NO20131485A1 - Måling av formasjonsporøsitet ved bruk av en enkelt gammastråledetektor - Google Patents

Måling av formasjonsporøsitet ved bruk av en enkelt gammastråledetektor Download PDF

Info

Publication number
NO20131485A1
NO20131485A1 NO20131485A NO20131485A NO20131485A1 NO 20131485 A1 NO20131485 A1 NO 20131485A1 NO 20131485 A NO20131485 A NO 20131485A NO 20131485 A NO20131485 A NO 20131485A NO 20131485 A1 NO20131485 A1 NO 20131485A1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
formation
porosity
gamma rays
absorbing material
ray detector
Prior art date
Application number
NO20131485A
Other languages
English (en)
Other versions
NO344676B1 (no
Inventor
Alexandr A Vinokurov
Anton Nikitin
Original Assignee
Baker Hughes Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Baker Hughes Inc filed Critical Baker Hughes Inc
Publication of NO20131485A1 publication Critical patent/NO20131485A1/no
Publication of NO344676B1 publication Critical patent/NO344676B1/no

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V5/00—Prospecting or detecting by the use of ionising radiation, e.g. of natural or induced radioactivity
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V5/00—Prospecting or detecting by the use of ionising radiation, e.g. of natural or induced radioactivity
    • G01V5/04—Prospecting or detecting by the use of ionising radiation, e.g. of natural or induced radioactivity specially adapted for well-logging
    • G01V5/08—Prospecting or detecting by the use of ionising radiation, e.g. of natural or induced radioactivity specially adapted for well-logging using primary nuclear radiation sources or X-rays
    • G01V5/10—Prospecting or detecting by the use of ionising radiation, e.g. of natural or induced radioactivity specially adapted for well-logging using primary nuclear radiation sources or X-rays using neutron sources
    • G01V5/101—Prospecting or detecting by the use of ionising radiation, e.g. of natural or induced radioactivity specially adapted for well-logging using primary nuclear radiation sources or X-rays using neutron sources and detecting the secondary Y-rays produced in the surrounding layers of the bore hole
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/02—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
    • G01N23/06—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and measuring the absorption
    • G01N23/09—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and measuring the absorption the radiation being neutrons
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/24—Earth materials
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V5/00—Prospecting or detecting by the use of ionising radiation, e.g. of natural or induced radioactivity
    • G01V5/04—Prospecting or detecting by the use of ionising radiation, e.g. of natural or induced radioactivity specially adapted for well-logging
    • G01V5/08—Prospecting or detecting by the use of ionising radiation, e.g. of natural or induced radioactivity specially adapted for well-logging using primary nuclear radiation sources or X-rays
    • G01V5/12—Prospecting or detecting by the use of ionising radiation, e.g. of natural or induced radioactivity specially adapted for well-logging using primary nuclear radiation sources or X-rays using gamma or X-ray sources
    • G01V5/125—Prospecting or detecting by the use of ionising radiation, e.g. of natural or induced radioactivity specially adapted for well-logging using primary nuclear radiation sources or X-rays using gamma or X-ray sources and detecting the secondary gamma- or X-rays in different places along the bore hole

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

En pulset nøytronkilde anvendes i et porøsitetsloggeverktøy med én enkelt gammastråledetektor belagt med et nøytronabsorberende materiale. Ved å anvende et forhold mellom spektraltoppen knyttet til hydrogen og en spektraltopp knyttet til det nøytronabsorberende materialet estimeres formasjonsporøsiteten.

Description

BAKGRUNN FOR OPPFINNELSEN
[0001] Denne oppfinnelsen vedrører generelt verktøy for logging av olje- og gassbrønner. Mer spesielt vedrører denne oppfinnelsen verktøy for måling av porøsitet i bergartsformasjoner ved hjelp av gammastrålesignaler som dannes når nøytroner utsendt av en pulset nøytronkilde vekselvirker med materialene rundt verktøyet og med materialet i selve verktøyet. Denne oppfinnelsen vedrører et nøytronporøsitetsverktøy som anvender én enkelt gammastråledetektor dekket med nøytronabsorberende materiale, så som isotopen B<10>, for porøsitets-målingene.
[0002] Ved produksjon av petroleum og hydrokarbon kan det være ønskelig å kjenne porøsiteten til undergrunnsformasjonen som inneholder hydrokarbon-reservene. Kunnskap om porøsitet kan anvendes for å beregne oljemetningen og således volumet av olje som forefinnes i reservoaret. Kunnskap om nøyaktige porøsitetsverdier er spesielt nyttig i eldre oljebrønner hvor porøsitetsinformasjon avledet fra åpenhulls porøsitetslogger enten er utilstrekkelig eller ikke finnes. Denne porøsitetsinformasjonen er nyttig for å bestemme gjenværende olje i reservoaret og for å avgjøre om den gjenværende oljen i reservoaret rettferdig-gjør bruk av metoder for å øke utvinningen. Porøsitetsinformasjon er også nyttig for å identifisere oppihulls gass-soner og skjelne mellom lavporøsitets væske og gass.
[0003] Det finnes en rekke forskjellige verktøy som gjør det mulig å bestemme reservoarets porøsitet. De fleste av disse verktøyene er virkningsfulle for å bestemme reservoarets porøsitet rundt brønnhullet hvor verktøyet kjøres. Det finnes anordninger kan anvendes med forede hull så vel som med åpne hull. Et fellestrekk ved disse kjente verktøyene er nødvendigheten av å ha minst to nøytrondetektorer. Foreliggende oppfinnelse er rettet mot et verktøy der én enkelt gammastråledetektor blir anvendt for å estimere formasjonsporøsitet.
SAMMENFATNING AV OPPFINNELSEN
[0004] En utførelsesform av oppfinnelsen er en fremgangsmåte for evaluering av en grunnformasjon. Fremgangsmåten omfatter å: frembringe en angivelse av porøsitet i grunnformasjonen ved hjelp av gammastråler målt av én enkelt gammastråledetektor, hvor grunnformasjonen har blitt bestrålt av en nøytronkilde og gammastråledetektoren er belagt med et nøytronabsorberende materiale.
[0005] En annen utførelsesform av oppfinnelsen er et apparat innrettet for å evaluere en undergrunnsformasjon innenfra et brønnhull. Apparatet innbefatter: en pulset nøytronkilde innrettet for å bli fraktet i brønnhullet og bestråle grunnformasjonen; én enkelt gammastråledetektor belagt med et nøytronabsorberende materiale og innrettet for å måle gammastråler generert som følge av bestrålingen; og en prosessor innrettet for å anvende de målte gammastrålene for å frembringe en angivelse av en porøsitet i grunnformasjonen.
[0006] En annen utførelsesform av oppfinnelsen er et ikke-volatilt datamaskinlesbart mediumprodukt som inneholder instruksjoner som når de leses av en prosessor, bevirker prosessoren til å utføre en fremgangsmåte, fremgangsmåten omfattende å frembringe en angivelse av en porøsitet i en grunnformasjon ved hjelp av gammastråler målt av én enkelt gammastråledetektor, hvor grunnformasjonen har blitt bestrålt av en nøytronkilde og den ene gammastråledetektoren er belagt med et nøytronabsorberende materiale.
KORT BESKRIVELSE AV FIGURENE
[0007] Foreliggende oppfinnelse vil best forstås ved å henvise til de vedlagte figurene, der like henvisningstall henviser til like elementer og der: Figur 1 er et skjematisk oversiktsdiagram av kjernebrønnloggings-systemet ifølge foreliggende oppfinnelse; Figur 2 illustrerer en kjent fremgangsmåte for bestemmelse av formasjonsporøsitet ved hjelp av to nøytrondetektorer; Figur 3 illustrerer en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse der én enkelt gammastråledetektor med en kledning av B<10>blir anvendt; Figur 4 viser et eksempel på et innfangningsgammastrålespektrum målt av en nær (SS) detektor med en kledning av B<10>og en fjern (LS) detektor med en kledning av B<10>; Figur 5 viser et plott av forholdet RBtoHmellom "B"-maksimalintensiteten og H-maksimalintensiteten for kalkstein med forskjellig porøsitet; Figur 6 viser et plott av forholdet RBtoHmellom "B"-maksimalintensiteten og H-maksimalintensiteten for sandstein med forskjellig porøsitet; og Figur 7 viser et plott av forholdet RBtoHmellom "B"-maksimalintensiteten og H-maksimalintensiteten for en tett kalkstein som funksjon av borehullsdiameter.
DETALJERT BESKRIVELSE AV OPPFINNELSEN
[0008] Systemet vist i figur 1 er et system for logging basert på bruk av en pulset nøytrongenerator ifølge foreliggende oppfinnelse. En brønn 10 gjennomtrenger jordens overflate og kan, men trenger ikke være foret avhengig av den spesifikke brønnen som undersøkes. Inne i brønnen 10 er det utplassert et nedihulls brønnloggingsinstrument 12. Systemet illustrert i figur 1 er et mikroprosessor-basert kjernebrønnloggingssystem som anvender flerkanals skalaanalyse for å bestemme tidsfordelingene av de detekterte gammastrålene. I kjent teknikk innbefatter brønnloggingsinstrumentet 12 en XLS-(eXtra-Long Spaced)-detektor 17, en LS-(Long-Spaced)-detektor 14, en SS-(Short-Spaced)-detektor 16 og en pulset nøytronkilde 18. Prinsippene i loggingen vil først bli beskrevet med hensyn til denne kjente teknikken. I én utførelsesform av foreliggende oppfinnelse, som vil bli beskrevet nedenfor, anvendes kun én enkelt detektor. I kjent teknikk består XLS-, LS- og SS-detektorene 17,14 og 16 av et passende materiale, så som vismut-germanat-(BGO)-krystaller eller natriumjodid (Nal) koblet til foto-multiplikatorrør. For å beskytte detektorsystemene mot de høye temperaturene som møtes i borehull kan detektorsystemet være anordnet i en Dewar-type flaske. Denne spesifikke kilde- og flaskeløsningen er kun et eksempel, og skal ikke forstås som en begrensning. I én utførelsesform av oppfinnelsen omfatter kilden 18 videre en pulset nøytronkilde som anvender en D-T-reaksjon, hvor deuteriumioner akselereres inn i et tritium-mål og med det genererer nøytroner med energier på omtrent 14 MeV. Denne bestemte typen kilde er kun ment som et eksempel og skal ikke forstås som en begrensning. Glødestrømmen og akseleratorspenningen tilføres til kilden 18 gjennom en kraftforsyning 15. En kabel 20 henger opp instrumentet 12 i brønnen 10 og inneholder de nødvendige ledere for elektrisk sammenkobling av instrumentet 12 med apparatet på over-flaten. Anordningen av den enkeltstående detektoren i foreliggende oppfinnelse vil bli beskrevet nærmere nedenfor.
[0009] Utmatingene fra XLS-, LS- og SS-detektorene 17, 14 og 16 kan være koblet til et detektorkort 22, som kan forsterke disse utmatingene og sammenlikner dem med et justerbart diskriminatornivå for gjennomgang til en kanal-generator 26. Kanalgeneratoren 26 kan være en komponent i en flerkanalskala-(MCS - Multi-Channel Scale)-enhet 24 som videre innbefatter en spektrum-akkumulator 28 og en sentralprosesseringsenhet (CPU) 30. MCS-enheten 24 akkumulerer spektraldata i spektrumakkumulatoren 28 ved å anvende et kanalnummer generert av kanalgeneratoren 26 og assosiert med en puls som en adresse til et minnelagringssted. Etter at alle kanalene har fått sine data akkumulert, leser CPU 30 spekteret, eller en samling av data fra alle kanalene, og sender dataene til et modem 32 som er koblet til kabelen 20 for overføring av dataene over en kommunikasjonsforbindelse til overflateapparatet. Kanalgeneratoren 26 genererer også synkroniseringssignaler som styrer puls-frekvensen til kilden 18, og ytterligere funksjoner i CPU 30 gjennom kommunikasjon av styrekommandoer som definerer bestemte driftsparametere for instrumentet 12, herunder diskriminatornivåene til detektorkortet 22 og glødestrømmen og akseleratorspenningen som tilføres til kilden 18 av kraft-forsyningen 15.
[0010] Overflateapparatet kan innbefatte en masterstyringsenhet 34 koblet til kabelen 20 for å hente ut data fra instrumentet 12 og for å sende kommando-signalertil instrumentet 12. Masterstyringsenheten 34 kan innbefatte en prosessor. I noen utførelsesformer kan prosessoren være atskilt fra masterstyringsenheten 34. Overflateapparatet kan innbefatte en dybdestyringsenhet 36 som kan være innrettet for å gi signaler til masterstyringsenheten 34 som angir bevegelsen til instrumentet 12 inne i brønnen 10. Systemoperatøren kan aksessere masterstyringsenheten 34 for å la systemoperatøren gi valgt
innmating for loggeoperasjonen som skal utføres av systemet. En fremvisnings-enhet 40 og en masselagringsenhet 44 er også koblet til masterstyringsenheten 34. Hovedformålet med fremvisningsenheten 40 er å gi visuelle angivelser av de genererte loggdataene samt systemdriftsdata. Lagringsenheten 44 er tilveiebragt for lagring av loggdata generert av systemet og for fremhenting av lagrede data og systemdriftsprogrammer. En satellittforbindelse kan være tilveiebragt for å sende ut data og/eller motta instruksjoner fra en fjernlokasjon.
[0011] I en brønnloggingsoperasjon, så som den illustrert av figur 1, sender masterstyringsenheten 34 innledningsvis systemdriftsprogrammer og kommandosignaler som skal kjøres/iverksettes av CPU 30, der disse programmene og signalene er knyttet til den aktuelle brønnloggingsoperasjonen. Instrumentet 12 blir så bevirket til å bevege seg gjennom brønnen 10 på en tradisjonell måte, mens kilden 18 pulseres som reaksjon på synkroniserings-signalerfra kanalgeneratoren 26. Kilden 18 pulseres typisk med en frekvens på 1000 utbrudd/sekund (1 KHz). Dette gjør i sin tur at et utbrudd av høyenerginøytroner i størrelsesorden 14 MeV sendes inn i den omkringliggende formasjonen som skal undersøkes. Denne populasjonen av høyenerginøytroner som sendes inn i formasjonen vil forårsake generering av gammastråler i formasjonen som ved ulike tidspunkter vil treffe XLS-, LS- og SS-detektorene 17, 14 og 16. Etter hvert som hver gammastråle således treffer krystall-fotomultiplikatorrøranordningen i detektorene 17,14 og 16 kan en spenningspuls med en amplitude som er relatert til energien i den aktuelle gammastrålen bli levert til detektorkortet 22. Det minnes om at detektorkortet 22 forsterker hver puls og sammenlikner den med et justerbart diskriminatornivå, typisk satt til en verdi svarende til omtrent 100 KeV. Dersom en puls har en amplitude svarende til en energi på minst omtrent 100 KeV, blir spenningspulsen omdannet til et digitalt signal og sendt videre til kanalgeneratoren 26 i MCS-enheten 24. Høyenerginøytronene utsendt av kilden skaper gammastrålesignaler gjennom uelastisk spredning. Nøytroner utsendt av kilden vekselvirker også med kjerner i den omkringliggende formasjonen gjennom elastisk spredning, og taper energi som følge av dette. Når nøytronenergien blir av størrelsesorden kT etter flere elastiske vekselvirkninger, kan disse termaliserte nøytronene bli fanget inn av kjerner i materialet rundt og innfangningsgammastråler kan bli sendt ut. Gamma-strålespekteret som måles av verktøyet beskrevet over mellom 2 nøytronutbrudd er hovedsakelig bestående av gammastråler utsendt ved innfangningsreaksjoner og kalles innfangningsgammastrålespekteret.
[0012] I tillegg, som vil være kjent for fagmannen, kan mange av funksjonene til komponentene beskrevet i forbindelse med figur 1 bli utført av en prosessor. Det skal også bemerkes at systemet beskrevet i figur 1 involverer transport av loggeanordningen 12 inn i brønnen 10 på en kabel. Imidlertid er det tenkelig at loggeanordningen 12 kan være del av en måling-under-boring-(MWD)-bunnhullsenhet som fraktes inn i borehullet av et borerør, så som en borestreng eller kveilrør. Videre skal det bemerkes at figur 1 illustrerer et verktøy i et åpent hull. Fremgangsmåten og apparatet er like velegnet for bruk i forede hull.
[0013] Med støtte i figur 2 vil prinsippene til en kjent anordning for porøsitets-måling bli beskrevet. Anordningen innbefatter en kilde for hurtige nøytroner 18, som enten kan være en kjemisk nøytronkilde eller en pulset nøytrongenerator. Anordningen har en nær (SS) nøytrondetektor 16 i en avstand Zi fra kilden 18 og en fjern (LS) nøytrondetektor 14 i en avstand Z2fra kilden 18. Disse detektorene 14,16 utfører målingene av hovedsakelig termisk nøytron-komponent av
nøytronfluks som går gjennom arealene 216 (for SS-detektoren) og 214 (for LS-detektoren), og denne komponenten er proporsjonal med telleraten målt av hver
detektor. Forholdet mellom tellerater målt av SS- og LS-detektorene anvendes for å bestemme formasjonsporøsitet. Dette forholdet R kan beskrives av formelen:
hvor
R - forholdet mellom tellerater;
CRxx- tellerate;
FTNxx- fluks av nøytroner som går gjennom detektoren;
n( zx) - konsentrasjon av termiske nøytroner i punktet Zx; og /(p) - formasjonsporøsitetsfunksjon.
[0014] Figur 3 viser en illustrasjon av anordningen ifølge én utførelsesform av foreliggende oppfinnelse. Verktøyet 12 innbefatter kilde for hurtige nøytroner 18, så som en pulset nøytrongenerator. Gammastråledetektoren 314 står i en avstand Zofra kilden 18. Detektoren 314 er dekket av et B<10->lag 316 som er tykt nok til å absorbere mer enn 99% av termiske nøytroner som passerer gjennom detektoren. Nøytron - B<10->reaksjonen beskrives av (2);
hvor totalverdien til reaksjonstverrsnittet a er for de termiske nøytronene med energi En = 0,025 eV.
[0015] Reaksjonen (2) forårsaker utsending av gammastråler med EY=0,478 MeV. Som følge av dette inneholder innfangningsgammastrålespekteret målt av detektoren 314 i et slikt verktøy "bor"-toppen ved~0,5 MeV, som er en superposisjon av to topper - selve bor-toppen som følge av gammastråler produsert av reaksjonen (2), med energi EY=0,478 MeV, og toppen som er som følge av gammastråler med energi EY=0,511 MeV generert av positroner med opphav fra inne i detektoren (se figur 4). Dette innfangningsspekteret inneholder også en hydrogentopp ved 2,222 MeV (se figur 4), som er en følge av innfangningsvekselvirkning mellom hydrogenkjerner og termiske nøytroner som forårsaker avgivelse av gammastråler med energi EY=2,222 MeV.
[0016] Intensiteten til selve bor-toppen, komponenten av den observerte "B"-toppen som er som følge av gammastråler med energi 0,478 MeV, er proporsjonal med den termiske nøytronfluksen som passerer gjennom gammastråledetektoroverflaten dekket med isotopen B<10>: hvor S er gammastråledetektorens responsfunksjon. Intensiteten til den observerte toppen i spekteret ("B"-toppen) kan beskrives ved:
hvor I05U er intensiteten til komponenten som er som følge av gammastråler med energi 0,511 MeV.
Intensiteten til denne komponenten kan beskrives ved:
hvor
y( f, E" ) er fordelingen av gammastråler i TBF-(verktøy-borehull-formasjon)-systemet dannet av vekselvirkningen mellom termiske nøytroner i den termiske nøytronskyen dannet i TBF-systemet av pulsen av hurtige nøytroner utsendt av den pulsede nøytrongeneratoren med materialet i TBF-systemet;
<jpp( Er')er sannsynligheten for en gammastråle som kommer til detektoren med energi Er ' for å skape elektron-positron-par;
gammagruppefluks dannet av Compton-spredning i systemet;
<7r(r') er systemets gammastråleadsorpsjonskoeffisient; og aComp er systemets Compton-spredningskoeffisient for gammastråler.
For (5) sammenfaller sentrum av koordinatsystemet med senteret til gammastråledetektoren.
[0017] Intensiteten til hydrogentoppen beskrives av:
Her er y( f, Er = 2. 2Mev) fluksen av gammastråler med Ey = 2. 2MeV med opphav i punktet r som følge av innfangningsvekselvirkning av termiske nøytroner med hydrogenkjerner i dette punktet. Denne parameteren er proporsjonal med konsentrasjonen av termiske nøytroner n ( r) i det samme punktet:
hvor nH( f) er fordelingen av hydrogenkjerner i TBF-systemet.
Til nullte ordens tilnærming, antatt at gammastrålespredningsegenskaper ved TBF-systemet endrer seg med f mye langsommere enn n( f) gjør, kan det relative forholdet mellom intensitene til "bor"- og hydrogentoppen i innfangningsgammastrålespekteret målt av verktøyet vist i figur 3 beskrives som: hvor A, B og C er konstanter. Siden fordelingen av termiske nøytroner i TBF-systemet defineres av formasjonsporøsiteten, er følgende uttrykk gyldig:
hvor g( p) - funksjon avhengig av formasjonsporøsitet som kan ha som parametere slike parametere fra TBF-systemet som litologien til formasjonen, borehullsdiameter og annet. Ved å måle innfangningsgammastrålespekteret ved anvendelse av verktøyet illustrert i figur 3 kan således formasjonsporøsiteten finnes fra forholdet RBtoHmellom intensitetene til "B"-toppen og H-toppen.
[0018] I figur 4 er innfangningsgammastrålespektre vist for målinger i en vann-tank gjort av en modifisert anordning i forhold til den vist i figur 1, hvor gamma-stråledetektorene hadde et belegg av B<10>. Abscissen er kanalnummeret. Kurven 401 svarer til spekteret målt av LS-detektoren mens kurven 403 svarer til spekteret målt av SS-detektoren. 405 angir posisjonen til "B"-toppen ved omtrent 0,5 MeV, mens 409 angir H-toppen ved omtrent 2,222 MeV.
[0019] For å demonstrere gyldigheten av fremgangsmåten beskrevet over ble målinger utført i blokker av kalkstein og sandstein ved anvendelse av verktøyet vist i figur 1 med modifiserte detektorer anvendt for å gjøre vanntankmålingene vist i figur 4. Vist i figur 5 er forholdene RetoHmellom "B"-maksimalintensiteten og H-maksimalintensiteten for kalkstein med forskjellig porøsitet. De to endepunktene (0% og 100%) svarer til tett kalkstein og vanntankmålinger. De mellomliggende punktene er for Austin-kritt med 27% porøsitet og en Indiana-kalkstein med 19% porøsitet. Over det området av porøsiteter som kan forventes i praksis, fremviser kurven 501 for SS-målingene og kurven 503 for LS-målingene en rimelig lineær oppførsel som avtar med porøsitetsøkning.
[0020] Tilsvarende resultater er oppnådd fra målinger i sandstein. Vist i figur 6 er forholdene RetoHmellom "B"-maksimalintensiteten og H-maksimalintensiteten for sandstein med forskjellig porøsitet. De to endepunktene (0% og 100%) svarer til tett sandstein og vanntankmålinger. De mellomliggende punktene er for sandstein med 33 % porøsitet og sandstein med 18 % porøsitet. Over området av porøsiteter som kan forventes i praksis, utviser kurven 601 for SS-målingene og kurven 603 for LS-målingene nærvær av en porøsitetsavhengighet som er mer komplisert enn en enkel lineær avhengighet.
[0021] Intensitetene til "B"- og H-topper ble beregnet ved å integrere spektral-intensiteten i kanalintervallene (41;56) (B-topp) og (194;222) (H-topp) for SS-detektoren og (39;54) (B-topp) og (190;215) (H-topp) for LS-detektoren og subtrahere bakgrunnsintensiteten. Bakgrunnen ble tilnærmet med den rette linjen som kobler spektralpunktene i kantene av de motsvarende topp-intervallene. For dataene presentert i figurene 5-6 var borehullets diameter 4,76 cm (7-7/8 tommer).
[0022] De eksperimentelle resultatene vist i figurene 5-6 tyder på at forholdet RBtoHmellom "B"-maksimalintensiteten og H-maksimalintensiteten kan brukes til å estimere formasjonsporøsitet ved anvendelse av passende kalibreringskurver for formasjonene med forskjellige litologier.
[0023] I figur 7 er forholdene RStoHmellom "B"-maksimalintensiteten og H-maksimalintensiteten plottet for en kalkstein med null porøsitet for forskjellige borehullsdiametre, hvor kurven 701 er for SS-målingene og kurven 703 er for LS-målingene. Abscissen er den resiproke av hulldiameteren i tommer. Dette betyr at diameteren til borehullet bør innlemmes som en parameter i kalibreringen. Slik kalibrering for et område av borehullstørrelser, litologi og porøsitet er en rutinejobb for kabelanvendelser. For MWD-operasjoner kan borehullsdiameteren bli målt under boreoperasjoner, for eksempel med bruk av fremgangsmåten og apparatet vist i US-patentet 7,548,817 til Hassan. Som angitt i Hassan blir kalibermålinger gjort under rotasjon av en bunnhullsenhet behandlet for å estimere bunnhullsenhetens posisjon, samt borehullets størrelse og form. En stykkevis elliptisk kurvetilpasningsprosedyre kan bli anvendt. Disse estimatene kan bli anvendt for å korrigere målinger gjort av en "standoff-følsom formasjonsevalueringsføler, så som et nøytronporøsitetsverktøy. Kalibreringen som kan bli anvendt kan være et tabelloppslag eller kan være avledet fra resultater av en regresjon.
[0024] Behandlingen av målingene som gjøres i kabelanvendelser kan bli utført av en overflateprosessor 34, av en nedihullsprosessor eller ved en fjernlokasjon. Datainnsamlingen kan styres i hvert fall delvis av nedihullselektronikken. Implisitt i styringen og behandlingen av dataene er bruk av et dataprogram på et passende maskinlesbart medium som setter prosessorene i stand til å utføre styringen og prosesseringen. Det maskinlesbare mediet kan omfatte ROM, EPROM, EEPROM, flashminner og optiske platelagre / disker.
[0025] Selv om beskrivelsen over er rettet mot spesifikke utførelsesformer av oppfinnelsen, vil forskjellige modifikasjoner være åpenbare for fagmannen. Det er meningen at alle slike variasjoner innenfor rammen og idéen til de vedføyde kravene skal omfattes av beskrivelsen over.

Claims (12)

1. Fremgangsmåte for evaluering av en grunnformasjon, fremgangsmåten omfattende trinn med å: frembringe en angivelse av en porøsitet i grunnformasjonen ved bruk av gammastråler målt av én enkelt gammastråledetektor, hvor grunnformasjonen har blitt bestrålt av en nøytronkilde, og den ene gammastråledetektoren er belagt med et nøytronabsorberende materiale.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, videre omfattende trinnet med å anvende, som nøytronabsorberende materiale, B<10>.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor bruk av de målte gammastrålene videre omfatter følgende trinn: (i) estimering av et spektrum av de målte gammastrålene; og (ii) bruk av en første topp knyttet til det nøytronabsorberende materialet og en andre topp knyttet til hydrogenkjerner.
4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, videre omfattende trinnet med å anvende resultater fra et flertall kalibreringsmålinger.
5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, videre omfattende trinnet med å gjøre de flere kalibreringsmålingene over et flertall litologier, et flertall porøsiteter og et flertall brønnhullsdiametre.
6. Apparat innrettet for evaluering av en undergrunnsformasjon innenfra et brønnhull, omfattende: (a) en pulset nøytronkilde innrettet for å bli fraktet i brønnhullet og for å bestråle grunnformasjonen; (b) én enkelt gammastråledetektor belagt med et nøytronabsorberende materiale og innrettet for å måle gammastråler dannet som følge av bestrålingen; og (c) en prosessor innrettet for å: bruke de målte gammastrålene for å frembringe en angivelse av en porøsitet i grunnformasjonen.
7. Apparat ifølge krav 6, hvor det nøytronabsorberende materialet videre omfatter B10
8. Apparat ifølge krav 6, hvor prosessoren videre er innrettet for å bruke de målte gammastrålene ved å: (i) estimere et spektrum av de målte gammastrålene; og (ii) anvende en første topp knyttet til det nøytronabsorberende materialet og en andre topp knyttet til hydrogenkjerner.
9. Apparat ifølge krav 6, hvor prosessoren videre er innrettet for å anvende resultater fra et flertall kalibreringsmålinger.
10. Apparat ifølge krav 9, hvor de flere kalibreringsmålingene er innhentet over et flertall litologier, et flertall porøsiteter og et flertall brønnhullsdiametre.
11. Ikke-volatilt datamaskinlesbart mediumprodukt som inneholder instruksjoner som, når de leses av en prosessor, bevirker prosessoren til å utføre en fremgangsmåte, fremgangsmåten omfattende trinn med å: frembringe en angivelse av en porøsitet i en grunnformasjon ved bruk av gammastråler målt av én enkelt gammastråledetektor, hvor grunnformasjonen har blitt bestrålt av en nøytronkilde, og den ene gammastråledetektoren er belagt med et nøytronabsorberende materiale.
12. Ikke-volatilt datamaskinlesbart mediumprodukt ifølge krav 11, omfattende minst én av: (i) et ROM, (ii) et EPROM, (iii) et EEPROM, (iv) etflashminne og (v) et optisk platelager / disk.
NO20131485A 2011-06-22 2013-11-07 Måling av formasjonsporøsitet ved bruk av en enkelt gammastråledetektor NO344676B1 (no)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201161500039P 2011-06-22 2011-06-22
US13/527,000 US8847170B2 (en) 2011-06-22 2012-06-19 Measurement of formation porosity using a single gamma ray detector
PCT/US2012/043301 WO2012177732A2 (en) 2011-06-22 2012-06-20 Measurement of formation porosity using a single gamma ray detector

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NO20131485A1 true NO20131485A1 (no) 2013-11-15
NO344676B1 NO344676B1 (no) 2020-03-02

Family

ID=47360948

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20131485A NO344676B1 (no) 2011-06-22 2013-11-07 Måling av formasjonsporøsitet ved bruk av en enkelt gammastråledetektor
NO20131501A NO20131501A1 (no) 2011-06-22 2013-11-12 Fremgangsmåte ved beregning av formasjonsegenskaper

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20131501A NO20131501A1 (no) 2011-06-22 2013-11-12 Fremgangsmåte ved beregning av formasjonsegenskaper

Country Status (5)

Country Link
US (2) US20120326017A1 (no)
BR (2) BR112013032487A2 (no)
GB (2) GB2506557A (no)
NO (2) NO344676B1 (no)
WO (2) WO2012177682A2 (no)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015178872A2 (en) * 2013-05-30 2015-11-26 Halliburton Energy Services, Inc. Neutron tool with dual-purpose detector
US9885802B2 (en) 2013-10-01 2018-02-06 Baker Hughes, A Ge Company, Llc Downhole cement evalution using pulsed neutron measurements
US9472370B2 (en) * 2013-12-16 2016-10-18 Schlumberger Technology Corporation Neutron generator having multiple extractors with independently selectable potentials
EP2887104A1 (en) * 2013-12-23 2015-06-24 Services Pétroliers Schlumberger Neutron-absorbing gamma ray window in a downhole tool
BR112016028358A2 (pt) * 2014-07-07 2017-08-22 Halliburton Energy Services Inc método e sistema para a identificação de escama, e, método para a identificação e tratamento de escama.
US11906692B2 (en) * 2021-02-11 2024-02-20 China Petroleum & Chemical Corporation Nuclear logging tools and applications thereof
US11753926B2 (en) * 2021-07-01 2023-09-12 Saudi Arabian Oil Company Method and system for predicting caliper log data for descaled wells

Family Cites Families (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3219821A (en) * 1959-06-15 1965-11-23 Texaco Inc Radioactivity well logging for detecting hydrogen and chlorine
US3200251A (en) * 1961-07-07 1965-08-10 Well Surveys Inc Apparatus for neutron-neutron well logging
US3413470A (en) 1965-06-18 1968-11-26 Mobil Oil Corp Epithermal neutron and gamma ray detector
US3792253A (en) * 1970-09-24 1974-02-12 Commw Scient Ind Res Org Method and apparatus for detection of copper
US3772513A (en) * 1971-03-05 1973-11-13 Texaco Inc Radioactivity oil-water well logging utilizing neutron source
GB1543982A (en) * 1975-02-13 1979-04-11 Schlumberger Ltd Neutron borehole logging correction technique
US4005290A (en) * 1975-06-25 1977-01-25 Mobil Oil Corporation Neutron-neutron logging
US4092536A (en) * 1976-05-27 1978-05-30 Texaco Inc. Method for detecting cement voids or borehole washouts
US4122339A (en) 1977-04-20 1978-10-24 Texaco Inc. Earth formation pulsed neutron porosity logging system utilizing epithermal neutron and inelastic scattering gamma ray detectors
US4137450A (en) * 1977-06-13 1979-01-30 Dresser Industries, Inc. Dual detector pulsed neutron logging for providing indication of formation porosity
US4379228A (en) * 1980-10-10 1983-04-05 Mobil Oil Corporation Neutron-neutron-logging
US4558220A (en) * 1981-10-02 1985-12-10 Gearhart Industries, Inc. Radioactivity well logging
US4450354A (en) * 1982-07-06 1984-05-22 Halliburton Company Gain stabilized natural gamma ray detection of casing thickness in a borehole
US4760252A (en) * 1983-06-28 1988-07-26 Schlumberger Technology Corporation Well logging tool with an accelerator neutron source
US4604522A (en) * 1984-11-05 1986-08-05 Halliburton Company Method and apparatus for logging a borehole employing dual radiation detectors
JP3113043B2 (ja) * 1992-03-10 2000-11-27 石油公団 中性子法による水蒸気密度測定方法
US5525797A (en) * 1994-10-21 1996-06-11 Gas Research Institute Formation density tool for use in cased and open holes
US5536938A (en) * 1995-02-22 1996-07-16 Mobil Oil Corporation Pulsed neutron decay logging
US5627368A (en) * 1995-07-05 1997-05-06 Gas Research Institute Four-detector formation-density tool for use in cased and open holes
US5900627A (en) * 1997-06-19 1999-05-04 Computalog Research, Inc. Formation density measurement utilizing pulse neutrons
US6825459B2 (en) * 1999-01-04 2004-11-30 Weatherford/Lamb, Inc. Dual compensated chlorine logging tool
US6373066B1 (en) 1999-08-20 2002-04-16 Saint-Gobain Industrial Ceramics, Inc. Thermal neutron detector using a scintillator with background gamma ray shielding
JP2001349951A (ja) * 2000-06-07 2001-12-21 ▲高▼野 直人 中性子検出装置
US6648083B2 (en) * 2000-11-02 2003-11-18 Schlumberger Technology Corporation Method and apparatus for measuring mud and formation properties downhole
US7129477B2 (en) * 2002-04-03 2006-10-31 Baker Hughes Incorporated Method of processing data from a dual detector LWD density logging instrument coupled with an acoustic standoff measurement
US6918293B2 (en) * 2003-04-09 2005-07-19 Halliburton Energy Services, Inc. System and method having radiation intensity measurements with standoff correction
US7282704B2 (en) 2004-05-28 2007-10-16 Baker Hughes Incorporated Method for determining formation porosity and gas saturation in a gas reservoir
US7365307B2 (en) 2005-02-28 2008-04-29 Schlumberger Technology Corporation Sigma/porosity tools with neutron monitors
US7294829B2 (en) * 2005-04-27 2007-11-13 Baker Hughes Incorporated Method and apparatus for an improved formation density indicator using pulsed neutron instruments
US7566869B2 (en) * 2005-07-26 2009-07-28 Baker Hughes Incorporated Measurement of water-oil saturation using pulsed neutron instrumentation
EP1795921B1 (en) 2005-12-06 2013-01-23 Services Petroliers Schlumberger Determination of porosity and fluid saturation of underground formations
US7615741B2 (en) 2006-06-29 2009-11-10 Baker Hughes Incorporated Determining organic carbon downhole from nuclear spectroscopy
US7548817B2 (en) 2006-09-28 2009-06-16 Baker Hughes Incorporated Formation evaluation using estimated borehole tool position
US7511266B1 (en) * 2006-12-06 2009-03-31 Bothner Ronald E Irradiated formation tool (IFT) apparatus and method
US8100177B2 (en) * 2008-02-20 2012-01-24 Carbo Ceramics, Inc. Method of logging a well using a thermal neutron absorbing material
US7772545B2 (en) 2008-07-24 2010-08-10 Halliburton Energy Services, Inc. Nuclear logging tool
WO2010039121A1 (en) * 2008-09-30 2010-04-08 Halliburton Energy Services, Inc. Systems and methods for evaluating formations having unknown or mixed salinity
US8569708B2 (en) * 2009-01-30 2013-10-29 Alliance For Sustainable Energy, Llc High sensitivity, solid state neutron detector
US8431885B2 (en) * 2010-05-19 2013-04-30 Schlumberger Technology Corporation Gamma-ray detectors for downhole applications
US20110156357A1 (en) * 2009-12-28 2011-06-30 Nissin Kogyo Co., Ltd. Dynamic seal member
US9658361B2 (en) * 2010-02-01 2017-05-23 Baker Hughes Incorporated Lithology pair ratio: a ratio-based lithology indicator using pair production
EP2548051A4 (en) * 2010-06-30 2016-03-09 Schlumberger Technology Bv NEUTRON RECOGNITION BASED ON A BORONI-SHAPED GAMMA DETECTOR

Also Published As

Publication number Publication date
NO20131501A1 (no) 2013-11-12
GB2506557A (en) 2014-04-02
GB201400544D0 (en) 2014-03-05
WO2012177732A3 (en) 2013-03-14
BR112013032487A2 (pt) 2017-02-21
US20120326017A1 (en) 2012-12-27
GB2506320B (en) 2017-03-15
GB201400491D0 (en) 2014-02-26
US8847170B2 (en) 2014-09-30
NO344676B1 (no) 2020-03-02
WO2012177682A3 (en) 2013-03-14
BR112013031083A2 (pt) 2016-11-29
US20120326048A1 (en) 2012-12-27
GB2506320A (en) 2014-03-26
WO2012177682A2 (en) 2012-12-27
WO2012177732A2 (en) 2012-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101258425B (zh) 使用脉冲中子装置的套管井眼内地层气体压力测量
CN102124379B (zh) 利用脉冲中子仪器的改进岩层密度指示器的方法和设备
US7566869B2 (en) Measurement of water-oil saturation using pulsed neutron instrumentation
US7372018B2 (en) Determination of gas pressure and saturation simultaneously
NO20131485A1 (no) Måling av formasjonsporøsitet ved bruk av en enkelt gammastråledetektor
US7253402B2 (en) Apparatus and method for determining thermal neutron capture cross section of a subsurface formation from a borehole using multiple detectors
US8847149B2 (en) Determining formation characteristics
US7361887B2 (en) Measurement of formation gas pressure in cased wellbores using pulsed neutron instrumentation
NO343322B1 (no) Fremgangsmåte og apparat for å estimere kildebergartinnhold av en jordformasjon
NO322950B1 (no) Formasjons-tetthetsmaling ved anvendelse av pulsede noytroner
NO20111192A1 (no) Fremgangsmate for a detektere gass i en formasjon ved anvendelse av oppfangningstverrsnitt fra en pulset noytronanordning
NO20101323L (no) Uelastisk bakgrunnskorreksjon for et pulset noytroninstrument
NO342841B1 (no) Måling av gasstrykk i borehull med foringsrør i formasjoner ved bruk av pulsert nøytroninstrumentering
NO854892L (no) Fremgangsmaate og anordning for bestemmelse av poroesiteten i jordformasjoner i naerheten av et broenn-borehull.
NO301738B1 (no) Fremgangsmåte for porösitetslogging med hjelp av pulset nöytronkilde
WO2011109182A2 (en) Real-time lithology and mineralogy interpretation
KR102064554B1 (ko) 지층의 공극률 및 화학적 구성성분 추정을 위한 존데
KR102064557B1 (ko) 중성자 선원 종류 및 차폐재의 두께 조절이 가능한 암석구성성분검층 존데 개발용 플랫폼
KR102064562B1 (ko) 감마선 검출기 종류 및 위치 가변용 암석구성성분검층 존데 개발용 플랫폼
NO147009B (no) Fremgangsmaate og apparat for bestemmelse av en jordformasjons poroesitet i naerheten av et foret broennborehull
US8921769B2 (en) Multiposition target plane for variable source-detector distance using DD, DT sealed neutron source
NO306358B1 (no) Verifisering- og stabiliseringsanordning for nöytronstrÕlingsdetektor av proporsjonaltellertypen tilpasset en brönnloggesonde

Legal Events

Date Code Title Description
CHAD Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften)

Owner name: BAKER HUGHES, US

MM1K Lapsed by not paying the annual fees