Нейтронный скважинный прибор для измерения пористости с увеличенной точностью и уменьшенными литологическими влияниями

Нейтронный скважинный прибор для измерения пористости с увеличенной точностью и уменьшенными литологическими влияниями

Иллюстрации

Показать все

Реферат

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0001] Данное изобретение в целом относится к нейтронному геофизическому исследованию, а более конкретно к скважинному прибору определения пористости по данным нейтронного геофизического исследования пористости, использующему устройство контроля нейтронов для увеличения точности и уменьшения литологических влияний.

[0002] Этот раздел предназначен для представления читателю различных аспектов той области, которая может относиться к различным аспектам данного изобретения, описанного и/или заявленного ниже. Это описание будет полезно для предоставления читателю вводной информации с целью облегчения лучшего понимания различных аспектов данного изобретения. Таким образом, нужно понимать, что эти заявления должны быть приняты в таком свете, а не как признание известного уровня техники.

[0003] Для измерения пористости пласта и в качестве литологических индикаторов и индикаторов газа использовались нейтронные скважинные приборы для геофизических исследований на месторождениях нефти в течение многих лет. Эти скважинные приборы, как исторически сложилось, включали в себя радиоизотопный источник нейтронов, такой как AmBe, излучающий нейтроны в окружающий пласт. Нейтроны могут взаимодействовать с пластом, до того как отсчет нейтронов будет определен одним или более детекторами нейтронов. Среди прочего, отсчет нейтронов может быть чувствительным к водороду в поровых пространствах пласта. В целом, чем больше водорода в пласте, тем меньше нейтронов достигают детектора. Так как пористость пласта чаще всего заполнена водой или углеводородами, отсчет нейтронов может использоваться для определения пористости пласта.

[0004] Когда источник радиоизотопов используется скважинным нейтронным прибором определения пористости, пористость может быть определена на основе определяемого отсчета нейтронов, нормализированного к интенсивности отсчета нейтронов источника, которую можно предсказать. Действительно, для определения интенсивности отсчета нейтронов радиоизотопного источника может быть достаточно выполнить одноразовую калибровку, если у этого источника достаточно длинный период полураспада, как в случае с ²⁴¹AmBe. После этого любое изменение в будущем может, в принципе, быть предсказано, исходя из известного периода полураспада радиоизотопного материала. Однако по множеству причин использование радиоизотопного источника нейтронов может быть нежелательным. Например, использование радиоизотопного источника может повлечь за собой переговорный процесс, касающийся обременительного нормативно-правового регулирования, а источники могут иметь ограниченные сроки полезного использования (например, от 1 до 15 лет). Кроме того, радиоизотопные источники становятся более дорогими и их труднее получить.

[0005] Вместо радиоизотопного источника нейтронов в нейтронном приборе для измерения пористости могут применяться и другие источники нейтронов, такие как электронные генераторы нейтронов. Однако в отличие от предсказуемой мощности радиоизотопного источника нейтронов, мощность электронного генератора нейтронов часто трудно или невозможно предсказать, исходя из рабочих параметров прибора. Поэтому для уравновешивания возможных вариаций в мощности источника нейтронов генераторные устройства нейтронов в целом могут определять пористость из отношения отсчетов нейтронов на детекторах при различии в пространственном размещении (например, отношение отсчетов на ближнем/дальнем детекторах). Хотя этот способ может обеспечить выполнение поставленной цели и привнести другие определенные положительные эффекты (например, уменьшение чувствительности устройства к некоторым влияниям буровой скважины, не касающимся пористости), он также может уменьшить чувствительность прибора к пористости, так как в том отношении может быть уравновешена и часть чувствительности отдельных детекторов. Это уменьшение чувствительности может быть особенно проблематичным при использовании генераторов нейтронов на основе реакции дейтерия и трития (d-T), обычно используемых на нефтяных месторождениях. Эти генераторы вырабатывают нейтроны с энергией 14 мегаэлектрон-вольт, что более чем в два раза выше средней энергии нейтронов из источника AmBe. При использовании в устройстве с обычными расстояниями ближнего и дальнего детекторов от источника приблизительно 1 и 2 фута соответственно, эта более высокая исходная энергия нейтронов приводит к резкому спаду чувствительности к пористости при высокой пористости по сравнению с устройством на основе AmBe.

[0006] В прошлом для облегчения вышеупомянутых проблем, возможно, рассматривались определенные нейтронные приборы измерения пористости на основе одного отсчета нейтронов по отношению к контролируемой мощности такого электронного источника нейтронов. Однако в то время, когда такие приборы рассматривались, они бы показывали значения пористости с чрезмерным влиянием окружающей среды. Для компенсации такого воздействия на окружающую среду предлагались некоторые источники, увеличивающие в таком нейтронном приборе измерения пористости расстояние между источником нейтронов и детектором нейтронов. Хотя это могло уменьшить влияние окружающей среды на измерения в рассмотренных устройствах, увеличение расстояния от источника к детектору показало увеличение литологического влияния.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0007] Ниже сформулировано краткое изложение определенных вариантов воплощения, описанных в этом документе. Нужно понимать, что эти аспекты представлены только для того, чтобы предоставить читателю краткое содержание этих определенных вариантов воплощения и сообщить, что эти аспекты не предназначены для ограничения объема данного изобретения. Несомненно, это изобретение может охватывать множество аспектов, которые могут быть не сформулированы ниже.

[0008] Варианты воплощения настоящего изобретения касаются систем и способов нейтронного геофизического исследования пористости с высокой точностью и уменьшенными литологическими влияниями. В соответствии с вариантом воплощения нейтронный скважинный прибор для определения пористости может содержать источник нейтронов, устройство контроля нейтронов, детектор нейтронов и схему обработки данных. Источник нейтронов может излучать нейтроны в подземный пласт, а устройство контроля нейтронов определяет отсчет нейтронов, пропорциональный излучаемым нейтронам. Детектор нейтронов может определить отсчет нейтронов, которые рассеиваются от подземного пласта. Схема обработки данных может определить скорректированную на влияние от окружающей среды пористость подземного пласта на основе, по меньшей мере отчасти, отсчета нейтронов, рассеянных от подземного пласта, нормализованного к отсчету нейтронов, пропорциональному нейтронам, излучаемым источником нейтронов.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0009] Различные аспекты этого изобретения могут быть лучше поняты после рассмотрения следующего подробного описания и чертежей, где

[0010] на фиг.1 показана схематическая блок-схема системы нейтронных скважинных геофизических исследований пористости в соответствии с вариантом воплощения;

[0011] на фиг.2 показана блок-схема, иллюстрирующая процесс нейтронных скважинных геофизических исследований пористости при помощи системы, представленной на фиг.1, в соответствии с вариантом воплощения;

[0012] на фиг.3 показана блок-схема, описывающая вариант воплощения способа выполнения нейтронных скважинных геофизических исследований пористости по фиг.2;

[0013] на фиг.4 показана блок-схема, описывающая вариант воплощения иного способа выполнения нейтронных скважинных геофизических исследований пористости по фиг.2;

[0014] на фиг.5-10 показаны графики, моделирующие примеры отсчетов нейтронов, полученных из отдельных детекторов нейтронов, и отношения детекторов нейтронов, в соответствии с вариантом воплощения;

[0015] на фиг.11 и 12 представлены графики, моделирующие чувствительность к пористости, связанную с отсчетом нейтронов на фиг.5-10, в соответствии с вариантом воплощения;

[0016] на фиг.13 и 14 представлены графики, моделирующие точность определения пористости, связанную с отсчетом нейтронов на фиг.5-10, в соответствии с вариантом воплощения; и

[0017] на фиг.15 и 16 показаны графики, моделирующие литологические влияния, являющиеся результатом одного дальнего детектора надтепловых нейтронов и результатом отношения соответственно ближнего и дальнего детекторов надтепловых нейтронов, согласно вариантам воплощения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ КОНКРЕТНЫХ ВАРИАНТОВ ВОПЛОЩЕНИЯ

[0018] Ниже будут описаны один или более вариантов воплощения. С целью краткого описания этих вариантов воплощения в этом описании представлены не все характеристики фактической реализации. Следует учесть, что при разработке любой такой фактической реализации, как в любом инженерном или конструкторском проекте, должны быть приняты многочисленные решения, зависящие от воплощения, для достижения конкретных целей разработчиков, такие как согласование с ограничениями, связанными с системой и с бизнесом, которые могут различаться в зависимости от конкретной реализации. Кроме того, следует учитывать, что такие опытно-конструкторские работы могут быть сложными и длительными, но при всем том они будут обычной работой по проектированию, изготовлению и сборке для специалистов в данной области, что является преимуществом данного изобретения.

[0019] Представленные варианты воплощения касаются скважинных нейтронных приборов измерения пористости, имеющих благодаря использованию устройства контроля нейтронов увеличенную точность и уменьшенные литологические влияния. Устройство контроля нейтронов может быть детектором нейтронов, используемым скважинным нейтронным прибором измерения пористости с единственной целью измерения интенсивности отсчета источника нейтронов. В частности, ввиду самого процесса замедления нейтронов от высокой до низкой энергии, отчего возникает чувствительность к пористости, традиционные нейтронные устройства измерения пористости используют детекторы низкоэнергетических нейтронов. Однако в соответствии с существующими вариантами воплощения, если к устройству, в одном воплощении близком к источнику нейтронов, добавлено устройство контроля высокоэнергетических нейтронов (например, детектор нейтронов, способный к определению нейтронов с энергией больше чем 1 мегаэлектрон-вольт), то его отсчет нейтронов может использоваться в качестве непосредственного замера интенсивности отсчета нейтронов из источника. Фактически на отсчет от устройства контроля (высокоэнергетических) нейтронов может по сути не влиять окружающая среда буровой скважины и пласта, так как почти все нейтроны, посчитанные детектором, не подвергнутся рассеиванию прежде, чем достигнут устройства контроля нейтронов. Нормализуя отсчет на детекторах низкоэнергетических нейтронов, которые могут измерять рассеянные и обычные низкоэнергетические нейтроны, при более дальних расстояниях, к отсчету нейтронов на устройстве контроля нейтронов, может быть возможно откорректировать колебания интенсивности отсчета источника нейтронов без подавления чувствительности к пористости и, таким образом, сохранить (более высокую) чувствительность к пористости каждого конкретного детектора низкоэнергетических нейтронов.

[0020] Другое преимущество нормализации отсчета нейтронов на детекторе низкоэнергетических нейтронов к интенсивности отсчета источника нейтронов, определяемой устройством контроля нейтронов, касается чувствительности измерения к другим элементам, кроме водорода. В целом, принимая стандартный набор скважинных условий (например, пласт кальцита, 8-дюймовая буровая скважина, буровая скважина с пресной водой и пластовые жидкости, 20 градусов по Цельсию, 1 атм и т.п.), нейтронные устройства измерения пористости могут вначале вычислить кажущуюся пористость из измеренных отсчетов нейтронов или отношений отсчетов нейтронов. Любые отклонения между этой кажущейся пористостью и истинной пористостью объясняют влиянием окружающей среды. В частности, отклонения, вызванные литологией пласта, отличающейся от номинальной, часто считающегося кальцитом, могут называться литологическим влиянием. Это литологическое влияние зависит от расстояния между источником и детектором и для надтепловых детекторов при выборе соответствующего расстояния может быть уменьшено. При традиционном измерении пористости с помощью отношения отсчетов двух детекторов низкоэнергетических нейтронов, только один из детекторов низкоэнергетических нейтронов находится на оптимальном расстоянии. Таким образом, литологическое влияние может быть повторно внесено в отношение из-за неоптимально расположенного детектора. При образовании отношения отсчетов оптимально размещенного детектора к устройству контроля нейтронов этой проблемы можно избежать, и может оставаться только намного меньшее литологическое влияние оптимально размещенного детектора.

[0021] В соответствии с определенными другими существующими вариантами воплощения, использование устройства контроля нейтронов для нормализации мощности генератора нейтронов также может позволить определенные способы усиления вертикального разрешения в комбинации со скважинным нейтронным прибором измерения пористости, имеющим источник нейтронов с переменной интенсивностью отсчета, таким как электронный генератор нейтронов. Способы усиления вертикального разрешения могут включать альфа-обработку, которую подробно описали Флаум и др. в патенте США № 4786796, переуступленном корпорации Schlumberger Technology Corporation и включенном в этот документ путем ссылки в полном объеме. Нормализация отсчетов детекторов низкоэнергетических нейтронов к отсчету устройства контроля нейтронов может позволить использование таких влияний усиления вертикального разрешения, что в ином случае оказалось бы безуспешным из-за невозможности указать, как отсчет, связанный с глубиной, меняется от отсчетов, вызванных вариациями интенсивности отсчета источника нейтронов.

[0022] Далее нужно отметить, что определение пористости на основе отсчета детектора нейтронов, нормализованного к отсчету устройства контроля нейтронов, может обеспечить значительное улучшение эксплуатационной эффективности. В частности, описанные здесь способы могут уменьшить статистическую ошибку в точности определения пористости и по статистическому показателю 2. Поскольку в ином случае уменьшение статистической ошибки в 2 раза может потребовать увеличения времени измерения в 4 раза, улучшение точности при помощи данных способов может считаться эквивалентным потенциальному увеличению скорости геофизического исследования в 4 раза для достижения той же самой статистической точности, которая была бы достигнута с помощью измерения относительной пористости.

[0023] С учетом вышеизложенного, на фиг.1 показана нейтронная скважинная система 10 геофизических исследований для определения пористости подземного пласта с высокой точностью и уменьшенными литологическими влияниями. Нейтронная скважинная система 10 геофизических исследований может содержать скважинный прибор 12 и систему 14 обработки данных. Хотя скважинный прибор 12 и система 14 обработки данных показаны отдельно друг от друга, система 14 обработки данных в определенных вариантах воплощения может быть встроена в скважинный прибор 12. Как пример, скважинный прибор 12 может быть тросовым или канатным прибором для геофизического исследования существующей скважины или может быть установлен на забойной компоновке бурильной колонны для проведения геофизических исследований во время бурения.

[0024] Скважинный прибор 12 может быть помещен в кожух 16, который заключает в себе, среди прочего, источник 18 нейтронов. Источник 18 нейтронов может включать источник нейтронов, способный излучать относительно высокоэнергетические нейтроны, такие как нейтроны с энергией 14 мегаэлектрон-вольт. Как пример, источник 18 нейтронов может быть электронным источником нейтронов, таким как Minitron™ от Schlumberger Technology Corporation, который может генерировать импульсы нейтронов или непрерывный отсчет нейтронов благодаря d-T реакциям. Дополнительно или как вариант, нейтронный источник 18 может включать радиоизотопный источник, который может излучать или не излучать нейтроны с переменным или непредсказуемым отсчетом. Экранирование 20 нейтронов может отделять источник 18 нейтронов от других компонентов скважинного прибора 12.

[0025] Как отмечено выше, скважинный прибор 12 может содержать устройство 22 контроля нейтронов. Устройство 22 контроля нейтронов может измерять мощность источника 18 нейтронов, чтобы обеспечить основание для нормализации отсчетов нейтронов, определенных другими детекторами 24 нейтронов, как описано ниже, что позволит измерить нейтроны, рассеянные окружающим пластом. В целом устройство 22 контроля нейтронов может быть любым подходящим детектором нейтронов в любой подходящей конфигурации в скважинном приборе 12, который эффективно измеряет в значительной степени только нейтроны, излучаемые источником 18 нейтронов, которые не были рассеяны окружающим пластом. Таким образом, устройство 22 контроля нейтронов может быть чувствительным только к высокоэнергетическим нейтронам (например, имеющим энергетические уровни больше 1 МэВ и/или энергетические уровни, примерно равные уровням, излучаемым электронным источником 18 нейтронов), может быть расположено очень близко к источнику 18 нейтронов и/или может быть экранировано со стороны скважины от нейтронов, возвращающихся в скважинный прибор 12 из окружающего пласта.

[0026] В некоторых вариантах воплощения устройство 22 контроля нейтронов может включать пластиковый сцинтиллятор, соединенный с фотоумножителем. Такой пластиковый сцинтиллятор описан Симонетти и др. в патенте США № 6884994, переуступленном Schlumberger Technology Corporation и включенном в этот документ путем ссылки в полном объеме. В других вариантах воплощения устройство 22 контроля нейтронов может включать другие детекторы быстрых нейтронов, такие как счетчики газа He-4, водородные пропорциональные счетчики, жидкие сцинтилляторы или твердотельные детекторы, такие как SiC или алмаз.

[0027] Скважинный прибор 12 может содержать по меньшей мере один детектор 24 низкоэнергетических нейтронов. В варианте воплощения скважинного прибора 12, показанного на фиг.2, "ближний" детектор 24 нейтронов расположен ближе к источнику 18 нейтронов, чем подобный "дальний" детектор 24 нейтронов. В некоторых вариантах воплощения скважинный прибор 12 может также содержать дополнительные детекторы 24 низкоэнергетических нейтронов при промежуточных расстояниях между "близостью" и "дальностью". Если скважинный прибор 12 содержит только один детектор 24 нейтронов, то "дальний" детектор 24 нейтронов, расположенный примерно на 1 фут от источника 18 нейтронов, как правило, может обеспечить более точное измерение пористости. Если скважинный прибор 12 содержит и ближние, и дальние детекторы 24 нейтронов, то системой 14 обработки данных могут использоваться определенные способы усиления вертикального разрешения, такие как, например, альфа-обработка.

[0028] Кроме того, в определенных вариантах воплощения скважинный прибор 12 может содержать один или более обращенных к буровой скважине детекторов 25 нейтронов. Обращенный к буровой скважине детектор 25 нейтронов может быть более чувствительным к нейтронам, которые проходят через буровую скважину, чем ближние и дальние детекторы 24 нейтронов. Как таковые, отсчеты нейтронов, получаемые на обращенном к буровой скважине детекторе 25 нейтронов, могут использоваться для коррекции влияний окружающей среды, связанных с составом скважинной жидкости и/или геометрией буровой скважины, как описано более подробно в заявке на патент США 12/729 384, зарегистрированной 23 марта 2010 года, переуступленной Schlumberger Technology Corporation и включенной в этот документ путем ссылки в полном объеме. В иных вариантах воплощения скважинный прибор 12 может не включать обращенный к буровой скважине детектор 25 нейтронов, но при этом может использовать другие способы для коррекции влияния окружающей среды, связанного с буровой скважиной. Такие способы могут включать, среди прочего, измерение надтеплового времени замедления для коррекции величины отклонения прибора, которое может коррелировать с определенными влияниями окружающей среды. Эти другие способы могут использоваться самостоятельно или в комбинации с измерениями от обращенного к буровой скважине детектора 25 нейтронов для уменьшения влияний окружающей среды с целью выработки значащего измерения пористости с уменьшенными литологическими влияниями.

[0029] В некоторых вариантах воплощения экраны 20 нейтронов также могут быть размещены между детекторами 24 нейтронов и обращенной к буровой скважине стороной скважинного прибора 12. Эти нейтронные экраны 20 могут уменьшить число нейтронов, которые могут достичь детекторов 24 нейтронов через буровую скважину, по сравнению с теми, которые достигают этот детектор через пласт, что увеличивает чувствительность скважинного прибора 12 к свойствам пласта по сравнению с чувствительностью к свойствам буровой скважины. Кроме того, размещение экранов 20 нейтронов может увеличить число нейтронов, которые могут достигать обращенный к буровой скважине детектор 25 нейтронов через буровую скважину.

[0030] В определенных вариантах воплощения детекторы 24 и 25 нейтронов могут быть любыми детекторами нейтронов, способными к определению тепловых и/или надтепловых нейтронов. В некоторых вариантах воплощения детекторы 24 и 25 могут также быть относительно нечувствительными к высокоэнергетическим нейтронам, таким как излучаемые источником 18 нейтронов. В целом детекторы 24 и 25 нейтронов могут быть сконфигурированы практически так, чтобы они не определяли нейтроны, имеющие энергию, например, 1 килоэлектрон-вольт или больше. В некоторых вариантах воплощения детекторы 24 и 25 нейтронов могут быть детекторами нейтронов ³He. В определенных других вариантах воплощения детекторы 24 и 25 нейтронов могут быть способными к определению надтепловых нейтронов, но также могут быть относительно нечувствительными к высокоэнергетическим нейтронам, излучаемым источником 18 нейтронов.

[0031] Ближний детектор 24 нейтронов может иметь “ближнее размещение”, измеренное от источника 18 нейтронов к поверхности активной области ближнего детектора 24 нейтронов, самого близкого к источнику 18 нейтронов, и у дальнего детектора 24 нейтронов может быть “дальнее размещение”, измеренное от источника 18 нейтронов к поверхности активной области дальнего детектора 24 нейтронов, самого близкого к источнику 18 нейтронов. У обращенного к буровой скважине детектора 25 нейтронов может быть “заднее размещение”, которое ближе к источнику 18 нейтронов, чем любое переднее или заднее размещение. В целом дальнее размещение может быть выбрано таким образом, чтобы пористости, вычисленные на основе отсчета дальнего детектора 24 нейтронов, нормализованного к устройству 22 контроля нейтронов, имели относительно высокую точность при стандартном наборе условий (например, пласт кальцита, 8-дюймовая буровая скважина, буровая скважина с пресной водой и пластовые жидкости, 20 градусов по Цельсию, 1 атм и т.п.), на котором может основываться зависимость кажущейся пористости. Например, такое дальнее размещение может составлять примерно 2 фута. У ближнего детектора 22 нейтронов может быть ближнее размещение, которое позволяет извлечение информации об усилении вертикального разрешения, когда пористость, вычисленная на основе своего нормализованного отсчета, используется в комбинации с пористостью, вычисленной из отсчета на дальнем детекторе 24 нейтронов. Например, такое ближнее размещение может составлять примерно 1 фут.

[0032] В определенных альтернативных вариантах воплощения ближнее размещение может быть намного ближе, чем у многих традиционных конфигураций. Безусловно, в таких вариантах воплощения ближнее размещение может быть выбрано таким образом, чтобы при низкой пористости многие из нейтронов, которые достигают ближнего детектора 22 нейтронов либо непосредственно из источника нейтронов, либо после взаимодействия с подземным пластом, буровой скважиной и/или в пределах самого устройства, имели энергии, слишком высокие для определения. При относительно более высокой пористости из-за дополнительного рассеивания водородных ядер число определяемых низкоэнергетических нейтронов может увеличиться, так как расстояние, которое должны пройти нейтроны перед замедлением к этим энергиям, уменьшается. При еще более высокой пористости дополнительное рассеивание водорода может в конечном счете уменьшить число нейтронов с любой энергией, которые достигают детектора, но не прежде, чем приведут к реакции на пористость, которая является относительно пологой или даже возрастает в части диапазона пористости. Для данного варианта воплощения скважинного прибора 12 точное оптимальное размещение будет зависеть от конкретных элементов конструкции скважинного прибора 12, включая размер и эффективность в отношении энергии детектора 24 нейтронов, и от того, где, какой вид и сколько экранировки нейтронов используется. Ближний детектор 24 нейтронов может быть размещен таким образом, что его реакция на пористость может быть относительно плоской и/или возрастать с ростом пористости. Такое размещение может обеспечить высокую чувствительность к пористости, как описано более подробно в предварительной заявке на патент США 61/115670, зарегистрированной 17 ноября 2009 года и переуступленной Schlumberger Technology Corporation, которая включена в этот документ путем ссылки в полном объеме.

[0033] Когда скважинный прибор используется в подземном пласте, как в целом описано ниже со ссылкой на фиг.2, детекторы 24 нейтронов могут определить, среди прочего, количество нейтронов, которое изменяется в зависимости от интенсивности отсчета источника 18 нейтронов и пористости пласта. Таким образом, реакции устройства 22 контроля нейтронов и детекторов 24 нейтронов могут быть переданы как данные 26 в систему 14 обработки данных. С помощью подсчета пористости на основе реакции одного из детекторов 24 нейтронов, нормализованной к реакции устройства 22 контроля нейтронов, чувствительность к пористости одного из детекторов 24 нейтронов может быть сохранена в вычисленной пористости. Кроме того, пористость может быть откорректирована для влияний окружающей среды на основе многих способов, таких как измерение времени замедления надтепловых нейтронов с целью коррекции отклонения скважинного прибора 12 или измерение нейтронов на обращенном к буровой скважине детекторе 25 нейтронов.

[0034] Система 14 обработки данных может включать компьютер общего назначения, такой как персональный компьютер, сконфигурированный для запуска различного программного обеспечения, включая программное обеспечение, осуществляющее все или часть существующих способов. Как вариант, система 14 обработки данных может включать, среди прочего, основной компьютер, распределенную вычислительную систему или компьютер для конкретного приложения либо автоматизированное рабочее место, сконфигурированное для реализации всех или части представленных способов на основе специализированного программного и/или аппаратного обеспечения, предусмотренного как часть системы. Более того, для облегчения выполнения описанных здесь функциональных возможностей система 14 обработки данных может включать один или несколько процессоров. Например, обработка может иметь место, по меньшей мере отчасти, с помощью встроенного процессора в скважинном приборе 12.

[0035] В целом система 14 обработки данных может включать схему 28 получения и накопления данных и схему 30 обработки данных. Схема 30 обработки данных может быть микроконтроллером или микропроцессором, таким как центральный процессор (ЦП), который может выполнять различные регулярные операции и функции обработки данных. Например, схема 30 обработки данных может выполнять различные команды операционной системы, а также системы программного обеспечения, сконфигурированные для выполнения определенных процессов. Эти команды и/или регулярные операции могут быть сохранены в готовом изделии или обеспечиваться им, и оно может содержать компьютерный программоноситель, такой как устройство памяти (например, память произвольного доступа (RAM) персонального компьютера) или одно или более запоминающих устройств большой емкости (например, внутренний жесткий диск или внешний жесткий диск, твердотельное запоминающее устройство, CD-ROM, DVD или другое устройство хранения данных). Кроме того, схема 30 обработки данных может обрабатывать данные, предоставляемые как информация для различных систем программного обеспечения или программных приложений, включая данные 26.

[0036] Такие данные, связанные с представленными способами, могут храниться в памяти или запоминающем устройстве большой емкости в системе 14 обработки данных или обеспечиваться им. Как вариант, такие данные могут подаваться в схему 30 обработки данных из системы 14 обработки данных через одно или более устройств ввода. В одном варианте воплощения схема 28 получения и накопления данных может представлять одно такое устройство ввода; однако устройства ввода могут также включать ручные устройства ввода, такие как клавиатура, мышь и т.п. Кроме того, устройства ввода могут включать сетевое устройство, такое как проводная или беспроводная карта локальной сети Ethernet, адаптер беспроводной сети или любой из различных портов или устройств, сконфигурированных для облегчения связи с другими устройствами через любую подходящую систему связи, такую как локальная вычислительная сеть или Интернет. Через такое сетевое устройство система 14 обработки данных может обмениваться информацией и поддерживать связь с другими сетевыми электронными системами, находящимися рядом или вдалеке от системы. Сеть может включать различные компоненты, которые облегчают связь, включая выключатели, маршрутизаторы, серверные станции или другие компьютеры, сетевые адаптеры, коммуникационные кабели и т.п.

[0037] Скважинный прибор 12 может передавать данные 26 в схему 28 получения и накопления данных в системе 14 обработки данных через, например, внутренние соединения в скважинном приборе 12 или колонне скважинного прибора 12, связь телеметрической системы с поверхностью (линия связи "вверх") по кабелю или с помощью других средств связи скважины с поверхностью или по коммуникационному кабелю или другой линии связи, которая может соединять блок на поверхности с блоком в другом местоположении. После получения данных 26 схема 28 получения и накопления данных может передавать данные 26 схеме 30 обработки данных. В соответствии с одной или более сохраненными системами программного обеспечения схема 30 обработки данных может обрабатывать данные 26 для определения одного или более свойств подземного пласта, окружающего скважинный прибор 12, такого как, например, пористость. Такая обработка может включать, например, определение пористости на основе отсчета нейтронов на дальнем детекторе нейтронов, нормализованного к отсчету нейтронов на устройстве контроля нейтронов. Дополнительно или как вариант, обработка может включать выполнение способа усиления вертикального разрешения. Способ усиления вертикального разрешения может включать альфа-обработку пористости, вычисленную на основе нормализованного отсчета ближнего детектора. Схема 30 обработки данных может после этого вывести отчет 32, указывающий на одно или более определенных свойств пласта. Отчет 32 может быть сохранен в памяти или может быть предоставлен оператору через одно или более устройств вывода, таких как электронный дисплей и/или принтер.

[0038] На фиг.2 показано геофизическое исследование в скважине 34 при помощи скважинного прибора 12 для определения пористости подземного пласта 36. Как показано на фиг.2, скважинный прибор 12 может быть опущен в буровую скважину 38 в подземный пласт 36, который может быть или не быть обсажен обсадной трубой 40. Буровая скважина 38 может иметь диаметр D, который может влиять на отсчеты нейтронов, определяемых скважинным прибором 12, как описано ниже. После размещения в подземном пласте 36 излучение 42 нейтронов из источника 18 нейтронов может иметь различные взаимодействия 44 с элементами подземного пласта 36 и/или буровой скважины 38. Например, когда источник нейтронов содержит электронный генератор нейтронов, излучение 42 нейтронов может быть пучком нейтронов, содержащим нейтроны с энергией 14 мегаэлектрон-вольт. Устройство 22 контроля нейтронов может получать отсчет излучаемых нейтронов, который по сути не взаимодействует 44 с подземным пластом 36. Этот отсчет излучаемых нейтронов, который может быть пропорциональным к совокупному излучению 42 нейтронов, может образовывать основание, на котором можно нормализовать отсчет, далее получаемый другими детекторами 24 нейтронов скважинного прибора 12.

[0039] Взаимодействия 44 излучения 42 нейтронов с элементами подземного пласта 36 и/или буровой скважины 38 могут включать, например, неупругое рассеяние, упругое рассеяние и захват нейтронов. Эти взаимодействия 44 могут привести к нейтронам 46 от излучения 42 нейтронов, движущимся через подземный пласт 36 или буровую скважину 38 и достигающим детекторов 24 нейтронов при более низких энергиях, чем когда они вначале излучались. В зависимости от состава подземного пласта 36, буровой скважины 38 и/или самого скважинного прибора 12, взаимодействия 44 могут быть различными. Например, атомы водорода могут вызывать упругое рассеяние. Точно так же атомы хлора, находящиеся в соли в подземном пласте 36 или скважинной жидкости, практически наверняка могут вызывать захват 48 нейтронов 46 после того как энергия нейтронов 46 упадет ниже примерно 0,1 электрон-вольт. Количества и энергии нейтронов 46, которые достигают детекторов 24 нейтронов на различных расстояниях от источника 18 нейтронов, могут, таким образом, быть различными, в зависимости частично от свойств подземного пласта 34, включая, среди прочего, пористость подземного пласта 36. На основе числа нейтронов 46 на ближнем детекторе 24 нейтронов и/или дальнем детекторе 24 нейтронов, нормализованного к количеству нейтронов на устройстве 22 контроля нейтронов, система 14 обработки данных может при помощи любого подходящего способа определить пористость подземного пласта 36.

[0040] На фиг.3 показана блок-схема 50, представляющая вариант воплощения способа выполнения нейтронного скважинного геофизического исследования 34 по фиг.2. В первом шаге 52 скважинный прибор 12 может быть размещен в подземном пласте 36 на канате, тросе или в то время, как буровая скважина 38 бурится забойной компоновкой бурильной колонны (БК). На шаге 54 источник 18 нейтронов может излучать нейтроны (показано как излучение 42 нейтронов на фиг.2) в окружающий подземный пласт 36. Излучение 42 нейтронов может быть в пакетах нейтронов или как непрерывный отсчет нейтронов. Поскольку нейтроны излучаются в подземный пласт 36, устройство 22 контроля нейтронов может определить отсчет излучаемых нейтронов, который является пропорциональным полному излучению 42 нейтронов на шаге 56.

[0041] На основе взаимодействий 44 излучаемых нейтронов 42 с элементами подземного пласта 36, который может меняться в зависимости от пористости, детекторов 24 нейтронов может достичь различное число нейтронов. В силу этого, на шаге 58 по меньшей мере один детектор 24 нейтронов может определить нейтроны, которые рассеялись от подземного пласта 36. На шаге 60 система 14 обработки данных может нормализовать реакцию по меньшей мере одного детектора 24 нейтронов к реакции устройства 22 контроля нейтронов для получения нормализованного числа нейтронов, а на шаге 62 система 14 обработки данных может определить пористость подземного пласта 36 на основе этого нормализованного отсчета нейтронов. Как отмечено выше, система 14 обработки данных может определять пористость, используя любой подходящий способ. Например, система 14 обработки данных может определять кажущуюся пористость из нормализо