[發(fā)明專利]自然伽馬射線工具的增益穩(wěn)定

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201480082007.0
• 申請日: 2014-10-03
• 公開（公告）號: CN107075939A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發(fā)明（設計）人: G·L·默阿克
• 申請（專利權）人: 哈里伯頓能源服務公司
• 主分類號: E21B47/00
• 分類號: E21B47/00;G01V5/04;G01V5/12
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司31100
• 代理人: 張欣

發(fā)明背景

理解地質地層的結構和性質可以降低石油和天然氣探勘的鉆井成本。在井孔中完成的測量(即，井下測量)通常被執(zhí)行以達成這一理解，從而識別井下測量裝置周圍的材料的組成和分布。為了獲得所述測量結果，通常使用伽馬射線檢測器以測量井下自然發(fā)生的伽馬輻射。然而，一些伽馬射線檢測器的增益可能會由于井下環(huán)境條件而波動。這些波動可能會引起由伽馬射線檢測器檢測的表觀能量級的改變，進而引起由伽馬射線測量工具匯報的測量結果的不準確。

附圖簡述

圖1是根據(jù)一些實施方案的伽馬射線測量工具的示意圖。

圖2是諸如可以基于由根據(jù)一些實施方案的伽馬射線測量工具提供的值生成的示例性伽馬能譜。

圖3是有關各種放射性同位素的模型化能譜的實例。

圖4是根據(jù)一些實施方案的根據(jù)圖3的模型化能譜計算出的圖心的實例。

圖5是根據(jù)一些實施方案的測井系統(tǒng)的框圖。

圖6是示出用于調整伽馬射線檢測器的增益的方法的實施方案的流程圖。

圖7是鋼纜系統(tǒng)實施方案的圖解。

圖8是鉆機系統(tǒng)實施方案的圖解。

具體實施方式

為了解決上述挑戰(zhàn)中的一些挑戰(zhàn)以及其它挑戰(zhàn)，本文描述了用于穩(wěn)定伽馬射線檢測器的凈增益的系統(tǒng)、設備和方法。

圖1是根據(jù)一些實施方案的伽馬射線測量工具100的示意圖。伽馬射線測量工具100包括井下伽馬射線檢測器102、電子單元104和處理單元106。伽馬射線檢測器102可能是用于隨鉆測井(LWD)或隨鉆測量(MWD)操作的鉆井組件的一部分，或者可能是如本文后面參考圖7和圖8所描述的用于對現(xiàn)有井進行測井的鋼纜工具。伽馬射線測量工具100可包括多個方位角伽馬射線檢測器。雖然每一伽馬射線檢測器102計數(shù)地表下自然射出的伽馬射線能，但是也可以用于井筒中的其它伽馬射線源。方位角伽馬射線檢測器可能靠近測井工具的外部，并且圍繞測井工具的圓周隔開。雖然可包括多個伽馬射線檢測器，但是此處僅明確呈現(xiàn)一個。

伽馬射線檢測器102提供與由伽馬射線檢測器102中的伽馬射線蓄積的能量成比例的信號。伽馬射線檢測器102包括用于接收伽馬射線的一個或多個閃爍體晶體108，所述一個或多個閃爍體晶體108然后創(chuàng)建會影響相鄰的例如光電倍增管的光耦合光電探測器110的光發(fā)射。伽馬射線檢測器102電氣耦合至電子單元104。電子單元104可包括放大器112、可變高壓供電單元114和模擬數(shù)字(A/D)轉換器116。高壓供電單元114耦合至伽馬射線檢測器102中的一個或多個并且為其供電。一個高壓供電單元114可以用于為多個伽馬射線檢測器供電。高壓供電單元114可以被配置，以使得輸出電壓可以由外部控制器或處理單元106進行調整。

電子單元104還包括一個或多個放大器112，以修改來自一個或多個伽馬射線檢測器102的信號的振幅。放大器112可以被配置以由處理單元106進行調整。電子單元104進一步包括模擬-數(shù)字(A/D)轉換器116，以將電壓信號轉換成數(shù)字信號從而傳遞給處理單元106。電子單元104通過例如調整信號振幅或者調整供應至伽馬射線檢測器102的電壓來轉換和處理信號。

處理單元106包括與一個或多個處理器120相關聯(lián)的存儲器118。存儲器118當與處理器120耦合時可以實施代碼以實現(xiàn)功能性，所述功能性包括本文后面所描述的用于增益控制的方法。存儲器118可以存儲地層參數(shù)或伽馬射線測量工具100的諸如增益參數(shù)、校準常數(shù)、識別數(shù)據(jù)等參數(shù)的測量結果。存儲器118因此可包括數(shù)據(jù)庫，例如關系型數(shù)據(jù)庫。處理器120可以控制高壓供電單元114或放大器112的輸出電壓。伽馬射線測量工具100還可包括電池或其它電源(圖1中未示出)。

電子單元104和處理單元106尤其可操作，以根據(jù)數(shù)字信號的振幅將來自井下伽馬射線檢測器102的數(shù)字信號分類到信道中，并且將所述信道存儲為伽馬能譜。伽馬射線測量工具100可能是總計數(shù)伽馬射線檢測器，其中確定總計數(shù)的過程涉及在布置在能譜中的多個信道上產(chǎn)生計數(shù)。不論是在隨鉆測井(圖8)中或是在鋼纜(圖7)上完成，伽馬射線測量工具100產(chǎn)生n個信道上的計數(shù)數(shù)據(jù)。每一信道代表能量級的范圍，其中能量級可以諸如千電子伏(keV)等單位進行測量。信道的數(shù)量可能針對不同的應用而不同；例如，n可能是10、16、20、50、64、100、128、150、200、256、400或更多或其之間的任何數(shù)字。