattende meerdere gammastralingsdetectoren elk op dezelfde afstand in dezelfde longitudinale richting vanaf de stralingsbron langs de sonde geplaatst 10 en waarbij elke detector symmetrisch rond de longitudinale as van de sonde is geplaatst; en middelen reagerend op de uitgangssignalen van de meerdere detectoren voor het produceren van een uitgangssignaal evenredig met de matrix-dichtheid van de formatie rond het boorgat in het gebied van de sonde.
2. Gammastralingsformatiedichtheidsregistratie-inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de sonde een cilindrisch deelsamenstel omvat dat als een deel van een boorkolom is verbonden in een meten-tij-dens-boren stelsel.
3. Gammastralingsformatiedichtheidsregistratie-inrichting volgens 20 conclusie 2, met het kenmerk, dat eerste en tweede detectoren zijn aangebracht die symmetrisch onder een hoek van 180 graden op diametraal tegenover elkaar liggende zijden van de sonde zijn geplaatst.
4. Gammastralingsformatiedichtheidsregistratie-inrichting volgens conclusie 1, 2 of 3, met het kenmerk, dat een uitgangssignaal wordt ge- 25 produceerd in reactie op van de detectoren verkregen signalen terwijl de sonde rond zijn longitudinale as binnen het boorgat wordt geroteerd.
5. Gammastralingsformatiedichtheidsregistratie-inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat binnen de sonde in het gebied tussen de stralingsbron en de detectoren stralingsafschermmiddelen zijn 30 gepositioneerd om de door de detectoren rechtstreeks ontvangen hoeveelheid straling van de bron te beperken.
6. Gammastralingsformatiedichtheidsregistratie-inrichting volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat binnen de sonde vanaf elke detector radiaal naar binnen stralingsafschermmiddelen zijn gepositioneerd om de 35 door de detectoren rechtstreeks ontvangen hoeveelheid straling afkomstig van een gebied van de formatie aan de tegenoverliggende zijde van de sonde van de detector te beperken.
7. Stelsel voor gammastralingsformatiedichtheidsregistratie voor toepassing in een boorgat dwars door een aardformatie, gekenmerkt door: 40 een als een deel van een boorkolom verbonden langwerpige behuizing; 3$01237 een binnen deze behuizing geplaatste gammastralingsbron; een binnen deze behuizing geplaatst gammastralingsdetectiesamenstel en omvattende meerdere gammastralingsdetectoren elk op dezelfde afstand in dezelfde longitudinale richting vanaf de bron langs de behuizing ge-5 plaatst en symmetrisch rond de longitudinale as van de behuizing gepositioneerd; en middelen reagerend op de door de detectoren geproduceerde uitgangssignalen terwijl de behuizing binnen het boorgat is gepositioneerd voor het produceren van een uitgangssignaal evenredig met de matrixdichtheid 10 van de formatie rond het boorgat.
8. Stelsel voor gammastralingsformatiedichtheidsregistratie volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de behuizing binnen de boorkolom nabij de boorkop is aangebracht waar de diameter van het boorgat relatief constant is.
9. Stelsel voor gammastralingsformatiedichtheidsregistratie volgens conclusie 7 of 8, met het kenmerk, dat binnen de behuizing in het gebied tussen de stralingsbron en de detectoren stralingsafschermmiddelen zijn gepositioneerd om de door de detectoren rechtstreeks van de bron ontvangen hoeveelheid straling te beperken.
10. Stelsel voor gammastralingsformatiedichtheidsregistratie volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat binnen de behuizing vanaf elke detector radiaal naar binnen stralingsafschermmiddelen zijn gepositioneerd om de door een detector rechtstreeks ontvangen hoeveelheid straling afkomstig van een gebied van de formatie aan de tegenover liggende zijde van 25 de sonde van de detector te beperken.
11. Stelsel voor gammastralingsformatiedichtheidsregistratie volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de gammastralingsbron twee stralings-bronnen omvat die op een gemeenschappelijke axiale plaats zijn geplaatst en in een gemeenschappelijk denkbeeldig vlak loodrecht op de as van de 30 behuizing liggen.
12. Stelsel voor gammastralingsformatiedichtheidsregistratie volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat eerste en tweede detectoren zijn aangebracht die symmetrisch onder een hoek van 180 graden op diametraal tegenover liggende zijden van de behuizing zijn geplaatst.
13. Stelsel voor gammastralingsformatiedichtheidsregistratie volgens conclusie 7 of 11, met het kenmerk, dat de stralingsbron cesium 137 is.
14. Stelsel voor gammastralingsformatiedichtheidsregistratie volgens conclusie 7 of 12, met het kenmerk, dat een uitgangssignaal wordt geproduceerd in reactie op van de detectoren verkregen signalen terwijl de 40 behuizing in het boorgat rond zijn longitudinale as in het boorgat wordt 8601237 geroteerd.
15. Stelsel voor gammastralingsformatiedichtheidsregistratie volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de stralingsdetectoren elk een groepering van Geiger-Müller buizen omvatten.
16. Stelsel voor gammastralingsformatiedichtheidsregistratie volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de stralingsdetectoren elk een groepering van scintillatiedetectoren omvatten.
17. Werkwijze voor gammastralingsformatiedichtheidsregistratie voor toepassing in een boorgat dwars door een aardformatie, gekenmerkt door: 10 het positioneren van een langwerpige sonde binnen het boorgat; het uitzenden van gammastraling in de formatie vanaf een eerste locatie binnen de sonde; het detecteren van de door de formatie verstrooide uitgezonden gammastraling op meerdere locaties binnen de sonde, waarbij deze locaties 15 symmetrisch rond de longitudinale as van de sonde zijn gepositioneerd en op gelijke afstanden in dezelde longitudinale richting vanaf de eerste locatie zijn geplaatst; en het produceren van een uitgangssignaal in reactie op de op de meerdere locaties gedeteceerde gammastraling die evenredig is met de matrix-20 dichtheid van de formatie rond het boorgat in het gebied van de sonde.
18. Werkwijze voor gammastralingsformatiedichtheidsregistratie volgens conclusie 17, met het kenmerk, dat de positioneringsstap het roteren van de sonde binnen het boorgat omvat en dat de detectiestap het detecteren van de uitgezonden gammastraling omvat op tweede en derde loca- 25 ties die symmetrisch onder een hoek van 180 graden en diametraal tegenover elkaar aan tegenoverliggende zijden van de sonde zijn aangebracht.
19. Rotatie-inrichting voor toepassing in een boorgat dwars door een aardformatie waarbij een boorsuspensie met bekende viscositeit het boorgat vult, gekenmerkt door: 30 middelen voor het uitzenden van gammastraling in de formatie rond het boorgat; eerste en tweede gammastralingsdetectiemiddelen op een gemeenschappelijke cirkel op diametraal tegenoverliggende punten geplaatst, waarbij de eerste en tweede middelen op dezelfde axiale afstand in dezelfde 35 axiale richting vanaf de uitzendmiddelen zijn geplaatst; middelen reagerend op de uitgangssignalen van de detectoren, de boorsuspensiedichtheid en de volgende instrumentcalibratiefactoren voor het berekenen van de matrixdichtheid: een eerste instrumentcalibratiefactor behorende bij de eerste de-40 tector en afhankelijk van de afstand van de eerste detector tot de uit- 8601237 zendmiddelen, het metaal tussen de detector en de wand van het boorgat, en het rendement van de eerste detector; een tweede instrumentcalibratiefactor behorende bij de tweede detector en afhankelijk van de afstand van de tweede detector tot de uit-5 zendmiddelen, het metaal tussen de detector en de wand van het boorgat en het rendement van de tweede detector; en een derde instrumentcalibratiefactor afhankelijk van het verschil tussen de diameter van het instrument en de diameter van het boorgat.
20. Verbeterd stelsel voor gammastralingsformatiedichtheidsregistra-10 tie voor toepassing in een boorgat dwars door een aardformatie van het soort waarin de gammastralingsbron en de detectiemiddelen binnen een behuizing zijn aangebracht die geschikt is om binnen een boorgat gepositioneerd te worden voor het uitzenden en het detecteren van de zich door de aardformatie voortplantende gammastralen, waarin de verbetering wordt 15 gekenmerkt door: dat de behuizing geschikt is voor longitudinale verbinding als een deel van een in het boorgat uitstekende roterende boorkolom; dat de gammastralingsdetectiemiddelen meerdere gammastralingssenso-ren omvatten geplaatst binnen de behuizing op dezelfde longitudinale af-20 stand van de bron in een gemeenschappelijk denkbeeldig vlak dat loodrecht op de longitudinale as van de behuizing staat en onder gelijke hoeken ten opzichte van elkaar; en middelen reagerend op de uitgangssignalen van de sensoren voor het produceren van een met de matrixdichtheid van de daaraan grenzende aard-25 formatie evenredig uitgangssignaal.
21. Stelsel volgens conclusie 20, met het kenmerk, dat de behuizing een cilindrische sonde is, aangebracht in de boorkolom nabij de boorkop waar de diameter van het boorgat relatief constant is.
22. Stelsel volgens conclusie 20, met het kenmerk, dat de gammastra-30 lingsdetectiemiddelen eerste en tweede onder een hoek van 180 graden ten opzichte van elkaar aan diametraal tegenoverliggende zijden van de sonde aangebrachte sensoren omvatten.
23. Stelsel volgens conclusie 20, met het kenmerk, dat de middelen die het uitgangssignaal produceren reageren op van de sensoren verkregen 35 signalen terwijl de boorkolom en de behuizing worden geroteerd.
24. Stelsel volgens conclusie 20, met het kenmerk, dat de genoemde bron twee stralingsbronnen omvatdie op een gemeenschappelijke axiale plaats zijn geplaatst en in een gemeenschappelijk denkbeeldig vlak loodrecht op de as van de behuizing liggen.
25. Stelsel volgens conclusie 20, met het kenmerk, dat de detectie- 8601237 ·. t detectiemiddelen groeperingen van scintillatiedetectoren omvatten.
26. Verbeterd stelsel voor gammastralingsformatiedichtheidsregistra-tie voor toepassing in een boorgat dwars door een aardformatie van het soort, waarin de gammastralingsbron en de detectiemiddelen binnen een 5 cilindrische behuizing zijn geplaatst die geschikt is om binnen een boorgat gepositioneerd te worden voor het uitzenden en het detecteren van gammastralen die zich door de aardformatie en de boorsuspensie in het boorgat voortplanten, waarin de verbetering wordt gekenmerkt door: dat de behuizing geschikt is voor longitudinale verbinding als een 10 deel van een in het boorgat uitstekende roterende boorkolom; dat de gammastralingsdetectiemiddelen eerste en tweede gammastra-lingssensoren omvatten geometrisch geplaatst binnen de behuizing op dezelfde longitudinale afstand vanaf de bron in een gemeenschappelijk denkbeeldig vlak dat loodrecht staat op de longitudinale as van de be-15 huizing en op gelijke afstand van het midden daarvan; en middelen voor het produceren van een formatiematrixdichtheidsuit-gangssignaal terwijl de boorkolom en de behuizing worden geroteerd waarbij het signaal evenredig is met de uitgangssignalen van elk van de sensoren, de dichtheid van de boorsuspensie binnen het boorgat, de geome-20 trische configuratie van de sensoren in verhouding tot de bron, de diameter van het boorgat in verhouding tot de diameter van de behuizing, en met een vastgestelde kans voor het gedeelte van de gammastralen dat in wisselwerking is met de formatie en de boorsuspensie. 25 30 35 40 8801237
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US73496385 | 1985-05-16 | ||
| US06/734,963 US4698501A (en) | 1985-05-16 | 1985-05-16 | System for simultaneous gamma-gamma formation density logging while drilling |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL8601237A true NL8601237A (nl) | 1986-12-16 |
Family
ID=24953772
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL8601237A NL8601237A (nl) | 1985-05-16 | 1986-05-15 | Stelsel voor het tijdens het boren gelijktijdig registreren van de gamma-gamma formatiedichtheid. |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4698501A (nl) |
| CA (1) | CA1257404A (nl) |
| DE (1) | DE3616399A1 (nl) |
| FR (1) | FR2582108A1 (nl) |
| GB (1) | GB2175085B (nl) |
| NL (1) | NL8601237A (nl) |
| NO (1) | NO167065C (nl) |
Families Citing this family (42)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4864129A (en) * | 1986-06-11 | 1989-09-05 | Baroid Technology, Inc. | Logging apparatus and method |
| US4894534A (en) * | 1986-06-11 | 1990-01-16 | Baroid Technology, Inc. | Logging apparatus and method |
| US4814609A (en) * | 1987-03-13 | 1989-03-21 | Schlumberger Technology Corporation | Methods and apparatus for safely measuring downhole conditions and formation characteristics while drilling a borehole |
| US4845359A (en) * | 1987-11-24 | 1989-07-04 | Schlumberger Technology Corporation | Methods and apparatus for safely handling radioactive sources in measuring-while-drilling tools |
| US4879463A (en) * | 1987-12-14 | 1989-11-07 | Schlumberger Technology Corporation | Method and apparatus for subsurface formation evaluation |
| US4904865A (en) * | 1988-04-01 | 1990-02-27 | Exploration Logging, Inc. | Externally mounted radioactivity detector for MWD |
| US5017778A (en) * | 1989-09-06 | 1991-05-21 | Schlumberger Technology Corporation | Methods and apparatus for evaluating formation characteristics while drilling a borehole through earth formations |
| US5058077A (en) * | 1990-10-09 | 1991-10-15 | Baroid Technology, Inc. | Compensation technique for eccentered MWD sensors |
| US5159577A (en) * | 1990-10-09 | 1992-10-27 | Baroid Technology, Inc. | Technique for reducing whirling of a drill string |
| US5242020A (en) * | 1990-12-17 | 1993-09-07 | Baker Hughes Incorporated | Method for deploying extendable arm for formation evaluation MWD tool |
| GB2252623B (en) * | 1991-01-15 | 1994-10-19 | Teleco Oilfield Services Inc | A method for analyzing formation data from a formation evaluation measurement while drilling logging tool |
| US5184692A (en) * | 1991-03-18 | 1993-02-09 | Schlumberger Technology Corporation | Retrievable radiation source carrier |
| US5250806A (en) * | 1991-03-18 | 1993-10-05 | Schlumberger Technology Corporation | Stand-off compensated formation measurements apparatus and method |
| CA2046738A1 (en) * | 1991-04-05 | 1992-10-06 | Terry D. Osburn | Well logging radioactive detector assembly |
| US5175429A (en) * | 1991-08-30 | 1992-12-29 | Baker Hughes Incorporated | Stand-off compensation for nuclear MWD measurement |
| US5390115A (en) * | 1993-05-10 | 1995-02-14 | Schlumberger Technology Corporation | Compensated gamma-gamma density sonde using three detectors |
| US5804820A (en) * | 1994-09-16 | 1998-09-08 | Schlumberger Technology Corporation | Method for determining density of an earth formation |
| US5539225A (en) * | 1994-09-16 | 1996-07-23 | Schlumberger Technology Corporation | Accelerator-based methods and apparatus for measurement-while-drilling |
| US5608215A (en) * | 1994-09-16 | 1997-03-04 | Schlumberger Technology Corporation | Method and apparatus for determining density of earth formations |
| US5525797A (en) * | 1994-10-21 | 1996-06-11 | Gas Research Institute | Formation density tool for use in cased and open holes |
| US6648083B2 (en) | 2000-11-02 | 2003-11-18 | Schlumberger Technology Corporation | Method and apparatus for measuring mud and formation properties downhole |
| US6781115B2 (en) | 2001-03-30 | 2004-08-24 | Schlumberger Technology Corporation | Subsurface radiation phenomena detection with combined and azimuthally sensitive detectors |
| US6768106B2 (en) | 2001-09-21 | 2004-07-27 | Schlumberger Technology Corporation | Method of kick detection and cuttings bed buildup detection using a drilling tool |
| US6944548B2 (en) | 2002-12-30 | 2005-09-13 | Schlumberger Technology Corporation | Formation evaluation through azimuthal measurements |
| US7253401B2 (en) * | 2004-03-15 | 2007-08-07 | Weatherford Canada Partnership | Spectral gamma ray logging-while-drilling system |
| US8022983B2 (en) * | 2005-04-29 | 2011-09-20 | Schlumberger Technology Corporation | Borehole imaging system for conductive and resistive drilling fluids |
| US7596452B2 (en) * | 2007-06-28 | 2009-09-29 | Baker Hughes Incorporated | Compensated caliper using combined acoustic and density measurements |
| BRPI0814873A2 (pt) | 2007-08-08 | 2016-04-26 | Prad Res & Dev Ltd | instrumento de perfilagem de poço, e método de avaliar uma formação trespassada por um furo de poço |
| BRPI0814872A2 (pt) | 2007-08-10 | 2015-08-11 | Prad Res & Dev Ltd | Blindagem para um instrumento de perfilagem de poços, e ferramenta de perfilagem de poços |
| US7897914B2 (en) | 2008-12-19 | 2011-03-01 | Schlumberger Technology Corporation | Downhole nuclear tool |
| US8742328B2 (en) * | 2010-12-03 | 2014-06-03 | Schlumberger Technology Corporation | Logging-while-drilling tool incorporating electronic radiation generator and method for using same |
| US8481920B2 (en) * | 2011-07-19 | 2013-07-09 | Baker Hughes Incorporated | Apparatus and method for determining formation density from nuclear density measurements made using sensors at more than one location |
| US8583377B2 (en) | 2011-10-26 | 2013-11-12 | Halliburton Energy Services, Inc. | Methods and systems of formation density measurements in the presence of invasion of drilling fluids |
| US9052404B2 (en) | 2011-12-30 | 2015-06-09 | Schlumberger Technology Corporation | Well-logging apparatus including azimuthally-spaced, noble gas-based detectors |
| US9328602B2 (en) * | 2014-01-24 | 2016-05-03 | Nabors Drilling Technologies Usa, Inc. | MWD system for unconventional wells |
| US9541671B2 (en) * | 2014-05-05 | 2017-01-10 | Vale S.A. | Method and system for evaluation of gamma-gamma well logging data in mineral exploration |
| WO2016099564A1 (en) | 2014-12-19 | 2016-06-23 | Halliburton Energy Services, Inc. | Roller cone drill bit with embedded gamma ray detector |
| BR112017007274A2 (pt) | 2014-12-24 | 2018-01-23 | Halliburton Energy Services Inc | aparelho de perfuração de poços, e, método para realizar operações de perfuração. |
| CN111749686A (zh) * | 2020-07-08 | 2020-10-09 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种基于地层抗钻参数的钻头快速优选方法 |
| US11940591B2 (en) * | 2020-08-07 | 2024-03-26 | Nabors Drilling Technologies Usa, Inc. | Gamma ray logging tool with detector window |
| CA3211957A1 (en) * | 2021-05-21 | 2022-11-24 | Daniel C. Minette | Apparatus and method for compensation of formation evaluation tools |
| CN118008282B (zh) * | 2024-04-09 | 2024-06-21 | 伟卓石油科技(北京)有限公司 | 一种随钻方位伽马探管及测井仪器 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2785314A (en) * | 1951-09-28 | 1957-03-12 | Texas Co | Radioactivity earth exploration |
| US2934652A (en) * | 1956-08-13 | 1960-04-26 | Socony Mobil Oil Co Inc | Selected scattered gamma-ray density logging |
| US3281599A (en) * | 1959-08-25 | 1966-10-25 | Chevron Res | Mud-cake-thickness measuring device for gamma-gamma density logger |
| US3333466A (en) * | 1964-12-28 | 1967-08-01 | Seismograph Service Corp | Articulated density logging tool |
| US3846631A (en) * | 1972-03-13 | 1974-11-05 | Applied Invention Corp | Gamma ray differential density probe |
| US3840706A (en) * | 1973-10-29 | 1974-10-08 | Seismograph Service Corp | Remote test circuit for carrier telephones |
| FR2298680A1 (fr) * | 1975-01-24 | 1976-08-20 | Schlumberger Prospection | Procede et dispositif pour mesurer la densite des formations traversees par un forage |
| US4169979A (en) * | 1977-07-15 | 1979-10-02 | Texaco Inc. | Method and apparatus for measuring azimuth and speed of horizontal fluid flow by a borehole |
| US4180727A (en) * | 1977-10-20 | 1979-12-25 | Mobil Oil Corporation | Gamma-gamma density logging method |
| US4297575A (en) * | 1979-08-13 | 1981-10-27 | Halliburton Company | Simultaneous gamma ray measurement of formation bulk density and casing thickness |
| US4342911A (en) * | 1979-12-28 | 1982-08-03 | French Lewis L | Focused nuclear interface survey instrument and method of determining density changes in mining and storage wells |
| US4492865A (en) * | 1982-02-04 | 1985-01-08 | Nl Industries, Inc. | Borehole influx detector and method |
| AU561685B2 (en) * | 1983-03-11 | 1987-05-14 | N L Industries Inc. | Formation density logging while drilling |
| US4596926A (en) * | 1983-03-11 | 1986-06-24 | Nl Industries, Inc. | Formation density logging using multiple detectors and sources |
-
1985
- 1985-05-16 US US06/734,963 patent/US4698501A/en not_active Expired - Fee Related
- 1985-12-27 NO NO855300A patent/NO167065C/no unknown
-
1986
- 1986-01-09 CA CA000499259A patent/CA1257404A/en not_active Expired
- 1986-02-20 FR FR8602342A patent/FR2582108A1/fr not_active Withdrawn
- 1986-04-07 GB GB8608428A patent/GB2175085B/en not_active Expired
- 1986-05-15 NL NL8601237A patent/NL8601237A/nl not_active Application Discontinuation
- 1986-05-15 DE DE19863616399 patent/DE3616399A1/de not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2175085A (en) | 1986-11-19 |
| GB8608428D0 (en) | 1986-05-14 |
| CA1257404A (en) | 1989-07-11 |
| NO167065B (no) | 1991-06-17 |
| DE3616399A1 (de) | 1986-11-20 |
| NO167065C (no) | 1991-09-25 |
| US4698501A (en) | 1987-10-06 |
| FR2582108A1 (fr) | 1986-11-21 |
| NO855300L (no) | 1986-11-17 |
| GB2175085B (en) | 1989-08-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NL8601237A (nl) | Stelsel voor het tijdens het boren gelijktijdig registreren van de gamma-gamma formatiedichtheid. | |
| EP0379813B1 (en) | Apparatus for fine spatial resolution measurements of earth formations | |
| US5017778A (en) | Methods and apparatus for evaluating formation characteristics while drilling a borehole through earth formations | |
| US4297575A (en) | Simultaneous gamma ray measurement of formation bulk density and casing thickness | |
| US6666285B2 (en) | Logging-while-drilling apparatus and methods for measuring density | |
| US5205167A (en) | Method and apparatus for locating stratification in production fluid in a well | |
| US4864129A (en) | Logging apparatus and method | |
| CA2202310C (en) | Borehole invariant neutron porosity measurement system | |
| NL9200054A (nl) | Werkwijze voor het analyseren van formatiegegevens afkomstig van een meten-tijdens-het-boren-loginstrument voor het beoordelen van bodemformaties. | |
| US6285026B1 (en) | Borehole caliper derived from neutron porosity measurements | |
| NL9200053A (nl) | Werkwijze voor het analyseren van formatiegegevens afkomstig van een meten-tijdens-het-boren-loginstrument voor het beoordelen van bodemformaties. | |
| US5627368A (en) | Four-detector formation-density tool for use in cased and open holes | |
| US20130009049A1 (en) | Method For Inspecting A Subterranean Tubular | |
| WO1996012977A1 (en) | Formation density tool for use in cased and open holes | |
| NO336384B1 (no) | Gammastråledetektor til bruk ved måling under boring | |
| US4342911A (en) | Focused nuclear interface survey instrument and method of determining density changes in mining and storage wells | |
| CA1225752A (en) | Gamma ray measurement of earth formation properties using a position sensitive scintillation detector | |
| US4894534A (en) | Logging apparatus and method | |
| WO2004001189A2 (en) | Apparatus and method for minimizing wear and wear related measurement error in a logging-while-drilling tool | |
| CA2798643C (en) | Directional radiation detection tool | |
| US4829176A (en) | Logging apparatus and method | |
| CA1216681A (en) | Formation density logging while drilling | |
| NO861799L (no) | Logging av formasjonstetthet ved bruk av to detektorer og kilder. | |
| Coope | Formation density logging while drilling |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BV | The patent application has lapsed |