[發(fā)明專利]使用可變?cè)乇鹊暮祟l譜分析中環(huán)境校正

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201280034556.1
• 申請(qǐng)日: 2012-05-24
• 公開（公告）號(hào): CN103748485A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J·A·格勞;J·邁爾斯;M·貝雷德
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 普拉德研究及開發(fā)股份有限公司
• 主分類號(hào): G01V5/10
• 分類號(hào): G01V5/10
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 于輝

相關(guān)申請(qǐng)

本申請(qǐng)要求2011年5月24日提交的系列號(hào)為61/489,287，名稱為“SYSTEMS?AND?METHODS?FOR?ENVIRONMENTAL?CORRECTIONS?IN?NUCLEAR?SPECTROSCOPY?USING?VARIABLE?ELEMENT?RATIO”的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，將該申請(qǐng)的全部內(nèi)容通過援引加入的方式納入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開寬泛地說涉及核頻譜分析(nuclear?spectroscopy)，更具體而言涉及估測和確定（account?for）環(huán)境對(duì)核頻譜分析結(jié)果的影響的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

當(dāng)為了獲得石油、天然氣或其它材料而鉆井通過巖石地層或其它地層時(shí)，確定或估測正被鉆井通過的地層的類型是有益的。例如，與地層類型有關(guān)的信息可用于更精確地解釋其它測井測量，從而估測地層孔隙度、含水飽和度、凈含烴量、以及地層滲透性和產(chǎn)量。其也可用于基于估測的地層機(jī)械特性而作出的鉆井決定中。

存在各種嘗試確定或估測地層的方法，其中的一個(gè)是隨鉆測井或LWD。LWD是在挖掘井孔期間、或此后不久通過使用集成到井底鉆具組件中的測井儀測量地層的特性。

LWD的一個(gè)已知技術(shù)是中子-伽馬頻譜分析，其使用中子在原子核中產(chǎn)生激發(fā)態(tài)，然后所述中子可以通過發(fā)射一個(gè)或多個(gè)伽馬射線進(jìn)行衰減。每一個(gè)同位素的伽馬射線具有可以用于區(qū)分特定元素（例如氫）的濃度的特征能譜。結(jié)果是，一組同位素的伽馬射線提供一組可用于區(qū)分相應(yīng)元素——例如氫、氯、鐵、硅、鈣、硫、鈦、鋁、鈉、鎂、錳和鎳——的濃度的特征能譜。

使用中子-伽馬頻譜分析的一個(gè)缺點(diǎn)是在頻譜分析測井儀（spectroscopy?tool）中的一個(gè)或多個(gè)元素可能與地層中的一個(gè)或多個(gè)元素相同，因而當(dāng)嘗試確定或估測地層中的元素時(shí)，所述測井儀可能實(shí)際還探測到由地層以外的元素——例如所述測井儀或鉆井泥漿中的元素——產(chǎn)生的伽馬射線。就是說，存在于地層和例如測井儀中的元素的能譜實(shí)際上是來自地層的元素的能譜與來自測井儀的元素的能譜的總和。來自地層以外的能譜部分通常稱為背景能譜。

另一個(gè)缺點(diǎn)是地層的環(huán)境條件可能因井而異且在特定井之內(nèi)還可隨深度而變，這可能影響使用LWD中子-伽馬頻譜分析測量的能譜。不同的地層環(huán)境參數(shù)的實(shí)例是井眼尺寸、巖石地層密度、井眼流體密度、巖石地層的含氫指數(shù)、巖石地層的中子慢化長度、巖石地層的熱中子俘獲截面西格瑪、或井眼流體的熱中子俘獲截面西格瑪。

當(dāng)嘗試確定或估測被鉆井通過的地層的類型時(shí)，消除、減少這些缺點(diǎn)中任一個(gè)的影響、或確定這些缺點(diǎn)中的任一個(gè)都將是有益的。

發(fā)明內(nèi)容

本公開描述了用于確定環(huán)境對(duì)核頻譜分析測量的影響的幾個(gè)不同的方法、器械、以及系統(tǒng)。

根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施方案，使用核頻譜分析測井儀估測地層情況的方法包括將包含中子源和伽馬射線探測器的核頻譜分析測井儀（nuclear?spectroscopy?tool）放置在井眼中以及執(zhí)行多個(gè)環(huán)境測量。從所述核頻譜分析測井儀中發(fā)射中子從而使得所述中子中的一些從臨近所述核頻譜分析測井儀的地層中產(chǎn)生伽馬射線且所述中子中的一些從所述核頻譜分析測井儀之內(nèi)的元素中產(chǎn)生伽馬射線。可以探測由發(fā)射的中子誘導(dǎo)的伽馬射線的能譜。所述能譜包含具有多個(gè)測量的能譜成分的背景。所述背景的至少一個(gè)能譜成分與另一個(gè)測量的能譜成分之間的背景比率可以根據(jù)所述多個(gè)環(huán)境測量進(jìn)行確定或估測。可以使用標(biāo)準(zhǔn)能譜的組合并根據(jù)該背景比率扣除所述背景的至少一個(gè)能譜成分對(duì)探測的伽馬射線能譜進(jìn)行分析。可以基于所述分析估測地層情況。

根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施方案，用于估測地層情況的核頻譜分析測井儀包含這樣一種中子源，其發(fā)射中子從而使得所述中子中的一些可以從臨近所述核頻譜分析測井儀的地層中產(chǎn)生伽馬射線且所述中子中的一些可以從在所述核頻譜分析測井儀之內(nèi)的元素中產(chǎn)生伽馬射線。所述測井儀包括配置為探測由發(fā)射的中子誘導(dǎo)的伽馬射線的能譜的伽馬射線探測器，其中所述能譜包含具有多個(gè)能譜成分的背景。所述測井儀還包含數(shù)據(jù)處理電路，其根據(jù)由測井儀和地層環(huán)境構(gòu)成的測量估測所述背景的至少一個(gè)能譜成分與另一個(gè)能譜成分之間的背景比率，使用標(biāo)準(zhǔn)能譜的組合并通過根據(jù)所述背景比率扣除所述背景的至少一個(gè)能譜成分對(duì)探測的伽馬射線能譜進(jìn)行分析，以及基于對(duì)探測的伽馬射線能譜進(jìn)行的所述分析來估測地層情況。