NL9200054A - Werkwijze voor het analyseren van formatiegegevens afkomstig van een meten-tijdens-het-boren-loginstrument voor het beoordelen van bodemformaties. - Google Patents

Description

WERKWIJZE VOOR HET ANALYSEREN VAN FORMATIEGEGEVENS AFKOMSTIG VAN EEN METEN-TIJDENS—HET—BOREN—LOGINSTRUMENT VOOR HET BEOORDELEN VAN BODEMFORMATIES

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het analyseren van formatiegegevens afkomstig van een login-richting in een boorgat en meer in het bij zonder op een nieuwe en verbeterde inrichting voor tijdgebonden (Eng.: "real time") loggen van de formatiedichtheid met gebruikmaking van gammastralen, waarbij de inrichting een metentij dens-het-boren (MWD) instrument omvat.

Het loggen van olieputten is reeds vele jaren bekend; deze werkwijze verschaft diegenen die zich bezighouden met het boren naar olie en gas informatie met betrekking tot de bodemformatie waarin het boren plaatsvindt. Bij het conventionele loggen in olieputten laat men een sonde in het boorgat zakken, waarbij de sonde gebruikt wordt voor het bepalen van een bepaalde eigenschap van de bodemforma-ties waardoorheen het boorgat zich uitstrekt. Meestal bestaat de sonde uit een hermetisch afgesloten stalen cilinder, die is opgehangen aan het uiteinde van een lange kabel die de sonde mechanisch ondersteunt en.die de in de sonde aanwezige instrumenten van stroom voorziet. De kabel (die is bevestigd aan een soort mobiel laboratorium aan de oppervlakte) vormt tevens het communicatiekanaal voor de informatie die naar de oppervlakte gestuurd wordt. Zodoende wordt het mogelijk een bepaalde parameter van de bodemformaties te meten als functie van diepte, d.w.z. terwijl de sonde omhooggetrokken wordt. Dergelijke "draadgeleide" (Eng.: "wireline") metingen geschieden normaal gesproken tijdgebonden (Eng.: "real time") (deze metingen worden echter uitgevoerd geruime tijd nadat het feitelijke boren heeft plaatsgevonden).

Een draadgeleide sonde bevat gewoonlijk een bepaald soort energiebron (nucleair, akoestisch of elektrisch), waarmee energie de bodemformatie binnengestuurd wordt, alsmede een geschikte ontvanger voor het detecteren van deze energie wanneer deze terugkeert uit de bodemformatie. De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een loginrichting voor het meten van de dichtheid van de bodemformatie, waarbij de energiebron nucleaire energie, en meer in het bijzonder gammastralen uitzendt. Draadgeleide sondes voor het meten van de dichtheid met behulp van gammastralen zijn bekend; zij omvatten inrichtingen waarin een gammastralen-bron en een gammastralen-detector zijn opgenomen, die van elkaar afgeschermd zijn teneinde te voorkomen dat rechtstreeks van de energiebron afkomstige straling gemeten wordt. Tijdens bedrijf van de sonde dringen van de energiebron afkomstige gammastralen (of fotonen) de te onderzoeken bodemformatie binnen en gaan door foto-elektrische absorptie, door comptonverstrooiing of door paarvorming een wisselwerking aan met de atoom-elektronen van het materiaal van de bodemformatie. Bij foto-elektrische absorptie en bij paarvorming worden de fotonen die betrokken zijn bij deze wisselwerking uit de' bundel gammastralen verwijderd.

Bij comptonverstrooiing verliest het betrokken foton een gedeelte van zijn energie wanneer de oorspronkelijke voortplantingsrichting van dit foton verandert, waarbij het verlies een functie van de verstrooiingshoek is. Sommige van de vanuit de energiebron in de te bemonsteren formatie gestuurde fotonen worden zodoende in de richting van de detector verstrooid. Een groot gedeelte van de fotonen komt nooit bij de detector aan, doordat de richting van deze fotonen veranderd wordt als gevolg van een tweede comptonverstrooiing, of doordat de fotonen geabsorbeerd worden als gevolg van de foto-elektrische absorptie, die plaatsvindt als gevolg van de paarvorming. De verstrooide fotonen die de detector bereiken en een wisselwerking aangaan met deze detector worden -geteld door de bij de detector horende electronische apparatuur.

In de Amerikaanse Octrooischriften Nrs. 3.202.822, 3.321.625, 3.846.631, 3.858.037, 3.864.569 en 4.628.202 worden voorbeelden van draadgeleide inrichtingen voor het meten van de dichtheid volgens de stand der techniek beschreven. Draadgeleide instrumenten voor het bestuderen van de bodemformatie, zoals de reeds genoemde, met gamma-stralen werkende instrumenten, kennen de nodige nadelen, zoals het verlies aan boortijd, de kosten en de vertraging als gevolg van het feit dat de boorketen verwijderd moet worden, wat nodig is om het draadgeleide instrument in het boorgat te kunnen laten zakken, en het in sterke mate vastkoeken van de boorspoeling en het in de bodemformatie binnendringen van de boorvloeistof gedurende de tijdsperiode tussen het boren en het verrichten van de metingen. De zich ontwikkelende techniek van het metentij dens-het-boren (MWD-techniek), waarbij verschillende eigenschappen van de bodemformatie bepaald worden terwijl het boren plaatsvindt, houdt een verbetering in ten opzichte van de stand der techniek. Door MWD-loggen is het niet langer, of in mindere mate nodig het boorproces te onderbreken teneinde de boorketen uit het boorgat te verwijderen om de nodige metingen te kunnen verrichten onder gebruikmaking van draadleidingstechnieken. Behalve dat het mogelijk is de eigenschappen van de formatie, waardoorheen de boorkop zich een weg baant, te loggen, levert deze tijdgebonden informatie aanzienlijke voordelen op voor wat betreft de veiligheid van het boorproces. Voorbeelden van MWD-inrichtingen voor het meten van de dichtheid zijn beschreven in de Amerikaanse Octrooischriften Nrs. 4.596.926, 4.814.609 en 4.829.176.

Er is constant behoefte aan nieuwe en verbeterde MWD-instrumenten voor het meten van de dichtheid, waarmee de -.beperkingen van zowel de bekende draadgeleide inrichtingen en de MWD-inrichtingen opgeheven worden. Deze verbeteringen zijn bijvoorbeeld gelegen in het feit dat nauwkeuriger en betrouwbaarder meetresultaten verkregen worden, ondanks de terugverstroooiing van gammastralen door het instrument en de aanwezigheid van boorvloeistof (boorspoeling) tussen de detectors van het instrument en de nucleaire bron en de bodemformatie.

Het doel van de onderhavige uitvinding is een werkwijze te verschaffen die toegepast kan worden bij een MWD-loginstrument voor het beoordelen van de bodemformatie, waarbij volgens de werkwijze fouten in door het genoemde instrument ontvangen formatiegegevens uit een boorgat tot een minimum worden teruggebracht.

Hiertoe wordt de werkwijze gekenmerkt door de volgende stappen: het verdelen van een dwarsdoorsnede van een boorgat in een aantal gekozen secties, het ontvangen van signalen uit de gelogde bodemformatie terwijl het MWD-loginstrument roteert en het verdelen van de ontvangen signalen al naar gelang de sectie van het boorgat van waaruit het signaal ontvangen wordt, het bepalen van een spectrum voor elke gekozen sectie, het analyseren van dit bepaalde spectrum, teneinde de relatieve fout in elk spectrum te kunnen bepalen, en het minimaliseren van deze relatieve fout door het vergelijken van de relatieve fout in elk spectrum en door het kiezen van een specifiek spectrum of door het combineren van tenminste twee spectra.

Volgens de onderhavige uitvinding wordt een onderste zwaarstangsegment met een MWD-instrument voor het meten van de dichtheid van de bodemformatie verschaft, waarin een enkele gammastralen-bron en een tweetal in lengterichting geplaatste en onderling uitgelijnde detectorsamenstellen (d.w.z. dubbele scintillatietellers) zijn opgeno-men. In een compartiment in de zwaarstangwand is een nucleaire bron aangebracht, die gedeeltelijk omgeven is door een gammastralen-afscherming. Het gedeelte van de zwaarstangwand naast de nucleaire bron is radiaal verwijd, waardoor een nok ontstaat die ervoor zorgt dat de boor-spoeling verplaatst wordt, waardoor vastkoeken van de boorspoeling voorkomen wordt. In een alternatieve uitvoeringsvorm wordt in plaats van de nok een hieronder beschreven opgeschroefde vloeistof-verplaatsingsbus gebruikt. De twee detectorsamenstellen zijn in een compartiment in de zwaarstangwand gemonteerd, waarbij het compartiment onder omgevingsdruk wordt afgesloten met een afdekking. De .detectorsamenstellen zijn op een vaste, afstand van de bron geplaatst en zijn eveneens gedeeltelijk omgeven door een gammastralen-afscherming, met het oog op het verkrijgen van een goede respons vanuit de formatie. De afdekking van het compartiment is met behulp van bouten op de zwaarstang bevestigd, waarbij in de compartiment-afdekking straling-doorlatende vensters zijn opgenomen, die in lijn met de detectorsamenstellen ; zijn opgesteld.

In het zwaarstangsegment kan een uit het midden geplaatste boring zijn aangebracht, die zorgt voor de inwendige stroming van boorvloeistof. Behalve het compartiment waarin de detectorsamenstellen zijn opgenomen, bevat het zwaarstangsegment twee verdere, op gelijke afstand van elkaar aangebrachte compartimenten, waarin extra regel-electronica en een stroombron' zijn opgenomen.

Op de zwaarstang, boven de afdekking van het detectorcom-partiment, is een opgeschroefde vloeistof-verplaatsingsbus geplaatst. Bij een hierboven besproken alternatieve uitvoeringsvorm van de uitvinding is de naast de energiebron gelegen nok verwijderd; de vloeistof-verplaatsingsbus strekt zich uit boven de poort van de -energiebron. Deze bus heeft een aantal belangrijke functies, waaronder het verplaatsen van vloeistoffen in het boorgat, het verminderen van het vastkoeken van de boorspoeling, wat de meting nadelig kan beïnvloeden, en het in stand houden van een betrekkelijk constante afstand tussen de bodemformatie en de detector. De bus strekt zich uit over de volle diameter van het boorgat is "full gauge" (Eng.) en bevat straling-doorlatende vensters, die boven de vensters in de afdekkingen van de compartimenten zijn geplaatst, op een wijze die een optimale respons van het instrument waarborgt. De bus bevat schoepen, waarvan de vorm zodanig is dat gezorgd wordt voor een goed stromingsgebied voor de boorvloeistoffen die door de ringvormige ruimte tussen de zwaarstang en de wand van de bodemformatie stromen, terwijl toch de hoeveelheid boorspoeling tussen enerzijds de energiebron en de detectorsamenstellen en anderzijds de bodemformatie tot een minimum wordt teruggebracht. Deze schoepen hebben een hard oppervlak van slijtvast materiaal. De vormgeving van de schroefdraad en de borsten van de bus is zodanig dat de bus tijdens het 'boren stevig op ~ de zwaarstangwand vastzit, zonder dat hiervoor rotatie nodig is ("make-up" genoemd). De bus kan ter plaatse worden vervangen wanneer deze versleten of beschadigd is.

Bij de twee gammastralen-detectorsamenstellen wordt gebruik gemaakt van een natriumjodide-kristal en een uit glas vervaardigde fotocel; beide samenstellen hebben een nieuwe bevestiging, die voorziet in een geschikte afscherming tegen gammastralen en in een beveiliging tegen schokken en trillingen. Het eigenlijke kristal is met behulp van standaardtechnieken gemonteerd in een hermetisch afgesloten huis. De vormgeving van de buitenzijde van het huis maakt het mogelijk dit huis star te bevesti gen aan een een magnetische afscherming vormend huis (mumetaal). Deze afscherming voorziet in een magnetische beveiliging voor de fotocel, ter voorkoming van ongewenste storingen in het uitgangssignaal van de buis tijdens bedrijf. Tussen de behuizing van het kristal en het een magnetische afscherming vormende huis bevindt zich een laag elastomeer materiaal, waarin holle ruimtes voor volumetrische uitzetting aanwezig zijn. Het een magnetische afscherming vormende huis dient tevens als onderdeel van de constructie, doordat het huis de glazen fotocel beschermt tegen uitwendige krachten, zoals bijvoorbeeld de krachten die ontstaan als gevolg van volumetrische uitzetting van het elastomeer bij hogere temperaturen. Vervolgens wordt een buitenste isolerende buis met behulp van een hechtmiddel stevig op een uiteinde van het huis uit mumetaal bevestigd. Deze buis zorgt er in combinatie , met een beveiligingskap voor dat de voor de werking van de fotocel benodigde dynode electronica "ingesloten" wordt en beschermd wordt tegen omgevingsinvloeden. Zoals gezegd zijn de fotocel en de electronica in het een magnetische afscherming vormende huis op geschikte wijze ingebed binnen de isolerende buis, ter bescherming tegen beschadiging als gevolg van omgevingsinvloeden, met name.: schokken en trillingen. De optische baan tussen het kristal en de fotocel wordt gecreëerd met behulp van een transparant medium. Het gehele tot dusver beschreven detectorpakket is ingebed in een inbeddingsmiddel (d.w.z. een elastomeer), met een specifieke geometrie met een constructie van gevormde ribben, die voor de gewenste eigenschappen t.a.v. stijfheid en trillingsbestendigheid zorgen. Door deze techniek ontstaat een klein, robuust pakket, dat vervolgens kan worden ingebracht in een compartiment in de zwaarstangwand, zonder dat voor de bevestiging standaard bevestigingsmiddelen nodig zijn.

In tegenstelling tot een conventionele draadgeleide sonde voor het meten van de dichtheid zal het MWD-instrument volgens de uitvinding meestal toegepast-worden in combinatie met roterend boren, derhalve zal het MWD-instrument tijdens de meetperioden meedraaien met het overige gedeelte van de boorketen. Als gevolg hiervan moet bij het beoordelen van de meetresultaten rekening gehouden worden met dergelijke rotaties. Bij een eerste uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding wordt gebruik gemaakt van _ een werkwijze die "kwadratuur" (Eng.: "quadrature") genoemd wordt. Kwadratuur is het opdelen van het van de bodemformatie afkomstige signaal in vier verschillende secties: boven, beneden, rechts, links. Bij het roteren beweegt het instrument snel door deze vier kwadranten. Telkens wanneer een grens gepasseerd wordt, wordt een teller geincrementeerd, waarbij naar de volgende kwadrant, gewezen wordt. Hierdoor is het mogelijk de data op te delen in vier spectra voor elke detector. Ieder spectrum wordt verkregen gedurende l/4e van de totale inzamelings-tijd. De gegevens van de achterste detector alsmede de gegevens van de voorste detector hebben statistisch gezien voldoende gewicht om gebruikt te kunnen worden bij het meten van de dichtheid. Op deze wijze kunnen bij elke monsterneming vier gecompenseerde dichtheidsmetingen verkregen worden. De vier meetresultaten kunnen met elkaar vergeleken en gecombineerd worden teneinde een optimale meting van de dichtheid en de pseudo-cilindermaat (Eng.: "pseudo-caliper measurement") te verkrijgen. Indien de mate van uitspoeling van het boorgat minimaal is, kunnen alle vier de gecompenseerde dichtheidsmetingen gebruikt worden bij het berekenen van de werkelijke dichtheid. Indien er sprake is van uitspoeling van het boorgat op grotere schaal, kunnen de ondermeting en de twee zijmetin-gen gebruikt worden voor het berekenen van de werkelijke dichtheid. Indien er sprake is van een extreme mate van uitspoeling, kan alleen de ondermeting gebruikt worden.

Vanzelfsprekend kan deze techniek eveneens gebruikt worden bij een systeem waarbij het signaal in minder dan vier of .in meer dan vier secties opgedeeld-wordt.

Bij een tweede uitvoeringsvorm volgens de uitvinding wordt de dichtheidsmeting gecombineerd met de meting van een speermaat voor het meten van een boorgat, bij -voorkeur een akoestische speermaat. De akoestische speermaat kan continu de afstand meten tijdens de ronddraaiende beweging van het instrument in het boorgat. Wanneer de speermaat in lijn gelegen is met de energiebron en met de detectors, kan deze op elk moment de afstand tussen de detectors en de wand van het boorgat bepalen. Deze informatie kan gebruikt worden voor het scheiden van de dichtheidsgege-vens in een aantal bins op basis van de gemeten afstand.

Na een vooraf ingestelde tijdsinterval kan vervolgens de -dichtheidsmeting plaatsvinden. De eerste stap hierbij bestaat uit het aan de hand van de gegevens in elke bin berekenen van de door de voorste en de achterste detector waargenomen dichtheid. Vervolgens kunnen deze dichtheids-metingen op zodanige wijze met elkaar gecombineerd worden dat de totale fout in de dichtheidsberekening geminimaliseerd wordt. Voor het minimaliseren van de fouten moeten twee hoofdoorzaken van fouten bekeken worden; statistische schommelingen in de tellingen en de grotere onzekerheid in de metingen als gevolg van een grotere afstand. De mate van statistische onzekerheid is evenredig aan de vierkantswortel van de inversie van de inzamelingstijd.

De groter wordende onzekerheid bij een groter wordende afstand is instrument-gebonden en moet voor ieder instrument apart berekend worden.

De hierboven besproken en verdere kenmerken en voordelen van de onderhavige uitvinding zullen duidelijk worden voor de vakman aan de hand van de volgende nadere beschrijving en de tekeningen, waarin:

Figuur 1 een schematisch aanzicht toont op een instrument volgens de onderhavige- uitvinding voor het meten van de dichtheid met behulp van gammastralen;

Figuur 2 een zijaanzicht toont, deels in dwarsdoorsnede, op het nucleaire loginstrument volgens de onderhavige uitvinding;

Figuur 2a een aanzicht in dwarsdoorsnede toont, waarin eenzelfde nucleair loginstrument als in Figuur 2 weergegeven wordt, maar waarbij gebruikt gemaakt wordt van een gewijzigde vloeistof-verplaatsingsbus;

Figuur 3 een aanzicht op grotere schaal toont op een compartiment met een modulair verbindings-compartiment in het instrument volgens Figuur 2;

Figuur 4 een aanzicht in dwarsdoorsnede toont, gezien langs de lijn 4-4 in Figuur 3;

Figuur 5 een aanzicht in dwarsdoorsnede toont, gezien langs de lijn 5-5 in Figuur 2;

Figuur 6 een aanzicht in dwarsdoorsnede toont, gezien langs de lijn 6-6 in Figuur 2;

Figuur 6a een aanzicht in dwarsdoorsnede toont, gezien langs de lijn 6A-6A in Figuur 2, waarbij alleen de afdekking van het detectorcomparti-ment is weergegeven;

Figuur 7 een aanzicht in dwarsdoorsnede toont, gezien langs de lijn 7-7 in Figuur 2;

Figuur 8 een aanzicht in dwarsdoorsnede toont, gezien langs de lijn 8-8 in Figuur 7;

Figuur 9 een aanzicht in dwarsdoorsnede toont, gezien langs de lijn 9-9 in Figuur 2;

Figuur 10 een aanzicht in dwarsdoorsnede toont, gezien langs de lijn 10- 10 in Figuur 2;

Figuur 11 een rechter eindaanzicht toont op het instrument volgens Figuur 2;

Figuur 12 een bovenaanzicht toont op de detector-, verwerkings- en IMI- (interface voor het modulaire instrument) compartimenten van het instrument volgens Figuur 2, "waarbij de afdekkingen van de compartimenten verwijderd zijn en waarbij de omtrek van het instrument in een enkel vlak getoond wordt;

Figuur 13 een bovenaanzicht toont op de afscherming van de onderste energiebron;

Figuur 14 een aanzicht in dwarsdoorsnede toont, gezien langs de lijn 14-14 in Figuur 13;

Figuur 15 een bovenaanzicht toont, waarin de afscherming van de bovenste energiebron weergegeven wordt;

Figuur 16 een aanzicht in dwarsdoorsnede toont, gezien langs de lijn 16-16 in Figuur 15;

Figuur 17 een aanzicht in dwarsdoorsnede toont, gezien langs de lijn 17-17 in Figuur 16;

Figuur 18 een zijaanzicht toont op een vloeistof-ver-plaatsingsbus volgens de onderhavige uitvinding;

Figuur 19 een aanzicht in dwarsdoorsnede toont, gezien langs de lijn 19-19 in Figuur 18;

Figuur 20 een aanzicht in dwarsdoorsnede toont, gezien langs de lijn 20-20 in Figuur 18;

Figuur 21 een bovenaanzicht toont op een detail van Figuur 20;

Figuur 22 een aanzicht in dwarsdoorsnede toont, gezien langs de lijn 22-22 in Figuur 18;

Figuur 23 een bovenaanzicht toont, gezien langs de lijn 23-23 in Figuur 22;

Figuur 24 een aanzicht, gedeeltelijk in -dwarsdoorsnede, -toont op een detectorsamenstel;

Figuur 25 een aanzicht in dwarsdoorsnede toont, gezien langs de lijn 25-25 in Figuur 24;

Figuur 26 een schematisch zijaanzicht toont op het in Figuur 24 weergegeven dynode-samenstel;

Figuren 27A-D ieder een schematisch bovenaanzicht tonen, gezien langs de respectievelijke lijnen 27A-27A, 27B-27B, 27C-27C, 27D-27D van de printplaten die worden ge bruikt in het dynode-samenstel volgens Figuur 26;

Figuur 28 een zijaanzicht toont op de bij het detector-samenstel volgens Figuur 24 gebruikte omhulling van het dynode-samenstel; en

Figuur 29 een in vier kwadranten opgedeeld schematisch dwarsdoorsnede-aanzicht toont op het instrument volgens Figuur 1.

In Figuur 1 wordt een diagram van de basiscomponenten van een met gammastralen werkend instrument 1 voor dicht-heidsmeting volgens de onderhavige uitvinding getoond.

Dit instrument omvat een zwaarstang die een gammastralen-bron 12 en twee op afstand van elkaar geplaatste gamma-stralen-detectorsamenstellen 14 en 16 bevat. Alle drie de componenten zijn aangebracht langs een enkele beschrijvende lijn, die evenwijdig aan de as van het instrument -geplaatst is. De detector 14 die het dichtst bij de gammastralen-bron gelegen is wordt in het hiernavolgende . de "voorste detector" genoemd, terwijl de detector (16) die het verste verwijderd is de "achterste detector" genoemd zal worden. Zoals hierna besproken zal worden, is de gammastralen-afscheming tussen de detectorsamen-stellen 14, 16 en de bron 12 gelegen. Zowel de detector-samenstellen als de bron hebben vensters die toegang verlenen tot de bodemformatie. Tussen de bodemformatie enerzijds en de detectorsamenstellen en de bron anderzijds bevindt zich een laag boorvloeistof (boorspoeling).

Het instrument 10 wordt in werking gesteld door het te laden met een afdichtend aangebrachte chemische bron (gewoonlijk cesium 137), waarna men het instrument in een bodemformatie laat zakken. De bron emitteert continu gammastralen, die zich in de bodemformatie voortplanten.

Twee fysieke processen beheersen de verstrooiing en de absorptie, van gammastralen bij de hoeveelheid energie die gebruikt wordt bij instrumenten voor het meten van de dichtheid. Dit zijn de comptonverstrooiing en foto-elek-trische absorptie. De macroscopische werkzame doorsnede van de comptonverstrooiing (d.w.z. de waarschijnlijkheid waarmee verstrooiing plaatsvindt bij het passeren van materiaal met een gegeven dikte) is evenredig aan de elektronendichtheid in de bodemformatie en is in geringe mate afhankelijk van de energie van de invallende gamma-straal (wanneer de hoeveelheid energie toeneemt, wordt deze tamelijk langzaam kleiner). Aangezien bij de meeste formaties de elektronendichtheid ongeveer evenredig is aan de bulkdichtheid, is de werkzame doorsnede van de comptonverstrooiing evenredig aan de dichtheid van de formatie. De macroskopische werkzame doorsnede van de foto-elektrische absorptie Pe is eveneens evenredig aan de elektronendichtheid. In tegenstelling tot de werkzame doorsnede van de comptonverstrooiing is deze in sterke mate afhankelijk van de energie van de invallende gammastralen en van de materialen waaruit de formatie bestaat (de litologie).

De formatiedichtheid wordt bepaald door het zwakker worden van de gammastralen bij hun verplaatsing door de bodemformatie te meten. Zoals hierna nader zal worden besproken, wordt door de afscherming in het instrument de flux van gammastralen recht door het instrument tot een minimum teruggebracht. Deze flux kan beschouwd worden als achtergrondruis voor het formatie-signaal. De vensters (in de afdekking van het detectorcompartiment en de vloeistof-verplaatsingsbus 134) zorgen voor een toename van het aantal gammastralen van de bron naar de formatie en van de formatie naar de detectors. De dikte van de laag boorspoeling tussen het instrument en de formatie wordt tot een minimum teruggebracht door de toepassing van de zich over de volle diameter uitstrekkende bus 134. Nadat de dikte van de laag boorspoeling geminimaliseerd is, worden de door de twee detectors uitgevoerde dichtheidsme-tingen met elkaar gecombineerd, zodat een gecompenseerde meting ontstaat.

Zoals gezegd vindt de afstandscompensatie in de boorspoeling gewoonlijk plaats door twee detectors te gebruiken; een voorste en een achterste detector. Aangezien gamma-stralen zich over een grotere afstand door de formatie moeten verplaatsen om de achterste detector te bereiken is de verandering in de tellingen van de achterste detector aanzienlijk groter bij een gegeven verandering in de formatiedichtheid. Hierdoor kan de compensatie plaatsvinden, onder gebruikmaking van de twee detectorreacties en een "rib" algoritme. De ribfunctie maakt het mogelijk de compensatie te berekenen (die gelijk moet zijn aan het verschil tussen de werkelijke en de door de achterste detector gemeten dichtheid, als functie van het verschil tussen de voorste en achterste dichtheden.

Het in Figuur 1 getoonde instrument 10 maakt bij voorkeur deel uit van een MWD-systeem en omvat een zwaarstangseg-ment van een boorketen 18 die uitloopt in een boorkop 20. De boorketen 18 heeft een open binnenzijde 22, waarbij boorspoeling 17 vanaf de oppervlakte door de boorketen stroomt en bij de boorkop weer uittreedt. Boorspanen die ontstaan door de werking van de boorkop 20 worden meegevoerd met de boorspoeling die door de vrije ringvormige ruimte 24 tussen de boorketen en de wand van de boorput naar boven stijgt. De kolom boorspoeling in de boorketen 18 kan tevens dienst doen als het overdrachtsmedium voor het naar de oppervlakte overbrengen van signalen met parameters uit het boorgat. Deze signaaloverdracht geschiedt met behulp van de bekende techniek van het opwek ken van pulsen in de boorspoeling, waarbij in de kolom boorspoeling in de boorketen 18 drukpulsen worden opgewekt, -die waargenomen parameters uit het-boorgat vertegenwoordigen. De boorparameters worden waargenomen in een sensoreenheid in een zwaarstang 26 ter hoogte van of naast de boorkop. In de stroom boorspoeling in de boorketen 18 worden drukpulsen opgewekt, deze drukpulsen worden ontvangen door een drukoverdrager en vervolgens overgebracht naar een signaal-ontvangsteenheid, die de signalen kan vastleggen, weergeven en/of berekeningen kan uitvoeren met deze signalen, teneinde informatie te verschaffen met betrekking tot de diverse omstandigheden onder in het boorgat. De werkwijze en inrichting voor deze afstandsme-ting met behulp van pulsen in de boorspoeling zijn nader beschreven in de Amerikaanse octrooien Nrs. 3.982.431, 4.013.945 en 4.021.774, die allen geacht worden deel uit -te maken van de onderhavige aanvrage.

In de Figuren 1-12 wordt het nucleaire loginstrument volgens de uitvinding in Figuur 2 in zijn algemeenheid en in Figuur 5 schematisch met verwijzingscijfer 10 aangeduid. Het zal duidelijk zijn dat Figuur 12 in een enkel vlak de gehele omtrek van het middengedeelte -van het instrument 10 toont. Het instrument omvat een onderste segment 27 van een stalen zwaarstang, waarbij over de gehele lengte een zich in lengterichting uitstrekkende opening of boring 28 is aangebracht. De opening 27 is alleen aan de beide uiteinden (in het gebied van de "pen" en "bus" connectors) axiaal (d.w.z. concentrisch ten opzichte van het instrument). In het overige centrale gedeelte van het onderste segment 27 kan de boring 28 excentrisch geplaatst zijn ten opzichte van de verticale hartlijn van het instrument. Door de aanwezigheid van deze excentrisch aangebrachte boring is ruimte beschikbaar voor een diepe opening voor de nucleaire bron, zoals in het hiernavolgende zal worden beschreven. Een-dergelijke excentrische plaatsing kan noodzakelijk zijn bij instrumenten met een kleinere diameter, bijv. een diameter van 171 mm (6-3/4-inch) en kan overbodig zijn-bij -instrumenten met een grotere diameter, bijv. een diameter van 197 mm (7-3/4 inch) en groter.

In het algemeen komt de constructie van het zwaarstangseg-ment 27 in sterk overeen met de constructie van het onderste zwaarstangsegment dat gebruikt wordt bij het instrument voor het meten van de poreusheid met behulp van neutronen, zoals dit beschreven is in de Nederlandse octrooiaanvragen met de serienummers 9100530; 9100529; 9100531 en 9100532, die allen zijn ingediend op 26 maart 1991 en die geacht worden deel uit te maken van de onderhavige aanvrage. Met name zijn de beschrijvingen in de voornoemde octrooiaanvrage met de deeltitels "Constructie, van het instrument en montage van de electronische componenten en detectors" en "Stroom- en communicatiebus van het instrument en electronica in het compartiment met het interface voor het modulaire instrument" eveneens van toepassing op het instrument 10 volgens de onderhavige uitvinding. Hoewel het voor een nadere verklaring van deze gezamenlijke kenmerken nodig is deze eerder inge- -diende aanvragen te raadplegen, volgt onderstaand terwille van de duidelijkheid een korte beschrijving.

Zoals het meest duidelijk blijkt uit de Figuren 6 en 7, bevat het onderste zwaarstangsegment 27 drie op op gelijke afstand van elkaar gelegen kamers oftewel compartimenten 30, 32 en 34, waarin de electronica van het instrument en de detectors zijn ondergebracht. In de verdere beschrijving zal het compartiment 30 het "detectorcompartiment" genoemd worden, het compartiment 32 wordt het "processorcompartiment" genoemd en het compartiment 34 zal het "interface-compartiment" oftewel het "IMI-compar-timent" genoemd worden. De compartimenten 30, 32 en 34 zijn machinaal bewerkte uithollingen met elk een precisie-oppervlak 36, 38 en 40, dat het mogelijk maakt een hoge-druk-afdichting te vormen met behulp van~een .afdekking 42, resp. 44, resp. 46 (in Figuur 4 zijn de afdekkingen verwijderd). Iedere afdekking 42, 44 en 46 heeft een groef waarin een geschikt tegen hoge druk bestendig afdichtorgaan, zoals bijvoorbeeld een 0-ring 48, opgenomen kan worden. Het zal duidelijk zijn dat de vlakken 36, 38 en 40 dienst doen als afdichtingsvlakken voor de boor-vloeistof alsmede als draagvlak voor de respectievelijke afdekkingen. Zoals in Figuur 2 is weergegeven, zijn de afdekkingen 42, 44 en 46 op de respectievelijke oppervlakken 36, 38 en 40 bevestigd met behulp van corrosiebesten-dige bouten 50 met een hoge treksterkte, met zodanige afmetingen en in een zodanig aantal (bij voorkeur 22) dat ook bij de meest uiteenlopende booromstandigheden, - _ denk hierbij aan de uitgeoefende drukken, de verschillende temperaturen, de uitgeoefende torsiekrachten en buigkrach-ten, een goede afdichting gewaarborgd blijft. Het compartiment 30 is met het compartiment 32 verbonden via een doorgang 52 door de wand van de zwaarstang 27. Op soortgelijke wijze is het compartiment 32 via een doorgang 54 verbonden met het compartiment 34, terwijl het comparti— ment 34 verbonden is met het compartiment 34 via een doorgang 56 (zie Figuur 12).

In de afdekking 42 zijn een tweetal zich door de afdekking uitstrekkende, op afstand van elkaar aangebrachte openin-gen 58 en 60 (zie Figuur 2, 6 en 6A) aangebracht, die op één lijn zijn geplaatst met de detectorsamenstellen 14 en 16 (zie Figuur 12). De openingen 58, 60 staan in verbinding met een afgevlakt U-vormig kanaal 62, dat in lengterichting langs het binnenoppervlak van de afdekking 42 verloopt. In de openingen 58, 60 bevindt zich een straling-doorlatend venster 64, 66, dat is vervaardigd uit zeer sterk materiaal met een lage Z-waarde. Beryllium is een materiaal voor de vensters 64, 66 dat de voorkeur verdient. De grote sterkte is nodig met het oog op de grote-drukval over de vensters (aangezien~de.detectors-amenstellen 12, 14 in het compartiment 30 de omgevingsdruk zullen hebben). De vensters 64, 66 zijn taps toelopend en divergeren naar buiten vanaf de detectorsamenstellen 14, 16, onder een hoek die zorgt voor een maximale detectie van de gammastralen. Bij voorkeur bedraagt deze hoek 60 graden.

In de Figuren 2 en 6A zijn de vensters 58, 60 opgesloten in de afdekking 42 met behulp van een ring 61 en vier van schroefdraad voorziene bouten 63. Elk venster 64, 66 bevat een borst 65, die zich in eenzelfde vlak uitstrekt als een uitsparing 67 in de afdekking 42. De ring 61 ligt zodoende zowel tegen de borst 65 als tegen de holte 67 aan, waardoor de vensters stevig vastzitten in de afdekking. Een O-ring 69 voorziet in een vloeistofdichte afdichting tussen het venster 64 en de afdekking 42.

Het in de Figuren 2, 3, 6, 10 en 12 weergegeven zwaar-stangsegment 27 bevat tevens een hoger gelegen verbin-dings-compartiment (Figuur 2, 10 en 12) en een lager gelegen verbindings-compartiment 70 (Figuur 3, 4 en 12). Net zoals dit bij de reeds eerder besproken compartimenten het geval is, horen bij de verbindings-compartimenten 68, 70 afdekkingen 72, resp. 74. Bij de afdekking 72 wordt gebruik gemaakt van een O-ring 76 voor het vormen van een tegen hoge druk bestendige vloeistofdichte afdichting met een vlak oppervlak 78 rondom het compartiment 68 (Figuur 10). Op eenzelfde manier wordt bij de afdekking 74 gebruik gemaakt van een O-ring 80 voor het vormen van een tegen hoge druk bestendige vloeistofdichte afdichting met een vlak oppervlak 82 rondom het compartiment 70 (Figuur 10). Zoals onderstaand besproken zal worden, voorzien de verbindings-compartimenten 68, 70 ieder in een kamer voor het totstandbrengen van een elektrische verbinding tussen de in de compartimenten 30, 32 en 34 aangebrachte -electronica en een aan beide -uiteinden van het instrument 10 aangebrachte modulaire connector. Daarnaast doen de verbindings-compartimenten 68, 70 dienst als drukschot, zodat het in geval van een storing (bijv. lekkage) van de (hieronder beschreven) modulaire connec— torbus niet mogelijk is dat boorvloeistof in de compartimenten 30, 32 of 34 stroomt.

Het dikwandige zwaarstangsegment 27 vormt het constructieve gedeelte van het instrument 10, dat de torsie- en gewichtskrachten overbrengt op het onderste gedeelte van de boorketen. Het onder een verwijderbare hogedruk-afdekking 42, 44, en 46 in de compartimenten 30, resp. 32, res. 34 monteren van de detectorsamenstellen en verdere electronica levert een aantal voordelen op, onder andere het gemak waarmee de componenten in de compartimenten aangebracht en uit deze compartimenten verwijderd kunnen-worden, alsmede de goede toegankelijkheid tot de detectors en de electronische componenten ten behoeve van diagnose-en afstelling. Tevens is het door de toepassing van de kamers 30, 32 en 34 mogelijk de detectors (in de kamer 30 in Figuur 12 met de verwijzingscijfers 12 en 14 aangeduid) zo dicht mogelijk bij de buitenzijde van het instrument en de wand van de bodemformatie te plaatsen.

Zoals in de voornoemde octrooiaanvragen nader is beschreven, wordt bij het nucleaire loginstrument 10 volgens de onderhavige uitvinding gebruik gemaakt van een bus die een enkele draad omvat (zie nr. 84 in de Figuren 2 en 12), die zich over de gehele lengte van het zwaarstangsegment 27 uitstrekt door een boring 80 in de lengterichting (evenwijdig aan de hartlijn van het instrument), waarbij de bus wordt gebruikt voor de stroomtoevoer alsmede voor de berichtentransmissie naar alle locaties in het instru ment. Het systeem wordt voorzien van een retourleiding, doordat de stalen zwaarstang 27 (die het lichaam voor het instrument 10 vormt) zowel als retourleiding en als aarding voor het systeem gebruikt wordt. Een belangrijke eigenschap van het instrument 10 is gelegen in de mogelijkheid het instrument in een modulair systeem toe te passen. De in het bovenstaande besproken ·zwaarstangcon-structie 27 (met inbegrip van de stroom- en communicatiebus 78 en de compartimenten 30, 32 en 34) kan niet alleen gebruikt worden als inrichting voor het meten van de dichtheid met behulp van gammastralen, maar ook voor andere toepassingen, bijvoorbeeld als instrument voor het meten van de poreusheid met behulp van neutronen of als een ander MWD-instrument in het boorgat. Derhalve zijn beide uiteinden van het instrument 10 als "connectors van het modulaire instrument" uitgevoerd, die in de Figuren 2, 11 en 11A - E van de voornoemde octrooiaanvragen nader beschreven zijn. Het zal duidelijk zijn dat het in Figuur 10 van de onderhavige aanvrage getoonde IMI-compartiment nagenoeg identiek is aan het IMI-compar-timent dat in de Figuren 4, 5 en 31 A-B van de voornoemde octrooiaanvragen getoond en beschreven wordt.

Onderstaand zal nu aan de hand van de Figuren 2 en 5 de nucleaire energiebron en de montage van deze bron in het instrument 10 beschreven worden. In de Figuren 2 en 5 wordt de houder voor de nucleair bron wordt algemeen aangeduid met verwijzingscijfer 88. Deze houder voor de energiebron is robuust uitgevoerd, zodat hij bestand is tegen de spanningen, de druk en de temperaturen die zich voordoen bij het boren naar olie, en is qua vormgeving nagenoeg identiek aan de houder voor de nucleaire bron die in Figuur 12 van de voornoemde octrooiaanvragen getoond wordt. In de houder is een kleine, door de NRC (Nuclear Regulatory Commission) (regelgevende commissie voor nucleaire zaken) goedgekeurde energiebron (bijv.

cesium 137) opgenomen, waarmee het loggen uitgevoerd kan worden; de doorsnede, de lengte en de schroefdraad 90, waarmee de bron is bevestigd aan het loginstrument, van de houder zijn zodanig bemeten dat de houder past op de grote onderdelen onder in het boorgat, de bron is gelegen aan het rechter uiteinde van de houder. Aan het andere uiteinde van de schroefdraad 90 bevindt zich een bajonet 92, die zodanig is uitgevoerd dat deze op de energiebron aangrijpt en deze vastzet in de opneemruimte van een (in de Figuren 14 en 14A van de voornoemde onctrooiaanvragen met verwijzingscijfer 112 aangeduide) inrichting voor het aanbrengen en verwijderen van de energiebron.

Zoals het duidelijkst blijkt uit Figuur 5, is de bron 88 bevestigd in een zich door de wand van de zwaarstang 27 uitstrekkende opening of holte 94. Deze opening 94 is tangentiaal ten opzichte van het instrument 10 geplaatst>-zodat de zich in lengterichting uitstrekkende hartlijn van het radio-actieve gedeelte van de nucleaire bron 88 binnen een deel van de wand van de zwaarstang 27 orthogonaal gelegen is ten opzichte van de lengte-as van het instrument 10. Op deze wijze ligt de hartlijn van de bron 88 in één lijn, of althans nominaal (bijvoorbeeld nagenoeg)-in één lijn met de as van de detectors 14 en 16. De opening 94 heeft een gedeelte 96 met een grotere diameter, waarbij de diameter zodanig gekozen is dat dit gedeelte de kop van een montage- en demontage-inrichting kan opnemen, en een gedeelte 98 met een kleinere diameter, dat inwendig van schroefdraad voorzien is, zodat schroef-contact met het van schroefdraad voorziene uiteinde 100 van de bron 88 mogelijk is. Ter ondersteuning wordt een bout 102 aangebracht door een opening 104 (die zich uitstrekt vanaf de buitenwand van de zwaarstang 27 en de opening 94 kruist), waarbij de bout aanligt tegen het buiteneinde van de bron 88, zodat een extra zekering in de zwaarstang 27 verkregen is.

Zoals blijkt uit Figuur 8, is de bron 88 zodanig bevestigd dat de bron in contact staat met de boorspoeling, maar dat de stroming van de boorspoeling niet langs de bron 88 plaatsvindt. Door de wijze waarop de bron 88 aan de wand van de zwaarstang 27 is bevestigd, kan het instrument snel en eenvoudig verwijderd worden, met name wanneer zich een noodsituatie voordoet. Tevens is, doordat de bron langs de hartlijn van het instrument is opgesteld, een optimale uitstraling van gammastralen in de bodemfor-matie mogelijk.

Rondom de houder van de nucleaire bron 88 bevindt zich een uit twee delen bestaande afscherming tegen gammastralen, met een onderste afscherming 106 (Figuur 13 en 14) en een bovenste afscherming 108 (Figuren 15 - 17). Het in tweeën delen van de afscherming van de nucleaire bron is een beveiligingsmaatregel voor het geval dat er iets mis gaat met de bevestiging 126 van de afscherming. In een dergelijk geval zal de betrekkelijk zware bovenste afscherming 108 uit het instrument naar buiten treden, waardoor de bron spanningsvrij en intact in de wand van de zwaarstang blijft zitten. De onderste afscherming 106-omvat een rechthoekig blok met afgeronde hoeken, waarbij een halfcilindervormig kanaal 110 zich over de breedte van een bovenoppervlak 112 uitstrekt. De onderste afscherming 106 is in een complementair gevormde uitsparing 113 (zie Figuur 5) in de zwaarstangwand 27 vastgehecht. Figuur 5 toont duidelijk aan dat het nodig is de boring 28 uit het midden te plaatsen, met het oog op de diepte van de uitsparing 113, die nodig is voor het opnemen van de afschermingen 106. Het halfcilindervormige kanaal 110 is zodanig gevormd dat hierin het cilindervormige buitenhuis van de houder van de nucleaire bron 88 opgenomen en ondersteund wordt.

De bovenste afscherming 108 bevat een binnenste voetstuk 114 en een smaller verlengstuk 116 (zie Figuur 15 - 17). Het voetstuk 114 bevat een halfcilindervormig kanaal 118, dat zodanig gevormd is dat de houder van de nucleaire bron 88 hierin, op dezelfde wijze als bij het kanaal 110, opgenomen en ondersteund wordt. Daarnaast is het kanaal 118 op zodanige wijze in het voetstuk 114 aangebracht dat, wanneer de bovenste afscherming 108 en de onderste afscherming 106 in elkaar grijpen, zoals in Figuur 5 is weergegeven, het kanaal 118 zich in eenzelfde vlak uitstrekt als het kanaal 110. Door de bovenste afscherming 108 strekt zich een vanaf het kanaal 118 naar buiten divergerende solumnator 120 uit, die in verbinding staat met het kanaal 118. De collimator 120 heeft een conische vormgeving en heeft een divergentiehoek van ongeveer 40 graden. Een groef 122 in de vorm van een , doughnut, voor het opnemen van een doorlatend venster 121, strekt zich lateraal door de conisch gevormde collimator 120 uit. Bovendien is de groef 122 excentrisch gelegen ten opzichte van de hartlijn van de taps toelopende collimator 120, teneinde rotatie van het doorlatende venster te voorkomen. Het zal duidelijk zijn dat de vorm en configuratie van de collimator zodanig zijn dat hiermee gammastralen die afkomstig zijn van de houder van de nucleaire bron 88 optimaal gericht en gefocusseerd de formatie ingestuurd worden, op een zodanige wijze dat de detectorsamenstellen de terugkerende signalen optisch kunnen detecteren. De collimator 120 is gevuld met materiaal 124 met een lage Z-waarde, waarbij het materiaal een geringe dichtheid en een hoge slijtvastheid heeft, zoals bijvoorbeeld rubber of epoxy.

De beide afschermingen 106 en 108 zijn vervaardigd uit geschikt gamma-afschermingsmateriaal, zoals wolfraam, lood of verwerkt uranium. Wolfraam, bijvoorbeeld "Densal- loy" van Teladyne Powder Alloys (U.S.A.) verdient de voorkeur.

De bovenafscherming 108 wordt op zijn plaats gehouden met behulp van een vasthouder 126, zoals het duidelijkst in Figuur 2 is weergegeven. Deze vasthouder 126 is meestal "T"-vormig, met in het midden een grote, rechthoekige opening 128. Zoals in Figuur 5 is weergegeven, zijn de afhangende zijwanden 130 van de vasthouder 126 zodanig uitgevoerd dat in deze zijwanden het verlengstuk 116 van de bovenafscherming 108 kan worden opgenomen en zodoende de bovenafscherming 108 in een vooraf bepaalde stand ten opzichte van de bron 88 en de zwaarstangwand 27 kan worden vastgehouden. De vasthouder 126 is met behulp van vier bouten 132' op de wand van de zwaarstang 27 geschroefd.

Volgens een verder belangrijk aspect van een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding is een rechthoekig gedeelte van de zwaarstang 27 rondom de vasthouder 126 (en derhalve de houder voor de nucleaire bron 88) verhoogd uitgevoerd, waardoor een vloeistof-verplaatsingsnok 132 gevormd wordt. De nok 132 zorgt voor de verplaatsing van de boorspoeling die aanwezig is tussen de zwaarstang 27 en de wand van het boorgat, waardoor een betere dicht-heidsmeting verkregen wordt (aangezien de hoeveelheid boorspoeling die de van de bron 88 afkomstige gammastralen moeten passeren tot een minimum beperkt wordt). De hoogte van de nok 132 is volledig afgestemd op de diameter van het boorgat. De nok 132 wordt bij voorkeur toegepast bij instrumenten met een kleinere diameter, bijv. 171 mm (6-3/4 inch). Zoals zal worden besproken met betrekking tot Figuur 2A, kan bij instrumenten met een grotere diameter, 197 mm (7-3/4 inch) en meer, de nok 132 weggelaten worden.

Met betrekking tot de Figuren 2, 6-8 en 18 -23 het volgende. Volgens een belangrijk kenmerk van de onderhavi ge uitvinding wordt, in een poging de vloeistoffen in het ; boorgat te verplaatsen, het vastkoeken van de boorspoe-ling,-wat een nadelig effect kan hebben~op de.meting, te beperken en een betrekkelijk constante afstand te onderhouden tussen bodemformatie en detector, een opgeschroefde, busvormige vloeistofverplaatser 134 met behulp van schroefdraad om de zwaarstang 27 aangebracht, in een gebied dat zich uitstrekt om de drie compartimenten en hun afdekkingen, en met name de om twee vensters 58 en 60 en de afdekking 42. Op het buitenoppervlak van de bus 134 zijn drie schoepen 136, 138 en 140 aangebracht. Zoals het duidelijkst blijkt uit Figuur 6 liggen de schoepen 136, 138 en 140 in volledig gemonteerde toestand in een vlak dat zich evenwijdig aan de afdekkingen 42, 44 en 46 uitstrekt. De schoepen 136, 138 en 140 kunnen op een van de bekende wijzes vervaardigd worden. Bij voorkeur wordt een schoep vervaardigd door het gebied tussen de schoepen machinaal te bewerken, zoals in Figuur 6 is weergegeven, wat tot een oneffen oppervlak leidt. Tevens is het mogelijk het gebied tussen de schoepen op een zodanige wijze machinaal te bewerken dat een glad oppervlak ontstaat, zoals in Figuur 19 is weergegeven. Op eenzelfde wijze als bij de nok 132 is de grootte van de -schoepen van de bus 134 volledig afgestemd op de diameter van het boorgat, en hebben de buitenste randen van de schoepen een gehard oppervlak van een geschikt materiaal, bijvoorbeeld wolfraamcarbide. De schoepen 136 en 138 zijn over hun gehele lengte nagenoeg rechthoekig. De schoep 140 echter, die zich uitstrekt boven de afdekking 42, heeft een divergerend onderste gedeelte 144 (zie Figuur 18), dat in één lijn met de nok 132 gelegen is.

Het breedste gedeelte van divergerend gedeelte 144 is gelegen vlakbij de nok 132, terwijl de eindbreedte van het divergerende gedeelte 144 ongeveer gelijk is aan die van de nok 132. Het zal duidelijk zijn dat de lagere gedeeltes tussen de schoepen 136, 138 en 140 zo optimaal mogelijk zijn uitgevoerd, zodat zorg gedragen wordt voor een goed stroomgebied voor de boorvloeistof die door de ringvormige ruimte tussen de wand van-het-boorgat en het instrument 10 stroomt. In elke schoep 140 is een tweetal openingen 146, 148 aangebracht, die op zodanige wijze op afstand van elkaar zijn geplaatst dat de openingen boven de vensters 58 en 60 liggen. Het zal duidelijk zijn dat opening 146 nagenoeg rechthoekig is (met afgeronde hoeken) , terwijl de opening 148 enigszins langwerpig of capsule-vormig is. De vensters 146, 148 bevatten inbed-dingsmateriaal 149 met een lage Z-waarde, met een geringe dichtheid en een hoge slijtvastheid, zoals bijvoorbeeld het rubber of de epoxy van de collimator 120. Het zal duidelijk zijn dat, aangezien de vensters 58, 60 in de afdekking 42 blootgesteld worden aan de volledige kracht die het gevolg is van de drukval, het materiaal 149 met . de lage Z-waarde in de vensters 146, 148 niet zo sterk hoeft te zijn als dat van de vensters 58, 60. Het materiaal 149 in de vensters 146, 148 echter dient een hoge slijtvastheid te hebben, met het oog op het contact dat de vensters hebben met de een schurende werking uitoefenende boorspoeling en met de wand van het boorgat.

De schroefdraad 150 op het buitenoppervlak van de zwaar-stang 27 (zie Figuur 2) grijpt in de schroefdraad 152 aan de binnenzijde van de bus 134 (zie Figuur 22), waardoor de bevestiging van de bus 134 op het zwaarstangseg-ment 27 bewerkstelligd wordt. De schroefdraad heeft stompe toppen en kan aanzienlijke lasten verwerken. De schroefdraad is niet taps toelopend, waardoor het niet nodig is zich bezig te houden met de vraag of de steekcirkelmiddel-lijnen van de twee in elkaar grijpende delen (de bus 134 en de zwaarstang 27) wel met elkaar overeenkomen. De plaatsing in lengterichting van de bus 134 ten opzichte van de zwaarstang 27 (en in het bijzonder de detectors-amenstellen en de bron) is kritisch voor een optimale werking van het instrument 10. Bij een voorkeursuitvoering: wordt de exacte plaatsing in lengterichting bewerkstelligd door de -steekcirkelmiddellijn van een "-sleutel'!draad op de bus 134 onder een hoek van 0 graden te plaatsen ten opzichte van de hartlijn van de vensters 146, 148. Op eenzelfde wijze wordt een "sleutel"draad op de zwaarstang 27 ten opzichte van de detectorsamenstellen geplaatst. Indien deze methode toegepast wordt, is de uitlijning in lengterichting correct wanneer de bus 136 onder de juiste hoek op de zwaarstang 27 gemonteerd is. De hoekuitlijning ten opzichte van de bron en de detectorsamenstellen wordt bereikt door de juiste afstandsring (in Figuur 2 aangeduid met 149') te kiezen die, wanneer hij op zijn plaats zit, voor een acceptabel "make-up" moment zorgt. Het aandraaien kan met behulp van een tang of met een losse inrichting geschieden. Zoals in de Figuren 7, 8 is weergegeven, kan,, gebruik worden gemaakt van een sleutel (bijv. een recht- -hoekig inzetstuk 158), teneinde ervoor te zorgen dat deze "make-up" niet onder in het boorgat plaatsvindt.

Dit wordt bereikt door een rechthoekige opening 154 aan te brengen in de bus 134. Door een rechthoekig inzetstuk 158 in een uitsparing 160 in de wand van de zwaarstang 27 wordt een bout 156 aangebracht. De opening 154 in de -bus 134 is iets groter dan het inzetstuk 158, zodat een kleine tussenruimte 162 aanwezig is. Door het opmeten van deze tussenruimte kan dit "sleutel" samenstel gebruikt worden, teneinde ervoor te zorgen dat de bus 136 tijdens bedrijf onder in het boorgat niet vast- of losdraait.

Nog een verdere belangrijke functie van dit "sleutel" samenstel is ervoor te zorgen dat de rotatie van de stabilisator binnen acceptabele (door de tussenruimte 162 bepaalde) grenzen blijft. Op deze wijze fungeert de "sleutel" tevens als anti-rotatie-inrichting.

In elke opening 146, 148 is een set op afstand van elkaar geplaatste meetpunten 164, 166 aangebracht. Deze meetpun- ten 164, 166 worden gebruikt bij het afvoeren van eventuele boorvloeistof tussen de binnenzijde van de bus 134 en de buitenzijde van de zwaarstang 27. -Bovendien worden de meetpunten 164, 166 gebruikt bij het nauwkeurig plaatsen van een (niet nader weergegeven) inrichting voor het controleren van de kalibratie van het instrument.

Het zal duidelijk zijn dat ingeval van slijtage of beschadiging het spilvormige vloeistof-verplaatsingsbus 134 eenvoudig ter plekke vervangen zal kunnen worden. Het gebruik van deze bus betekent derhalve een aanzienlijke verlenging van de levensduur van het instrument 10, doordat dat gedeelte van het instrument 10 dat het meeste blootstaat aan slijtage en beschadiging tijdens gebruik op een eenvoudige en en goedkope wijze vervangen kan worden. Bovendien zorgen de vormgeving en de aanwezigheid van de doorlatende vensters 146, 148, in combinatie met de vensters 58 en 60 zowel voor een geringere afzwakking van de uit de bodemformatie terugkerende gammastralen als voor een optimalisering van de respons van het samenstel.

Figuur 2A toont een alternatieve vloeistof-verplaatsings-bus 136'. De bus 13 6' heeft de voorkeur bij grotere instrumenten met een diameter van 197 mm (7-3/4inch) en meer. De bus 136' strekt zich vanaf de diverse detectors-amenstellen en afdekkingen uit tot boven het gebied rondom de vasthouder 126'. Hierdoor is de verhoogde nok 132 niet langer nodig, aangezien de bus 136' de vloeistof-verplaatsingsfunctie van de nok 132 overneemt. Dit kan van belang zijn, aangezien de nok 132 blootgesteld is aan slijtage en moeilijk te repareren is (terwijl de bus 136' ingeval van slijtage eenvoudig vervangen kan worden). In alle overige opzichten komt de bus 136' overeen met de bus 136, uitgezonderd het feit dat een extra doorlatend venster 161 aanwezig is, dat direct boven het venster 121' van de bron geplaatst is.

Zoals reeds besproken liggen de detectorsamenstellen 12 en 14 binnen de reeds eerder besproken afscherming die elk detectorsamenstel gedeeltelijk omgeeft en die ervoor zorgt dat er geen terugverstrooiing optreedt van gedetecteerde gammastralen en van eventuele gammastralen die rechtstreeks van de bron 88 door het instrument naar de detectorsamenstellen gaan.

Onderstaand zal aan de hand van de Figuren 24 - 26 de configuratie van de detectorsamenstellen 12, 14 worden beschreven. Elk detectorsamenstel 12, 14 omvat een in de handel verkrijgbaar huis 164 met daarin een kristal 163 (bijv. natriumjodide-kristal), dat optisch in verbinding „ staat met de glazen fotocel 166. Voor de montage van het . kristal in het hermetisch afgesloten huis 164 worden standaardtechnieken toegepast. Het huis 164 wordt bevestigd aan een venster 168 uit glas. Het venster 168 wordt vervolgens via een optisch scheidingsvlak uit transparant silicoon aan het kristal 163 bevestigd. Op zijn beurt wordt het venster 168 weer met behulp van een kleefmiddel 172 (bij voorkeur een silicoon-bevattend kleefmiddel) aan de fotocel 166 bevestigd. Een dynode-samenstel 174 staat electronisch in verbinding met de fotomultiplicator-buis 166. Rondom de fotomultiplicatorbuis 166, op afstand daarvan, bevindt zich een bus 176, die vervaardigd is uit een hoog permeabele legering, zoals bijvoorbeeld een nikkel/ijzer-legering (bijv. mumetaal). De bus 176 verschaft een magnetische bescherming voor de fotocel, zodat het optreden van ongewenste storingen in het uitgangssignaal van de buis tijdens bedrijf wordt voorkomen. De buis 176 dient tevens als onderdeel van de constructie, doordat deze buis de glazen fotomultiplicatorbuis beschermt tegen externe krachten, zoals de krachten die het gevolg zijn van volumetrische uitzetting van een elastomeer materiaal 200, dat is aangebracht tussen de bus 176 en en binnenwanden van het compartiment-, en van de compartiment-afdekking. De bus 176 is schroefbaar bevestigd op het huis 164, zoals in Figuur 24 is weergegeven. Aan het van het het huis 164 afgekeerde uiteinde wordt de bus 176 op een kunststof omhulling 180 (zie Figuur 28) die de dynode-constructie 174 omgeeft (Figuur 26), en aan deze omhulling vastgehecht. In de kunststof omhulling 180 zijn een aantal langwerpige openingen 181 aangebracht, waardoor een hechtmiddel, zoals RTV, aangebracht kan worden, voor het bevestigen van de printplaat 189, 191 aan de omhulling 180. Tenslotte wordt de isola-tiebuis 180 ingesloten door een sluitdop 182. De buis 180 en de sluitdop 182 omsluiten samen de voor de werking van de fotocel benodigde dynode-electronica en beschermen deze tegen omgevingsinvloeden.

In de ruimte tussen de magnetische afscherming 176 en de fotocel 166 is een elastomeer materiaal 178 aangebracht. Bij voorkeur is dit elastomere materiaal het materiaal dat onder de merknaam ECCOSIL verkocht wordt door Emerson en Cumming (U.S.A.). Zoals in Figuur 25 weergegeven is, bevat de elastomere laag bij voorkeur holtes 184, zodat er bij hogere temperaturen een open ruimte aanwezig, die uitzetting van het elastomeer 178 mogelijk maakt.

Op het huis 164 wordt een kleine, van schroefdraad voorziene, radio-actieve "voedings" bron 186 geschroefd. De bron 186 bevat een fractie van een mikrocurie en wordt gebruikt om de bron zodanig te "voeden" dat een monitor-piek verkregen wordt. De in Figuur 26 weergegeven dynode-constructie bestaat uit drie op afstand van elkaar gelegen, ronde printplaten, waarop een nieuwe reeks weerstanden, condensators en andere electronische componenten zijn aangebracht, zoals schematisch is’weergegeven in de

Figuren 27A-D. Zoals in de Figuren 27A-D schematisch is weergegeven, zijn de diverse weerstanden 188 in het dynode-samenstel in een nieuwe, ronde .opstelling geplaatst, die zich in omtreksrichting uitstrekt tussen een tweetal ronde printplaten 189, 190; de printplaat 189 (en de weerstanden 1-11) zijn schematisch weergegeven in Figuur 27A. Een derde ronde printplaat 191 ligt, op afstand daarvan, in lijn met de printplaten 189, 190.

Deze opstelling van de weerstanden is belangrijk, aangezien voor het dynode-samenstel slechts weinig ruimte beschikbaar is, waardoor de opstelling van de electroni-sche componenten zeer voordelig is. Het zal duidelijk zijn dat hoewel deze ronde configuratie van het dynode-samenstel een nieuw aspect van deze uitvinding belichaamt, de functionele aspecten van het dynode-samenstel bekend zijn voor de vakman en het dus niet noodzakelijk Is deze » verder te bespreken.

Het complete detectorsamenstel 12, 14 is ingebed in een buitenlaag 200 bestaande uit inbeddingsmateriaal, bij voorkeur een elastomeer met een specifieke geometrie, waarbij gebruik gemaakt wordt van een constructie uit gevormde ribben 202 “voor het verkrijgen van de gewenste -trillingskenmerken. Hierdoor ontstaat een klein, robuust pakket, dat vervolgens kan worden ingebracht in een compartiment in de zwaarstangwand, zonder dat voor de bevestiging standaard bevestigingsmiddelen nodig zijn.

Een belangrijk probleem bij MWD-loggen wordt gevormd door het optreden van ruis. De extreme trillingen die zich voordoen in een hooromgeving kunnen in een aantal detectors (bijv. He3 buizen en fotomultiplicatorbuizen) ruis veroorzaken. Het zou derhalve erg nuttig zijn uit te vinden wanneer de ruis zich voordoet. Hiertoe deelt het instrument volgens de uitvinding het bestudeerde energyspectrum op in vijf gebieden. Het laagste gebied wordt gebruikt voor de ruisdetectie. De vier hogere gebieden worden gebruikt voor het bepalen van de dichtheid en de Pe van de bodemformatie.

Hierdoor wordt het mogelijk een kwaliteits-indicatie te verschaffen voor het instrument. Zolang de telling in het laagste gebied binnen een acceptabel bereik blijft, vormt ruis slechts een zeer gering probleem. Wanneer de telling echter hoger is, kan men ervan uitgaan dat er sprake is van door trillingen veroorzaakte ruis. Afhankelijk van de ernst van de waargenomen ruis kunnen enkele of alle resterende gegevens van het energievenster verworpen worden. Indien het ruisniveau slechts weinig hoger is dan de limiet, is alleen maar het eersthogere energievenster verdacht. Indien het ruisniveau zeer hoog is, zijn alle energievensters verdacht. Op deze wijze kan de informatie van het instrument gemaximaliseerd worden terwijl een wezenlijke kwaliteitscontrole uitgeoefend wordt.

Met het oog op het feit dat het MWD-instrument volgens de uitvinding meestal gebruikt wordt in combinatie met rotatie-boren, en het instrument derhalve (met de rest -van de boorketen) zal meedraaien tijdens het meten, is het nodig bij het beoordelen van de gammastraalmetingen rekening te houden met dergelijke rotaties. In een eerste uitvoeringsvorm van de uitvinding wordt een werkwijze toegepast die men "kwadratuur" noemt. In een tweede uitvoeringsvorm van de uitvinding wordt de dichtheidsme-ting gecombineerd met de meting van een speermaat voor het opmeten van een boorgat, bij voorkeur een akoestische speermaat.

Kwadratuur is het opdelen van het van de bodemformatie afkomstige signaal in vier verschillende, secties: boven, beneden, rechts, links. Bij het roteren beweegt het instrument snel door deze vier kwadranten. Telkens wanneer een grens gepasseerd wordt, wordt een teller geïncremen-teerd, waarbij naar de volgende kwadrant -gewezen wordt. Hierdoor is het mogelijk de data op te delen in vier spectra voor elke detector. Ieder spectrum wordt verkregen gedurende l/4e van de totale inzamelingstijd (bijv. bemonsteringen van 30 seconden resulteren in vier inzamelingen van ieder 7¾ seconde). De gegevens van de achterste detector alsmede de gegevens van de voorste detector hebben statistisch gezien voldoende gewicht om gebruikt te kunnen worden bij het meten van de dichtheid. Op deze wijze kunnen bij elke monsterneming vier gecompenseerde dichtheidsmetingen verkregen worden. Deze vier metingen kunnen met elkaar vergeleken en gecombineerd worden voor het verkrijgen van een optimale meting van de dichtheid Pe- en van de pseudo-cilindermaat. Het combineren van de metingen kan uit een eenvoudige middeling of uit een gewogen middeling bestaan; deze laatste methode wordt besproken met betrekking tot de techniek op basis van de meting van de cilindermaat die in Tabel 2 wordt weergegeven. Indien de mate van uitspoeling van het boorgat minimaal is, kunnen alle vier de gecompenseerde dichtheidsmetingen gebruikt worden bij het berekenen van de werkelijke dichtheid. Indien er sprake is van uitspoeling van het boorgat op grotere schaal, kunnen de ondermeting en de twee zijmetingen gebruikt worden voor het berekenen van de werkelijke dichtheid. Indien er sprake is van een extreme mate van uitspoeling, kan alleen de ondermeting gebruikt worden.

Een pseudo-cilindermaat kan bepaald worden aan de hand van de compensatie die gemeten wordt in elk van de kwadranten. Bij een bepaald type boorspoeling met een bepaald gewicht bestaat er een experimenteel afgeleid verband tussen de hoeveelheid compensatie die gemeten wordt door het instrument en de waargenomen afstand. Aangezien het gewicht van de boorspoeling over het algemeen vrij goed bekend is, is het hierdoor mogelijk de afstand in de vier kwadranten te berekenen aan de hand van de compensatie in deze kwadranten. Deze vier afstandsmetingen kunnen vervolgens gecombineerd worden met de grootte van het instrument, wat een twee-assige pseudo-cilindermaat oplevert.

Geringe, grotere en extreem grote hoeveelheden uitspoeling worden gedefinieerd in termen van de ribcorrectie die beschikbaar is voor het instrument. Bij een geringe mate van uitspoeling wordt een kleine ribcorrectie toegepast, wat op eenvoudige wijze kan geschieden. Naarmate de mate van uitspoeling groter wordt, wordt de ribcorrectie groter en worden de fouten die inherent zijn aan het toepassen van de correctie groter. De keuze van een of meer van deze kwadranten hangt af van de compromiswaarde (E: tradeoff) tussen de met de grotere ribcorrectie gepaard gaande fout en de groter wordende statistische fout waarvan sprake is wanneer slechts een gedeelte van de gegevens gebruikt wordt. De ribfout wordt bepaald aan de hand van op bekende wijze uitgevoerde experimentele metingen, deze fout is uniek voor ieder afzonderlijk loginstrumentv De statistische fout is omgekeerd evenredig aan de vierkantswortel van de totale toegepaste tellingen. Samengevat, volgens de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding wordt de fout afwijking in de formatiegegevens geminimaliseerd door: 1) een werkzame doorsnede van het gelogde boorgat op te delen in een aantal secties (bij voorkeur vier gelijke secties); 2) het ontvangen van signalen afkomstig uit de gelogde formatie tijdens de rotatie van het loginstrument en het opdelen van de ontvangen signalen naar het gekozen gedeelte van het boorgat van waaruit de signalen ontvangen worden; 3) het voor iedere gekozen sectie bepalen van een spectrum; 4) het analyseren van de bepaalde spectra, teneinde de relatieve fout in ieder spectrum te bepalen; en 5) het minimaliseren van deze relatieve fout door de relatieve fout in elk spectrum te vergelijken en door een specifiek spectrum te kiezen of door tenminste twee spectra te combineren.

Het zal duidelijk zijn dat de relatieve fout een combinatie is van de ribfout en de statistische fout. Het feite-, lijke minimaliseren van deze fout kan geschieden met behulp van in de handel verkrijgbare functie-minimalise-ringsprogramma's, bijvoorbeeld het programma dat onder de merknaam UNLSF verkrijgbaar is bij IMSL te Houston, Texas. Met elke verbetering in de beschikbare ribcorrectie worden de cutoffs (Eng.) voor het gebruik van vier, drie en een kwadrant vergroot. Aangezien in de praktijk gebleken is dat er sprake is van een grote variatie in de mate waarin de uitspoeling van een boorgat plaatsvindt, van bijna nul to verschillende inches, wordt door de toepassing van kwadratuur eventuele rib-respons gecomplementeerd.

Een belangrijk aspect van deze kwadratuurtechniek bestaat uit het nauwkeurig indelen van het boorgat in vier kwadranten (zoals in Figuur 29 schematisch is weergegeven). Dit kan ofwel geschieden met behulp van informatie verkregen uit metingen die zijn verricht binnen het instrument zelf, of met behulp van informatie die via de communicatiebus 84 wordt aangeleverd door een ander instrument.

Het voordeel van het gebruik van informatie uit het instrument zelf is dat de communicatielijn niet belast wordt. Viermaal per omwenteling komt er een. signaal van de kwadratuurdetector en wordt de aanwijzer (aangeduid met n in Figuur 29) geincrementeerd. Aan het einde van de accumulatietijd worden vier spectra van de voorste detector en vier spectra van de achterste detector geanalyseerd voor het verkrijgen van de tellingen in de gebieden waarvoor belangstelling bestaat. Deze tellingen worden opgeslagen om later verwerkt te worden. Dezelfde techniek kan gebruikt worden voor de communicatie op de bus 84. Viermaal per omwenteling zou een signaal van een versnel-lingsmeter naar het instrument gestuurd worden. Aangezien dit signaal tijdgebonden zou moeten zijn, zou het voorrang hebben boven alle andere communicatie. Voorts zou, aangezien de rotatiesnelheid vaak rond de 120 omwentelingen per minuut bedraagt, de informatie met een frekwentie van ongeveer 8x per seconde verstuurd moeten worden.

Een alternatieve mogelijkheid bestaat hieruit dat met regelmatige tussenpauzen telkens iets andere informatie verstuurd wordt. Inplaats van informatie op variabele tijden, maar wel bij een exact aantal omwentelingen te r versturen, is het ook mogelijk dat de communicatiebus met regelmatige tussenpauzen, maar bij een variabel aantal omwentelingen informatie verstuurd. Bijvoorbeeld, het totale aantal omwentelingen kan om de halve seconde verstuurd worden. (Teneinde het aantal benodigde bits te minimaliseren kan hierbij een rekenkundige klokfunctie (Eng.: "clock arithmetic") gebruikt worden). Hieruit worden dan de de bin-schakeltijden voor de volgende halve seconde berekend. Een voorbeeld van deze alternatieve mogelijkheid is in Tabel 1 weergegeven.

TABEL 1

Seconden Omwentelingen_Kwadratuurt i i den 0,0 0,56 0,5 1,36 0,595 0,753 0,911 1,0 2,10 1,100 1,267 1,433 1.5 2,98 1,511 1,653 1,795 2.0 3,70 2,035 2,208 2,382 2.5 4,55 2,617 2,765 2,912 3.0 0,33 3,109 3,269 3,429

Een verdere alternatieve werkwijze bestaat hieruit dat een speermaat voor het meten van een boorgat wordt gebruikt om te communiceren met het instrument en het boorgat op te delen in secties (bijv. kwadranten) op basis van gemiddelde afstandswaarden in deze secties. Hieronder worden aan de hand van de tweede uitvoeringsvorm enkele de voorkeur verdienende speermaten besproken.

Het zal duidelijk zijn dat de hierboven besproken kwadra-tuurtechniek net zo goed toepasbaar is op een systeem dat het dichtheidssignaal opdeelt in minder dan vier of meer dan vier secties.

Volgens een tweede uitvoeringsvorm wordt de dichtheidsme-ting*gecombineerd met de meting van een- boorgatspeermaat, teneinde bij het beoordelen van de metingen rekening te kunnen houden met de rotaties van het instrument. Deze speermaat is bij voorkeur een akoestische speermaat die hoort bij de boorketen zoals deze beschreven is in de Amerikaanse octrooischriften Nrs. 4.661.933; 4.665.511 en 4.867,264, die allen geacht worden deel uit te maken van de onderhavige aanvrage.

Zoals gezegd kunnen metingen van de dichtheid van de bodemformatie met behulp van met gammastralen werkende instrumenten het best plaatsvinden wanneer er sprake is van een minimale afstand tussen enderzijds de bron en de detectors en anderzijds de bodemformatie. Bij draadgeleide instrumenten vormt de compensatiecurve de best mogelijke indicatie voor de afstand. De mechanische speermaat die wordt gebruikt bij een draadgeleid instrument is vaak hoogst onnauwkeurig. Voorts wordt hiermee de grootte van het gehele boorgat gemeten, niet de afstand tussen de detector en de wand van het boorgat.

Bij MWD-toepassingen is er sprake van een ander soort omgeving. Op de eerste plaats roteert het instrument. Op deze wijze is het mogelijk dat de detectors op elk willekeurig moment een andere afstand waarnemen. Zodoende kan de correctiekromme, die bepaald is aan de hand van een gemiddelde waarde, niet gebruikt worden voor het bepalen van dat deel van de omwenteling waar de afstand minimaal is. Op de tweede plaats is er een groot verschil tussen het type speermaat dat gebruikt wordt bij draadgeleide instrumenten en het type dat gebruikt wordt bij MWD-instrumenten. Bij draadgeleide instrumenten wordt een mechanische speermaat gebruikt, die de grootte van het boorgat langs de as van de speermaat meet. Een bij MWD- instrumenten toegepaste akoestische speermaat daarentegen meet wel lOOx per seconde de afstand tot de wand van het boorgat. Dit levert een duidelijk voordeel op wanneer dit geschiedt in combinatie met een dichtheidsmeting. De akoestische speermaat kan continu de afstand meten terwijl het instrument door het boorgat ronddraait. Wanneer de speermaat in lijn met de bron en de detectors ligt, kan deze speermaat op ieder ogenblik de afstand tussen de detectors en de wand van het boorgat bepalen. Deze informatie kan gebruikt worden voor het scheiden van de gegevens t.a.v. de dichtheid in een aantal bins, op basis van de gemeten afstand.

Na een vooraf ingestelde tussenpauze kan vervolgens de meting van de dichtheid plaatsvinden. De eerste stap hierbij is het berekenen van de door de voorste en de achterste detector gemeten dichtheid aan de hand van de gegevens in de respectievelijke bins. Vervolgens kunnen deze metingen op zodanige wijze met elkaar worden gecombineerd dat de totale fout in de berekening wordt geminimaliseerd.

Voor het minimaliseren van de fouten in de berekening van de dichtheid is het nodig twee hoofdoorzaken van fouten nader te bekijken, te weten: statistische schommelingen in de tellingen en de grotere onzekerheid in de metingen als gevolg van een grotere afstand. De mate van onzekerheid is evenredig aan de vierkantswortel van de inversie van de inzamelingstijd. De toename in de onzeker-heidsfactor is instrument-afhankelijk en dient voor ieder instrument apart berekend te worden. Aan de hand van twee voorbeelden kan duidelijk gemaakt worden op welke wijze de compromiswaarde (Eng.: "trade-off") gevonden kan worden. Bij het eerste voorbeeld, dat in Tabel 2 is weergegeven, is de afstand tussen de detectors en de bodemformatie gedurende het grootste gedeelte van de tijd minimaal. Zodoende wordt de beste dichtheidsmeting verkregen wanneer alleen maar de gegevens uit de eerste bin worden gebruikt. Bij het tweede voorbeeld, dat in Tabel 3 is weergegeven, is de afstand tussen de detectors en de bodemformatie gedurende het grootste gedeelte van de tijd groter dan minimaal. Indien alleen maar de gegevens verkregen bij een minimale afstand gebruikt zouden worden, zou de statische onzekerheid extreem hoog zijn. Daarom wordt als eindwaarde voor de dichtheid een gewogen gemiddelde over de eerste drie bins gebruikt. Het is duidelijk dat de waardes voor elke bin, zoals deze eveneens in Tabel 3 zijn weergegeven, betrekking hebben op de inzamelingstijd voor iedere bin, maar niet exact evenredig zijn aan deze tijd. Deze waardes zijn eerder een reflectie van de referentie voor de gegevens uit de eerste bins, waar de door de afstand veroorzaakte fout geringer is.

TABEL· 2

Bin_Tiid_Waarde 1 25 s 1,0 2 4 s 0,0 3 ls 0,0 4 Os 0,0

Samen 30 s 1,0 T&BKI» 3

Bin_Tiid_Waarde 1 5 s 0,4 2 10 s 0,4 3 10 s 0,2 4 5 s 0,0

Samen 30 s 1,0

Claims (12)

1. Werkwijze voor het minimaliseren van fouten in formatiegegevens uit een boorgat die worden ontvangen door tenminste één detectorsamenstel (14, 16) in een meten-tijdens-het-boren (MWD) loginstrument (10) voor het beoordelen van de bodemformatie, gekenmerkt door het verdelen van een dwarsdoorsnede van een boorgat in een aantal gekozen secties, het ontvangen het ontvangen van signalen uit de gelogde bodemformatie terwijl het MWD-loginstrument (10) roteert en het verdelen van de ontvangen signalen al naar gelang de sectie van het boorgat van waaruit het signaal ontvangen wordt, het bepalen van een spectrum voor elke gekozen sectie, het analyseren van dit bepaalde spectrum, teneinde de relatieve fout in elk spectrum te kunnen bepalen, en het minimaliseren van deze relatieve fout door het vergelijken van de relatieve fout in elk spectrum en door het kiezen van een specifiek spectrum of door het combineren van tenminste twee spectra.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het boorgat in vier kwadranten-bepalende secties wordt verdeeld.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk , dat het MWD-loginstrument een met gammastra-len werkend instrument bevat.

4. Werkwijze volgens conclusie 1-3, met het kenmerk, dat de relatieve fout een combinatie van de ribfout en de statistische fout bevat.

5. Werkwijze volgens een van de conclusies 1-4, met het kenmerk, dat bij het verdelen van het boorgat gebruik wordt gemaakt van een versnellingsmeter en/of magnetometer, teneinde de stand van het MWD-loginstrument in het boorgat te bepalen, zodat een tijdgebonden positiesignaal verkregen wordt, waarbij het positiesignaal gebruikt wordt voor het afleiden van de dwarsdoorsnede-secties van het boorgat.

6. Werkwijze volgens een van de conclusies 1-4, met het kenmerk, dat bij het verdelen van het boorgat . gebruik wordt gemaakt van een versnellingsmeter en/of magnetometer, teneinde een grens van een gekozen dwarsdoorsnede-sectie van het boorgat te bepalen, en een signaal naar het MWD-loginstrument wordt gestuurd dat een gekozen sectie gepasseerd is.

7. Werkwijze volgens een van de conclusies 1-4, met het kenmerk. dat bij het verdelen van het boorgat gebruik wordt gemaakt van een bij het MWD-loginstrument horende speermaat, voor het bepalen van de afstand tussen de wand van het boorgat en het MWD-loginstrument, waarbij de gemeten afstand wordt gebruikt voor het bepalen van de dwarsdoorsnede-secties van het boorgat.

8. Werkwijze volgens een van de conclusies 1-7, met het kenmerk. dat bij het combineren van de spectra gebruik wordt gemaakt van gewogen gemiddelden.

9. Werkwijze volgens een van de conclusies 1-8, gekenmerkt door het bepalen van gecompenseerde dichtheidsmetingen voor elk spectrum.

10. Werkwijze volgens een van de conclusies 1-8, gekenmerkt door het bepalen van de voor elk spectrum gemeten compensatie.

11. Werkwijze volgens conclusie 10, waarbij boorvloei-stof tussen de formatie en het MWD-loginstrument stroomt en waarbij de werkwijze wordt gekenmerkt door het in combinatie met de gemeten compensatie gebruiken van kenmerken van de boorvloeistof voor het voor elke sectie afleiden van afstand tussen de bodemformatie en het MWD-loginstrument.

12. Werkwijze volgens conclusie 11, gekenmerkt door het met elkaar combineren van de gemeten afstandswaarden voor het af leiden van een pseudo-cilindermaat.