一种根据对伽玛射线的测量结果和对伽玛射线通量的测量结果来确定围绕井眼的地下地层的密度的方法，所述伽玛射线源自位于所述井眼中的工具主体中的核源对所述地层的辐照，所述伽玛射线通量为所述工具主体中距所述源两个不同探测器间距处的伽玛射线通量，所述方法包括：对无间隙的工具主体，确定在每个不同探测器间距处的伽玛射线通量测量结果之间的关于所述地层的密度的基本直线的关系；确定定义根据在所述两个不同探测器间距处测得的伽玛射线通量测量结果确定的密度相对于根据所述直线关系计算的密度的偏离关于工具间隙的关系；以及对于在所述不同探测器间距处的给定对的伽玛射线通量测量结果，确定定义所述偏离的所述关系与所述直线关系的交点，以便指示围绕所述井眼的所述地层的密度，其中，所述源是中子源，并且在所述工具主体中测得的所述伽玛射线是从对所述地层的中子辐照得到的中子诱发的伽玛射线。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及使用中子伽马射线测量结果确定地下地层的密度。特别是，本专利技术提供用于分析中子伽玛射线测量结果的技术，该测量结果与围绕油气工业中使用的类型的井眼的地下地层相关。
技术介绍
已知许多技术用于特征化围绕井眼的地层的性质。典型地，将包括信号源的工具主体放置在井眼中并且源用于询问地层。测量回到工具主体的信号并且计算感兴趣的参数。在工具主体紧贴井眼壁的地方，信号实质上仅通过围绕井眼的地层并且因此能够用于以直接的方式推导感兴趣的性质。然而，在工具主体与井眼壁之间存在空间(有时称作‘间隙(standoff)’)的地方，因为信号在进入地层或从地层返回到工具主体之前通过井眼的内含物(content)，所以引起了问题。从而井眼的内含物将对信号具有影响，并且必须去除此影响或补偿此影响，以确定感兴趣的地层性质，井眼的内含物典型地为流体。补偿井眼影响的一个公知的方法是在距源不同的距离对返回信号进行两次测量。 在典型的测量的尺度上，间隙和井眼影响在近和远的测量位置之间基本上不变化，使得两个测量之间的唯一差异归因于地层中信号路径的差异，并且因此感兴趣的地层性质的差已地层密度的测量是一种特征化围绕油气井等的地下地层的公知方式。存在能够用于做这件事的许多基于核测量的技术。最通常的技术是伽玛-伽玛密度测井，其中，从工具主体中的例如发射0. 66MeV的伽玛射线的137Cs的伽玛射线源辐照地层。伽玛射线通过地层，经历与地层的成分的相互作用并返回到井眼，在井眼处探测通量。于是能够分析这个以确定地层密度。此技术已经用于深井开凿和LWD应用，用于测井。为了补偿井眼影响，经常使用上述双探测器途径。US4^7575描述了伽玛-伽玛密度测井方法。因为伽玛-伽玛密度测井提供体地层密度，并且地下地层典型地为多孔的，所以已经提出了将伽玛-伽玛密度测井与中子孔隙率(porosity)测量进行组合。在中子孔隙率测井中，利用来自化学源或加速器源的高能中子辐照地层，化学源例如是产生4MeV的中子的241AmBe,加速器源例如是产生14MeV的中子的脉冲D-T加速器。随着它们通过地层，它们与孔隙流体中的氢核相互作用，散射并损失能量。散射的中子回到工具主体中被探测并且能够被分析以确定氢的量，并且因此确定地层的孔隙率。中子孔隙率测量能够与伽玛-伽玛密度测量组合以确定岩层基质的密度，如W02007/149869中描述的。再次，已经采用了双探测器补偿技术来处理井眼影响。更近地，已经研发了用于基于利用高能中子的辐照来确定地层密度的技术。中子将由地层散射，取决于地层密度。从而，测量返回中子能够用于获得地层密度的一些确定 (中子-中子密度)。然而，这能够受到来自地层的孔隙率的多个干扰作用的影响。中子辐照也能够导致中子的非弹性散射，伴随伽玛射线的生成。这些伽玛射线能够用于密度确定方法中(中子伽玛密度)。在此情况下，地层有效地用作伽玛射线的次级源，根据该次级源能够确定密度。W096/08733、US5608215、和US2009/(^6359公开了用于密度确定的中子-中子和中子-伽玛技术。存在用于分析双间距(dual spaced)核测量的两种通常的技术。在一种技术中， 使用在两个探测器间距测得的信号的简单的交会图或比率并且将其与来自已知地层的校准的数据进行比较。此途径通常用于中子-中子孔隙率和密度以及中子-伽玛密度中。另一技术称作脊肋(spine and rib)处理并且用于伽玛-伽玛密度上。此途径基于在两个探测器间距的测量的交会图的确定和归因于工具间隙而与此交会图的偏离的确定，交会图 (脊)和偏离(肋)的交点用于确定地层密度。此途径的范例能够在以上引用的文献中找到。此专利技术基于如下认识，脊肋途径能够应用于中子-伽玛密度技术中，即使测量所基于的基本过程(归因于中子辐照在地层中产生伽玛射线)基本与依赖于利用已知能量的伽玛射线进行直接辐照的伽玛-伽玛密度技术所基于的过程基本不同。
技术实现思路
此方法提供一种根据对伽玛射线的测量结果和对伽玛射线通量的测量结果来确定围绕井眼的地下地层的密度的方法，所述伽玛射线源自位于所述井眼中的工具主体中的核源对所述地层的辐照，所述伽玛射线通量为所述工具主体中距所述源两个不同探测器间距处的伽玛射线通量，所述方法包括-对无间隙的工具主体，确定在每个不同探测器间距处的伽玛射线通量测量结果之间的关于所述地层的密度的基本直线的关系；-确定定义根据在所述两个不同探测器间距处测得的伽玛射线通量测量结果确定的密度相对于根据所述直线关系计算的密度的偏离关于工具间隙的关系；以及-对于在所述不同探测器间距处的给定对的伽玛射线通量测量结果，确定定义所述偏离的所述关系与所述直线关系的交点，以便指示围绕所述井眼的所述地层的密度，其中，所述源是中子源，并且在所述工具主体中测得的所述伽玛射线是从对所述地层的中子辐照得到的中子诱发的伽玛射线。其中，在所述工具主体中距所述源两个不同的探测器间距处测量来自所述地层的中子通量，所述方法能够包括针对地层中的中子输运的影响，使用所述中子通量测量结果来校正所述伽玛射线通量测量结果。所测得的伽玛射线通量能够包括从中子与所述地层的成分之间的非弹性相互作用得到的伽玛射线。如果使用中子生成器来生成初始中子，则对中子通量的确定需要使用诸如中子监视器的装置来确定来自中子生成器的初始中子通量。如果使用化学源，则能够通过校准来确定初始通量。能够根据关系P = a-bXln(net-inel/F(n))来针对在一间距处的伽玛射线通量测量结果计算密度，其中，a和b为实验推导的常数，net-inel为位于讨论的所述间距处的伽玛射线探测器处测得的净非弹性伽玛射线通量，并且F(n)为对应的中子探测器测得的中子通量η的函数。对于给定对的通量测量结果，能够根据关系Pb= Pls+Δ ρ，通过使用最靠近所述源的通量测量结果来校正针对最远离所述源的所述通量测量结果确定的密度来计算密度，其中，Pb为所述地层的密度，P β为根据最远离所述源的所述通量测量结果计算的密度，以及Δ ρ是密度的归因于间隙的偏离。能够根据以下形式的关系Δ ρ =A(Pls-Pss) +B (P B-Pss) 2+C( P κ Pss)3+…来计算Δ p，其中，Pss是根据最靠近所述源的所述通量测量结果计算的密度，且Α、B、C、…为实验推导的常数。本专利技术的第二方面提供一种用于确定围绕井眼的地层的密度的设备，所述设备包括-位于所述井眼中的工具主体；-所述工具主体中的用于辐照所述地层的中子源；以及-位于所述工具主体中的距所述中子源对应的第一和第二间距处的第一和第二探测器；其中，所述第一和第二探测器布置为探测从对所述地层的中子辐照得到的伽玛射线，所述设备还包括处理系统，用于-对无间隙的工具主体，确定在每个不同探测器间距处的伽玛射线通量测量结果之间的关于所述地层的密度的基本直线的关系；-确定定义从在所述两个不同探测器间距处测得的伽玛射线通量测量结果确定的密度相对于根据从所述直线关系计算的密度的偏离关于工具间隙的关系；以及-对于在所述不同探测器间距处的给定对的伽玛射线通量测量结果，确定定义所述偏离的所述关系与所述直线关系的交点，以便指示围绕所述井眼的所述地层的密度。所述设备优选地根据本专利技术的第一方面的方法进本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.04.17 EP 09158182.71.一种根据对伽玛射线的测量结果和对伽玛射线通量的测量结果来确定围绕井眼的地下地层的密度的方法，所述伽玛射线源自位于所述井眼中的工具主体中的核源对所述地层的辐照，所述伽玛射线通量为所述工具主体中距所述源两个不同探测器间距处的伽玛射线通量，所述方法包括-对无间隙的工具主体，确定在每个不同探测器间距处的伽玛射线通量测量结果之间的关于所述地层的密度的基本直线的关系；-确定定义根据在所述两个不同探测器间距处测得的伽玛射线通量测量结果确定的密度相对于根据所述直线关系计算的密度的偏离关于工具间隙的关系；以及-对于在所述不同探测器间距处的给定对的伽玛射线通量测量结果，确定定义所述偏离的所述关系与所述直线关系的交点，以便指示围绕所述井眼的所述地层的密度，其中，所述源是中子源，并且在所述工具主体中测得的所述伽玛射线是从对所述地层的中子辐照得到的中子诱发的伽玛射线。2.如权利要求1所述的方法，还包括在所述工具主体中距所述源两个不同的探测器间距处测量伽玛射线通量。3.如权利要求1或2所述的方法，其中，在所述工具主体中距所述源两个不同的探测器间距处测量来自所述地层的中子通量，所述方法包括针对至所述中子诱发的伽玛射线的起始点的中子输运的影响，使用所述中子通量测量结果来校正所述伽玛射线通量测量结果。4.如任一前述权利要求所述的方法，其中，所测得的伽玛射线通量包括从中子与所述地层的成分之间的非弹性相互作用得到的伽玛射线。5.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其中，对伽玛射线通量的测量包括测量从中子与所述地层的成分之间的捕获反应得到的伽玛射线。6.如权利要求5所述的方法，包括测量从热中子捕获反应得到的伽马射线。7.如任一前述权利要求所述的方法，还包括在所述工具主体中距所述源两个不同的探测器间距处测量来自所述地层的中子通量。8.如权利要求7所述的方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：M·埃文斯，
申请(专利权)人：普拉德研究及开发股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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