NO800479L - Fremgangsmaate for bestemmelse av kationebytter-evner i grunnformasjoner som gjennomtrenges av et borehull - Google Patents
Fremgangsmaate for bestemmelse av kationebytter-evner i grunnformasjoner som gjennomtrenges av et borehullInfo
- Publication number
- NO800479L NO800479L NO800479A NO800479A NO800479L NO 800479 L NO800479 L NO 800479L NO 800479 A NO800479 A NO 800479A NO 800479 A NO800479 A NO 800479A NO 800479 L NO800479 L NO 800479L
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- borehole
- cation exchange
- signals
- gamma radiation
- formations
- Prior art date
Links
- 238000005341 cation exchange Methods 0.000 title claims description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 30
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 47
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 claims description 47
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 24
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims description 23
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000008398 formation water Substances 0.000 claims description 13
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims description 13
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 13
- ZSLUVFAKFWKJRC-IGMARMGPSA-N 232Th Chemical compound [232Th] ZSLUVFAKFWKJRC-IGMARMGPSA-N 0.000 claims description 12
- 229910052776 Thorium Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 claims description 11
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N uranium(0) Chemical compound [U] JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 3
- 238000011835 investigation Methods 0.000 claims 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 10
- 230000005251 gamma ray Effects 0.000 description 10
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 6
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 6
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 6
- 239000002734 clay mineral Substances 0.000 description 5
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 5
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 5
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 4
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 4
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- -1 meth ions Chemical class 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 2
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 2
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 229910021532 Calcite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 229910001919 chlorite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052619 chlorite group Inorganic materials 0.000 description 1
- QBWCMBCROVPCKQ-UHFFFAOYSA-N chlorous acid Chemical compound OCl=O QBWCMBCROVPCKQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 description 1
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000010433 feldspar Substances 0.000 description 1
- 238000001730 gamma-ray spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 229910001679 gibbsite Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000001183 hydrocarbyl group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052900 illite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000155 isotopic effect Effects 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052622 kaolinite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 1
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- VGIBGUSAECPPNB-UHFFFAOYSA-L nonaaluminum;magnesium;tripotassium;1,3-dioxido-2,4,5-trioxa-1,3-disilabicyclo[1.1.1]pentane;iron(2+);oxygen(2-);fluoride;hydroxide Chemical compound [OH-].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[F-].[Mg+2].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[K+].[K+].[K+].[Fe+2].O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O2.O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O2.O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O2.O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O2.O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O2.O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O2.O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O2 VGIBGUSAECPPNB-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- NIFIFKQPDTWWGU-UHFFFAOYSA-N pyrite Chemical compound [Fe+2].[S-][S-] NIFIFKQPDTWWGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052683 pyrite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011028 pyrite Substances 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 229910021647 smectite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 229910052716 thallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V5/00—Prospecting or detecting by the use of ionising radiation, e.g. of natural or induced radioactivity
- G01V5/04—Prospecting or detecting by the use of ionising radiation, e.g. of natural or induced radioactivity specially adapted for well-logging
- G01V5/06—Prospecting or detecting by the use of ionising radiation, e.g. of natural or induced radioactivity specially adapted for well-logging for detecting naturally radioactive minerals
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B49/00—Testing the nature of borehole walls; Formation testing; Methods or apparatus for obtaining samples of soil or well fluids, specially adapted to earth drilling or wells
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B49/00—Testing the nature of borehole walls; Formation testing; Methods or apparatus for obtaining samples of soil or well fluids, specially adapted to earth drilling or wells
- E21B49/005—Testing the nature of borehole walls or the formation by using drilling mud or cutting data
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
Description
Den foreliggende oppfinnelse vedrører radioaktiv borehullslogging, og■mer- spesielt en fremgangsmåte' som benytter logging av naturlig1 gammastråling, for på stedet å bestemme kationbytter-evnen i grunnformasjoner som gjennomtrenges av et borehull.
■ Vurdering av petroleumsreservoarer krever kunnskap om mange grunnleggende egenskaper ved reservoarene. En slik egen-skap som er spesielt viktig, er vannmetningen, Sw. I et typisk oljefelt er vann, kalt formasjonsvann, og ofte fri gass tilstede i tillegg til olje. Vannmetningen er den delen av grunn-formasjonens -porevolum, 1 ofte også kalt porøsiteten til formasjonen, som er opptatt av formasjonsvann. Den brøkdelen av formasjonens porevolum som ikke opptas av formasjonsvann, blir sagt', å være opptatt1 av hydrokarboner. Olje, kondensat eller gass på stedet vil variere direkte med ligningen (1-Sw), hvor Sw er formasjonsvannet uttrykt som en brøkdel av porøsiteten, og vil hovedsakelig variere omvendt av porøsiteten. Med en minskning av porøsiteten vil derfor•vannmetningen øke, og med en:økning i porøsiteten vil■vannmetningen avta, med en sam-tidig omvendt forandring i olje- og■gassmetningen.
I- tillegg til å indikere det relative volum som opptas av formasjonsvannet, tjener Sw som en indikasjon på vanskelighet-ene med å utvinne hydrokarboner. Størrelsen av vannmetningen i formasjonen vil hjelpe til å bestemme med hvilken letthet
oljen beveger seg gjennom en bergart. Der vil være en større motstand mot strømningen av hydrokarboner gjennom formasjoner som inneholder 60% vannmetning enn gjennom de samme formasjoner når vannmetningen er lav siden formasjonsvann vil blokkere noen av strømningskanalene i formasjonen. Bare når vannmetningen er lav, si mindre enn 40% av det totale porevolumet, vil olje og gass-metningen være tilstrekkelige til at formasjonene kan ut-vinnes.<:>-Kjente fremgangsmåter for bestemmelse av vannmetningen og dermed hydrokarbonmetningen i formasjoner, bestod tidligere av laboratorieanalyse -av prøver•av formasjonene. Disse fremgangs-måtene krevet kjerneboring av formasjonene og etterfølgende behandling av de utvunnede kjerner,- en behandling som kan forår-sake store forandringer i vann- og hydrokarbon-innholdet. Virkelige andeler av de forskjellige fluider som opprinnelig er tilstede, kan ikke oppnås ved å analysere en kjerne som inne
holder.borevæske. Dessuten er det tidkrevende og kostbart å ta ..kjerneprøver i av,.:Undergrunnsf ormas joner, idet det er nødven-dig med et stort antall,prøver.
På:grunn.av de vanskeligheter man støter på når det gjel-der å forsøke og bestemme vannmetningen ut fra kjerneprøver,
er det blitt utviklet en rekke metoder for indirekte bestemmelse av vannmetning. Hovedtyngden av disse metodene har.
vist seg.mindre nøyaktige over hele,området av formasjonstil-s.tander.. Varierende salinitet og.skiferforhold, som man støt-er på i prøvene, har forårsaket spesielle problemer.
Det er blitt fastslått at det er meget få oljeproduserende sandstensarter som er fullstendig frie for leirmineraler.. Uttrykket skifrig sand blir brukt for å beskrive reservoarbergarter som har et leireinnhold på over fem prosent. Leire som en bergart, er vanskelig å definere nøyaktig på grunn av den store mengden av leirholdige materialer som kan bestå av varierende relative mengder av ikke-leirmineral-komponenter. Ikke-leirmaterialer omfatter kalsitt, dolomitt, større flak av glim-mer, pyritt, feltspat, gibsitt og andre mineraler. Vanligvis er finkornet materiale blitt kalt "leire" så lenge det oppviste tydelig plastisitet og utilstrekkelige mengder av grovere,materiale. Enkelte leirmaterialer som kan finnes i undergrunnsformasjoner er smektitt, illitt, kaolinitt og kloritt.
Siden leirmineraler er tilstede i rikelige mengder i alle sedimentære bergarter, må alle formasjonsloggavlesninger kor-rigeres for virkningen av leiren. Leirekorreksjoner bygger på. at den leiren som er avsatt under de forskjellige faser av en kontinuerlig sedimenteringssyklus, har den samme sammensetning over hele syklusen. Ved å anta at leirmaterialene alle er ekvivalente, kan korreksjoner for leiren lettere beregnes og anvendes. Imidlertid er det funnet resultater som er urealis-tiske under enkelte formasjonstilstander og som resulterer i anslag som har vært for pessimistiske i noen soner og som kan underkjenne enkelte soner som er av kommersiell betydning.
En ytterligere svikt ved de tidligere kjente tolknings-teknikker er at de fleste av disse ikke tar i betraktning det ' faktum at innvirkningen av leirmineraler på formasjonsmålinger' er ikke-lineær. Man har funnet at formasjonsresistiviteten vil bli progressivt større på en ikke-lineær måte etter hvert som formasjonsvannet blir ferskere. Dette ikke-lineære forholdet kommer av at den effektive konsentrasjon av leirebytter-kationer Øker proporsjonalt med minskninger av vann-metningen.
Kationbytte er den reaksjon hvorved hydratiserte positivt ladede ioner av et fast stoff, slik som leire, blir byttet ut
ekvivalent, mot ekvivalent, med kationer av samme ladning i met-ning. En velkjent fysisk modell på området som beskriver skifersand-konduktiviteter og som tar hensyn til dispergert leire i hydrokarbon-førende skifersand-formasjoner, er:
hvor:
Sw = prosent vannmetning
n<*>~ = metningseksponent;Rt = formasjonsresistivitet;F<*>= formasjonens resistivitetsfaktor
Rw = formasjonsvannresistiviteten
B = ekvivalent konduktans fdr leirebytte-kationer som
en funksjon av Rw
Qv . = konsentrasjon av motioner (counter ions) i formasjonsvannet i kontakt med leiren
Modellen beskriver resistiviteten, eller den resiprolle konduktiviteten, for skifersand som en funksjon av salinitets-konsentrasjonen og mengden av formasjonsvann som opptar pore-rommet, og konsentrasjonen og mobiliteten av byttbare ioner tilknyttet de forskjellige leirmineraler, samt formasjonstemper-aturen. Aksepterte eksperimentelle data indikerer at denne fysiske modellen gir bedre analyser i skifrige sandformasjoner over det hele. det salinitetsorftrådet som man støter på i potensielle reservoarbergarter.
Det historiske problem med ovennevnte fysiske modell er å oppnå en verdi for konsentrasjonen av motioner (Qv) i formasjonsvannet i kontakt med leiren. Qv kan beregnes på grunnlag av ionebytter-evnen, porøsiteten og tettheten av korngrunnmas-sen.. Uttrykt matematisk: . hvor
CEC, = kationbytter-evnen
(/) = porøsiteten
pma = tettheten av grunnmassen
Porøsiteten og tettheten til grunnmassen blir bestemt ut fra de resultater som utledes fra borehullslogge-data, som velkjent på området. Det gjenværende uttrykket CEC blir imidlertid bestemt ved å ta kjerneboringsprøver av formasjonene i hvert borehull som skal - vurderes. Denne kjerneprøveprosessen har de ulemper som er diskutert ovenfor. Selv om kjernebor-inger møysommelig, .kostbar og tidkrevende, blir denne metoden brukt til å fastslå et empirisk forhold mellom porøsiteten (<$) og konsentrasjonen av metioner (Qv) i formasjonen i kontakt medileire for å utlede et normalisert uttrykk som vedrører ionebytter-evnen. Denne fremgangsmåten har imidlertid mange begrensninger. Begrensningene innbefatter porøsitetsvaria-sjoner som skyldes endringer i kornstørrelse og sementerings-mehgden, som alle .er uavhengig, av skifrighet, leireinnhold, og dermed variasjoner av Qy.
Den foreliggende oppfinnelse overvinner de ulemper ved teknikkens .;stand som er nevnt ovenfor, ved å tilveiebringe en ny fremgangsmåte for-utnyttelse av informasjoner utledet fra . en. korrelasjon av kjerneprøvedata fra et enkelt borehull med inf ormas joner ..utledet ved borehullslogging av naturlig gammastråling i det samme, borehullet, for å fastslå en forbindelse som.kan,benyttes i etterfølgendei borehull til å anslå kationbytter-evnen til formasjoner som omgir borehullet.
Et gammastrålespektrometer med høy oppløsning og som er innbefattet i-et instrument for borehullslogging, blir ført gjennom et borehull, hvorved naturlig gammastråling slår mot scintillasjojtskrystallet i spektrometeret. Når krystallet treffes av naturlig gammastråling,vil det utsende fotoner i det synlige energiområdet, hvis intensitet er proporsjonal . med den,energi somitapes i krystallet av den innfallende gammastrålen. Lysenergi fra krystallet blir optisk koblet til et f otpmulrtiplikatorrør hvor energien blir omformet til en elektrisk strøm som så blir forsterket og overført til overflaten. Denne.strømmen er proporsjonal med den lysenergien som absor-beres av 'multiplikatorrøret fra krystallet. Strømmen blir omformet ,t,il en puls med en spenningsamplityde som står i et lineært forhold til energien i de innfallende gammastråler.
På overflaten blir pulsene ført gjennom en flerkanals analysator hvor de blir sortert'for hvert dybdepunkt i henhold til sin amplityde og -derfor koblet til kanaler som trek-ker' ut :inf ormas jon ; vedrørende de: tre mest vanlige loggede radioaktive isotoper i henhold til deres spissenergier, kalium. -40; som har en spissenergi på 1,46 MeV, uran som har en spissenergi på 1,76'MeV og torium som har en spissenergi på 2,62 MeV..
De uttrukne signalene fra hver av de tre kanalene, så vel som de<i:>totale gammastråletellinger som detekteres av krystallet, blir' koblet til individuelle telleratemetere (CRM) , hvert av hvilke akkumulerer et totalt antall detekterte gammastråler i en tilordnet signalkanal. Deretter blir utgangene fra hver teller koblet til et loggekamera, eller de.kan omformes til digital form og så registreres på en digital båndinnretning.
I tillegg kan dataene kombineres for å tilveiebringe forholds-signaler vedrørende enhver valgt kombinasjon av utganger fra telleratemeterne.
Kjerneboringsprøver blir tatt fra den loggende brønnen og analysert under laboratorieforhold med hensyn til kationbytter-evne. Laboratorieresultatene blir korrelert med valgte para-metre utledet fra loggingen av det naturlige gammastrålespektrometeret. Dette'tilveiebringer et empirisk forhold som kan brukes 'innenfor et geologisk område for på stedet å bestemme kationebytter-evnen ved å logge etterfølgende borehull med et naturlig gammastrålespektrometer. Dataene kan så brukes for pålitelig bestemmelse av konsentrasjonen av leirebyttekationer og videre bestemmelse av vannmetningen.
'Det er følgelig, et formål med den foreliggende oppfinnelse å;tilveiebringe en1 fremgangsmåte for på stedet å bestemme kationebytter-evnen for undergrunnsformasjoner innenfor et geologisk- område.
Det er ytterligere et formål med den foreliggende oppfinnelse å bruke en slik på stedet bestemmelse av kationebytter-evnen tii: å frembringe en fremgangsmåte for bestemmelse av por-øsitetsnormaliserte konsentrasjoner av leirebytte-kationer i undergrunnsformasjonene.
Figur 1 er et forenklet blokk-skjerna over et apparat for utførelse av borehullslogging ifølge den foreliggende oppfinnelse. ' ■
. Figur 2 er en grafisk representasjon over korrelasjonen av i
toriumenerginivået som er tilveiebrakt av loggeinstrumentet, med kjerneprøve-data for å tilveiebringe indikasjoner på konsentrasjonen av leirebytte-kationer.
Figur 3 er en alternativ utførelsesform av figur 2 som
bruker kaliumenerginivået som parameter i loggeinstrumentet.
Mange nuklider med lang levetid finnes i naturen. Av spe-siell interesse for petroleumsindustrien er de av kalium (K), uran (U) og torium (Th), som alle i varierende grad finnes i undergrunnsformasjoner og som bestanddeler i potensielle olje-fyrende bergarter. Som beskrevet nedenfor kan deteksjon av disse nuklidene utføres ved hjelp av metoder for gammastråle-spektroskopi som identifiserer karakteristiske gammastråler. Et apparat for måling av disse karakteristiske gammastråler er beskrevet i artikkelen "Natural gamma-ray spectral logging", av Lock og Hazer, SPWLA symposium transactions, 1971.
Det vises nå til figur 1 hvor det i form av et blokkskjerna er vist et apparat for utførelse av borehullslogge-teknikken i henhold til foreliggende oppfinnelse. Et logge-instrument 10 er vist, og dette omfatter et gammastrålespektrometer med høy oppløsning sammensatt av et stort sylindrisk tallium-aktivert natriumjodid-krystall 12 som er optisk koblet med et fotomulti-plikatorrør 14 for frembringelse av elektriske utgangssignaler som er representative for naturlig gammastråling målt ved å £øre loggeinstrumentet 10 gjennom .et borehull (ikke vist) som
gjennomtrenger grunnformasjoner (ikke vist). Som vel kjent på området faller naturlig gammastråling fra forskjellige kilder i grunnformasjonen på scintillasjonskrystallet 12 og frembringer lysglimt, hvis intensitet er proporsjonal med den energi som
frigjøres på grunn av kollisjonen mellom gammastrålen og krystallet, o.g derved forårsaker scintillas jonen. Lysglimtene som frembringes på denne måten, blir detektert av fotomultiplika-torrøret 14, som frembringer en elektrisk puls, hvis amplityde eller spenningsnivå er proporsjonal med intensiteten i det ovenfor beskrevne lysglimt.
Disse elektriske signalene, i form av pulser, blir koblet til forsterker 16 for forsterkning og overføring til overflaten ved hjelp av en leder i18, som utgjør en komponent i en konven-sjonell lbggekabel (ikke vist). De forsterkede pulsene som er representative for energien til den naturlig forekommende gammastrålingen i grunnformasjonene, blir koblet til en flerka nals analysator 20 som sorterer gammastrålingen som en funksjon av energien, separerer energien i minst tre energika-naler eller -bånd som er representative for den radioaktive desintegrasjon av isotoper av kalium, uran og torium. I tillegg er det tilveiebrakt en fjerde energikanal som inneholder det totale målte spekteret. Signaler fra totalstrålings-, kalium-, uran- og torium-kanalene blir koblet til telleratemetere, henholdsvis 22, 24, 26 og 28. Hvert telleratemeter 24, 26 og 28 akkumulerer en bakgrunnsstrålings-korrigert tellerate
for det spesielle isotop det er tilordnet, mens telleratemeter
22 akkumulerer det totale antall gammastråler som detekteres
av krystallet 12 for å tilveiebringe en indikasjon på den totale detekterte gammastråling.
Den flerkanals analysatoren 20, som virker sammen med telleratemeterne 24, 26 og 28, tilveiebringer følgelig utgangssignaler som er representative for det antall tellinger som inntreffer i hver energikanal. Hvert tellenummer er karak-teristisk for den respektive radioaktive desintegrasjon av de isotope atomer av kalium, uran og torium i grunnformasjonene. Disse utgangssignalene blir koblet til en spektrumutvinner 30. Spektrumutvinning refererer seg til den prosess hvorved bak-grunnsstrålingens tellerater blir elektronisk subtrahert i en matematisk prosess fra kalium- og uran-kanalene. En fullstendig fremgangsmåte for spektrumutvinning kan finnes i US-patent nr. 3 940 610.
Det totale spektrumsignalet for gammaenergien sammen med de utledede energispektrumsignalene for kalium, uran og torium,- blir koblet til en tilkoblingsenhet 32. Enheten 32 tilveiebringer de overganger som er nødvendig for å koble signalene til forskjellig behandlings- og fremvisnings-utstyr, slik som én datamaskin 34 eller et loggekamera for den etter-følgende behandling som omfatter en del av søkerens oppfinnelse, som.beskrevet i det følgende.
Ved praktisering av den foretrukne utførelsesform av fremgangsmåten, blir et første borehull logget ved bruk av et spektrometér for naturlig gammastråling, som beskrevet her. Kjerneboringsprøver av1 formasjonen blir så tatt ut fra for-sk jellige • dybdenivåer i borehullet, noe som er velkjent på området. Kjerneprøvene blir så underkastet laboratorieundersøk- eiser for å bestemme verdien av kationebytterevnen for hver prøve. Prosessen for laboratorieanalyse av kjerneprøver for å bestemme kationebytter-evnen er beskrevet i detalj i en artik-kel "New Method Finds Cation Exchange Capasity Quickly and Eco-nomically", av Rush og Jenkins, publisert i The Oil and Gas Journal, 15. mai 1978.
Resultatene av .laboratorieprøvene relaterer kationebytter-evnen funksjonsmessig med hensyn på dybden til et spesielt sedi-mentært undergrunnslag. En valgt parameter som er fastslått på grunnlag i av loggeprpsessen med naturlig gammastråling, blir korrelert til den dybderelaterte ionebytter-kapasiteten for å tilveiebringe funksjonskurver 38 og 38', som er grafisk frem-stilt på henholdsvis figur 2 og 3.' Figur 2 illustrerer bruken av toriumtelleraten som. den valgte parameter, mens figur 3 viser kaliumtelleraten som den som brukes. Selv om grafiske eksempler som bruker, torium.. og kalium, er vist, er det mulig å bruke enhver parameter frembrakt ved loggingen av den naturlige gammastrålingen, innbefattet forhold mellom gammastråleloggsig-naler, ved praktiseringen av den beskrevne fremgangsmåten. Når det utføres loggeoperasjoner i etterfølgende borehull i det samme geologiske området for måling av en valgt parameter, tilveiebrakt ved et spektrometer for naturlig gammastråling, kan det på stedet foretas en vurdering av kationebytter-evnen til formasjonen ved' å referere til det funksjonsmessige forholdet 38.'En'verdi av konsentrasjonen av metioner (Qv) i formasjonsvannet som-er i kontakt med leiren, kan så utledes ved å nor-malisere kationebytter-evnen for variasjoner i porøsiteten. Porøsitetsmålinger blir■foretatt ved hjelp av en standard porø-sitetslogge-innretning. Den Qv-verdien som bestemmes på denne måten, kan s"å brukes ved bestemmelse av vannmetningen (Sw) ved hjelp av den tidligere beskrevne fysiske modellen.
Det er her blitt beskrevet og illustrert en fremgangsmåte ifølge1 den foreliggende oppfinnelse, som på stedet tilveiebringer bestemmelser av-kationebytter-evnen til undergrunnsformasjoner. ' 1 Selv om spesielle utførelsesformer av den foreliggende oppfinnelse er blitt beskrevet og illustrert, er det klart at fagfolk på området vil kunne gjøre forandringer og modifika-sjoner uten å avvike fra oppfinnelsens ramme.
Claims (7)
1. Fremgangsmåte for bestemmelse av kationebytter-evnen i grunnformasjoner som gjennomtrenges' av et borehull, karakterisert ved : generering av signaler som står i et funksjonsmessig forhold til radioaktive nuklider som opptrer naturlig i grunnformasjonene som omgir et første borehull, bestemmelse av dybde-relaterte kationebytter-evner fra kjerne-prøver tatt i det første borehullet ved forutbestemte dybde-intervaller,
bestemmelse av et funksjonsmessig forhold mellom nevnte genererte signaler og kationebytter-evnene,
generering av ytterligere signaler som står i funksjonsmessig forhold til.radioaktive nuklider i nærheten av etterfølgende borehull i det samme geologiske området som det første borehull, og
sammenligning av de ytterligere genererte signaler med det funksjonsmessige forhold som er bestemt mellom- nevnte genererte signaler og kationebytter-evnen i det første borehullet, for å bestemme den dybderelaterte kationebytter-evnen i nevnte etter-følgende borehull.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert v e d føring av et loggeinstrument som inneholder en gamma-strålingsdetektor gjennom det første borehullet,
detektering av naturlig gammastråling som opptrer i formasjonene i nærheten av det første borehullet,
generering av signaler som er funksjonsmessig relatert til energien og frekvensen til den detekterte gammastråling, separering av signalene i en flerhet av energiområder, hvilke energiområder svarer til naturlig gammastråling frembrakt av de-1 radioaktive isotoper av kalium, uran og torium,
fjerning av.kjerneprøver av formasjonene fra forskjellige dybdenivåer langs det første borehullet,
undersøkelse av formasjonsprøvene for å utlede kationebytter-evnen til prøvene,
bestemmelse av et funksjonsmessig forhold mellom de på grunnlag av undersøkelsen utledede kationebytter-evner og en valgt parameter som vedrører nevnte flerhet av energiområder,
føring av logge-instrumentet gjennom et etterfølgende borehull innenfor det samme geologiske området,
detektering av naturlig gammastråling som opptrer i grunnfor-mas jonene i nærheten av det etterfølgende borehull,
generering av•signaler som er-funksjonsmessig relatert til energien og frekvensen av den detekterte gammastråling, separering av signalene i en flerhet av energiområder som svarer til den naturlige gammastråling som frembringes av de radioaktive isotoper av kalium, uran og torium, og
bestemmelse av kationebytter-evnen i formasjonene som gjennomtrenges av det etterfølgende borehull ved å korrelere det funksjonsmessige forhold som er fastslått på grunnlag av de nevnte utledede kationebytter-evner og den valgte parameter fra det første- borehullet med den samme valgte parameter utledet fra signalene fra loggingen av det etterfølgende borehullet.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved normalisering av anslaget over kationebytter-evnen for de etterfølgende borehulls-formasjoner ved å bruke en porøsi-tetsmåling av formasjonene til å frembringe en indikasjon på konsentrasjonen av motioner i formasjonsvannet som er i kontakt med formasjonsleiren.
4. fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den valgte parameter, som brukes til å fastslå et funksjonsmessig forhold til de ved undersøkelsen utledede kationebytter-evner, svarer til den naturlige gammastråling som frembringes av radioaktive isotoper av kalium.■
5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den valgte parameter som brukes til å fastslå et funksjonsmes-sig forhold til de ved nevnte undersøkelse utledede kationebytter-evner, svarer til den naturlige gammastråling som frembringes av radioaktive isotoper av uran.
6. Fremgangsmåte ifølge krav .1, karakterisert ved at den valgte parameter som brukes til å fastslå et funksjonsmessig forhold til de ved nevnte undersøkelse utledede kationebytter-evner, svarer til den naturlige gammastråling som frembringes av radioaktive isotoper av torium.
7. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den valgte parameter som brukes til å fastslå et funksjonsmessig forhold til de' ved nevnte undersøkelse utledede kationebytter-evner, svarer'til et forhold som er funksjonsmessig relatert til flere av energi-områdesignalene.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/015,538 US4263509A (en) | 1979-02-26 | 1979-02-26 | Method for in situ determination of the cation exchange capacities of subsurface formations |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO800479L true NO800479L (no) | 1980-08-27 |
Family
ID=21771983
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO800479A NO800479L (no) | 1979-02-26 | 1980-02-21 | Fremgangsmaate for bestemmelse av kationebytter-evner i grunnformasjoner som gjennomtrenges av et borehull |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4263509A (no) |
AR (1) | AR224888A1 (no) |
CA (1) | CA1134955A (no) |
DE (1) | DE3007555A1 (no) |
DK (1) | DK78180A (no) |
GB (1) | GB2042611B (no) |
NL (1) | NL8000926A (no) |
NO (1) | NO800479L (no) |
Families Citing this family (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4594887A (en) * | 1982-09-13 | 1986-06-17 | Dresser Industries, Inc. | Method and apparatus for determining characteristics of clay-bearing formations |
US4953399A (en) * | 1982-09-13 | 1990-09-04 | Western Atlas International, Inc. | Method and apparatus for determining characteristics of clay-bearing formations |
US4756189A (en) * | 1982-09-13 | 1988-07-12 | Western Atlas International, Inc. | Method and apparatus for determining characteristics of clay-bearing formations |
US4622849A (en) * | 1982-09-13 | 1986-11-18 | Dresser Industries, Inc. | Method and apparatus for determining characteristics of clay-bearing formations |
US4542648A (en) * | 1983-12-29 | 1985-09-24 | Shell Oil Company | Method of correlating a core sample with its original position in a borehole |
US4712424A (en) * | 1984-01-26 | 1987-12-15 | Schlumberger Technology Corp. | Quantitative determination by elemental logging of subsurface formation properties |
US4903527A (en) * | 1984-01-26 | 1990-02-27 | Schlumberger Technology Corp. | Quantitative clay typing and lithological evaluation of subsurface formations |
US4890486A (en) * | 1984-01-26 | 1990-01-02 | Schlumberger Technology Corp. | In situ determination of hydrocarbon characteristics |
EP0151073B1 (en) * | 1984-01-26 | 1991-04-24 | Schlumberger Limited | Quantitative determination by elemental logging of subsurface formation properties |
US4914944A (en) * | 1984-01-26 | 1990-04-10 | Schlumberger Technology Corp. | Situ determination of hydrocarbon characteristics including oil api gravity |
US4722220A (en) * | 1984-09-28 | 1988-02-02 | Schlumberger Technology Corp. | Quantitative determination by elemental logging of subsurface formation properties |
JPS61175582A (ja) * | 1985-01-25 | 1986-08-07 | シユラムバ−ガ− オ−バ−シ−ズ ソシエテ アノニム | 地下累層の性質の基本的追跡記録による定量的測定 |
US4606227A (en) * | 1985-02-21 | 1986-08-19 | Phillips Petroleum Company | Apparatus and method for simulating diagenesis |
JPS6358286A (ja) * | 1986-08-28 | 1988-03-14 | シユラムバ−ガ− オ−バ−シ−ズ ソシエダ アノニマ | 地下の地層特性の元素ロギングによつてその量を測定する方法 |
US5012674A (en) * | 1988-10-31 | 1991-05-07 | Amoco Corporation | Method of exploration for hydrocarbons |
CA1315191C (en) * | 1988-10-31 | 1993-03-30 | Chandra Shekhar Rai | Method and system for geophysical exploration |
US5351532A (en) * | 1992-10-08 | 1994-10-04 | Paradigm Technologies | Methods and apparatus for making chemical concentration measurements in a sub-surface exploration probe |
US8101907B2 (en) * | 2006-04-19 | 2012-01-24 | Baker Hughes Incorporated | Methods for quantitative lithological and mineralogical evaluation of subsurface formations |
US8843319B2 (en) * | 2011-10-14 | 2014-09-23 | Core Laboratories Lp | Systems and methods for the determination of formation water resistivity and conductivity |
CN102900431B (zh) * | 2012-09-06 | 2015-11-25 | 中国石油化工股份有限公司 | 水平井封堵模拟实验装置 |
US9400340B2 (en) * | 2013-05-13 | 2016-07-26 | Baker Hughes Incorporated | Sourceless density measurements with neutron induced gamma normalization |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3711765A (en) * | 1970-09-09 | 1973-01-16 | H Overton | Method of locating anomalous zones of chemical activity in a well bore |
US3770378A (en) * | 1971-06-18 | 1973-11-06 | Cities Service Oil Co | Method for detecting geopressures |
US3940610A (en) * | 1974-02-15 | 1976-02-24 | Mobil Oil Corporation | Natural gamma radiation borehole logging system |
-
1979
- 1979-02-26 US US06/015,538 patent/US4263509A/en not_active Expired - Lifetime
-
1980
- 1980-01-30 CA CA000344727A patent/CA1134955A/en not_active Expired
- 1980-02-07 GB GB8004085A patent/GB2042611B/en not_active Expired
- 1980-02-14 NL NL8000926A patent/NL8000926A/nl not_active Application Discontinuation
- 1980-02-18 AR AR279961A patent/AR224888A1/es active
- 1980-02-21 NO NO800479A patent/NO800479L/no unknown
- 1980-02-22 DK DK78180A patent/DK78180A/da not_active Application Discontinuation
- 1980-02-26 DE DE19803007555 patent/DE3007555A1/de not_active Withdrawn
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA1134955A (en) | 1982-11-02 |
NL8000926A (nl) | 1980-08-28 |
GB2042611A (en) | 1980-09-24 |
DE3007555A1 (de) | 1980-09-04 |
AR224888A1 (es) | 1982-01-29 |
GB2042611B (en) | 1982-12-08 |
US4263509A (en) | 1981-04-21 |
DK78180A (da) | 1980-08-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NO800479L (no) | Fremgangsmaate for bestemmelse av kationebytter-evner i grunnformasjoner som gjennomtrenges av et borehull | |
Gonzalez et al. | Determination of formation organic carbon content using a new neutron-induced gamma ray spectroscopy service that directly measures carbon | |
US4071755A (en) | Method for in situ evaluation of the source rock potential of earth formations | |
US4467642A (en) | Method for identifying complex lithologies in a subsurface formation | |
EP0259225A2 (en) | Logging apparatus and method for determining absolute elemental concentrations of subsurface formations | |
RU2541721C1 (ru) | Способ определения зон генерации углеводородов доманикоидных и сланценосных отложений в разрезах глубоких скважин | |
US11125082B2 (en) | Systems and methods for monitoring changes in a formation while dynamically flowing fluids | |
NO343322B1 (no) | Fremgangsmåte og apparat for å estimere kildebergartinnhold av en jordformasjon | |
EP3504564B1 (en) | Formation water salinity from borehole measurements | |
Nelson et al. | Estimation of sulfide content from induced polarization data | |
US4484470A (en) | Method and apparatus for determining characteristics of clay-bearing formations | |
US11788401B2 (en) | Systems and methods for characterizing subsurface formation properties through geochemical logging | |
GB2087072A (en) | Thermal neutron absorption borehole logging | |
Yarbrough et al. | X-ray fluorescence analysis of the Bakken and Three Forks Formations and logging applications | |
NO781961L (no) | Fremgangsmaate for radioaktiv broennlogging | |
US8024122B2 (en) | Method for determining formation water resistivity from a wireline pulsed neutron device | |
US4187908A (en) | Method for ascertaining optimum location for well stimulation and/or perforation | |
CA1212782A (en) | Method for identifying complex lithologies in a subsurface formation | |
Skupio et al. | Spectrometric gamma radiation of shale cores applied to sweet spot discrimination in Eastern Pomerania, Poland | |
Aadil et al. | Source rock evaluation with interpretation of wireline logs: a case study of Lower Indus Basin, Pakistan | |
Ross et al. | High-resolution gamma ray attenuation density measurements on mining exploration drill cores, including cut cores | |
Maranuk et al. | Applications of a unique spectral azimuthal gamma ray tool to unconventional reservoirs | |
Caldwell et al. | Gamma-ray spectroscopy in well logging | |
Johansen et al. | Downhole neutron-induced spectroscopy element and mineral estimates compared to a ring-tested core reference | |
Oliveira et al. | Petrophysical analysis of limestone rocks by nuclear logging and 3D high-resolution X-ray computed microtomography |