NO20131176A1

NO20131176A1 - Kildeløs tetthetssmåling ved hjelp av aktivering

Info

Publication number: NO20131176A1
Application number: NO20131176A
Authority: NO
Inventors: Feyzi Inanc
Original assignee: Baker Hughes Inc
Priority date: 2011-06-17
Filing date: 2013-09-03
Publication date: 2013-09-12
Also published as: WO2012174217A3; WO2012174217A2; BR112013026111A2; GB2507010A; US20120318968A1; GB201400489D0

Abstract

Den foreliggende oppfinnelsen gjelder framgangsmåter og anordninger for borehull-logging for å estimere minst en interesseparameter hos en jordformasjon ved hjelp av kjernestråling, særlig ved å oppdage vekselvirkninger mellom jordformasjonen og en aktivert strålingskilde. Framgangsmåten kan omfatte å bruke kjernestrålingsinformasjon fra minst en kjernestrålingsføler for å estimere en interesseparameter. Framgangsmåten kan omfatte å separere en brutto kjemestrålingstelling i separate kjemestrålingskomponenter. Framgangsmåten kan også omfatte å aktivere en del av et borehullverktøy med nøytronstråling. Anordningen kan omfatte minst en kjernestrålingsføler. Anordningene kan omfatte en informasjonsbehandlende enhet for å utføre framgangsmåtene.

Description

K1LDELØS TETTHETSMÅLING VED HJELP VED AKTIVERING

Oppfinnere: Inanc, Feyzi

OMRÅDET FOR OPPFINNELSEN

[0001] Denne oppfinnelsen gjelder generelt framgangsmåter for logging i borehull, og anordninger for å estimere formasjonsegenskaper ved hjelp av målinger basert på kjernestråling.

BAKGRUNN FOR OPPFINNELSEN

[0002] Oljebrønnlogging har vært kjent i mange år, og forsyner en olje- og gassbrønnborer med informasjon om den spesifikke jordformasjonen som bores. I konvensjonell oljebrønnlogging kan en kjernestrålingskilde føres ned i borehullet under brønnboring og/eller etter at en brønn er boret, og brukes til å bestemme én eller flere interesseparametere for formasjonen. En rigid eller ikke-rigid bærer brukes ofte til å føre kjernestrålingskilden, ofte som en del av et verktøy eller et verktøysett, og bæreren kan også tilveiebringe kommunikasjonskanaler for å sende informasjon opp til overflaten.

SAMMENDRAG AV OPPFINNELSEN

[0003] I aspekter gjelder den foreliggende oppfinnelsen framgangsmåter og anordninger for å estimere minst én interesseparameter hos et interessevolum i en jordformasjon ved hjelp av målinger basert på kjernestråling.

[0004] En utførelsesform i henhold til den foreliggende oppfinnelsen kan omfatte en framgangsmåte for å estimere minst én interesseparameter ved et interessevolum i en jordformasjon, som omfatter: å estimere den minst ene interesseparameteren ved hjelp av en reaksjon fra interessevolumet på stråling fra minst én radionuklide på en bærer i et borehull i jordformasjonen, der den minst ene radionukliden genereres ved nøytronbestråling.

[0005] En annen utførelsesform i henhold til den foreliggende oppfinnelsen kan omfatte en framgangsmåte for å estimere minst én interesseparameter ved et interessevolum i en jordformasjon, som omfatter: en bærer konfigurert til å føres ned i et borehull i jordformasjonen; minst én radionuklide anbrakt på bæreren; og en føler konfigurert til å produsere et signal som indikerer en reaksjon hos interessevolumet på den minst ene radionukliden.

[0006] En annen utførelsesform i henhold til den foreliggende oppfinnelsen kan omfatte et ikke-transitorisk datamaskinlesbart medieprodukt som har instruksjoner i seg som når de eksekveres, får minst én prosessor til å utføre en framgangsmåte, der framgangsmåten omfatter: å estimere den minst ene interesseparameteren ved hjelp av en reaksjon fra interessevolumet på stråling fra minst én radionuklide på en bærer i et borehull i jordformasjonen, der den minst ene radionukliden genereres ved nøytronbestråling.

[0007] Eksempler på de viktigste trekkene i oppfinnelsen er oppsummert ganske bredt, slik at den følgende detaljerte beskrivelsen av det samme kan forstås bedre, og slik at bidragene de representerer for teknikken, kan forstås.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

[0008] For en detaljert forståelse av den foreliggende oppfinnelsen må det henvises til den følgende detaljerte beskrivelsen av utførelsesformene, sammenstilt med de tilhørende tegningene, der like elementer har fått like henvisningstall, og der: Fig. 1 viser et skjematisk riss av et borehullverktøy anbrakt i et borehull langs en borestreng i henhold til én utførelsesform av den foreliggende oppfinnelsen; Fig. 2 viser et skjematisk riss av en kjernefølermodul for én utførelsesform i henhold til den foreliggende oppfinnelsen; Fig. 3 viser et flytskjema over en framgangsmåte for én utførelsesform i henhold til den foreliggende oppfinnelsen; Fig. 4 viser en graf over variasjon i kjernetettheter med tid under konstant nøytronstråling for én utførelsesform i henhold til den foreliggende oppfinnelsen; Fig. 5 viser en graf over kjernestrålingstellinger for følere i ulike stillinger for én utførelsesform i henhold til den foreliggende oppfinnelsen; Fig. 6 viser en graf over kjernestrålingsinformasjon før og etter separasjon i strålingskomponenter for én utførelsesform i henhold til den foreliggende oppfinnelsen; og Fig. 7 viser et skjematisk riss av en anordning for å implementere én utførelsesform av framgangsmåten i henhold til den foreliggende oppfinnelsen.

DETALJERT BESKRIVELSE

[0009] I aspekter gjelder denne oppfinnelsen å estimere minst én interesseparameter hos et interessevolum i en jordformasjon ved hjelp av en radionuklide generert ved nøytronbestråling.

[0010] Bruken av nøytroner kan forårsake «aktivering» av spesifikke nuklider (jern, silikon og oksygen) som kan befinne seg i et borehullmiljø. Nøytronene kan få noen nuklider til å konverteres til radionuklider som ikke er stabile. Radionuklider avgir generelt ioniserende stråling, så som gammastråler, i løpet av sin forsinkede desintegrasjon. Termen «aktivering» gjelder konverteringen av en normalt stabil nuklide til en radionuklide gjennom en kjerneprosess, så som, men ikke begrenset til, nøytron-proton-reaksjoner (n,p) og strålingsinnfangning (n,y). Avhengig av radionukliden kan det forsinkede desintegrasjonsspekteret ha egenskaper gjør at radionukliden kan brukes som en kjernestrålingskilde. Her omfatter termen «kjernestråling» partikkel- og ikke-partikkelstråling som sendes ut av atomkjerner under kjerneprosesser (så som radioaktiv desintegrasjon og/eller kjernebombardering), som kan omfatte, men ikke er begrenset til fotoner fra inelastisk nøytronspredning og fra termiske nøytroninnfangningsreaksjoner, nøytroner, elektroner, alfapartikler, betapartikler og pardannede fotoner.

[0011] For eksempel kan det i typiske verktøyer for logging under boring (LWD) være en betydelig mengde jern i verktøystrukturen. Den betydelige mengden jern, omkring 92 %, kan være jern-56. Når jern-56 bestråles av nøytroner, kan vekselvirkningen mellom nøytronene og noen jern-56-nuklider føre til mangan-56-radionuklider. Mangan-56 kan siden desintegrere og sende ut visse gammastråler. Oppbyggingen av gammautsendende radionuklider i borehullverktøyet på grunn av aktivering, kan nå asymptotiske verdier og dermed tilveiebringe en konstant gammakilde.

[0012] I et typisk loggingsmiljø forblir LWD-verktøy i borehullet i lange perioder mens de eksponeres for en nøytronkilde. Nøytronkilden kan omfatte, men er ikke begrenset til, én eller flere av: en kjemisk nøytronkilde og en pulset nøytrongenerator. Jevnlig eksponering for nøytronkilden kan føre til en stabil radionuklidepopulasjon i minst én del av et borehullverktøy som omfatter én eller flere radionuklider. Den minst ene delen av borehullverktøyet kan omfatte en borekrage. Radionuklidene i den minst ene delen av borehullverktøyet kan sende ut kjernestråling som kan vekselvirke med jordformasjonen etter at nøytronkilden er slått av. Vekselvirkningen mellom kjernestrålingen fra radionuklidene kan føre til strålingsutsending fra j ordformasj onen.

[0013] I en ikke-begrensende eksemplarisk implementering kan nøytronlogging utføres ved hjelp av en konfigurasjon med tre tidssteg. I løpet av det første tidssteget kan én eller flere kjernestrålingsfølere oppdage fotoner som sendes ut som en følge av vekselvirkninger mellom inelastiske nøytronspredninger, innfangning av termiske nøytroner (nøytroner som sakket farten mens den pulsede nøytrongeneratoren fortsatt er på), og fotoner fra radionuklider som går gjennom forsinket desintegrasjon på grunn av et interessevolum i en jordformasjon som eksponeres for nøytronstråling. I løpet av det andre tidssteget kan kjernestrålingsføleren/-ne oppdage fotoner fra nøytroninnfangningsreaksjoner og desintegrasjon av radionuklider på grunn av nøytronaktivering. I løpet av det tredje tidssteget kan detektoren(e) oppdage fotoner fra den forsinkede desintegrasjonen av radionuklider som produseres gjennom aktiveringsvekselvirkninger. Aktiveringsvekselvirkninger kan generere radionuklider i borehullverktøyet og jordformasjonen. Ettersom loggingsverktøyet er generelt i bevegelse, kan oppbyggingen av radionuklider i jordformasjonen være lav i forhold til oppbyggingen av radionuklider i verktøyet. Borehullverktøyet kan eksponeres for nøytroner i en lengre periode, ettersom nøytronkilden kan forbli i tett nærhet til verktøyet under loggingsoperasjonen.

[0014] Etter at nøytronkilden er avslått og termiske nøytroner har forsvunnet på grunn av innfangning og diffusjon, kan én eller flere kjernestrålingsfølere anbrakt på borehullverktøyet oppdage stråling på grunn av radionuklider i verktøyet og i jordformasjonen som er aktivert av nøytronbestråling. Radionuklidene (og deres tilsvarende nuklider) kan beskrives som nuklide-radionuklide-par dannet ved kjernevekselvirkninger, slik at en radionuklide kan dannes av en nuklide som er blitt eksponert for nøytronstråling. Kjernevekselvirkningene kan omfatte, men er ikke begrenset til, nøytron-proton-reaksjoner (n,p) og termisk nøytroninnfangning ( r\, y). Nuklide-radionuklide-parene kan omfatte, men er ikke begrenset til, én eller flere av: (i) oksygen-16- >nitrogen-16 (n,p), (ii) natrium-23->neon-23 (n,p), (iii) natrium-23->natrium-24 (n,y), (iv) magnesium-24->natrium-24 (n,p), (v) aluminium-27->aluminium-28 (n,y), (vi) aluminium-27->magnesium-27 (n,p), (vii) silikon-28->aluminium-28 (n,p), (viii) jern-56->mangan-56 (n,p) og (ix) jod-127->jod-128 (n,y).

[0015] Den ene eller de flere kjernstrålingsfølerne anbrakt langs borehullverktøyet kan konfigureres til å generere et signal som indikerer den oppdagede kjernestrålingen. Den oppdagede kjernestrålingen kan omfatte gammastråler. Ettersom en gammastråletelling kan omfatte gammastråler fra radionuklider av flere elementer, kan gammastråletellingsinformasjonen separeres ved hjelp av en modell i gammastrålekomponenter tilknyttet hvert element. Her kan «informasjon» omfatte rådata, behandlede data, analoge signaler og digitale signaler. I noen utførelsesformer kan modellen omfatte, men er ikke begrenset til, én eller flere av: (i) en matematisk likning, (ii) en algoritme, (iii) en energispekterdekonvolusjonsteknikk, (iv) en strippingteknikk, (v) en energispektervinduteknikk, (vi) en tidsspekterdekonvolusjonsteknikk, og (vii) en tidsspektervinduteknikk. Gammastrålekomponenten for minst én radionuklide kan brukes til å estimere minst én interesseparameter for jordformasjonen. Den minst ene interesseparameteren kan omfatte, men er ikke begrenset til, én eller flere av: (i) tetthet, (ii) porøsitet og (iii) fluidmetning. Nedenfor følger en beskrivelse av noen utførelsesformer som estimerer den minst ene interesseparameteren.

[0016] Fig. 1 er et skjematisk riss av et eksemplarisk boresystem 100 som omfatter en borestreng som har en boresammenstilling festet til sin nederste ende som omfatter en styreenhet i henhold til én utførelsesform av oppfinnelsen. Fig. 1 viser en borestreng 120 som omfatter en boresammenstilling eller bunnhullsammenstilling 190 anbrakt i et borehull 126. Boresystemet 100 omfatter et konvensjonelt boretårn 111 reist på en plattform eller et dekk 112 som støtter et rotasjonsbord 114 som roteres av en primær beveger, så som en elektrisk motor (ikke vist), ved en ønsket rotasjonshastighet. En rørkonstruksjon (så som leddet borerør 122) har boresammenstillingen 190 festet i bunnen og strekker seg fra overflaten til bunnen 151 av borehullet 126. En borkrone 150 festet til boresammenstillingen 190 knuser de geologiske formasjonene når den roteres for å bore borehullet 126. Borestrengen 120 koples til et heisespill 130 via en drivrørsskjøt 121, svivel 128 og linje 129 gjennom en trinse. Heisespill 130 opereres for å kontrollere vekten på borkronen (WOB). Borestrengen 120 kan roteres av et toppdrev (ikke vist) i stedet for av den primære bevegeren og rotasjonsbordet 114. Alternativt kan eit kveilerør bruker som rørkonstruksjon 122. En rørinjektor 114a kan brukes til å anbringe kveilerøret med boresammenstillingen festet på dens nederste ende. Operasjonen av heisespillet 130 og rørinjektoren 114a er kjent teknikk og beskrives derfor ikke detaljert her.

[0017] Et egnet borefluid 131 (også kalt «slammet») fra en kilde 132 for dette, så som en slamgrop, sirkuleres under trykk gjennom borestrengen 120 av en slampumpe 134. Borefluidet 131 passerer fra slampumpen 134 inn i borestrengen 120 via en støtbølgebryter (desurger) 136 og fluidlinjen 138. Borefluidet 131a fra borerørkonstruksjonen slippes ut i borehullbunnen 151 gjennom åpninger i borkronen 150. Det tilbakevendende borefluidet 131b sirkulerer oppover i borehullet gjennom ringrommet 127 mellom borestrengen 120 og borehullet 126 og vender tilbake til slamgropen 132 via en returlinje 135 og et boresponfilter 185 som fjerner borespon 186 fra det tilbakevendende borefluidet 131b. En føler Si i linje 138 tilveiebringer informasjon om fluidstrømningshastigheten. En vridningsmomentføler S2på overflaten og en føler S3tilknyttet borestrengen 120 tilveiebringer informasjon om henholdsvis vridningsmomentet og rotasjonshastigheten hos borestrengen 120. Rørinjeksjonshastigheten bestemmes ut fra føleren S5, mens føleren S6tilveiebringer hakelasten hos borestrengen 120.

[0018] I noen anvendelser roteres borkronen 150 ved å bare rotere borerøret 122.1 mange andre anvendelser roterer imidlertid også en borehullmotor 155 (slammotor) anbrakt i boresammenstillingen 190 borkronen 150. Gjennomskjæringshastigheten (ROP) for en gitt bunnhullsammenstilling er for en stor del avhengig av WOB eller trykkraften på borkronen 150 og dens rotasjonshastighet.

[0019] Slammotoren 155 koples til borkronen 150 via en drivaksel anbrakt i en lagersammenstilling 157. Slammotoren 155 roterer borkronen 150 når borefluidet 131 passerer gjennom slammotoren 155 under trykk. Lagersammenstillingen 157 støtter i ett aspekt radial- og aksialkreftene fra borkronen 150, nedovertrykket fra slammotoren 155 og den reaktive oppoverlasten fra den påførte vekten på borkronen.

[0020] En styringsenheten eller regulator 140 på overflaten mottar signaler fra borehullfølerne og -enhetene via en føler 143 plassert i fluidlinjen 138, og signaler fra følerne Si_ S6og andre følere som brukes i systemet 100, og behandler slike signaler i henhold til programmerte instruksjoner tilveiebrakt til styringsenheten 140 på overflaten. Styringsenheten 140 på overflaten viser ønskede boreparametere og annen informasjon på en skjerm/monitor 141 som brukes av en operator for å styre boreoperasj onene. Styringsenheten 140 på overflaten kan være en datamaskinbasert enhet som kan omfatte en prosessor 142 (så som en mikroprosessor), en lagringsenhet 144, så som et solid-state-minne, en tape eller en harddisk, og ett eller flere dataprogrammer 146 i lagringsenheten 144 som er tilgjengelige slik at prosessoren 142 kan eksekvere instruksjoner som befinner seg i disse programmene. Styringsenheten 140 på overflaten kan ytterligere kommunisere med en fjernstyringsenhet 148. Styringsenheten 140 på overflaten kan prosessere data tilknyttet boreoperasj onene, data fra følerne og enhetene på overflaten, data mottatt fra borehullet, og kan regulere én eller flere operasjoner hos borehull- og overflateenhetene. Dataene kan overføres på analog eller digital form.

[0021] Bunnhullsammenstillingen 190 kan også inneholde formasjonsevalueringsfølere eller -enheter (også kalt følere for måling under boring (MWD) eller logging under boring (LWD)) som bestemmer spesifikk motstand, tetthet, porøsitet, gjennomtrengelighet, akustiske egenskaper, kjernemagnetiske resonansegenskaper, formasjonstrykk, egenskaper eller karakteristikker hos fluidene i borehullet og andre ønskede egenskaper hos formasjonen 195 som omgir bunnhullsammenstillingen 190. Slike følere er generelt kjent teknikk, og betegnes her for letthets skyld generelt med henvisningstallet 165. Bunnhullsammenstillingen 190 kan ytterligere omfatte ulike andre følere og enheter 159 for å bestemme én eller flere egenskaper hos bunnhullsammenstillingen 190 (så som vibrasjon, bøyningsmoment, akselerasjon, oscilleringer, virvling, stick-slip osv.) og boreoperasj onsparametere, så som vekt på borkronen, fluidstrømningshastighet, trykk, temperatur, gjennomskjæringshastighet, asimut, verktøyflate, borkronerotasjon osv.) For letthets skyld betegnes alle slike følere med henvisningstallet 159.

[0022] Bunnhullsammenstillingen 190 kan omfatte en styringsanordning eller et verktøy 158 for å styre borkronen 150 langs en ønsket borevei. I ett aspekt kan styringsanordningen omfatte en styringsenhet 160 som har et antall kraftpåføringselementer 161a-161n, der styringsenheten er delvis integrert i boremotoren. I en annen utførelsesform kan styringsanordningen omfatte en styringsenhet 158 som har en bøyd seksjon og en første styringsenhet 158a til å orientere den bøyde seksjonen i borehullet, og den andre styringsenheten 158b til å opprettholde den bøyde seksjonen langs en valgt boreretning.

[0023] Boresystemet 100 kan omfatte følere, kretser og prosesseringsprogramvare og algoritmer for å tilveiebringe informasjon om ønskede dynamiske boreparametere tilknyttet borehullsammenstillingen, borestrengen, borkronen og borehullutstyr så som en boremotor, styringsenhet, trykkstøtere osv. Eksemplariske følere omfatter, men er ikke begrenset til borkronefølere, en RPM-føler, en føler for vekten på borkronen, følere for å måle slammotorparametere (f. eks. slammotorens statortemperatur, differensialtrykk i en slammotor og fluidstrømningshastighet i en slammotor), og følere for å måle akselerasjon, vibrasjon, virvling, radial forflytning, stick-slip, vridningsmoment, støt, vibrasjon, belastning, spenning, bøyningsmoment, borkronespretting, aksialtrykk, friksjon, bakoverrotasjon, bunnhullsammenstillingens knekning, og radialtrykk. Følere fordelt langs borestrengen kan måle fysiske størrelser så som borestrengens akselerasjon og belastning, indre trykk i borestrengboringen, ytre trykk i ringrommet, vibrasjon, temperatur, elektriske og magnetiske feltintensiteter inne i borestrengen, borestrengens boring osv. Egnede systemer for å gjøre dynamiske borehullmålinger omfatter COPILOT, et borehullmålingssystem produsert av BAKER HUGHES INCORPORATED. Egnede systemer er også dikutert i «Downhole Diagnosis of Drilling Dynamics Data Provides New Level Drilling Process Control to Drillen), SPE 49206, av G. Heisig og J.D. Macpherson, 1998.

[0024] Boresystemet 100 kan omfatte én eller flere borehullprosessorer ved en egnet lokalitet så som 193 på bunnhullsammenstillingen 190. Prosessoren(e) kan være en mikroprosessor som bruker et dataprogram implementert på et egnet ikke-transitorisk datamaskinlesbart medium som gjør prosessoren i stand til å utføre kontrollen og behandlingen. Det ikke-transitoriske datamaskinlesbare mediet kan omfatte én eller flere av ROM, EPROM, EAROM, EEPROM, flashminne, RAM, harddisker og/eller optiske disker. Annet utstyr så som samleskinner for kraft og data, kraftforsyning og liknende, vil være åpenbart for fagpersonen. I én utførelsesform benytter MWD-systemet slampulstelemetri til å kommunisere data fra en borehull-lokalitet til overflaten mens boreoperasj oner finner sted. Overflateprosessoren 142 kan behandle overflatemålte data samt data overført fra borehullprosessoren, for å evaluere formasjonslitologi. Selv om en borestreng 120 er vist som et anbringelsessystem for følerne 165, må det forstås at utførelsesformer av den foreliggende oppfinnelsen kan brukes i forbindelse med verktøy anbrakt via rigide (f.eks. skjøterør eller kveilerør) samt ikke-rigide anbringelsessystemer (f.eks. wireline, slickline, e-line osv.). Boresystemet 100 kan omfatte en bunnhullsammenstilling og/eller følere og utstyr for å implementere utførelsesformer av den foreliggende oppfinnelsen på enten en borestreng eller en wireline. En nyhet ved systemet illustrert i fig. 1 er at overflateprosessoren 142 og/eller borehullprosessoren 193 er konfigurert til å utføre visse framgangsmåter (diskutert nedenfor) som ikke er kjent teknikk.

[0025] Fig. 2 viser en kjerneoppdagingsmodul 200 som kan inkorporeres i bunnhullsammenstilling 190, så som sammen med evalueringsfølerne 165 i henhold til én utførelsesform av den foreliggende oppfinnelsen. Kjerneoppdagingsmodulen 200 kan omfatte én eller flere følere 210, 220 konfigurert til å oppdage kjernestråling anbrakt langs en borekrage 230. Den ene eller de flere kjernestrålingsfølerne 210, 220 kan være plassert i ulike avstander langs borekragen 230 unna en nøytronkilde 240. Når nøytronkilden 240 slås på, kan utsendte nøytroner generere radionuklider i borekragen 230. Borekragen 230 kan da fungere som en gammastrålingskilde. Når nøytronkilden 240 slås av og etter at forsinkede nøytronutsendinger har stanset, kan borekragen 230 fortsatt sende ut kjernestråling 250 i jordformasjonen 195. Vekselvirkningen mellom kjernestrålingen 250 og jordformasjonen 195 kan føre til en kjernestrålingsreaksjon 260 fra formasjonen. Kjernstråling 260 kan være følgen av gammastrålespredning hos jordformasjonen 195. Detektorene 210, 220 kan motta en kjernestrålingsreaksjon 250 fra borekragen 230 og kjernestråling 260 fra jordformasjonen 195. Akkumuleringen av radionuklider i borekragen 230 er bare ekseplarisk og illustrerende, ettersom andre komponenter i bunnhullsammenstillingen 190 kan akkumulere radionuklider, inkludert komponenter som ikke inneholder jern-56. I noen utførelsesformer kan kjerneoppdagingsmodulen 200 ikke omfatte noen nøytronkilde 240, og radionuklidene i borekragen 230 kan genereres ved nøytronbestråling med en annen nøytronkilde som befinner seg i borehullet 126 eller på overflaten.

[0026] Fig. 3 viser et flytskjema 300 for å estimere minst én interesseparameter ved jordformasjonen i henhold til én utførelsesform av den foreliggende oppfinnelsen. I trinn 310 kan nøytronkilde 240 slås på for å eksponere minst en del av borekragen 230 for nøytronstråling. I trinn 320 bygges radionuklider opp i borekragen 230 under nøytronbestråling. Oppbyggingen av radionuklider kan finne sted over én eller flere nøytronbestrålingssykluser. I trinn 330 kan nøytronkilden slås av. I trinn 340 kan borekragen 230 eksponere jordformasjonen 195 for kjernestrålingsuts endelser 250 på grunn av radionuklidene. I trinn 350 kan vekselvirkning mellom kjernestrålingsutsendelsene 250 og jordformasjonen 195 føre til kjernestrålingsreaksjon 260 fra jordformasjon 195. I trinn 360 kan én eller flere kjernestrålingsfølere 210, 220 generere signaler som reaksjon på oppdagede kjernestrålingsutsendelser 250 og spredt kjernestråling 260. I trinn 370 kan signalene som representerer kjernestråling 250, 260 separeres i kjernestrålingskomponenter tilknyttet hver av radionuklidene. I trinn 380 kan en interesseparameter hos formasjonen estimeres ved hjelp av informasjon om minst én kjernestrålingskomponent av jordformasjonen 195. I noen utførelsesformer kan trinnene 310-330 utføres ved overflaten før kjerneoppdagingsmodulen 200 anbringes i borehullet 26, og bestrålingen av borekragen 230 kan utføres ved hjelp av en annen nøytronkilde.

[0027] Nøytronkilde 240 kan være en hvilken som helst nøytrongenerator, inkludert, men ikke begrenset til, en pulset nøytrongenerator og en kjemisk nøytronkilde. Kjernestrålingsfølerne 210, 220 kan omfatte detektorer konfigurert til å oppdage gammastråler. I noen utførelsesformer kan den minst ene interesseparameteren omfatte tetthet. I noen utførelsesformer kan separasjon i kjernestrålingskomponenter omfatte å anvende en modell. Modellen kan omfatte, men er ikke begrenset til, (i) en matematisk likning, (ii) en algoritme, (iii) en energispekterdekonvolusjonsteknikk, (iv) en energispekterstrippingteknikk, (v) en energispektervinduteknikk, (vi) en tidsspekterdekonvolusjonsteknikk, (vii) en tidsspektervinduteknikk, eller en kombinasjon av dette.

[0028] Fig. 4 viser et sett med kurver som indikerer en oppbygging av flere radionuklider som kan påtreffes under kjernelogging. Som vist når kurven 400 for mangan-56, som er et biprodukt av jern-56 og nøytronreaksjoner, en asymptotisk verdi rundt 10 t. Radionuklidene kan danne en gammastrålekilde. Gammastrålekilden kan brukes til å estimere tettheten i j ordformasj onen.

[0029] Fig. 5 viser et sett med kurver som indikerer oppbyggingen av gammastråletellinger oppdaget, som tre ulike detektoravstander fra en nøytronkilde, på grunn av aktivering av nuklider over tid. Kurve 510 representerer en gammastråletelling fra en detektor nærmest nøytronkilden. Kurve 520 representerer en gammastråletelling fra en midtre detektor. Kurve 530 representerer en gammastråletelling fra en detektor lengst unna nøytronkilden. I dette eksempelet kan bakgrunnsnøytronstråling observeres fra et verktøy der en pulset nøytrongenerator har operert i flere timer. Det kan observeres at den gradvise oppbyggingen av kjernestrålingstellinger kan nærme seg en asymptotisk verdi rundt 10 timer. Senkningen 540 i kurvene 510, 520, 530 kan indikere perioden der nøytronkilden kan slås av. Selv når den pulsede nøytrongeneratoren er av, oppdages fotoner av strålingsfølerne 210, 220. De oppdagede fotonene kan komme fra verktøyet og verktøyets komponenter, så som en borekrage. Når verktøyet har en stor krage med høyt jerninnhold, kan nøytronaktiveringen få et betydelig antall gammafotoner til å sendes ut i det tredje tidssteget.

[0030] Fig. 6 viser et skjema med et eksempel på strålingsinf ormasj on før og etter separasjon i en mengde strålingskomponenter. Kurve 600 kan representere et signal generert fra minst én strålingsdetektor før separasjon. Kurvene 610, 620 kan representere to strålingskomponenter som svarer til to radionuklider (radionuklide A og radionuklide B) som kan realiseres ved separasjon. I dette eksempelet kan separasjonen utføres ved hjelp av tidsspekterdekonvolusjon, som er én ikke-begrensende teknikk som kan brukes i en modell for å separere strålingsinformasjonen i en mengde strålingskomponenter. Kurvene 600, 610, 620 kan representeres som:

der N( t) er kjernetetthetsverdien over tid estimert av den minst ene strålingsdetektoren og representert i kurve 600, Na er kjernetettheten hos radionuklide A ved t=0, Nb er kjernetettheten hos radionuklide A ved t=0, Åa er desintegreringskonstanten hos radionuklide A, Xber

desintegreringskonstanten hos radionuklide A, og t er tid. Dermed kan Nac" V matematisk uttrykke kurve 610 og Nse" V matematisk uttrykke kurve 620.

[0031] Tetthetsendringen over tid for radionuklidene A og B kan skrives som:

der N]og N2er kjernetetthetene (på kurve 600) ved tidene h og t2 .

Ved hjelp av verdiene for Ni, N2, h og h fra kurve 600 kan strålingsbidragene for radionuklidene A og B separeres i kurvene 610, 620, som kan representeres som henholdsvis Na (f) = Nac" V og Nb ( t) = Nse" V- Selv om dette eksempelet viser separasjonene av strålingsinf ormasj on i to strålingskomponenter, begrenser dette på ingen måte antallet strålingskomponenter som kan separeres ut fra strålingsinf ormasj onen.

[0032] Som vist i fig. 7 kan visse utførelsesformer av den foreliggende oppfinnelsen implementeres i et maskinvaremiljø som omfatter en informasjonsprosessor 700, et informasjonslagringsmedium 710, en inngangsenhet 720, prosessorminne 730, og kan omfatte perifert informasjonslagringsmedium 740. Maskinvaremiljøet kan være i veggen, på riggen, eller på et eksternt sted. Dessuten kan de ulike komponentene i maskinvaremiljøet fordeles blant disse lokalitetene. Inngangsenheten 720 kan være en hvilken som helst informasjonsleser eller brukerinnmatingsenhet, så som datakortleser, tastatur, USB-port osv. Inf ormasj onslagringsmediet 710 lagrer informasjon tilveiebrakt av detektorene. Informasjonslagringsmedium 710 kan være en hvilken som helst standard datalagringsenhet, så som en ROM, et USB-minne, en minnepinne, harddisk, uttakbar RAM, EPROM, EAROM, EEPROM, flashminner og optiske disker eller annet vanlig brukt minnelagringssystem kjent for den vanlige fagpersonen, inkludert Internett-basert lagring. Informasjonslagringsmedium 710 lagrer et program som når det eksekveres, får informasjonsprosessoren 700 til å eksekvere den beskrevne framgangsmåten. Informasjonslagringsmedium 710 kan også lagre formasjonsinformasjonen tilveiebrakt av brukeren, eller formasjonsinformasjonen kan lagres i et perifert informasjonslagringsmedium 740, som kan være en hvilken som helst standard datalagringsenhet, så som et USB-minne, en minnepinne, harddisk, uttakbar RAM, eller annet vanlig brukt minnelagringssystem kjent for den vanlige fagpersonen, inkludert Internett-basert lagring. Informasjonsprosessor 700 kan være en hvilken som helst form for datamaskin eller matematisk behandlingsmaskinvare, inkludert Internett-basert maskinvare. Når programmet lastes fra informasjonslagringsmedium 710 til prosessorminne 730 (f.eks. datamaskinens RAM), får programmet, når det eksekveres, informasjonsprosessor 700 til å hente ut detektorinformasj on fra enten informasjonslagringsmedium 710 eller perifert informasjonslagringsmedium 740 og behandle informasjonen for å estimere en interesseparameter. Informasjonsprosessor 700 kan befinne seg på overflaten eller nede i borehullet.

[0033] Selv om den foregående beskrivelsen er rettet mot utførelsesformer av oppfinnelsen i én modus, vil ulike modifikasjoner være åpenbare for fagpersonen. Det er meningen at den foregående beskrivelsen skal omfatte alle variasjoner.

Claims

1. Framgangsmåte for å estimere minst én interesseparameter ved et interessevolum i en jordformasjon, som omfatter: å estimere den minst ene interesseparameteren ved hjelp av en reaksjon fra interessevolumet på stråling fra minst én radionuklide på en bærer i et borehull i jordformasjonen, der den minst ene radionukliden genereres ved nøytronbestråling.

2. Framgangsmåte i henhold til krav 1, der den aktiverte strålingskilden i det minste er en del av et hus tilhørende et borehullverktøy.

3. Framgangsmåte i henhold til krav 1, der den minst ene interesseparameteren omfatter minst én av: (i) tetthet, (ii) porøsitet, og (iii) fluidmetning i interessevolumet.

4. Framgangsmåte i henhold til krav 1, der reaksjonen omfatter gammastråler.

5. Framgangsmåte i henhold til krav 1, der den minst ene radionukliden omfatter mangan-56:

6. Framgangsmåte i henhold til krav 1, som ytterligere omfatter: å generere den minst ene radionukliden ved hjelp av en nøytronkilde.

7. Framgangsmåte i henhold til krav 6, der nøytronkilden omfatter en pulset nøytrongenerator.

8. Framgangsmåte i henhold til krav 1, der reaksjonen estimeres når en nøytronfluks i interessevolumet er vesentlig null.

9. Framgangsmåte i henhold til krav 1, som ytterligere omfatter: å generere informasjon tilknyttet reaksjonen ved hjelp av en føler i et borehull i j ordf ormasj onen.

10. Framgangsmåte i henhold til krav 9, som ytterligere omfatter: å separere informasjonen i en mengde strålingskomponenter ved hjelp av en modell.

11. Framgangsmåte i henhold til krav 10, der minst én av mengden strålingskomponenter omfatter en tidsdesintegrasjon.

12. Framgangsmåte i henhold til krav 10, der modellen omfatter minst én av: (i) en matematisk likning, (ii) en algoritme, (iii) en energispekterdekonvolusjonsteknikk, (iv) en strippingteknikk, (v) en energispektervinduteknikk, (vi) en tidsspekterdekonvolusjonsteknikk, og (vii) en tidsspektervinduteknikk.

13. Framgangsmåte i henhold til krav 1, der det å estimere den minst ene interesseparameteren omfatter en tidsdesintegrasjonsmålingsteknikk.

14. Framgangsmåte i henhold til krav 1, som ytterligere omfatter: å føre den minst ene radionukliden ned i borehullet.

15. Anordning for å estimere minst én interesseparameter ved et interessevolum i en jordformasjon, som omfatter: en bærer konfigurert til å føres ned i et borehull i jordformasjonen; minst én radionuklide anbrakt på bæreren; og en føler konfigurert til å produsere et signal som indikerer en reaksjon hos interessevolumet på den minst ene radionukliden.

16. Anordning i henhold til krav 15, der den minst ene radionukliden i det minste er en del av et hus tilhørende et borehullverktøy.

17. Anordning i henhold til krav 15, der reaksjonen omfatter gammastråler.

18. Anordning i henhold til krav 15, der den minst ene radionukliden omfatter mangan-56:

19. Anordning i henhold til krav 15, som ytterligere omfatter: en nøytronkilde konfigurert til å generere den minst ene radionukliden.

20. Anordning i henhold til krav 19, der nøytronkilden omfatter en pulset nøytrongenerator.

21. Anordning i henhold til krav 19, der reaksjonen estimeres når en nøytronfluks i interessevolumet er vesentlig null.

22. Anordning i henhold til krav 15, som ytterligere omfatter: en prosessor konfigurert til å estimere den minst ene interesseparameteren ved hjelp av signalet. Anordning i henhold til krav 22, der den minst ene interesseparameteren er interessevolumets tetthet.

23. Ikke-transitorisk datamaskinlesbart medieprodukt som har instruksjoner i seg som når de eksekveres, får minst én prosessor til å utføre en framgangsmåte, der framgangsmåten omfatter: å estimere den minst ene interesseparameteren ved hjelp av en reaksjon fra interessevolumet på stråling fra minst én radionuklide på en bærer i et borehull i jordformasjonen, der den minst ene radionukliden genereres ved nøytronbestråling.

24. Ikke-transitorisk datamaskinlesbart medieprodukt i henhold til krav 24, som ytterligere omfatter minst én av (i) en ROM, (ii) en EPROM, (iii) en EEPROM, (iv) et flash-minne, og (v) en optisk disk.