RU2025748C1 - Method of comprehensive radioactive well logging - Google Patents
Method of comprehensive radioactive well logging Download PDFInfo
- Publication number
- RU2025748C1 RU2025748C1 SU4913903A RU2025748C1 RU 2025748 C1 RU2025748 C1 RU 2025748C1 SU 4913903 A SU4913903 A SU 4913903A RU 2025748 C1 RU2025748 C1 RU 2025748C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gamma
- spectrum
- neutron
- logging
- ggk
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин и может быть использовано для проведения радиоактивного каротажа. The invention relates to geophysical surveys of wells and can be used for radioactive logging.
Известен способ радиоактивного каротажа [1], включающий облучение горной породы с использованием ампульных источников нейтронов и гамма-квантов, расположенных на одном расстоянии от детектора, регистрирующего суммарное поле гамма-квантов, возникающих в процессе гамма-гамма каротажа (ГГК) и нейтронного-гамма каротажа (НГК). Зарегистрированные гамма-кванты разделяют по энергетическому признаку с последующей обработкой результатов НГК и ГГК. A known method of radioactive logging [1], including irradiation of rocks using ampoule sources of neutrons and gamma rays located at the same distance from the detector that records the total field of gamma rays generated in the process of gamma-gamma-ray logging (GGC) and neutron-gamma logging (OGC). The registered gamma-quanta are separated according to the energetic characteristic with the subsequent processing of the results of the OGC and the GCT.
Известно устройство [2] , позволяющее реализовать указанный способ, включающее неколлимированные источники нейтронов, гамма-квантов и детектор гамма-квантов. Источники излучения находятся на одинаковом расстоянии от детектора гамма-квантов. Прибор не прижимается к стенке скважины. A device is known [2], which makes it possible to implement the indicated method, including uncollimated sources of neutrons, gamma rays and a gamma ray detector. The radiation sources are at the same distance from the gamma-ray detector. The device does not press against the wall of the well.
Основным недостатком известных способа и устройства является то, что они не позволяют учитывать влияние на показания ГГК рассеянного в горной породе гамма-излучения радиационного захвата (ГИРЗ). Это влияние достаточно велико, чтобы исключить возможность количественного использования данных ГГК для определения плотности и эффективного атомного номера горных пород. The main disadvantage of the known method and device is that they do not allow to take into account the influence on the GHC testimony of gamma radiation of radiation capture (GIRZ) scattered in the rock. This influence is large enough to exclude the possibility of quantitative use of GHC data to determine the density and effective atomic number of rocks.
Цель изобретения - повышение точности определения параметров горных пород. The purpose of the invention is to increase the accuracy of determining rock parameters.
На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для реализации комплексного радиоактивного каротажа; на фиг. 2-5 - разрезы А, Б, В, Г на фиг. 1 соответственно. In FIG. 1 shows a block diagram of a device for implementing integrated radioactive logging; in FIG. 2-5 - sections A, B, C, D in FIG. 1 respectively.
Устройство для комплексного радиоактивного каротажа включает источник 1 нейтронов, источник 2 гамма-квантов и детекторы 3, 4 излучения. Источник 1 нейтронов размещен в стальном экране 5, а источник 2 гамма-квантов и детекторы 3, 4 излучения окружены коллимированным экраном 6 из свинца (вольфрама, кадмия, либо их комбинации). Коллимационный канал 7 для источника 2 гамма-квантов характеризуется углом коллимации β1 и азимутальным углом излучения α 1. Коллимационный канал 8 детектора 3 излучения и коллимационный канал 9 детектора излучения характеризуются вертикальными углами приема β2 и β3 соответственно, а также азимутальными углами приема α 1 и α 2 соответственно. Таким образом, в устройстве моделируется четыре зонда: два с источником 1 нейтронов (длины зондов L3 и L4) и два - с источником 2 гамма-квантов (длины зондов L1 и L2). Кроме этого, коллимированный экран 6 характеризуется своей толщиной по секторам I, II, III, IV (как показано в разрезах А, Б, В фиг. 2), которая может изменяться от сектора к сектору.The device for integrated radioactive logging includes a neutron source 1, a source of 2 gamma rays and
Зарегистрированные импульсы с обоих детекторов 3, 4 излучения поступают в наземный блок обработки (на чертеже не показан). The registered pulses from both
Способ реализуется следующим образом. The method is implemented as follows.
По стандартным методикам ГГК устанавливают параметры двухзондовой аппаратуры ГГК, т.е. определяют углы коллимации α 1, α 2, α 3, β1, β2, β3 и размеры зондов ГГК L1 и L2. Например, α 1 = 10о, α 2 = 50о, α 3 = 80о, β1 = 45о, β2 = 50о, β3 = 80о, L1 = 220 мм, L2 = 420 мм.According to standard GHC techniques, the parameters of the two-probe GHC equipment are established, i.e. determine the collimation angles α 1 , α 2 , α 3 , β 1 , β 2 , β 3 and the sizes of the GGC probes L 1 and L 2 . For example, α 1 = 10 о , α 2 = 50 о , α 3 = 80 о , β 1 = 45 о , β 2 = 50 о , β 3 = 80 о , L 1 = 220 mm, L 2 = 420 mm.
В качестве источника 2 гамма-квантов используют любой источник излучения, применяемый при ГГК, например цезий-137 активностью 0,28 Ки. As the source of 2 gamma-quanta, any radiation source used for HHC is used, for example, cesium-137 with an activity of 0.28 Ci.
Добавляют к полученной установке ГГК камеру с нейтронным источником 1, который должен располагаться на расстоянии L4 = 500-600 мм от детектора 4 излучения. В качестве источника 1 нейтронов используют любой источник излучения, применяемый при НГК, например полоний-бериллиевый, активностью 6 Ки.A chamber with a neutron source 1, which should be located at a distance L 4 = 500-600 mm from the
Оптимизируют параметры устройства на основе модельных измерений. Для этого проводят измерения в моделях горных пород только с источником 2 гамма-квантов (измерение первое) и при наличии всего комплекта источников 1, 2 излучения (измерение второе), регистрируя энергетическое распределение вторичных гамма-квантов. Затем определяют дифференциацию по плотности, обрабатывая спектр в части ГГК, для каждого измерения. Если для второго измерения полученная дифференциация по плотности меньше, чем для первого измерения, настолько, что это не позволяет определять плотность с требуемой точностью, то необходимо снизить влияние мягкой компоненты рассеянного ГИРЗ на спектр ГГК. Optimize device parameters based on model measurements. For this, measurements are carried out in rock models only with a source of 2 gamma quanta (the first measurement) and in the presence of the whole set of radiation sources 1, 2 (second measurement), registering the energy distribution of secondary gamma quanta. Then, the differentiation in density is determined by processing the spectrum in terms of the GGC for each measurement. If for the second measurement the obtained differentiation in density is less than for the first measurement, so much that it does not allow determining the density with the required accuracy, then it is necessary to reduce the influence of the soft component of the scattered GIRZ on the GGK spectrum.
С этой целью производят либо увеличение размеров зондов НГТ, т.е. L3, L4, и уменьшение размеров зондов ГГК, т.е. L1, L2, либо увеличение активности источника 2 гамма-квантов и уменьшение активности источника 1 нейтронов, либо изменение параметров коллимационных каналов 7-9 и экрана 6.To this end, either an increase in the size of NGT probes is performed, i.e. L 3 , L 4 , and a decrease in the size of GGC probes, i.e. L 1 , L 2 , or an increase in the activity of the source of 2 gamma rays and a decrease in the activity of the source 1 of neutrons, or a change in the parameters of the collimation channels 7-9 and
В первом случае устанавливают связь между изменением длины зонда ГГК с интенсивностью потока вторичных гамма-квантов. Например, при толщине свинцового экрана 6 со стороны скважины 8-10 мм в горных породах низкой пористости (около 3%) интенсивность потока вторичных гамма-квантов в энергетическом диапазоне 40-500 кэВ снижается на 50% при увеличении длины зонда на 10 см. In the first case, a relationship is established between the change in the length of the GGC probe and the intensity of the secondary gamma-ray flux. For example, when the thickness of the
Во втором случае следует увеличить активность источника гамма-квантов 2 в 2-3 раза. In the second case, the activity of the source of
В третьем случае изменяют толщину экрана 6 и углы коллимации. Объединение системы НГК и ГГК в общей коллимированой и экранированной оболочке при толщине экрана со стороны скважины 8-10 мм снижает влияние рассеянного ГИРЗ на показания ГГК до 10-15%. Увеличение доли ГГК происходит при увеличении азимутального угла излучения α 1 и азимутальных углов приема α 2, α 3. Аналогичный эффект достигается уменьшением вертикальных углов приема β2 и β3. Но при этом изменяется и дифференциация по плотности, однако не так значительно, как изменение регистрируемой интенсивности гамма-квантов.In the third case, the thickness of the
Кроме того, изменение вертикальных углов приема не приводит к увеличению доли мягкой компоненты рассеянного ГИРЗ. In addition, a change in the vertical reception angles does not lead to an increase in the proportion of the soft component of the scattered GIRZ.
Корректируя толщину экрана 6 в секторах I-IV, можно менять регистрируемое число гамма-квантов, относящихся в различным участкам спектра по НГК. Увеличение толщины экрана 6 в секторах III-IV ослабляет гамма-кванты ГИРЗ с энергией 0,5-2,0 МэВ, оставляя сектора I-II проницаемыми для этих гамма-квантов. By adjusting the thickness of the
После завершения процесса оптимизации параметров устройства учитывается влияние показаний НГК на показания ГГК. Для этого определяют величину выделяемой части из показаний НГК, умножая число гамма-квантов в интервале спектра от 500-600 кэВ и выше на коэффициент. Величина коэффициента определяется как соотношение числа гамма-квантов ГИРЗ в интервалах спектра 40-500 кэВ и более 500-600 кэВ. After completion of the optimization process of the device parameters, the influence of the readings of the gas condensate meter on the readings of the gas condensate meter is taken into account. To do this, determine the magnitude of the extracted part from the readings of the OGC, multiplying the number of gamma rays in the spectrum interval from 500-600 keV and above by a factor. The coefficient value is defined as the ratio of the number of gamma-ray girms in the intervals of the spectrum of 40-500 keV and more than 500-600 keV.
При обработке результатов уменьшают показания ГГК на величину выделенной части показаний НГК. When processing the results, the GCG readings are reduced by the amount of the allocated part of the GCG readings.
Проводятся измерения в скважине с использованием описанного устройства, которое прижимается к стенке скважины. Источники 1, 2 излучения облучают исследуемые горные породы, в результате чего возникает поле вторичного гамма-излучения, которое является суперпозицией показаний НГК и ГГК. Measurements are taken in the well using the described device, which is pressed against the wall of the well.
В коллимационных каналах 8, 9 минимально ослабляются гамма-кванты с энергией в диапазоне до 0,4-0,5 МэВ. Экранами в секторах I-II существенно ослабляется поток гамма-квантов с энергией до 0,5 МэВ и практически не ослабляется поток гамма-квантов ГИРЗ с энергией свыше 1,0 МэВ. Экранами в секторах III-IV ослабляется поток гамма-квантов с энергией 2-3 МэВ. In the
Детекторы 3, 4 излучения регистрируют прошедшие гамма-кванты в выбранных энергетических окнах с последующей передачей информации в наземный блок обработки.
Блок обработки разделяет показания ГГК и НГК с учетом их взаимного наложения, исходя из зависимостей, установленных в процессе предварительного моделирования. Гамма-кванты, относящиеся к ГГК, выбирают в энергетическом диапазоне до 450 кэВ, гамма-кванты, относящиеся к НГК, выбираются в энергетическом диапазоне свыше 500 кэВ. При этом порог выборки показаний НГК устанавливается из условия максимальной чувствительности к объемному влагосодержанию, например свыше 1,2 МэВ. The processing unit separates the readings of the GGC and the GGC taking into account their mutual overlap, based on the dependencies established in the preliminary modeling process. Gamma quanta related to the GCC are selected in the energy range up to 450 keV, gamma quanta related to the GCC are selected in the energy range above 500 keV. In this case, the sampling threshold for the readings of the gas condensate is established from the condition of maximum sensitivity to volumetric moisture content, for example, above 1.2 MeV.
По показаниям ГГК и НГК вычисляются параметры горных пород: плотность, пористость, литологические характеристики. Based on the testimony of GGK and OGK, rock parameters are calculated: density, porosity, lithological characteristics.
Одновременно с показаниями НГК могут регистрироваться показания ННК, для чего детектор 4 излучения следует экранировать боросодержащим материалом. При этом весь процесс реализации способа не изменяется, но в обработке полученных результатов учитываются данные ННК. Simultaneously with the readings of the OGC, the readings of the NWC can be recorded, for which the
Claims (1)
Nγ(ГГКисп ) = Nγ(ГГК) - КNγ(НГК) ,
где Nγ(ГГКисп ) - исправленные показания ГГК;
Nγ(HГK) - число гамма-квантов в спектре НГК;
Nγ(ГГК) - число гамма-квантов в спектре ГГК;
K - коэффициент, равный соотношению числа гамма-квантов в интервалах спектра 40-500 и свыше 500 кэВ.METHOD FOR INTEGRATED RADIOACTIVE LOGGING, including simultaneous irradiation of rocks with streams of fast neutrons and gamma-quanta, simultaneous registration of the total spectral field of gamma-quanta generated in the process of gamma-gamma-ray logging of GGCs and neutron gamma-ray logging of NGCs with one detector - determination of rock parameters density, porosity, lithology, characterized in that, in order to increase the accuracy of determining rock parameters, the total spectral field of gamma rays is additionally recorded a gamma-ray detector, the gamma-ray source being placed at a distance from the first detector, established by the standard selective GGC technique, and the neutron source is placed at a distance of 500-600 mm from the second detector, and the distance between the first and second detectors is set from the condition providing the possibility of reducing the influence of the soft part of the NGC spectrum on the GGC spectrum to a predetermined value when conducting standard model studies with varying activity of radiation sources and probe lengths, detectors and radiation sources are additionally surrounded by lead screens with collimation reception and emission channels, respectively, the collimation angles of which and the azimuthal reception and emission angles are varied, while the following are set as the initial collimation parameters: rocks are irradiated with gamma rays at a collimation angle of 45 o with azimuthal radiation angle of 10 o , and the first and second gamma-ray detectors openly register gamma-rays at a collimation angle of 50 and 80 o and an azimuthal reception angle of 50 and 80 o, respectively Of course, in this case, gamma radiation that does not pass through these sectors is detected by detectors only after passing through a lead screen with a thickness of at least 8 mm, the number of gamma rays related to GGCs is determined from readings in the energy range up to 450 keV, and the number of gamma rays related to OGCs are determined by readings in the energy range above 500 keV, the readings of the GHCs are corrected, excluding the influence of the OGC spectrum on the GHC spectrum, according to
N γ (GGK isp ) = N γ (GGK) - KN γ (NGK),
where N γ (GGK isp ) - corrected GGK readings;
N γ (HGK) is the number of gamma rays in the spectrum of NGCs;
N γ (GGK) is the number of gamma rays in the GGK spectrum;
K is a coefficient equal to the ratio of the number of gamma rays in the intervals of the spectrum of 40-500 and over 500 keV.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4913903 RU2025748C1 (en) | 1991-01-08 | 1991-01-08 | Method of comprehensive radioactive well logging |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4913903 RU2025748C1 (en) | 1991-01-08 | 1991-01-08 | Method of comprehensive radioactive well logging |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2025748C1 true RU2025748C1 (en) | 1994-12-30 |
Family
ID=21562000
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4913903 RU2025748C1 (en) | 1991-01-08 | 1991-01-08 | Method of comprehensive radioactive well logging |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2025748C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8101907B2 (en) | 2006-04-19 | 2012-01-24 | Baker Hughes Incorporated | Methods for quantitative lithological and mineralogical evaluation of subsurface formations |
RU2515111C1 (en) * | 2010-04-21 | 2014-05-10 | Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. | Neutron downhole device for measurement of porosity with increased accuracy and reduced lithological effects |
RU2518591C1 (en) * | 2010-03-23 | 2014-06-10 | Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. | System and method of correction of influence of well diameter and its hydrodynamic efficiency in measurements of porosity by method of neutron logging |
-
1991
- 1991-01-08 RU SU4913903 patent/RU2025748C1/en active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Патент США N 3521065, кл. G 01V 5/00, 1970. * |
2. Патент США N 3073958, кл. G 01V 5/00, 1963. * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8101907B2 (en) | 2006-04-19 | 2012-01-24 | Baker Hughes Incorporated | Methods for quantitative lithological and mineralogical evaluation of subsurface formations |
RU2518591C1 (en) * | 2010-03-23 | 2014-06-10 | Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. | System and method of correction of influence of well diameter and its hydrodynamic efficiency in measurements of porosity by method of neutron logging |
US9031790B2 (en) | 2010-03-23 | 2015-05-12 | Schlumberger Technology Corporation | System and method for correction of borehole effects in a neutron porosity measurement |
RU2515111C1 (en) * | 2010-04-21 | 2014-05-10 | Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. | Neutron downhole device for measurement of porosity with increased accuracy and reduced lithological effects |
US9372277B2 (en) | 2010-04-21 | 2016-06-21 | Schlumberger Technology Corporation | Neutron porosity downhole tool with improved precision and reduced lithology effects |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2289134C (en) | Formation density measurement utilizing pulsed neutrons | |
US4122339A (en) | Earth formation pulsed neutron porosity logging system utilizing epithermal neutron and inelastic scattering gamma ray detectors | |
US4558220A (en) | Radioactivity well logging | |
US4152590A (en) | Simultaneous thermal neutron decay time and porosity logging system | |
US3379882A (en) | Method and apparatus for neutron well logging based on the lifetime of neutrons in the formations | |
US5081351A (en) | Method and apparatus for borehole correction in capture gamma ray spectroscopy measurements | |
SA98181077B1 (en) | A method for determining the density of a land formation | |
Pitkin et al. | Design parameters for aerial gamma-ray surveys | |
US3566117A (en) | Measuring technique | |
US4122340A (en) | Pulsed neutron porosity logging system | |
US3336476A (en) | Detecting radioactive potassium in the presence of uranium and thorium | |
US3767921A (en) | Well logging system with linearity control | |
US3521065A (en) | Combination neutron and gamma ray logging technique | |
US3752984A (en) | Methods and system for detecting subsurface minerals | |
US4446369A (en) | Method and system for radioactive assaying | |
US3509342A (en) | Two detector pulsed neutron logging tool | |
US3032658A (en) | Radiation detectors | |
RU2025748C1 (en) | Method of comprehensive radioactive well logging | |
US3746871A (en) | Method of determining the presence and amount of vanadium in an earth formation | |
US4134011A (en) | Earth formation porosity log using measurement of fast neutron energy spectrum | |
US3825753A (en) | Method for providing a natural gamma-ray lag in conjunction with assay operations within a borehole | |
GB2135049A (en) | Core sample analysis | |
GB1284295A (en) | Radiation gauging instrument and method | |
US3288996A (en) | Compound scintillation detector for simultaneous detection of thermal and epithermal neutrons | |
US3828189A (en) | Logging technique for assaying for uranium in rock formations |