NO763531L - - Google Patents

Info

Publication number
NO763531L
NO763531L NO763531A NO763531A NO763531L NO 763531 L NO763531 L NO 763531L NO 763531 A NO763531 A NO 763531A NO 763531 A NO763531 A NO 763531A NO 763531 L NO763531 L NO 763531L
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
borehole
perforations
pipe
flow
source
Prior art date
Application number
NO763531A
Other languages
English (en)
Inventor
D M Arnold
Original Assignee
Texaco Development Corp
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 Texaco Development Corp filed Critical Texaco Development Corp
Publication of NO763531L publication Critical patent/NO763531L/no

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V5/00Prospecting or detecting by the use of ionising radiation, e.g. of natural or induced radioactivity
    • G01V5/04Prospecting or detecting by the use of ionising radiation, e.g. of natural or induced radioactivity specially adapted for well-logging
    • G01V5/08Prospecting 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
    • G01V5/10Prospecting 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
    • G01V5/101Prospecting 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
    • G01V5/102Prospecting 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 the neutron source being of the pulsed type

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Description

Fremgangsmåte for detektering og måling
av uønsket vanninntrengning i et borehull.
Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte og et apparat for måling i borehull og spesielt isotopmåletek-nikker for bestemmelse av nærværet av en uønsket vannstrømning i sementhulrom eller -kanaler utenfor stålrøret i et borehull.
Uønsket væskekommunikasjon langs røret i et borehull, mellom produksjonssoner har lenge vært et problem i olje-industrien. Kommunikasjon av ferskvann eller saltvann fra en nærliggende, vannholdig sandformasjon til en oljeproduserende sandformasjon kan'forurense den olje som produseres i borehullet i en slik grad at oljeproduksjon fra nevnte borehull kan bli kommersielt umulig som følge av "vanntilsiget". I vannkilder som benyttes til produksjon av drikkevann til en by e.l. kan forurensning av drikkevannsforsyningen ved migrasjon av saltvann fra nærliggende, saltholdige sandformasjoner likeledes forurense drikkevannet i en slik grad at det er ubrukelig for mennesker uten omfattende behandling for fjernelse av forurensningen.
I begge tilfelle har erfaringene i årenes løp vist at forurensningen av ferskvannsforsyninger eller oljeproduserende sandformasjoner ofte kan forekomme som følge av uønsket kommunikasjon av vann fra de nærliggende sandformasjoner ned langs det ringformede rom mellom stålrøret, som avstøtter borehullveggen og selve borehullveggen. Stålrør som benyttes for dette formål, blir vanligvis sementert på plass. Hvis det oppnås en god primær sementering, oppstår ingen problemer med væske-kommunikas j on mellom produksjonssonene. Men i enkelte områder, hvor oljeproduksjonen foregår i meget løst konsolliderte, sterkt gjennomtrengelige sandformasjoner, kan sandformasjonen senere falle sammen i nærheten av borehullet, selv om den primære sementering er godt utført. Dermed kan det oppstå vannmigrasjon langs utsiden av sementmantelen fra nærliggende vannholdige sandformasjoner til produksjonssonen. Problemet med uønsket væskekommunikasjon opptrer også, når selve den primære sementering brytes ned som følge av strømninger i nærheten. På lignende måte kan en forøvrig god primær sementering inneholde kanaler eller hulrom i sin lengderetning, som tillater uønsket væske-kommunikasj on mellom nærliggende vannholdige sandformasjoner og produksjonssonen.
Et annet problem som kan medføre uønsket væske-kommunikasj on langs borehullet mellom produserende, oljerike soner og nærliggende vannholdige sandformasjoner er den såkalte "mikroring" mellom røret og sementen. Dette fenomen opptrer fordi røret vanligvis utsettes for et høyt hydrostatisk trykkdifferensial, når sementen presses fra bunnen av rørledningen opp •i ringen mellom røret og formasjonene (eller gjennom rørperforer-ingene9jfor at sementen skal presses inn i det ringformede • mellomrom. Det høye trykkdifferensial kan forårsake rørekspansjon. Når dette trykk senere reduseres for produksjon fra borehullet, kan det tidligere ekspanderte rør trekke seg sammen, bort fra sementmantelen som dannes rundt røret i ringen mellom røret og formasjonen. Denne sammentrekking kan etterlate seg et hulrom mellom røret og sementmantelen, som undertiden kalles mikroring.
I enkelte tilfelle, hvis det har skjedd en tilstrekkelig rørek-spansjon under den primære sementering (som i et dypt borehull, hvor det kreves et høyt hydrostatisk trykk) kan røret trekke seg sammen, bort fra mantelen og etterlate seg en mikroring som er bred nok til at væske kan kommunisere fra nærliggende vannholdige sandformasjoner, langs mikroringen og til produksjonsperforeringene, slik at det oppstår et uønsket vanntilsig.
Det er gjort en rekke forsøk på å anslå og lokalisere nærværet av sementkanaler. Det er også gjort forsøk på å lokalisere og bekrefte nærværet av såkalte mikroring-væskekommuni-kasj onsproblemer. Viktigst av disse kjente forsøk er kanskje forsøkene med akustisk sementbindingsmåling. Ved denne type måling undersøkes amplityden av akustisk bølgeenergi som bringes til å forplante seg langs røret fra en akustisk sender til en eller flere akustiske mottakere. Hvis røret er godt bundet til sementen og formasjonene, vil den akustiske energi som forplanter seg langs røret, stråle utad fra røret til sementen og omgivende formasjoner, slik at rørsignalets amplityde reduseres. Men hvis røret er dårlig bundet til sementen eller hvis sementen adherer dårlig til formasjonene, vil det foreligge et hulrom og den akus tiske energi skulle forbli i røret og ankomme til mottakerne med langt større amplityde. enn om det foreligger en god sement-binding mellom røret, sementen og formasjonene.
Akustisk sementmåling kan imidlertid ikke alltid på-litelig registrere nærværet av en mikroring, som i enkelte tilfelle tillater uønsket væskekommunikasjon mellom vannholdige sand-, formasjoner og nærliggende produksjonssoner. Hvis mikroringen er liten nok og væskefylt, kan den akustiske energi som forplanter seg langs røret, kobles tvers over den. Det har imidlertid vist seg at selv en så liten mikroring kan tillate uønsket væskekommunikasjon mellom produksjonssoner. På lignende måte kan dårlig sementering forbli ubemerket ved bruk av akustisk måling, hvis sementmantelen gjennomtrenges av en mangfoldighet av kanaler eller hulrom som er anordnet usymmetrisk rundt omkretsen. Slike kanaler eller hulrom kan tillate uønsket væskekommunikasjon, mens hoved-sementlegemet er godt bundet til røret og formasjonene, slik at den akustiske energi forplantes tilfredsstillende fra røret ut gjennom sementen og inn i formasjonene. Derfor har det vist seg at metoder som akustisk sementbindingsmåling ikke er fullt ut på-litelige når det gjelder å oppdage potensielle uønskede væske-kommunikas j onsbaner i et utbygget borehull.
Et annet kjent forsøk på å lokalisere hulrom eller kanaler i sementmantelen omfattet injisering av radioaktive tracer-stoffer, som jod 131 é.l., gjennom produksjonsperforeringene til produksjonsformasjonene og inn i eventuelle hulrom i ringen som omgir borehull-røret. Den teori som ligger til grunn for denne fremgangsmåte er at hvis tracermaterialet kan tvinges bakover langs strømningsbanen for den uønskede væske, vil dets radioaktive egenskaper deretter kunne registreres av strålingsdetektorer bak røret. Denne målemetode har dog vanligvis vist seg utilfreds-stillende, særlig i' løst konsolliderte sandformasjoner, hvor det nettopp gjerne opptrer uønsket væskekommunikasjon.
I særlig lettgjennomtrengelige formasjoner, som løst konsolliderte sandformasjoner, kan selve produksjonsformasjonen absorbere det meste av det radioaktive tracermateriale som tvinges gjennom perforeringene. Meget lite, om noe, av tracermaterialet tvinges tilbake langs uønskede strømningsbaner, især hvis dette, innebærer at tracermaterialet må føres enten mot formasjonsvæskens trykk eller oppover, mot tyngdekraftens påvirkning. Derfor har slike tracermåleteknikker for deteksjon av sementkanaler eller
hulrom bak borerøret vanligvis vist seg lite effektive.
De kjente forsøk kan generelt karakteriseres som forsøk på å undersøke sementmantelen. Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte og et apparat for deteksjon av selve den uønskede vannstrømning i sementkanaler eller hulrom bak røret i et borehull. Den kjernefysiske måleteknikk som benyttes ifølge oppfinnelsen, omfatter aktivering med høyenergi-neutroner av oksygenelementkjerner som omfatter en porsjon av selve den uønskede vannstrømningen. En høyenergineutronkilde anordnes i borehullet overfor det område som skal undersøkes med henblikk på sementkanaler eller uønsket væskekommunikasjon langs mantelen. En kilde for ca. lk MEV monoenergetiske neutroner benyttes for bestråling av området med slike neutroner. En oksygen 16 kjerne vil etter innfangning av et ca. 10 MEV neutron omvandles til radioaktivt nitrogen 16. Det radioaktive nitrogen 16 desintegreres med en halveringstid på ca. 7,1 sek. ved utstråling av
en betapartikkel og høyenergi-gammastråling med en energi på ca.
6 MEV eller mer. 'Ved en tilstrekkelig sterk fluks av 10 MEV
neutronbes.tråling av den uønskede vannstrømning i et sementhulrom eller en mikroringkanal, dannes tilstrekkelig radioaktivt nitrogen 16 i selve den uønskede vannstrømning for at det skal bli registrerbart av et par detektorer med innbyrdes avstand i lengderetningen. Denne måling kan benyttes direkte til angivelse av vannets strømningshastighet i sementkanalene. Et annet trekk ved oppfinnelsen er at man ved bruk av en pulserende - i stedet for kontinuerlig - neutronkilde for de omtalte målinger kan opp-nå en mer nøyaktig strømningsdeteksjon ved reduksjon av bakgrunns-gammastrålingen som forårsakes av forholdsvis prompte termiske eller epitermiske neutroninteraksjoner i nærheten av borehullet.
De her omtalte teknikker beskjeftiger seg imidlertid mer spesielt med konstruksjoner av et produksjonsprofil på tvers av den perforerte rørsone i en produksjonsformasjon, for angivelse av de rørperforeringer hvor uønsket vanntilsig finner sted. Utstyret og fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen benyttes for kvantitativ bestemmelse av strømningshastighetene av uønsket vann som produseres i røret.
De ovennevnte formål, trekk og fordeler ved foreliggende oppfinnelse er nøyaktig angitt i kravene. Oppfinnelsen vil imidlertid lettere kunne forstås ved hjelp av nedenstående, detaljerte beskrivelse av oppfinnelsen under henvisning til den
skjematiske tegningen, hvor
fig. 1 illustrerer geometrien av en vannstrømnings-sonde med en enkelt detektor,
fig. 2 illustrerer geometrien av en vannstrømnings-sonde med dobbelt-detektor,
fig. 3 er en grafisk gjengivelse av responsen av
et vannstrømnings-deteksjonssystem med kontinuerlig neutronkilde ved ' strømning og uten strømning,
fig. 4•er en grafisk gjengivelse av responsen fra
et vannstrømningsdeteksjons-system med pulserende neutronkilde ved strømning og uten strømning,
fig. 5 er en gjengivelse av borehullpartiet av en modul-vannstrømnings-deteksjonssonde ifølge oppfinnelsen,
fig. 6 er en gjengivelse av et vannstrømnings-deteks j onssystem i et borehull med borerør ifølge oppfinnelsen,
fig. 7 er et diagram som illustrerer tidsinnstillingen og dafeaoverføringsformatet for vannstrømnings-deteksjons-systemet ifølge oppfinnelsen.
Før det gis en detaljert beskrivelse av komponent-systemer utarbeidet for måling av strømningshastigheten av vann bak røret ifølge foreliggende oppfinnelse, vil det være nyttig å se på den teoretiske bakgrunn for målingen ifølge oppfinnelsen.
Teknikken ifølge foreliggende oppfinnelse baserer seg på dannelsen av den ustabile, radioaktive isotop nitrogen 16
i vannet som strømmer bak røret som skal undersøkes. Dette oppnås ved at det strømmende vann bombarderes med høyenergineutroner med energi i overskudd av ca. 10 MEV. Denne bombardering kan ved kjerne-interaksjon forårsake dannelse av den ustabile isotop nitrogen 16 av oksygenkjerner som omfatter vannmolekylene i strøm-ningen, idet kjernereaksjonen som finner sted er 0 (n,p) N
I fig. 1 sees en væsketett borehull-sonde 14 som inneholder en 14 MEV neutrongenerator 11 og en gammastråledet-ektor 12. Sentrum av gammastråledetektoren 12 befinner seg S mm fra sentrum av neutronkilden 11. En vannkanal 13 antas å forløpe parallelt med sondens 1^1 akse med strømningens sentrum R mm fra sondens 1^ sentrum og strømningsretningen fra neutronkilden 11 mot detektoren 12. Det viser seg at C, tellehastigheten som resulterer fra desintegreringen av den induserte radioaktige nitrogen 16 aktivitet, som registreres av detektoren 12 fremkommer ved ligningen 1. •
hvor V = vannets strømningsvolum (mm-Vsek.)
A.= 0,0936 sek. — 1 = desintegreringskonstanten av N<16>
a = den effektive bestrålingslengde av vannstrømmen, idet
denne passerer kilden (mm)
b = den effektive deteksjonslengde av vannstrømmen, idet
denne passerer detektoren (mm)
v = den lineære hastighet av vannstrømmen (mm/sek.)
øn = neutronutgangen fra kilden (neutroner/cm/sek.)
G = geometrisk og effektivitetsfaktor for detektoren K(R) = en funksjon avhengig av avstanden R(mm) fra sondens sentrum til vannstrømningens sentrum
S = avstanden mellom kilde og detektor (mm)
Z = (en konstant) = NQP^ a/MAb, hvor NQer Avogadros tall,
M er vannets molekylvekt, f er vannets tetthet og & er den mikroskopiske tverrsnittsseksjon av oksygen for neutroninnfangning.
Ligning 1 kan omskrives slik:
Størrelsene S, a og b er karakteristika for vann-strømningssonden 1*1, og er målbare eller kalibrerbare størrelser. ZQer karakteristisk for de fysiske egenskaper av vann, vann-strømningssonden og 0"^(n,p) N"^ reaksjonen og kan likeledes måles. Hvis kildens og detektorens geometri er faste og neutronutgangen er fast, angir ligning 2 at for en gitt verdi av R, er C/V en funksjon av v, den lineære strømningshasstighet av vannet, og ikke en funksjon av vannstrømningens geometri (dvs. ring-størrelsen, sementkanalen m.v.).
I fig. 2 sees en andre målesonde 2*1 med dobbelt-detektor, som inneholder en 1*1 MEV neutrongenerator 21 og to gammastrålings-detektorer 22 og 25 med en avstand Sl og S2 mm fra sentrum av neutronkilden 21. Skjoldmateriale 26 er anordnet mellom kilden og detektoren her. Under henvisning til ligning 2 kan forholdet av tellehastigheter registrert i detektorene 22
og 25 uttrykkes slik:
Når ligning 3 skal løses for v, den lineære strøm-ningshastighet, fremkommer:
I ligningene 3 og *J, er X - 0,0936 sek. 1, Sg - S-^ er en kjent fysisk dimensjon for sonden 24 og C-^ og Cg er de målte tellehastighetsstørrelser. Ligning 4 fastslår således at den lineære strømningshastighet kan bestemmes uten noen kjenn-skap til strømningens geometri eller avstanden R.målt fra sondesentrum til sentrum av vannstrømningen 23.
Ved måling av vannstrømningen i røret, er strøm-ningens volumhastighet V,-snarere enn den lineære strømnings-hastighet v, den primært interessante verdi. Hvis strømningens volumhastighet V kan bestemmes nøyaktig, kan det besluttes om det skal foretas en sementinnpresning (eller utbedring av sement-ringen) for at strømningskommunikasjon mellom ferskvanns-sandformasjoner og oljeproduksjonsformasjoner skal hindres. Hvis det foreligger strømning i et borehullsrør, fremkommer strøm-ningens volumhastighet ganske enkelt ved ligning 5:
hvor F er rørets innvendige tverrsnittsområde.
Ovenstående diskusjon har illustrert at den lineære strømningshastighet ved bruk av en målesonde som inneholder en 1*1 MEV neutronkilde og to gammastrålingsdetektorer, kan oppnås uavhengig av strømningens geometri og lokaliseringen av det strømmende vann, hvis vannstrømningen forløper parallelt med målesondens akse. ' På lignende måte har teorien antydet at strøm-ningsvolumet V kan oppnås, hvis tverrsnittsflaten F av strømningen er kjent (slik det er tilfelle med en strømning i borerøret).
I forbindelse med anvendelsen og begrensningen av vannstrømningsdeteksjon er det nødvendig å undersøke den nøyaktig-het med hvilken v kan måles. Det ble hevdet at ligning 4 benyttes for beregning av v. Ligning 4 inneholder C-^/Cg, som er forholdet mellom de registrerte tellinger i nærmeste og bortre detektor i et strømningsdeteksjonssystem som vist i fig. 2. Det skal i denne forbindelse bemerkes at forholdet C-^/Cg er forbundet med en iboende statistisk feil, idet kjernedesintegrasjonsprosessen av isotopen nitrogen 16 er av statistisk natur. Denne statistiske feil i C-^/<C>g er en omvendt funksjon av størrelsen av C-^ og Cg. Feilen i forholdet C-^/Cg påvirkes derfor av enhver parameter som påvirker størrelsen av C-^ og Cg. Parametere som kilde-detektor-avstandene S-]_ og Sg, avstanden R fra sondesentrum til strømnings- sentrum, tverrsnittsflaten F av strømningen, effektiviteten av gammåstrålingsdetektorene G, telletidsintervallet T, neutron-fluksutgangen øn og bakgrunnsgammastrålingstellinger som registreres, når det ikke foreligger strømning, kan alle påvirke målingene. Det skal bemerkes at skjønt de fleste av disse parametere ikke forekommer direkte i ligning 4 og derfor ikke påvirker størrelsen av v, påvirker de den nøyaktighet med hvilken v kan måles.
I fig.'3er det illustrert et typisk sett av gamma-strålingsenergispektra registrert ved vannstrømning og uten vann-strømning. Intensiteten av gammastrålene ved en enkelt detektor i avstand fra kilden er inntegnet som funksjon av energi i fig.
3- 7jl2 og 6,13 MEV gammastråle-fotospissene som er karakterist-iske for N-y desintegreringen og deres tilsvarende unnvikelses-spisspar er godt definerte under strømningsforhold. Enkelte spiss-strukturer er også synlige, når det ikke foreligger strømning. Disse skyldes aktivering av oksygen 16 i formasjonen og borehullet i nærheten' av kilden og registreres av detektoren selv ved en avstand på 863,6 mm, som ble brukt for de data som er angitt i fig. 3 og 4. Dette bakgrunns-spektrum inneholder også stråling fra termiske neutroninnfangnings-gammastråler fra formasjonen, røret og sonden. Det vil fremgå at denne kilde til bak-grunnsstråling kan elimineres ved at neutronkilden pulseres på en måte som vil bli nærmere omtalt.
Det meste av gammastrålingen som skyldes prompte neutroner vil opptre innen en ms etter avslutningen av en neu-tronpuls. Hvis neutronkilden f.eks. er på i 1 ms og gammastrålings-deteksjonen forsinkes i 3 ms etter avsluttet neutronsprengning før detektorene aktiviseres, vil gammastråling som følge av prompte neutroner desintegreres til et ignorerbart nivå. Hvis den gjenværende oksygenaktiverings-induserte gammastråling deretter telles i ca. 6 ms, kan den forholdsvis sterke bakgrunns-stråling som vist i fig. 3 reduseres vesentlig. Hele denne puls-forsinkelses-tellingssyklus gjentas deretter ca. 100 ganger i sekundet. Det kan selvsagt av andre grunner være ønskelig å
drive neutronkilden kontinuerlig og dette er mulig som illustrert i fig. 35men man må da ta ulempen med høyere bakgrunns-tellehastighet med på kjøpet.
Skjønt neutronkildens aktivitetssyklus ved pulserende drift bare er 10%, vil rieutronutgangen mens kilden er på tilnærmet utgjøre en faktor som er 10 ganger større enn den kontinuerlige neutronutgangen ved kontinuerlig drift. Den integrerte neutronutgangen er således omtrent den samme ved pulserende og kontinuerlig drift. Ved pulserende drift vil detektorenes aktivitetssyklus være ca. 60% (dvs. 6 av 10 ms). Hvis tellegodtagnings-energivinduet som vist i fig. 3 (ca. 4,45 MEV til ca. 7,20 MEV) som benyttes for kontinuerlig drift, ble brukt også ved pulserende drift, ville netto tellehastighet fra desintegreringen av den ustabile isotop. N1^ bli redusert til ca. 60% av den som er aktuell ved kontinuerlig drift. Meri ved pulserende drift registreres i det vesentlige ikke noe av den prompte neutron-frem-kalte gammastråling. Ettersom det ikke foreligger noen større komponent av elementaktiveringsstråling, bortsett fra den fra den ustabile isotop over 2,0 MEV, er det mulig å utvide tellegodtagnings-energivinduet fra ca. 2,0 til ca. 7,20 MEV ved den pulserende metode. Denne endring av telleenergivinduets område vil dermed inkludere ytterligere tellinger fra Compton-effekt, energidegradert 6,13 og 7,12.MEV gammastråling som skyldes oksygenaktiveringen, og tellehastigheten vil derved øke for å forskyve tapene som skyldes den ca. 60% aktivitetssyklus som detektorene har ved denne pulserende drift. Fig. 4 illustrerer klart den reduserte bakgrunnseffekt ved bruk av pulserende drift. Ved fig. 4 ble samme detektoravstand (863,6 mm) be-nyttet som i fig. 3 og det utvidede telleenergivindu ved detektoren som nevnt ovenfor ble brukt.
Ved pulserende drift av neutrongeneratoren vil således størrelsen av signalet fra oksygenaktiveringsreaksjonen forbli omtrent den samme mens bakgrunnsstrålingen reduseres vesentlig ved eliminasjon av registreringen av prompte N-y stråling. Denne økning av signalet til støyforhold av det ønskede telle-signal reduserer den statistiske feil av størrelsen C-^/Cg.
Ligning 2 viser at tellehastigheten ved en detektor C varierer med e S//v. Dette antyder at avstanden til detektoren S bør være så liten som mulig for maksimering av tellehastigheten C og dermed reduksjon av den statistiske feil i målingen av v. Men tar vi for oss strømningsmålesonden med to detektorer ifølge fig. 2, angir ligning 4 at hvis avstanden mellom de to detektorer (Sg - S-^) blir for liten, vil v bli ufølsom for forholdet av tellehastigheter C^/Cg. Det er således nød-vendig å treffe et praktisk kompromiss ved valget av kilde-detek tor-avstandene S-^ og Sgjslik at de statistiske og ikke-statis-tiské feil i v reduseres til et minimum. Det er utviklet passende eksperimentelle teknikker for bestemmelse av optimale avstander S-^ og S2- Disse avstander for typiske pulserende neutronkilder som er brukt i systemet ifølge foreliggende oppfinnelse er nærmere angitt i det følgende. Skjønt drifts- og apparaturteorien fortsatt gjelder ved andre avstander, vil fagfolk forstå at de avstander som er angitt i nedenstående beskrivelse ikke er innlysende uten et eksperimentelt grunnlag.
Det utstyr som benyttes for gjennomføring av vann-strømningsmålingene som nevnt ovenfor bygger på aktivering av oksygen"1"^ kjerner ved innfangning av neutroner med en energi som svarer til eller er større enn 10 MEV. Dette nødvendiggjør bruk av en neutrongenerator som kan generere tilstrekkelig intensitet av neutroner med en energi på 10 MEV eller mer for gjennomføring av målingene. De mest alminnelig tilgjengelige neutrongeneratorer av denne type er de som bygger på deuterium-tritiumreaksjon for generering av denne fluks av høyenergineu-troner med tilstrekkelig intensitet for målinger av denne type. Deuterium-tritiumreaksjon-neutrongeneratorene betegnes i alminne-lighet som neutronkilder av akselleratortypen.
Neutronkilder av akselleratortypen omfatter normalt et evakuert hylster med et targetmateriale i den ene ende, som er impregnert med et høyt prosenttall tritium. Denne target holdes på et høyt negativt potensial (ca. 125 KV) med henblikk på kilden for deuteriumkjerner som skal aksellereres mot den.
I motsatte ende av den evakuerte beholder foreligger en ion-kilde og en kilde for deuteriumkjerner som vanligvis kalles "replenisher". I drift vil slike akselleratorkilder generere en konsentrasjon av deuteriumioner fra ion-kilden som fokuseres av elektrostatiske linser til en stråle og aksellereres av det høye negative potensial på targetmaterialet som er impregnert med tritiumkjernene. Som følge av den høye aksellerasjonsspen-ning overvinnes den elektrostatiske Coulomb-repulsjon mellom deuteriumkjernene og tritiumkjernene og den termo-nukleære fu-sjonsreaksjon finner sted under generering av en forholdsvis stor intensitet av neutroner med en energi på ca. 14 MEV.
Ved konstruksjon av utstyret for gjennomføring av vannstrømningsmålingene som nevnt ovenfor vil det, ettersom det er nødvendig å benytte én neutronkilde av akselleratortypen, opp stå et problem i den fysiske konstruksjon av systemets borehull-parti. Dette problem skyldes det forhold at det kreves en høyspennings-kraftforsyning for generering av det ca. 125 KV potensial som neutronkilden krever for aksellerasjon av deuterium-ionene. Den kanskje mest effektive høyspenningsenergikilde er en flertrinns Cockroft-Walton-Voltage Multiplier Circuit. En kretsanordning for generering av en høyspenning som den nød-vendige for akselleratorrøretjnår dette er anordnet i et borehull-måleinstrument' krever betydelig ut.strekning i lengderetningen for at spenningsmultipliseringstrinnene skal stables i måleapparatets lengderetning, samtidig som det sørges for tilstrekkelig isolasjon rundt disse spenningsmultipliseringstrinn, slik at man hindrer spenningsnedbrytning av isolatorene.
I fig. 5A, 5B og 5C er borehullsonden for vannstrøm-ningsdeteksjonsmåling skjematisk illustrert. Sonden består av flere komponentseksjoner som fysisk kan omorganiseres for ut-førelse av trinn i deteksjonen av vannstrømningen bak røret ifølge de prinsipper som--er omtalt ovenfor. Øvre sondeende er forsynt med et hode 91, som er .ca. 279 a4 mm langt. En styre-
og detektorelektronikkseksjon 92 er 'festet til hodepartiet og er ca. 1905 mm lang. Detektorseksjonen 93 opptar to gammastrålingsdetektorer som kan omfatte thaliumaktiverte natriumjodid-krystalldetektorer (ca. 50,8 mm ganger 101,6 mm) og et jern-skjold, som er anordnet i motsatte ende av neutrongeneratoren. Under deteksjonsseksjonen i fig. 5A sees neutrongenerator- og kraftforsyningsseksjonen som opptar neutrongeneratoren 94 og 125 KV høyspennings-kraftforsyningen 95. De avstander som fore-trekkes mellom neutronkilden og detektorene i det monterte apparat er 584,2 mm hhv. 1066,8 mm, som vist i fig. 5- Neutronkilde-og kraftforsyningsseksjonen er ca. 2387,6 mm lang. I nedre ende av sonden er det videre anordnet en beskyttende "bull plus"-enhet 96, som tjener til å beskytte sondens nedre ende, hvis denne skulle komme i kontakt med borehullets bunn eller en hindring i borehullet.
Det problem som melder seg, skyldes lengdeutstrek-ningen (2387,6 mm) av høyspennings-kraftforsyningen. Fagfolk vil forstå at en vannstrømning som skal registreres f.eks. i oppad--gående retning,.først må passere neutronkilden og deretter detektorene under sin bevegelse. Dette betyr den form som er illustrert i fig. 5B, hvor detektorseksjonen 93 i måleapparatet er anordnet ovenfor høyspennings-kraftforsynings- og neutrongene-ratorseksjonen 94 og 95• Men for deteksjon av en vannstrømning i nedadgående retning, kreves den form som er illustrert i fig.
5C, hvor den nedadgående vannstrømning først må passere neutronkilden og deretter gammastrålings-detektorene for strømnings-måling som nevnt. I denne form er neutronkilde-kraftforsyningsseksjonen 94, 95 anordnet over deteksjonsseksjonen 93 i borehull-apparatet.
Ettersom gammastrålings-detektorene må lokaliseres innen en rimelig avstand fra en neutrongeneratortarget, må den tritiumimpregnerte target for neutronkilden 9 4 være anordnet så nær detektorseksjonens 93 skjoldparti som mulig. Dette krever en utførelse av neutronkilde '94 og kraftforsyniningsseksjonen 95 som er reversibel (dvs. kan forbindes for drift i begge ender), når man går over fra den form som er vist i fig. 5B til den som er vist i fig. 5C for deteksjon av en vannstrømning i oppad- hhv. nedadgående retning. På lignende måte er alle komponentpartier av borehullapparatet ifølge fig. 5 konstruert i modul-form. Disse moduler kan forbindes ved væsketett skrueforbindelse og tettes mot inntrengning av borehullvæske ved tetningsorganer i hver for-bindelsesskj øt.
Borehullsonden som er skjematisk illustrert i fig.
5A, B og C er også forsynt med et sentraliseringsorgan 97, som kan omfatte sylindriske gummiarmer e.l., som rager utad i kontakt med borerørets innside, når sonden senkes i borehullet for måling. Sentraliseringsarmene 97 holder sondelegemet sentralt i røret for. å bidra til å opprettholde sylindrisk symmetri av målingene. Hvis sonden kunne legge seg inntil en side av borerøret, kunne vann-strømninger på motsatte side av røret forbli uoppdaget på grunn av manglende ømfintlighet som følge av den økede avstand mellom neutronkilden og detektorene og det strømmende vannet.
Elektronikkseksjonen 92 i borehullsonden fungerer, som nærmere omtalt nedenfor, for styring av neutronkildens 94 drift og høyspenningskraftforsyning til detektorenes drift i sondens detektorseksjon 93- Elektronikkseksjonen 92 oppretter også syn-kroniseringspulser i begynnelsen av hver neutronsprengning. Videre omfatter seksjonen 92 kretser for å sende elektriske pulssignale.r fra detektorene og synkroniseringspulssignaler til overflaten langs målekabelen.
I fig. 6 sees et borehull-målesystem ifølge oppfin nelsen i et borehull og med den del av utstyret som befinner seg på overflaten. En borehullsonde 104, som i praksis er konstruert etter modulsystemet som vist i fig. 5A, 5B og 5C, henger ned i et borehull 100 ved hjelp av en armert målekabel 111 og er sentralisert ved hjelp av sentraliseringsorganer 105, som tid-
ligere omtalt, i forhold til borerørets 102 innervegg. Bore-
hullet med borerøret er fylt av en brønnvæske 101. Borehullsonden i fig. 6 er forsynt med dobbelte gammastrålingsdetektorer 124 og 125, som er vist montert i den form som er antydet i fig. 5C for deteksjon av en nedadgående vannstrømning bak røret 102. Borehullsonden er også forsynt med en 125 KV kraftforsyning og en neutrongenerator 126 av den omtalte type. Elektronikkseksjonen 127 i borehullsonden 104 svarer til elektronikkseksjonen 92 i fig.
5A, 5B og 5C.
Hver formasjon 123, 107, 108 og 109 gjennomtrenges -
av borehullet 100. En sementkanal 110 på den ene siden av sementmantelen 103 for borerøret viser en uønsket strømning nedad fra en vannholdig sandformasjon 107, som forurenser en produksjons-sandformasjon 109 som er adskilt fra den vannholdige sandforma-
sjon ved et skiferlag 108.. Med borehullsonden 104 anordnet i den viste posisjon og med detektor-kilde-utformningen som vist i fig.
6 er sonden 104 i stand til å registrere uønsket vannstrømning fra den vannholdige sandformasjon 107, gjennom sementkanalen 110
til den produserende sandformasjon 109- Perforeringer 106 i røret 102 tillater væske fra den produserende sandformasjon å tre inn i borehullet 100 og tillater også uønsket vannstrømning ned i sementkanalen 110 å tre inn i borehullet 100. Ved den utform-
ning som er vist i fig. 6, vil høyenergineutroner fra neutronkilden 126 trenge gjennom stålrøret 102 og aktivere elementoksygen i vannstrømningen fra den vannførende sandformasjon 107 gjennom sementkanalen 110. Vannet som strømmer i kanalen 110 fortsetter deretter forbi detektorene 124 og 125 noe senere og gammastråler vil som følge av desintegreringen av det radioaktive nitrogen 16 registreres på den måte som er omtalt ovenfor av detektorene 124
og 125- Elektriske pulser med en høyde som er proporsjonal med energien av gammastrålene som detekteres av detektorene 124 og 125, sendes til elektronikkseksjonen 127 for borehullinstrumentet og • derfra via borehull-målekabelens ledere til overflaten i en form som vil bli nærmere omtalt nedenfor.
I fig. 7 seés et tidsskjema for apparatanordningen i fig. 6 sammen med pulsbølgeformene som opptrer på målekabelen 111. De elektriske pulssignaler' som representerer energien i gammastrålene på detektorene 124 og 125 er illustrert i øvre del av fig. 7j mens nedre del av figuren er en skjematisk gjengivelse av tidsinnstillingen i forbindelse med det system som er vist i fig. 6. Det skal bemerkes at en neutronsprengning med 1 ms varighet igangsettes på tidspunktet T = 0 og varer i tiden T = 0 pluss 1 ms. Samtidig med igangsettingen av neutronsprengningen i borehullapparatet genereres en synkroniseringspuls med stor amplityde og negativ polaritet av elektronikkseksjonen 127 for borehullsonden og kobles til lederne i målekabelen 111. Amplityden av synkroniseringspulsen er gjort større enn noen mulig datapulsampli-.tyde fra detektorene. Elektriske pulssignaler som representerer tilfeldig opptredende gammastråler som rammer detektorene Dl og D2 i borehullsonden 104, kobles kontinuerlig til lederne i kabelen 111 for å sendes til overflaten av elektronikkseksjonen 127-Pulsene fra detektoren Dl påtrykkes 'kabellederen som spenningspulser med negativ polaritet, mens pulser som representerer gammastrålene registrert av detektoren D2 påtrykkes kabellederen som spenningspulser med positiv polaritet. På overflaten benyttes en pulsseparator 115 for å adskille detektorens Dl pulser fra detektorens D2 pulser på grunnlag av deres elektriske polaritet. Pulsene med negativ polaritet brukes som inngang i en synkroni-seringspulsdetektor 118 og som en inngang til en tidsinnstillings-port 116. De positive pulser fra D2 mates som en inngang til en t.idsinnstillingsport 117.
Synkroniseringspulsdetektoren 118 registrerer syn-kroniseringspulsene med stor amplityde og negativ polaritet på grunnlag av amplityden og sender kondisjonerende pulser til tidsinnstillingsportene 116 og 117 med begynnelse på et tidspunkt 4 ms etter igangsetting av neutronsprengningen. Det er således et 3 ms tidsintervall mellom slutten av neutronsprengningen og kondisjo-neringen av tidsinnstillingsportene 116 og 117 ved synkroniserings-detektoren og tidsinnstillings-pulsgeneratorkretsen 118.
Utgangen fra de to detektorene Dl og D2 mates kontinuerlig til målekabelen 111, men hindres således fra å nå de etterfølgende kretser ved hjelp av tidsinnstillingsportene 116 og 117, som tillater de tilfeldig opptredende datapulser å nå behand-lingskoblingen bare under det 5,& 5 ms lange intervall som begynner 4 ms etter T = 0 og varer til 9 s 85 ms etter T = 0, som illustrert
i tidsskjemaet i fig. -7.
Når tidsinnstillingsportene 116 og 117 åpnes av kondisjoneringspulsen fra synkroniseringspulsdetektoren 118, kobles datapulsene fra borehulldetektorparet 124 og 125 som innganger til pulshøyde-analysatorer 119 hhv. 120. Disse puls-høydeanalysatorene utfører spektralenergiadskillelse av gammastrålene som er registrert av borehullsonden 104 ved hver av detektorene 124 og 125 ifølge energivinduene som omtalt.
Det kari brukes en spektraldegraderingsteknikk for utledning av avstanden R fra detektorsentrum til sentrum av det strømmende vann i sementkanalen 110. For dette formål mates den energidiskriminerte pulshøydeinformasjon fra pulshøydeanaly-satorene 119 og 120 til en liten computer 121, som kan omfatte en universal-digitalcomputer av typen PDP-11, som fremstilles av Digital Equipment Corporation og Cambridge, Massachusetts,
USA. Computeren 121 kan deretter, når den forsynes med den energidiskriminerte informasjon, benytte en telleforholdsteknikk for bestemmelse av R, avstanden til vannstrømningens sentrum fra en eller begge detektorer.
Utgangssignaler som representerer v og R ledes fra computeren 121 til en indikator 122. Indikatoren 122 kan, som antydet ved den s.tiplede linje 113, være elektrisk eller mekanisk koblet til et skivehjul 112 for fremvisning av de interessante verdier som funksjon av måleapparatets dybde i borehullet. På lignende måte kan telleinformasjonen som er behandlet av fler-kanal-pulshøyde-analysatorene 119 og 120 ledes til dataindikatoren 122 og inntegnes eller vises som funksjon av måleinstrumentets borehulldybde.
Det ovenstående har delvis omhandlet teorien og utstyret som kan benyttes for deteksjon av uønsket vannstrømning i sementkanaler eller hulrom bak røret i et borehull. De gjen-stående avsnitt skal spesielt omhandle driftsmetodene ved for-skjellige borehullforhold for utnyttelse av fremgangsmåten og apparatet som beskrevet. Den første betingelse for drift av et strømnings-deteksjonssystem ifølge oppfinnelsen vil gjelde driften av systemet i et borehull som er forsynt med rør og produserer væske under formasjonstrykk gjennom perforeringer like inn i borehullet. Denne situasjon svarer til borehullet som er skjematisk antydet i fig. 6.
I fig. 6 er borehullapparaturen som er omtalt ovenfor, vist i en røranordning med perforeringer. Uønsket vannstrøm-ning fra en vannholdig sandformasjon 107 kommuniserer langs en sementkanal 110 forbi et skiferlag 108 til produksjons-sandformasjonen 109, hvor det kan tre inn i borehullet 100 gjennom rør-perforeringene 106. Skjønt fig. 6 illustrerer det tilfelle hvor den uønskede vannproduksjon springer ut fra nedadstrømmende vann fra den vanholdige sandformasjon 107 til produksjonssonen 109, er det like sannsynlig .at uønsket vannkommunikasjon opprettes langs en lignende, ikke vist sementkanal fra en vannholdig sandformasjon som ligger under produksjonssonen 109. I praksis er det ikke ofte slik at man nøyaktig kjenner det uønskede vanntilsigets retning. Det er i realiteten hensikten med apparaturen og fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen å gjøre det mulig å registrere slik kanaldannelse eller uønsket væskestrømning fra begge retninger.
Som nevnt er det nødvendig å aktivere oksygenelement-kjernene som inneholdes i vannstrømningen for å muliggjøre produksjon av .det radioaktive nitrogen 16 hvis radioaktive desinte-grering registreres av detektorene 124, 125, som er anordnet med innbyrdes avstand i lengderetningen av borehullsonden 104. Ettersom retningen av den uønskede væskestrømning ikke kan forutsies med nøyaktighet, er det nødvendig å bruke modul-apparatur som omtalt i forbindelse med fig. 5A, B og C. Denne kan monteres for deteksjon av vannstrømning i oppadgående eller nedadgående retning bak røret.
Ved eksperimenter med slik apparatur har det vist seg at et slikt apparat er meget selektivt når det gjelder deteksjon av vannstrømningens retning. I praksis viser det seg at hvis apparatet er montert for deteksjon av en oppadrettet vann-strømning, vil dets respons på nedadgående vannstrømning over den undersøkte strekning av borehullet tilnærmet svare til den som er illustrert i fig. 4 for "ingen vannstrømning" ved bruk av en pulserende neutronkilde eller til responsen ved "ingen vannstrøm-ning" i fig. 3, når det benyttes en kontinuerlig neutronkilde. Apparatet har således vist seg effektivt nettopp når det gjelder
å angi retningen av vannstrømningen forbi neutronkilden 126 selektivt i avhengighet av om detektorene 124, 125 er anordnet ovenfor eller nedenfor kilden 126. For deteksjon av oppadgående vann-strømning anbringes detektorene ovenfor neutronkilden og for deteksjon av nedadgående va-nnstrømning anbringes detektorene under
neutronkilden.
På bakgrunn av denne retnings-selektivitet og under henvisning til fig. 6, vil følgende driftssekvens kreves for nøyaktig lokalisering av den uønskede vannstrømning eller kanal som vist i fig. 6. Først forbindes apparaturen med detektorene 124, 125 anordnet i innbyrdes avstand nedenfor neutronkilden 126 for deteksjon av nedadgående vannstrømning som vist i fig. 6. Deretter senkes apparaturen til en dybde noe ovenfor det perforerte sted 106 og målinger av desintegreringen av det radioaktive nitrogen 16 i det nedadstrømmende vann i sementkanalen 110 foretas over et passende tidsrom, f.eks. ca. 5 min. Mens borehullsonden 104 er anordnet noe ovenfor det perforerte sted 106, vil den forbli ufølsom overfor væskestrømning i røret 102 i oppadgående retning, idet en slik strømning vil passere detektorene 124 og 125 uten å ha passert neutronkilden 126 først. Således vil bare det nedadstrømmende vann i sementkanalen 110 aktiveres og registreres av borehullapparaturen ved denne utformning.
Modul-borehullapparatet fjernes deretter fra borehullet og kilde-detektor-plasseringen byttes om, slik at detektorene anordnes over neutronkilden i målesonden, som vist i fig. 5C. Apparatet senkes deretter til et punkt noe ovenfor perforeringene 106 i borehullet og oksygen-aktiverings- og målesyklusen gjentas over et passende tidsrom. Dermed muliggjøres deteksjon av oppadstrømmende vann langs sementkanaler nær røret. Ved denne utformning forblir borehull-apparatet ufølsomt for produksjons-væske i røret 102 som beveges nedad, forbi detektorene 124 og 125-■På denne måte kan detektorenes respons på enhver uønsket væskestrømning langs sementkanaler eller hulrom utnyttes i forholdet ifølge ligning 4 til bestemmelse av den lineære strøm-ningshastighet v av uønsket vannstrømning i sementkanalen. Retningen av en slik strømning vil selvsagt også bli fastslått ved denne drift.
På lignende måte kan volumhastigheten V av enhver registrert, uønsket væskebevegelse oppnås ved at man ved anslag eller måling kommer frem til avstanden R mellom strømningssentrum og detektorsentrum.
De ovenstående teknikker er beskrevet i forbindelse med stasjonære målinger. Dette er nok den mest nøyaktige form for strømningsdeteksjon ifølge oppfinnelsen. Eksperimentelt er det også fastslått at målesystemet ifølge oppfinnelsen kan drives med måleapparatet i bevegelse. I dette tilfelle kan apparatet, hvis det beveges med lav hastighet som er nøyaktig kjent, f.eks. fem fot i minuttet e.l., først anbringes i borehullet med detektorene anordnet nedenfor neutronkilden (fig. 6) og med utgangs-punkt like ovenfor rørperforeringene i det område som skal inspi-seres. Apparatet senkes deretter langsomt og kontinuerlig forbi rørperforeringene 106 over en fastsatt,' kort strekning nedenfor perforeringene. På lignende måte kan borehullapparatet deretter fjernes fra borehullet, detektor-kilde-anordningen byttes om og apparatet kan senkes til én bestemt posisjon nedenfor perforeringene 106 og beveges med lav hastighet oppad, forbi rørperforer-ingene 106. Denne bevegelse fortsettes over- en fastsatt avstand ovenfor perforeringene. Ved denne driftstype, når detektorene 124, 125 er anordnet nedenfor kilden, vil apparatet forbli forholdsvis ufølsomt for sin nedadgående bevegelse. Med detektorene anordnet ovenfor kilden vil apparatet forbli forholdsvis ufølsomt ved oppadgående bevegelse. På denne måte er det mulig, iallfall kvalitativt å registrere uønsket vannkommunikasjon langs sementkantelen ved kontinuerlig måling og registrere denne som funksjon av borehulldybden på den måte som tidligere er omtalt med henblikk på beskrivelsen i fig. 6.
Hvis det er ønskelig å bevege borehullapparatet oppad med detektorene 124 og 125 anordnet nedenfor neutronkilden 126, eller hvis det er ønskelig å bevege apparatet nedad med detektorene 124, 125 anordnet ovenfor neutronkilden 126, vil apparatets bevegelse bare tilføye en konstant, kjent, lineær hastighetsverdi til apparatets respons på vannstrømningen i apparatets følsomhetsretning. Ettersom bevegelseshastigheten av apparatet er kjent, kan denne konstante verdi kompenseres ved å trekkes ut ved bestemmelsen av den lineære strømningshastighet v og strømningens volumhastighet V i computersystemet 121 i fig. 6. Medmindre hastigheten av uønsket vannstrømning er nøyaktig den samme som den hastighet med hvilken apparaturen beveges gjennom borehullet, slik at det ikke finnes noen relativ hastighet, ville den like fullt være registrerbar under disse apparatets bevegelsesforhold.
Fagfolk vil innse at ovennevnte apparatur kan benyttes for utførelse av produksjons-profilering 'fra perforeringer i innbyrdes avstand i røret. I dette tilfelle vil borehullsonden anbringes i røret, neutronkilden anordnes under de to detektorene og stasjonære målinger tas med intervaller mellom hvert sett av perforeringer i en produksjonssone som er perforert, f.eks. over en lang strekning. Når sonden beveges nedad, forbi hvert sett av perforeringer, kan den li-neære strømnings-hastighet og strømningsvolumhastigheten av væsken i røret bestemmes meget nøyaktig, idet rørets tverrsnitt P er nøyaktig kjent. Idet målingens oksygenaktiveringsteknikk ikke ville omfatte hydrokarboner som strømmer forbi apparatet, men ville registrere et uønsket vanntilsig fra et bestemt sett av perforeringer, vil strømningens volumhastighet og lineære strømnings-hastighet fra et bestemt sett av perforeringer kunne registreres ved de omtalte teknikker, når sonden senkes forbi perforerings-settet.
På denne måte kan uønsket vann i en produksjonsformasjon som er perforert over en lang strekning bli lokalisert. Teknikken for bestemmelse av den lineære strømningshastighet v og strømningens volumhastighet V av det uønskede vanntilsig forbi detektorene vil være som tidligere omtalt.
Det er tenkelig at et uønsket vanntilsig kan strømme ned i røret på samme måte som opp.- I dette tilfelle kan måleapparatet heves til overflaten. Kilde-detektoranordningen byttes mm og rekkefølgen av stasjonære målinger på steder mellom perforeringene gjentas, mens sonden beveges ned, forbi hvert sett av perforeringer. På denne måte kan uønsket vanntilsig fra et gitt nivå av perforeringer registreres i røret, enten det strøm-mer .ned fra perforeringene eller opp fra disse.
Foregående beskrivelser kan gi fagfolk ideer til alternative utførelsesformer av fremgangsmåten og apparatet ifølge oppfinnelsen. Etterfølgende krav angir oppfinnelsens ramme som også omfatter forandringer og modifikasjoner innenfor oppfinnelsen.

Claims (4)

1. Fremgangsmåte for'lokalisering og måling av uønsket vanntilsig gjennom rørperforeringer til et borehull med borerør av kjent størrelse og med flere sett av perforeringer i innbyrdes avstand i rørets lengderetning for produksjon av væsker fra formasjoner som kommuniserer med borehullet gjennom perforeringene, karakterisert ved en kombinasjon av
a) at det i en posisjon nær et sett av perforeringer, hvis væskestrømningsf orhold' skal undersøkes, anbringes et borehullapparat med en kilde for høyenergineutroner med tilstrekkelig energi til å fremkalle kjernereaksjonen 0"^ (n,p) 16 N og minst to gammastrålingsdetektorer med innbyrdes avstand og avstand fra kilden i lengderetningen,
b) at borehullets omgivelser bestråles ved gjentatte spreng-ninger av høyenergineutroner fra kilden, c) at det etter hver gjentatte neutronsprengning ved hver detektor registreres gammastråler forårsaket av desintegreringen av den ustabile isotop nitrogen 16 og at det genereres signaler som er representative for registreringen, d) at de nevnte representative signaler kombineres ifølge et første, fastsatt forhold for utledning av en angivelse av den lineære strømningshastigheten av oksygenelementkjerner som er representativ for væskestrømningen fra det sett av perforeringer som undersøkes og• e) at den kjente, innvendige tverrsnittsflate av røret kombineres med nevnte angivelse av den lineære strømningshastighet ifølge et annet fastsatt forhold til utledning av en angivelse av strømningsvolumhastigheten av oksygenelementkjerner som representerer væskestrømningen fra det sett av perforeringer som undersøkes.
2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at apparatet flyttes til en stilling nær hvert øvrige sett av perforeringer som skal undersøkes i borehullet og at trinn b), c), d) og e) gjentas på hvert sted og at nevnte angivelse av den lineære strømningshastighet og strømnings-volumhastigheten registreres som funksjon av borehullets dybde.
3- Fremgangsmåte, som angitt i krav 1, karakterisert ved at apparatet fjernes fra borehullet etter at første målesekvens er fullført, at den innbyrdes stilling av kilden og detektorene byttes om og at trinn a), b), c), d) og e) gjentas med apparatet anordnet nær nevnte sett av perforeringer, men motsatt ovenfor eller nedenfor perforeringene i forhold til første målesekvens.
4. Fremgangsmåte som angitt i krav 3, karakterisert ved at apparatet beveges til en tilsvarende øvre eller nedre side av hvert sett av perforeringer som skal undersøkes i borehullet 'og at trinn b), c), d) og e) gjentas ved hvert sted og at nevnte angivelser av den lineære strømnings-hastighet og strømningens volumhastighet registreres som funksjon av borehullets dybde. 5- Fremgangsmåte som angitt i et av kravene 1-4, karakterisert ved at trinn b) til e) utføres mens borehullapparatet beveges med kjent hastighet forbi ett eller flere sett av perforeringer som skal undersøkes, hvorved kombinasjonstrinnet omfatter det undertrinn at den angitte lineære strømningshastighet kompenseres med bevegelsen av nevnte borehullapparat.
NO763531A 1975-11-03 1976-10-15 NO763531L (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/628,175 US4032781A (en) 1975-11-03 1975-11-03 Well fluid production profiling using an oxygen activation flow meter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NO763531L true NO763531L (no) 1977-05-04

Family

ID=24517790

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO763531A NO763531L (no) 1975-11-03 1976-10-15

Country Status (12)

Country Link
US (1) US4032781A (no)
AR (1) AR228556A1 (no)
AU (1) AU505022B2 (no)
BR (1) BR7607261A (no)
CA (1) CA1070031A (no)
DE (1) DE2650344A1 (no)
GB (1) GB1505437A (no)
MX (1) MX3939E (no)
NO (1) NO763531L (no)
RO (1) RO75886A (no)
YU (1) YU268876A (no)
ZA (1) ZA765954B (no)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4189638A (en) * 1978-06-29 1980-02-19 Texaco Inc. Water injection profiling by nuclear logging
US4233508A (en) * 1978-12-18 1980-11-11 Texaco Inc. Water injection profiling
US4825072A (en) * 1986-09-26 1989-04-25 Western Atlas International, Inc. Method and apparatus for determining well fluid flow velocity using a nonradioactive tracer
US5219518A (en) * 1989-10-02 1993-06-15 Schlumberger Technology Corporation Nuclear oxygen activation method and apparatus for detecting and quantifying water flow
US5094808A (en) * 1989-12-20 1992-03-10 Schlumberger Technology Corporation Oxygen activation downhole tool
US5461909A (en) * 1993-05-21 1995-10-31 Halliburton Logging Services, Inc. Oxygen activation method for quantitative water flow measurements within and behind well bore casing
US7755032B2 (en) 2005-04-15 2010-07-13 Schlumberger Technology Corporation Measuring inflow performance with a neutron logging tool
US7644610B2 (en) * 2007-08-24 2010-01-12 Baker Hughes Incorporated Automated formation fluid clean-up to sampling switchover
WO2016040140A1 (en) * 2014-09-10 2016-03-17 Halliburton Energy Services, Inc. Multi-sensor workflow for evaluation of water flow in multiple casing strings with distributed sensors data
US9823384B1 (en) * 2016-08-26 2017-11-21 Schlumberger Technology Corporation Mud activation measurement while drilling

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3075077A (en) * 1959-03-18 1963-01-22 Standard Oil Co Radiation flowmeter
US3239663A (en) * 1961-12-04 1966-03-08 Dresser Ind Velocity measurement utilizing neutron activation of oxygen
FR1556341A (no) * 1967-12-26 1969-12-07
US3930153A (en) * 1974-12-12 1975-12-30 Texaco Inc Measurement of subsurface formation lithology, including composition and fluids, using capture gamma spectroscopy

Also Published As

Publication number Publication date
CA1070031A (en) 1980-01-15
ZA765954B (en) 1978-02-22
US4032781A (en) 1977-06-28
DE2650344A1 (de) 1977-05-12
MX3939E (es) 1981-10-07
AR228556A1 (es) 1983-03-30
AU505022B2 (en) 1979-11-08
RO75886A (ro) 1981-02-28
GB1505437A (en) 1978-03-30
YU268876A (en) 1982-06-30
BR7607261A (pt) 1977-09-13
AU1919776A (en) 1978-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1877837B1 (en) Method and apparatus for a density indicator using pulsed neutron instruments
US7253402B2 (en) Apparatus and method for determining thermal neutron capture cross section of a subsurface formation from a borehole using multiple detectors
RU2376465C2 (ru) Определение скорости потока жидкости в стволе скважины методом импульсного облучения
US5825024A (en) Multidetector pulsed-neutron through-tubing cased-hole density measurement sonde
NO322950B1 (no) Formasjons-tetthetsmaling ved anvendelse av pulsede noytroner
US4035640A (en) Behind casing water flow detection using pulsed neutron oxygen activation
US4071757A (en) Detection of behind casing water flow at an angle to the axis of a well borehole
WO2008128182A2 (en) Method and apparatus for determining silicon content of the earth formations in cased well bores
US4032778A (en) Behind casing water volume flow rate measurement using gamma ray spectral degradation
US4032780A (en) Behind casing water flow detection using continuous oxygen activation
US4028546A (en) Behind well casing water flow detection system
NO763531L (no)
EP0187000A1 (en) Method of logging fluid flow rate, water fraction, and/or water salinity
US4032779A (en) Behind casing water volume flow rate measurement using concentric gamma ray detectors
US4057720A (en) Behind casing fluid flow detection in producing wells using gas lift
GB1598898A (en) Method of measuring horizontal fluid flow behind a well casing
US3462600A (en) Pulsed and continuous neutron well logging technique
US4137452A (en) Method of measuring horizontal fluid flow in cased off subsurface formations with manganese compensation
US2349712A (en) Well logging method and device
US4047028A (en) Resolution of through tubing fluid flow and behind casing fluid flow in multiple completion wells
US4524272A (en) Behind casing water flow detector
US2323484A (en) Well-logging method and apparatus
CA1084174A (en) Behind casing fluid flow detection in producing wells using gas lift
NO145743B (no) Fremgangsmaate og apparat for maaling av uoensket vanninntrengning i et borehull.
RU2789613C1 (ru) Комплексная аппаратура импульсного мультиметодного нейтронного каротажа для промыслово-геофизических исследований обсаженных газовых и нефтегазовых скважин