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DE2245833A1 - Verfahren und vorrichtung zur radiologischen bohrlochvermessung - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur radiologischen bohrlochvermessung

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Publication number
DE2245833A1
DE2245833A1 DE19722245833 DE2245833A DE2245833A1 DE 2245833 A1 DE2245833 A1 DE 2245833A1 DE 19722245833 DE19722245833 DE 19722245833 DE 2245833 A DE2245833 A DE 2245833A DE 2245833 A1 DE2245833 A1 DE 2245833A1
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DE
Germany
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peak value
borehole
gain
measuring
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Application number
DE19722245833
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English (en)
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DE2245833C3 (de
DE2245833B2 (de
Inventor
Dan Mccay Arnold
Ward Edward Schultz
Jun Harry Davis Smith
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Texaco Development Corp
Original Assignee
Texaco Development Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Texaco Development Corp filed Critical Texaco Development Corp
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Publication of DE2245833B2 publication Critical patent/DE2245833B2/de
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Publication of DE2245833C3 publication Critical patent/DE2245833C3/de
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V5/00Prospecting or detecting by the use of ionising radiation, e.g. of natural or induced radioactivity
    • G01V5/04Prospecting or detecting by the use of ionising radiation, e.g. of natural or induced radioactivity specially adapted for well-logging
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    • G01V5/10Prospecting or detecting by the use of ionising radiation, e.g. of natural or induced radioactivity specially adapted for well-logging using primary nuclear radiation sources or X-rays using neutron sources
    • G01V5/101Prospecting or detecting by the use of ionising radiation, e.g. of natural or induced radioactivity specially adapted for well-logging using primary nuclear radiation sources or X-rays using neutron sources and detecting the secondary Y-rays produced in the surrounding layers of the bore hole
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Description

Patentassessor Hamburg, den '18, September 1972
Dr. G. Schupfηer WH/ks
Deutsche Texaco AG . ,
2000 Hamburg 76 — d ü ■ ■■ J UJ 72
Sechslingspforte 2 ' ■■ '
TEXACO DEVELOPiIENT CORPORATION
155 East 42nd Street New York, N.Y. 10017
U.S.A.
Verfahren und "Vorrichtung zur radiologischen Bohrlochvermessung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine · Vorrichtung zur radiologischen Bohrlochvermessung bei der Untersuchung tiefgelegener Bodenformationen. Genauer gesagt betrifft sie Einrichtungen zur Steuerung der Verstärkung in mit Gammastrahlungs-Energiespektren arbeitenden Bohrlochvermessungsanlagen.
Es ist eine bekannte Tatsache, daß öl- und Gasvorkommen in ■' kommerziell lohnenden' Förderungsmengen wohl eher in relativ - porösen und durchlässigen Erdschichten als in festeren anzu-
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treffen sind. Ebenso ist es bekannt, daß öl- und gasführende Erdschichten dadurch ermittelt werden können, daß man die Erdschichten im Bereich eines Bohrloches mit Neutronen beschießt und die Intensität der auf verschiednen Niveauebenen des Bohrloches resultierenden Gammastrahlung mißt. Die Technik kennt verschiedene Möglichkeiten, um entweder die thermischen Einfang-Gammastrahlen spektren solcher mit Neutronen beschossenen Erdschichten oder die unelastischen Streuungsspektren so bestrahlter Erdschichten zu messen.
Zu den typischen, bisher vorgeschlagenen Bohrlochvermessungseinrichtungen zur Messung dieser Art von Gammastrahlungs-Energiespektren gehören Geräte zur Erzeugung von Neutronen und zur Ermittlung von Gammastrahlen; diese Geräte sind an einem Vermessungskabel im Bohrloch aufgehängt. Normalerweise umfassen die Bohrlochvermessungsanlagen oder - einrichtungen auch Übertage-Anlagen zur Auswertung der durch die Ermittlungsgeräte in Erwiderung auf die Gammastrahlung erzeugten elektrischen Signale. Gewöhnlich werden porportional arbeitende, sogenannte Szintillationsdetektoren zur Messung der Quantität und Energie der Gammastrahlung, die bei dem Neutronenbeschuß auftritt, vorgeschlagen. Elektrische Signale, deren Amplitude die Energie der ein Detektorkristall durchtretenden Gammastrahlen darstellt, werden durch Bohrlochraeßkabel nach übertage gesandt. Dort werden diese Signale verarbeitet, und zwar normalerweise durch Bestimmung der zahlenmäßigen Verteilung der Impulse als Funktion der Irapulshöhe.
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Es ist offensichtlich, daß "bei einem Meßsystem dieser Art, "bei dem sowohl die Impulshöhe wie auch die Anzahl der Impulse wertvolle Informationen liefern, Linearität und Reproduzierbarkeit für die Genauigkeit der sich ergebenden Messungen von großer Bedeutung sind. So wurde "beispielsweise die Verwendung eines Kompensationsschaltkreises vorgeschlagen, der den Verstärkungsfaktor der Verstärkung, die übertage in Erwiderung auf ein unten im Bohrloch erzeugtes, bekanntes Amplitudensignal erfolgt, zur Wahrung der Linearität des Meßsystems einstellt. Dieses bekannte Amplitudensignal wird von einem im Bohrloch befindlichen Impulsgenerator erzeugt, der so angelegt ist, daß er Impulse mit der gewünschten Höhe oder dem gewÄinschten Spannungsniveau zu diesem Zweck erzeugt.
Verstärkungskompensationsschaltkreise der oben erwähnten Art haben sich als sehr nützlich erwiesen. Die Bohrlochtemperatur unterliegt nicht-linearen Schwankungen, die eine Funktion der Tiefe sind. Somit könnten alle Techniken zur Temperaturkompensation, die in Schaltkreisen unten im Bohrloch oder übertage eingesetzt werden, für sich allein genommen unwirksam sein. Überdies, kann der Einfluß der Tempa^aturverteilung auf das Kabel nicht vorhergesagt werden, und die resultierende Abschwächung kann eine erkennbare Drift des Verstärkungsfaktor im System verursachen. Bei dem vorstehend "beschriebenen Meßsystem wird das im Bohrloch erzeugte Pulser-Signal in die Meßapparatur eingegeben, und jjwor zu einem Zeitpunkt,
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wenn die in der, Impulshöhe enthaltene Information durch die im Bohrloch befindliche Fotovervielfacherröhre und das Meßkristall bereits ergangen ist, jedoch vor ihrem Eintritt in das Vermessungskabel. So kann die übertage oder durch das Kabel erzeugten Nichtlinearität kompensiert werden. Dd. 6 Nichtlinearität kann jedoch auch durch die Fotovervielfacherröhre selbst in den Messungen hervorgerufen werden, was durch das Kabel oder andere elektronische Elementen des Meßgeräts nicht geschieht. Ebenso kann das Meßkristall Nichtlinearität der Messung hervorrufen, wenn seine Temperatur stark schwankt. Nichtlinearitäten aus den genannten Gründen lassen sich nicht korrigieren.
Somit ist es ein' Ziel der Erfindung, ein neues verbessertes Verfahren mit entsprechender Vorrichtung zur Steuerung des Verstärkungsfaktors in einem mit Gammastrahlungsenergiemecsimgen arbeitenden- Bohrlochvermesßungssystem zu schaffen.
Ein anderes Ziel der Erfindung besteht darin, eine neue Vorrichtung zur verbesserten Steuerung des Verstärkungsfaktors zu schaffen, mit deren Hilfe sich die Nichtlinearität, die durch das im Bohrloch befindliche Meßgerät zur Messung der Gammastrahlungsenergie hervorgerufen wird, korrigieren läßt.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, verbesserte Bohrlochvermessungsanlagen zu schaffen, mit denen man die Verteilung der Gammastrahlungsenergie in den tiefergelegenen
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Erdschichten genauer als "bisher möglich erreichen kann.
Zu diesen und anderen Zielen, Merkmalen und Vorzügen gelangt man durch die vorliegende Erfindung. Sie betrifft Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung einer Spannung für ein Verstärkungsfaktor-Steuersignal zur Steuerung des Verstärkungsfaktors des Signalverarbeitung^- und Anlysierschaltkrexses,basierend auf der bekannten Stellung eines besonders erkenn- · baren Energie-Spitzenwertes in den Gammastrahlungsenergiespektren tiefergelegener Erdschichten.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Steuerung und Linearisierung der Verstärkung bei radilogischer Bohrlochvermessung, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Gammastrahlungs-Energiespektrum gemessen wird, das von den das Bohrloch umgebenden Erdschichten erzeugt wird, wobei im Bohr- " loch eine Einrichtung zur Messung-der Energie angeordnet wird, die ein ausreichendes Auflösungsvermögen zur Unterscheidung von mindestens einem erkennbaren Energie-Spitzenwert mit bekannter Energie aufweist, daß die scheinbare Lage von mindestens einem Energie-Spitzenwert des gemessenen Energiespektrums mit dessen bekannter Lage verglichen und daraufhin ein Fehlersignal erzeugt wird, das proportional zur Differenz zwischen der bekannten und scheinbaren Lage ist und daß die Steuerung der Verstärkung der Einrichtung sur Messung der Energie in Erwiderung des Pehlersignals vorgenommen wird, um dieses zu minimieren. ·
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Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wurde eine Vorrichtung geschaffen, die gekennzeichnet ist durch eine Einrichtung zur Messung des Gammastrahlen-Energiespektruras, dös von den das Bohrloch umgebenden Erdschichten erzeugt ist, daß die Meß-Einrichtung ein ausreichendes Auflösungsvermögen zur Unterscheidung von mindestens einem erkennbaren Energie-Spitzenwertes des gemessenen Energiespektrums, wobei die Energie des Spitzenwertes bekannt ist, aufweist, daß eine Einrichtung zum Vergleich der scheinbaren Lage des Energie-Spitzenwertes mit dessen bekannter Lage und zur Erzeugung eines Fehlersignals vorgesehen ist, das proportional zur Differenz zwischen der bekannten und scheinbaren Lage ist und daß eine Einrichtung zur Steuerung der Verstärkung der Heß-Einrichtung zur Minimierung des Fehlersignals vorgesehen ist, die in Erwiderung auf das Fehlersignal schaltet.
Erfindungsgemäß werden ein Neutronengenerator im Bohrloch sowie ein Ermittlungsgerät (Detektor) zur Ermittlung der Gammastrahlung und eine Verstärkereinrichtung zur Übermittlung der erzeugten elektrischen Impulse über ein Vemnessungskabel an die Erdoberfläche bereitgestellt. Übertage werden die Impulse der Gammastrahlen an ein Gerät zur Analysierung der Impulshöhen weitergegeben. Dieses Gerät weist einen neuartigen Schaltkreis zur Steuerung des Verstärkungsfaktors auf, wobei dieser Schaltkreis im voraus eingestellt wird, um einen bestimmten bekannten Energie-Spitzenwert bzw. ein solches Merkmal, das in den Gammastrahlungsspektren der
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tiefergelegenen*Erdschichten auftritt, zu beobachten. In einer besonderen Ausführungsform, die hier im einzelnen beschrieben werden soll, wird zu diesem Zweck der 2,25 MeV-Hp-Spitzenwert des Gammastrahlungs-Energiespektruins verwendet. Nach einem anfänglichen Aufbau des Wasserstoff-Spitzenwertes wird dieser in der Mitte eines Energiebereichs, der von dem Schaltkreis zur Steuerung des Verstärkungsfaktors überwacht wird, eingestellt. Jede Nichtlinearität oder Drift des .Verstärkungsfaktors wird kompensiert durch den Schaltkreis zur Steuerung des Verstärkungsfaktors, der ein Fehlersignal erzeugt, das in der Größenordnung proportional ist und dessen algebraisches Vorzeichen der Richtung der Drift proportional ist. Diese Fehler- oder Verstärkungsfaktorsteuerungs-Spannung wird in negativer Rückkopplung zur Kompensation und zur Aufrechterhaltung der Linearität der Verstärkung im Meßsystem angelegt. Auf diese Weise wird der bekannte Ho-Energie-Spitzenwert in dem überwachten Energiefenster gehalten.
Diese und andere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden im Nachstehenden noch näher erläutert. Die detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen soll eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulichen. Es versteht sich, daß die Zeichnungen und Beschreibung nur zur Erläuterung der Erfindung dienen und diese nicht hierauf beschränken.
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Es zeigen:
Figur 1
Figur 2
ein vereinfachtes Gesamtblock-Schaltschema, aus dem die Grundzüge der vorliegenden Erfindung im Einsatz bei einer Bohrlochvermesßungsanlage zu ersehen sind,
ein graphisches Schema, aus welchem die relative Stellung und Amplitude eines Gammastrahlungs-Energiespektrums mit dem bekannten 2,23 MeV-H^-Spitzenwert zur Steuerung des Verstärkungsfaktors gemäß der Erfindung hervorgeht.
Figur 1 zeigt in vereinfachter, funktioneller und teilweise bildlicher Darstellung die Grundzüge der Bohrlochvermessungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung. Insbesondere ist zu erkennen, daß diese Anlage eine Meßsonde 2, die an einem Ende des Bohrloch-Vermessungskabels 18 aufgehängt ist und Daten in Form elektrischer Signale oder Impulse an die mit dem anderen Ende des Verraessungs-Kabels 18 verbundenen, übertage angeordneten Geräte liefert, aufweist.
Im einzelnen zeigt sich, daß die Meßsonde 2 aus einem langgestreckten, für Flüssigkeit undruchlässigen Stahlgehäuse besteht, das in Längsrichtung ^urch ein Bohrloch 4 in die Erdschichten 3 geführt wird und eine Neutronenquelle 6 sowie einen Strahlungsdetektor 10 enthält, wobei eis Strahlende-
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tektor 10 für die vorliegenden Zwecke, vorzugsweise ein Szintillationszähler, bestehend aus einer üOtovervielfacherrb'hre 11 und einem Szintillationszähler 12, verwendet wird. Wie schon beschrieben, werden von der Neutronenquelle 6 her die umliegenden Erdschichten 3 mit energiereichen Neutronen beschossen, beispielsweise solchen Neutronen, die mit der bekannten Deuterium-Tritium-Reaktion (14-MeV-Neutronen) erhalten werden, während die Meßsonde 2 am Vermessungskabel im Bohrloch 4- vertikal nach oben geführt wirdο Der Strahlungsdetektor 10 dient zur Ermittlung einer repräsentativen Anzahl Gammastrahlen, die in Erxfiderung auf den Neutronenbeschuß der Erdschichten 3 von diesen zurückstrahlen» Zwischen dem Strahlungsdetektor 10 und der Neutronenquelle 6 ist ein Strahlungsschirm 9 aus geeignetem Material angeordnet, um einer direkten Bestrahlung des Strahlungsdetektors 10 durch die Neutronenquelle 6 vorzubeugen«,
Die von der Neutronenquelle 6 erzeugten energiereichen Neutronen durchdringen leicht das Stallgehäuse 19 "und die Zementschicht 7» von der das Gehäuse umgeben ist, und treten in die umliegenden Erdschichten 3 ein. Durch das aus mit Thallium überzogenem Natrium oder Cäsiumiodid oder ähnlichem Material bestehende Detektor- oder Szintillationskristall 12 treten entweder sofort die. aus unelastischer Streuung der Neutronen resultierenden Gammastrahlen aus oder erst später die Neutroneneinfang-Gammastrahlen, die von den Elementen der
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umliegenden Erdschichten 3 zurückgeworfen werden. Das daraus resultierende Aufblitzen wird in elektrische Impulse umgewandelt t deren Höhe und Spannungsniveau der Intensität der Lichtblitze durch die Fot©vervielfacherröhre 11 proportional ist. Gegebenenfalls kann man einen Energie-Diskriminator 13 einsetzen, um mir Impulse mit einer Gammastrahlungsenergie oberhalb eines bestimmten Energieniveaus entsprechenden Impulshöhe zu dem Verstärker 14- und dem Kabelantriebsschaltkreis 15 zur Übertragung durch das Vermessungskabel 18 nach übertage durchzulassen.
Für den Fachmann ist es ersichtlich, daß eine -kontinuierlich emittierende Neutronenquelle, beispielsweise eine Kapsel mit einem Geraisch aus Plutonium Und Beryllium ggf. geeigneter ist als ein Beschleuniger. Desgleichen kann man ggf. auch einen anderen als einen Strahlungsdetektor einsetzen. Durch Voreinstellung eines Energiediskriminierungsniveaus des Diskriminators 13 kann man ggf. solche Impulse, die Hintergrund-Gammastrahlen mit einem niedrigeren als dem vorbestimmten Energieniveau entsprechen, aussortieren. Eine solche Hintergrundstrahlung könnte durch Neutronenaktivierung des Iods im Kristall selbst verursacht werden. Dadurch würde sich die Zahl der im Kabel eingestellten Zählerpulse vermindern und dementsprechend auch die Bandbreitenbedingungen im Vermessungskabel 18.
Wie bereits vorgeschlagen wurde, gibt ein im Bohrloch befind-
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licher Pulser oder Oszillator, der Signalimpulse "bekannter Amplitude erzeugt, diese Impulse auf dem Niveau des Diskriminators 13 in die Meßapparätur. Diese Impulse mit bekannter Amplitude durchlaufen sodann das Vermessungskabel '18 zur Ubertagemeßanlage. Es ist jedoch zu "bemerken, daß all die Elemente, die dem Diskriminator 13 vorgeschaltet sind, aufgrund von Veränderungen der Umgebungsbedingungen noch Nichtlinearitäten erzeugen können. Nach der vorliegenden Erfindung wird jedoch vorgeschlagen, einen bekannten, im Gammastrahlungsspektrum auftretenden Spitzenwert zu verwenden, dessen Amplitude ausreicht, um"ihn in nahezu jedem zu vermessenden Bohrlich unterscheiden und verwenden zu können. Hier könnte beispielsweise der 2,23-MeV-Ho-SpItζenwert von Neutroneneinfang-Gammastrahlung benutzt werden, der durch die sich gegenseitig beeinflussenden Neutronen und Wasser st off kerne in der Bohrflüssigkeit selbst und in den umliegenden Erdschichten hervorgerufen wird.
Normalerweise ist das Bohrloch 4 während des Meßvorgangs mit einer Bohrflüssigkeit 20 gefüllt. Diese Flüssigkeit weist gewöhnlich öl, Wasser oder Bohrschlamm auf. Jede dieser Flüssigkeiten enthält einen wesentlichen Anteil Wasserstoff und zeigt daher in ihrem Gammastrahlungsspektrum eine Vorherrschende 2,23-MeV-H2-Spitzenwert-Linie. Da die Energie dieses Spitzenwertes genau bekannt ist, kann man sie, wie nachfolgend beschrieben, zur Steuerung des Gesamtverstärkungsfaktors der
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Anlage benutzen., um deren Linearität aufrechtzuerhalten.
Die in Figur 1 dargestellte Anlage ist weiterhin durch die übertage angeordnete Signalverarbeitungsanlage gekennzeichnet. Wenn die Impulse zum richtigen Zeitpunkt, der durch von einem Taktgeber 22 erzeugte Taktimpulse bestimmt wird, am Gatter in der Übertageelektronik eintreffen, so werden sie zur Einrichtung zum Analysieren der Impulshöhe weitergegeben, um ihren Energiegehalt zu bestimmen. Die Impulse vom Taktgeber 22 werden auch mit dem Vermessungskabel 18 zur Steuerung der im Bohrloch befindlichen Neutronenquelle über einen Impulsschaltkreis 8 verbunden, der den Beschleuniger 16 des NeutronengeneratoiB steuert. Auf diese Art und Weise kann der Neutronengenerator aufgrund der von dem Taktgeber 22 vermittelten Taktinformation an- und abgeschaltet werden. So läßt sich die Signalverarbeitungsanlage übertage mit dem im Bohrloch befindlichen' Instrumenten synchron halten. So kann t. B. der Taktgeber 22 ein Zeitsteuerimpuls-Kennzeichen an den Impulsschaltkreis 8 anlegen, um für eine vorbestimmte Zeitdauer den Beschleuniger 16 einzuschalten. Gleichzeitig kann Taktgeber 22 ein Signal an Gatter 21 anlegen, um einen Zählvorgang während der Erzeugung der Neutronenimpulse durch die Neutronenquelle 6 vom Durchgang durch das Gatter 21 zur übertage angeordenten Signalverarbeitungsanlage zu verhindern. Auf diese V/eise erreichen den Impulshö'hen-Analysator die Einfang-Vorgänge als primäre Daten. Auf jeden Fall enthalten
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die Eingangs-Signale, die den Impulshöhen-Analysator über die Leitung 23 erreichen, eine Anzahl von Impulsen, wobei die Amplitude für die Energie-bezeichnend ist, den der Gammastrahlen-Verlust im Szintillations-Kristall 12 bewirkt» Dieser steht seinerseits in Bezug zur Energie der Gamma-Strahlung.
Unmittelbar nach Erreichen des Impulshöhen-Analysators wird das Eingangs-Signal in der Leitung 23 durch den in seiner Verstärkung gesteuerten Verstärker 24 verstärkt. Der Verstärker 24 ist als Linear-Verstärker"mit" großem Amplitudenbereich ausgebildet, dessen Verstärkungsgrad durch ein Rückkopplungssignal über die Leitung 25 gesteuert und adjustiert werden kann. Das Euckkopplungssxgnal kann auf eine Art abgezweigt werden, wie es im Hachherein noch näher erläutert \firde Das verstärkte Signal wird dann an einen Integrator 26 angelegt, der ein Spannungs-Niveau proportional zur Höhe des Eingangs-Signals erzeugt und zeitweilig speichert«. Der Integrator
26 gibt gleichzeitig einen. Bedingungs-Impuls über die Leitung
27 zum Gatter 28. Dieser Impuls erlaubt es dem Gatter 28 Signale bzw. Impulse von einem Hochfrequenz-Oszillator 29 durchzulassen. Die Ausgangs-Impulse des Hochfrequenz-Oszillators 29 passieren das Gatter 28 und werden in einen Kanal-.adressenregister 30 während der .gesamten Zeit, in der das Gatter 28 in offener Stellung verbleibt, summiert. Das Gatter 28 verbleibt in der offenen Stellung,, so lange der Integrator 26 eine Spannung an die Leitung 27 abgibt,, die :
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über dem Bedingungs-Niveau des Gatters 28 liegt.
Nach anfänglicher Erzeugung eines Spannungs-Niveaus proportional zur Eingangsimpulshöhe des Integrators 26 wird die Spannung über einen Belastungswideitstand (nicht gezeichnet) entladen. Nach einer definierten Zeitdauer (abhängig vom Wert des Belastungswiderstandes) fällt die Spannung unter einen vorbestimmten Schwellwert. Zu diesem Zeitpunkt hört der Integrator mit der Erzeugung des Bedingungs-Impulses und der Weiterleitung über die Leitung 27 zum Gatter 28 auf, und daher wird auch das Ausgangssignal des Hochfrequenz-Oszillators 29 abgeschnitten, so daß keine Summierung im Kanaladressenregister 50 weiter erfolgt.
Zu diesem Zeitpunkt hat sich im Kanaladressenregister 30 eine Binärzahl aufgespeichert, die für.die Gammastrahlen-Energie bezeichnend ist, die den Eingabedaten-Impuls erzeugt. Die Binärzahl, die als Adresse eines bestimmten Energie-Kanals (oder Energie-Bereichs) angesehen werden kann, ist bezeichnend für die Energie des jeweils gerade verarbeiteten Datenimpuls. Solch eine. Zahl kann benutzt werden, um einem der Kanalregister 31 einen Index zu geben. Ein Kanal-Leseregister 32 wird zur Prüfung des Inhalts des speziellen mit einem Index versehenen Kanalregisters benutzt. Der Inhalt des Kanalregisters wird in das Kanal-Leseregister 32 eingelesen. Das einzeone Kanalregister 31 enthält zu jedem gegebenen Zeitpunkt die Summe der Anzahl Zählungen, die sich im Energie-
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Bereich und mit dem Index für ihre entsprechende Adresse ereigneten.
Wie vorher gerade heschrieben, summiert das Kanal-Leseregister 32, wenn entsprechend mit dem Index vom Kanaladressenregister 30 versehen, den Inhalt des Kanalregisters 31. Ein Zählimpti] sgeber 33? der vom Integrator 26-zur gleichen Zeit wie das Gatter. 28 durch das Aiif treten eines Eingangsimpulses aktiviert wird, erzeugt einen Zählerimpuls mit vorbestimmten Amplitude, der geeignet i'st, zum Inhalt des Kanal-Leseregisters 32 mittels eines Binärzahlenaddierer J1I addiert zu werden« Der Inhalt des Kanal-Leseregisters 32 wird an den Binärzahlenaddierer 3^- übermittelt und die daraus resul-t-iererxde Summe" einem KanaT-Speich erregt st er 35 zugeführt. Das Kanal-Speicherregister 35 ist ebenso über die Leitung mit dem Kanaladressenregister 30 verbunden und die daraus resultierende neue Summe wird zurück in das gleiche Kanalregister 3^» von dem die Summe ausgegangen war, geschaltet.
Auf diese V/eise wird die Amplitude des über die Leitung von der Sonde herkommenden Impulses vom Integrator 26, dem Gatter 28, dem Oszillator 29 und dem Kanaladressenregister gemessen und diese Information benutzt, um einen Zählvorgang •im Binörzahlensddierer 3^ zum Inhalt seines Kanalregisters entsprechend dem Energie-Bereich zu übertragen. Eine jeweils
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sich ändernde Summe von Zählungen wird somit in f Kanalregister 31 für einen vorbestimmten Zeitintervall aufgenommen, wobei die Zählungen im jeweils entsprechenden Energie-Bereich auftreten raüερen. Diese Informationen können nach Bedarf durch Aufzeichnung in analoger oder digitaler Form interpretiert oder durch einen anderen Verarbeitupg^-Schaltkreis 40 weiter bearbeitet werden. Die aus der Verarbeitung resultierenden Daten können das als Funktion dei? potyrloelitigfe von einer Aufzeichnungseinrichtung 41, die ipeehanisch pdei? elektrisch mit der Rolle 42 verbunden ist, aufgezeichnet werden, wobei die Aufzeichnungseinrichtung von der Bolle 42 angetrieben wird, so daß die Aufzeichnung eine Punktion der Tiefe der Sonde 2 im Bohrloch ist, wenn diese durch das Bohrloch bewegt wird.
Für den Fnchtnann ist es ersichtlich, daß die vorangegangene Beschreibung eines Impulsböhenanalysators das Arbeit spriiwsip nur eines gebräuchlichen ImpulßhöhenanalyDatprs darstellt. Ohne Beschränkung des Erfindungsgedankens können selbstverständlich auch anders arbeitende Irapulshöhenanaly^atoren verwendet werden. ,
Zurückkommend auf Figur 2 läßt sich ersehen, daß ein Gamraa-K,trnhlunßF-Ene.r£riespekt3niri, resultierend aujs der Impulshöhenanalyse der von der Sonde nach Figur 1 erzeugten Impulse, sche
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inatisch aufgezeichnet ist. Aus"diesem Gammastrahlungs-EnergieSpektrum ist ersichtlich, daß ein hervortretender Sitzenwert bei 2,23 HeV auftritt. Dieser Spitzenwert kann z.B. in einem Energie-Bereich auftreten, der mit den drei Kanalregistern 1,2,3 nach Figur 1 korrespondiert. Aus Gründen des besseren Verständnisses sei die Annahmegemacht, daß die Kanalregister 2,3 und 4- des Kanales 1.innerhalb des schraffierten Bereiches des Gamma-strahlungs-Energ-iespektrums -(gain adjust window) in Figur 2 mit dem Spitzenwert (2,23 MeV), der im Kanalregister 3 auftritt, zusammenfallen. Die Inhalt der Kanalregister 2,3 und 4- werden über die Leitungen 4-3* 4-4- und· 4-5 einem Signal-Vergleichsschaltkreis 46 zugeführt. Der Signal-Vergleichsschaltkreis 46 erzeugt ein Spannungsignal für die Leitung 25, dessen Amplitude proportional' zur Differenz zwischen dem Inhalt des Kanalregisters 3 (Spitzenwert) und dem Inhalt entweder des Kanalregisters 2 oder des Kanalregisters 4- ist, je nachdem, wessen Differenz größer ist. Das algebraische Vorzeichen dieses Spannungsignals ist ein Kennzeichen, ob das so erzeugte Differenz signal entwed-er von der Differenz zwischen dem Kanalregister 3 und Kanalregister 2 oder zwischen dem Kanalregister 3 und Kanalregister 4- stammt.
Da das Kanalregister 3 anfänglich so ausgewählt wurde, daß es mit dem 2,23 MeV Wasserstoff-Spitzenwert im Gammastrahlungs-Energiespektrum 2 zusammenfällt, tendiert der Spitzenwert aus
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BAO
dem Bereich des Kanalregisters 3 entweder in dan Kanalregister 2 oder das Kanalregister 4, aufgrund der nichtlinearen Verstärkung der Impulse, die durch das System erzeugt werden, zu drift on, wenn irgendeine Verstärlcungsdrift auftritt. Tritt der vorgenannte Umstand, ein, ermittelt der Signal-Vergleichsschaltkreis 46 einen Wechsel im relativen Verhältnis der Zählungen, z.B. im Kanalregister 5 und im Kanalregister 2, und erzeugt ein Fehlersignal mit entsprechendem Vorzeichen und entsprechende Amplitude. Dieses Fehlersignnl wird über die Leitung 25 rückgekoppelt zum Steuereingang des Verstärkers 24- des Impulshöhenanolysators und bewirkt einen Wechsel in der.Verstärkung des Verstärkers 24, um die Drift zu kompensieren.
Auf diese Weise kann der 2,23 MeV-Wasserstoff-Spitzenwert in der Mitte des Kanalregisters 3 gehalten werden, korrespondirend zum Vergleichs-Energieniveau von 2,23 MeV. Dieses Prinzip kann bei Bedarf auf die Sichtbarmachung eines anderen Spitzenwertes oder bei mehr als einem Spitzenwert im Gammastrahlung s-Energiespektrum in gleicher Weise ausgedehnt werden. Fehlersignale, die durch Sichtbarmachung einer Hehrzahl solcher Spitzenwerte im Gammastrahlungs-Energiespektrum erzeugt werden, können in logischen Verknüpfungen entsprechend kombiniert werden, um zu bestimmen, wie die Rückkopplungs- oder Steuerspannung die Verstärkung u^d/oder Grundlinie des Verstärkerstufeneinganges des Impulshöhenanalysfltors beein-
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BAD ORIGINAL
flüssen kann. Die Grxmälinie 'ist das Energieniyeau des energiegeschwächten Kanals des Systems.
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Claims (8)

0? 72 056 D Ansprüche
1) Verfahren zur Steuerung und Linearisierung der Verstärkung bei radiologischer Bohrlochvermessung, d a d u r ch gekenn ζ e i chn et, daß das GammaStrahlung-Energie spektrum gemessen wird, das von den dair Bohrloch umgebenden Erdformationen erzeugt wird, wobei im Bohrloch eine Einrichtung zur Messung der Energie angeordnet wird, die ein ausreichendes Auflösungsvermögen zur Unterscheidung von mindestens einem erkennbaren Energie-Spitzenwert mit bekannter Energie aufweist, daß die scheinbare Lage von mindestens einem Energie-Spitzenwert des gemessenen Energiespektrums mit dessen bekannter Lage verglichen und daraufhin ein Fehlersignal erzeugt wird, das proportional zur Differenz zwischen der bekannten und scheinbaren Lage ist, und daß die Steuerung der Verstärkung der Einrichtung zur
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Messung der Energie in Erwiderung des Fehlersignals vorgenommen wird, um dieses zu minimieren.
2) Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die scheinbare Lage einer Anzahl erkennbarer Energie-Spitenwerte des Gammastrahlen-Energie-
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— 2Ί
.•spektrums gemessen wird und daß diese zur Erzeugung von IPehlersignalen· verwendet werden, die proportional der Differenz zwischen ihrer scheinbaren und ihrer "bekannten Lage sind«
3) Verfahren nach Anspruch 2,dadur.ch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Fehlersignale zur »Steuerung der Verstärkung und der Grundliniöi-Adjustierung der Anlage verwendet wird.
4) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeich η et, daß zur Steuerung der Verstärkung der Wasserstoff-2,23 MeV-Spitzenwert benutzt wird. ■
5) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Messung des Gammastrahlen-Energiespektrums, das von den das Bohrloch (4-) umgebenden Erdforraationen (3) erzeugt ist, daß.die Meß-Einrichtung ein ausreichendes Auflösungsvermögen zur Unterscheidung von mindestens einem erkennbaren Energie-Spitzenwert des gemessenen Energiespektrums, wobei die Energie des Spitzenwertes bekannt ist, aufweist, daß eine Einrichtung zum Vergleich der scheinbaren Lage des Energie-Spitzenwertes mit dessen bekannter Lage und zur Erzeugung eines Fehleraignals vorgesehen ist, das
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proportional zur Differenz awisehen der "bekannten, und scheinbaren Lage ist und ösß eine Einrichtung zur Steuerung der Verstärkung der Heß-Einrichtung zur Minimierung des Fehlersignals vorgesehen ist, die in Ervriderurg auf das Fehlersignal Behaltet.
6) Vorrichtung'nach Anspruch 5) ·β & k e η η ζ e i c h η e t durch eine zweite Einrichtung zur Kessung der scheinbaren Lage eines zweiten erkennbaren Energie-Bpitzenwertee des G η mm?, strahl en-Energiespektn.tms und durph eine zweite Vergleichr.-Einrichtung zur Erzeugung eines zweiten Fehlersignels, das proportional zur Differenz der bekannten zur scheinbaren Lage des zweiten Energie-Spitzenwertes ist.
7) Vorrichtung nach Anspruch 6, g e k e η η ζ e i c h η e t durch eine Einrichtung, die in Erwiderung auf das ei'ste und zweite Fehlersignal die Verstärkung und Grundlinie der Heß-Einrichtung steuert.
8) Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Meß-Einrichtung Kittel n Hessen der scheinbaren Lage des Vaßserstoff-2,23 Ganma strahl en-Spi t ζ enwert es \ind zur Erz eugung et es Pehler signales in Ervxirie.rung auf die Messung aufweist.
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