[發明專利]對中子伽馬密度測量的校正

有效

• 申請號: 201110204505.6
• 申請日: 2011-07-13
• 公開（公告）號: CN102330552A
• 公開（公告）日: 2012-01-25
• 發明（設計）人: M·埃文斯;M-L·莫博涅
• 申請（專利權）人: 普拉德研究及開發股份有限公司
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00;G01V5/14
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 陳松濤;蹇煒

技術領域

本公開總體涉及中子伽馬密度(Neutron-gamma?density，NGD)測井，并且更具體地，涉及用于獲得某種地層(formation)中的精確的NGD測量結果的技術。

背景技術

此部分意在將讀者引入可能涉及本公開的各方面的技術的各方面，該各方面被描述和/或聲名如下。相信此討論對向讀者提供有助于更好地理解本公開的各方面的背景信息是有用的。因此，應當理解，將考慮到這些來閱讀這些闡述，而不是承認現有技術。

地層密度是在測井中經常獲得的測量結果。一種確定地層密度的方式可以稱作伽馬密度測量，其涉及探測伽馬射線通過地層散射的程度。常規地，獲得伽馬密度測量涉及使用放射性同位素源(例如，¹³⁷Cs或²⁴¹AmBe)以伽馬射線輻照地層。這些伽馬射線可以由存在于地層中的電子康普頓散射。取決于康普頓散射的量，這些伽馬射線中的一些可以由與伽馬射線源間隔開一定距離的伽馬射線探測器探測。因為地層中的電子的濃度與地層的元素的原子系數成比例，并且伽馬射線發生康普頓散射并被伽馬射線探測器探測到的程度涉及電子濃度，所以可以基于探測的伽馬射線計數率來確定地層的密度。

在井下工具(downhole?tool)中使用放射性同位素源可能是不期望的，所以研發了生成光子用于地層密度測量，而無需放射性同位素伽馬射線源的技術。一種該技術稱作中子伽馬密度(NGD)測量，與常規伽馬密度(GGD)測量相區別開。NGD測量涉及使用中子生成器來發射中子到地層中。這些中子中的一些可以由地層中的某些元素非彈性散射，生成使得能夠確定地層密度的非彈性伽馬射線。雖然基于這些伽馬射線的NGD測量在某些地層中可能是精確的，但是NGD在其它地層中可能是較不精確的。

發明內容

以下提出于此公開的某些實施例的概括。應當理解，這些方面僅僅是為了給讀者提供這某些實施例的簡要的概括，并且這些方面不是意在限制此公開的范圍。實際上，此公開可以涵蓋以下可能沒有提出的各個方面。

本實施例涉及用于確定用于寬廣范圍的地層的精確的中子伽馬密度(NGD)測量的系統、方法、和裝置，該地層包括低氫指數、或低孔隙度地層和具有重元素的地層。例如，通過發射中子到地層中，使得一些中子由地層中的元素非彈性散射并生成非彈性伽馬射線，能夠獲得該NGD測量。可以探測返回到井下工具的中子和非彈性伽馬射線。認為地層的一些特性影響地層的快中子輸運。從而，如果地層具有該特性，則可以對中子計數率、非彈性伽馬射線計數率、或中子輸運校正函數施加校正，中子伽馬密度(NGD)可以根據中子計數率、非彈性伽馬射線計數率、或中子輸運校正函數來確定。

在另一范例中，井下工具可以包括中子生成器、中子探測器、兩個伽馬射線探測器、以及數據處理電路。中子生成器可以用足夠使一些中子由地層的元素非彈性散射并產生非彈性伽馬射線的能量發射中子到地層中。中子探測器可以探測返回到井下工具的中子計數率，而伽馬射線探測器可以探測通過地層康普頓散射到達井下工具的第一和第二非彈性伽馬射線計數率。數據處理電路可以接收中子計數率、第一非彈性伽馬射線計數率、以及第二非彈性伽馬射線計數率，使用它們確定對低氫指數或低孔隙度地層和具有重元素的地層精確的中子伽馬密度。

通過范例方式，數據處理電路可以確定地層的表觀(apparent)孔隙度，或者如果井下工具中存在快中子探測器，可以確定能夠由快中子探測器探測的快中子信號的估計值。可以至少部分地基于中子計數率、第一非彈性伽馬射線計數率、和/或第二非彈性伽馬射線計數率，來確定快中子信號的此估計值。當地層的表觀孔隙度小于限度(limit)或當地層的快中子輸運的估計值在限度以外時，數據處理電路可以向中子計數率、非彈性伽馬射線計數率、或和/或中子輸運校正函數施加校正。其后，數據處理電路可以至少部分地基于校正的中子計數率、非彈性伽馬射線計數率、和/或中子輸運校正函數來確定地層的密度。

本公開的技術效果包括對寬廣范圍的地層精確地確定中子伽馬密度(NGD)測量，該地層包括具有低氫指數或低孔隙度的地層和具有重元素的地層。甚至當NGD測量中用于獲得中子計數率和伽馬射線計數率的井下工具的配置不具有最佳配置時，這些NGD測量也可以保持精確。從而，盡管不具有快中子探測器，或盡管中子探測器可能放置在距中子源非最佳的位置，仍然可以使用以上公開的系統和技術來獲得精確的NGD測量。