BR9700909B1 - processo para a determinação da densidade de formações subterráneas que circundam um furo de sondagem. - Google Patents
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PROCESSO PARA A DETERMINAÇÃO DA DENSIDADE DE FORMAÇÕES SUBTERRÂNEAS QUE CIRCUNDAM UM FURO DE SONDAGEM
CAMPO DA INVENÇÃO
A presente invenção se refere geralmente a uma investigação de formações de terra no sub-solo e mais especificamente a processos e aparelhos para a efetuação de medidas de densidade com base no acelerador de neutrons. Nos seus aspectos mais amplos, algumas das técnicas apresentadas se referem à perfilagem com sistema de amostragem a cabo e medida durante perfuração.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
A medida das porosidades das formações de terra do sub-solo que circundam um furo de sondagem de poço por meio da atenuação do fluxo de nêutrons com distância da fonte de nêutrons é bem conhecida na perfilagem com sistema de amostragem a cabo. As ferramentas de perfilagem epitérmicas em particular são sensíveis à densidade ou concentração de hidrogênio em uma formação. Como o hidrogênio é geralmente encontrado em fluidos da formação, a concentração de hidrogênio é correlacionada com a quantidade de espaço entre os poros e assim com a porosidade c!a formação. Para uma determinada porosidade, contudo, um au- mento na densidade da matriz (mantendo a mesma composição química da matriz) pode causar uma re- dução na taxa de contagem do detector de neutrons epitêrmicos (para espaçamento da fonte para detec- tor de 60cm por exemplo). Esta mudança na taxa de contagem se dá na mesma direção que ocorreria se a pososidade aumentasse para uma determinada densida- de da matriz. Assim, uma medida da porosidade de neutrons não pode ser por si própria determinada ambibiguamente a porosidade de uma formação de com- posição desconhecida.
É convencional na perfilagem de um sistema de amostragem a cabo efetuar assim medidas da densida- de específica de uma formação de interesse, introdu- zindo uma segunda ferramenta, com base na dispersão Compton de raios gama de eletrons, no mesmo intervalo de profundidade que a ferramenta da porosidade de neu- trons. Um aumento na densidade da matriz causa também uma diminuição na taxa de contagem do detector na fer- ramenta de densidade. Por outro lado, se a porosidade aumentar para uma determinada densidade da matriz, au- inenta a taxa de contagem do detector da ferramenta de densidade. Mudanças na densidade e porosidade da ma- triz apresentam assim efeitos complementares sobre a porosidade de neutrons e ferramentas de densidade de dispersão Compton, cujos efeitos podem ser compen- sados por plotagem transversal das respostas das duas ferramentas. Pelo uso de tais plotagens trans- versais, a parte física pode ser desembaraçada e as mudanças na densidade e composição da matria (Iito- logia) podem ser determinadas. Com a inclusão de gás nos espaços de poros da matriz também afeta as respostas da ferramenta da densidade e porosidade dos neutrons, é possível em certas circunstâncias, detectar a presença de gás por meio de plotagens transversais de neutrons/densidade.
A técnica convencional de medida da densi- dade específica contudo requer uma fonte de raios gama, tipicamente uma fonte isotopica 137CS. Tais fontes químicas radioativas apresentam desvantagens óbvias do ponto de vista de segurança de radiação. Esta é uma preocupação particular em aplicações de medida durante a perfuração, onde condições de opera- ção tornam mais provável a perda de uma fonte e mais difícil a sua recuperação do que em operações de amos- tragem a cabo. Realmente as patentes anteriores so- bre medida durante perfuração antes mencionadas, se concentraram em uma parte substancial, na prevenção da perda, ou se perdida, da recuperação de tais fon- tes químicas.
Embora as ferramentas de porosidade de sis- temas de amostragem a cabo com base no acelerador se- jam conhecidas, ver por exemplo, patente US Número 4.760.252 de Albars e outro, não há correntemente alternativa prática e econômica com base no acele- rador, a fonte de raios gama 137CS para perfilagem da densidade. Há necessidade assim de uma ferra- menta com base no acelerador, que elimine o requi- sito de fontes químicas radioativas de ferramentas convencionais de densidade específica.
SUMARIO DA INVENÇÃO
A invenção prove um aparelho e processos que incluem um acelerador de neutrons de alta ener- gia (preferivelmente 14 MeV) em uma ferramenta de sistema de amostragem a cabo, ou em uma seção de colar de perfuração de uma coluna de perfuração e pelo menos um detector de raiso gama espaçado do acelerador para medir a radiação resultante da irra- diação de neutrons das formações de terra circundan- tes e indicativo da sua densidade. Em uma modalida- de preferida, um detector de neutrons com espaçamen- to próximo para monitorar o fluxo da fonte de neu- trons, um detector de neutrons epitérmicos com espa- çamentos intermediários que é principalmente sensível â concentração de hidrogênio da formação e um detec- tor de raios gama com espaçamento distante, que é sensível ã densidade da formação, são providos na ferramenta. A saída do detector próximo é usada para normalizar as outras saídas do detector, para flutua- ção da intensidade da fonte. A saída do detector de neutrons epitérmicos com espaçamento intermediário, normalizado e a saída do detector com espaçamento distante, normalizado, são combinadas de modo con- ceitualmente semelhante ã plotagem transversal da porosidade-densidade de neutrons, convencional pa- ra obter medidas da porosidade da formação, densi- dade específica e litologia e/ou para detectar gás. As medidas são efetuadas e registradas como função da profundidade do furo de sondagem e quando apli- cável, orientação angular ou azimutal no furo de sondagem.
O detector com espaçamento próximo é preferivelmehte um detector de neutrons epitérmi- cos blindado por um material moderador-absorvedor de neutrons, para ser substancialmente insensível aos neutrons originários da formação. Alternativa- mente, ele pode compreender um detector de neutrons MeV, tal como detector He ou um detector de neutrons do cintilador líquido, blindado por um material com alto Z. 0 detector de neutrons epitérmicos com es- paçamento intermediário pode ser um dentre um certo número de detectores similarmente espaçados formando um conjunto detector. 0 conjunto detector, pode in- cluir uma pluralidade de detectores epitérmicos seme- lhantes, circunferencialmente espaçados em torno da parede interna do colar de perfuração para prover re- solução horizontal aperfeiçoada. Um ou mais detecto- res de raios gama e/ou detectores de neutrons térmi- cos podem ser também incluídos no conjunto. Se deje- jado, os detectores do conjunto podem ser vertical- mente espaçados para uma resolução vertical aper- feiçoada, O detector com espaçamento distante é preferivelmente um detector de raios gama, mas tam- bem pode compreender um detector de neutrons de alta energia (>0,5 MeV), por exemplo, um detector de He ou cincilador líquido. Alternativamente, um detec- tor de raios gama com espaçamento distante e um de- tector de neutrons com espaçamento distante podem ser supridos. Quando é usado um cintilador líquido, ele poderá ser configurado para detectar neutrons e raios gama.
No caso de medida durante a perfuração, o acelerador de neutrons e o detector com espaçamento próximo são preferivelmente coaxialmente alinhados e descentrados para um lado do colar de perfuração, para acomodarem o canal do fluido de perfuração no outro lado do colar de perfuração. Para melhorar a sensibi- lidade da formação, os detectores do conjunto são pre- ferivelmente descentrados contra a parede interna do colar de perfuração e contra-blindados contra o furo de sondagem e os neutrons transportados do colar de perfuração. 0 detector(s) com espaçamento distante é preferivelmente coaxial com o acelerador e o detector com espaçamento próximo. Ele também é blindado contra correntes de neutrons ao longo do furo de sondagem e o colar de perfuração. Uma janela transparente de neu- trons é preferivelmente disposta oposta a cada detector de neutrons no conjunto, para melhorar ainda a sen- sibilidade de formação e aumentar a profundidade da investigação. Uma construção preferida de janelas de neutrons inclui um material de seção transversal de baixa dispersão tal como titânio, recoberto com boro ou outro material absorvente de neutrons, para minimizar o vazamento de neutrons para o colar de per- furação. Uma camada absorvente de neutrons externos, formada com aberturas nas localizações das janelas de neutrons, pode ser também provida para reduzir ainda o fluxo de neutrons no colar de perfuração. Como construção alternativa da janela de neutrons, camadas transversais e/ou longitudinais de material absorven- te de neutrons podem ser providas no colar de perfu- ração para atenuar no mesmo, o fluxo de neutrons lon- gitudinais e/ou circunferenciais.
Em adição ã técnica de plotagem transver- sal antes mencionada, as saídas do detector com espaça- mento intermediário e a saída do detector com espaça- mento distante podem ser também separadamente processa- das, se desejado, para obter outra informação de inte- resse. Por exemplo, medidas da porosidade e de compen- sação podem ser derivadas da curva do tempo de redução da velocidade, geradas pelo detector (s) de neutrons epi- térmicos do conjunto e informação sobre a composição química da formação podem ser obtidas da análise espec- tral dos espectros de energia de raios gama registrados no detector de raios gama do conjunto. Tal análise es- pectral pode ser alternativamente baseada na saída do detector com espaçamento distante, onde este de- tector detecta os raios gama.
A saída do detector de neutrons térmi- cos é útil na determinação da seção transversal de captura macroscópica da formação e na compensação das medidas. A seção transversal de captura macros- cópica de neutrons térmicos ou sua constante de tem- po de declínio de neutrons térmicos podem ser também determinadas da saída do detector de raios gama. Es- tas medidas adicionais são úteis individualmente ou na interpretação da apresentação da plotagem trans- versal básica.
A presente invenção usa os raios gama pro- duzidos por interação de neutrons com núcleos da for- mação, que agem efetivamente como uma fonte de raios gama "secundários", opostamente ã fonte "primária" na ferramenta, tal como uma fonte química. Neutrons emer- gentes do acelerador, penetram no fluido do furo de sondagem e na rocha da formação que circunda a ferra- menta. Estes neutrons entreagem com os núcleos dos elementos que constituem a ferramenta, o fluido do furo de sondagem e a formação e produzem raios gama que correm de volta para um detector dentro da ferra- menta. Os raios gama podem ser produzidos por disper- são inelãstica ou captura térmica. Os raios gama de qualquer tipo de interação podem ser usados como fonte secundária de raios gama para uma medida da densidade. Contudo, a localização (profundidade) da fonte se- cundária dentro da formação, precisa permanecer efetivamente constante quando mudam as proprieda- des da formação, de outro modo uma mudança no número de raios gama detectados pode ser devida ãs varia- ções na posição da fonte secundária em vez de mudan- ças na densidade da formação. A profundidade de pe- netração dos neutrons térmicos na formação, depende da magnitude da seção transversal térmica da forma- ção. Isto pode variar enormemente, dependendo das concentrações de núcleos altamente absorventes tais como boro e cloro no fluido da formação ou do furo de sondagem. Como resultado, a localização da fonte de raios gama secundários de captura térmica depende fortemente das seções transversais térmicas do flui- do e da formação do furo de sondagem. Por outro la- do, os raios gama produzidos via interações inelás- ticas de neutrons rápidos são criados na mesma região ("pontos quentes"), mesmo quando mudam as proprieda- des da formação.
Este efeito se deve a dois fatores. Pri- meiro, as seções transversais de neutrons rápidos de muitos elementos, diferem apenas em cerca de um fator dentte dois, tornando a seção transversal total da formação/furo de sondagem, relativamente insensível ãs mudanças na composição. Segundo, como o constituinte elementar principal de oxigênio e da concentração de oxigênio de muitos tipos de rochas sedimentares, va- ria pouco entre os diferentes tipos de rochas, a seção transversal dos neutrons rápidcs para muitas rochas sedimentares é quase constante. Isto assegura que a localização da fonte de raios gama inelásticos, secundários, será efetivamente estacionária.
A intensidade da fonte de raios gama secundários depende de dois fatores (excluindo efeitos de ângulo sólido)- atenuação de neutrons e concentração de átomos de oxigênio. Os neutrons emitidos da fonte, entreagem com os núcleos de fer- ramenta, furo de sondagem e formação. Os neutrons rápidos são atenuados por absorção e dispersão des- cendente para energias mais baixas. Como muitas seções transversais inelásticas possuem altos limi- tes (isto é, vários MeV), a redução da energia dos neutrons é equivalente ã absorção em termos de produ- ção menor de raios gama. Assim, a intensidade da fonte de raios gama secundários depende muito forte- mente (exponencialmente) do número de neutrons de alta energia disponíveis para produzir raios gama inelásticos. Como resultado, é desejável para uma me- dida de densidade que utiliza esta solução, incluir uma correção precisa para os efeitos de atenuação de neutrons sobre a intensidade da fonte de raios gama
secundários. Em adição, a intensidade da fonte secun- dária é proporcional â concentração de átomos do mate- rial usado como fonte de raios gama secundários. Como a formação é a fonte de raios gama, é claro que os raios gama inelásticos de oxigênio são a fonte pre- ferida para medida da densidade da formação. Isto é verdadeiro pelo menos por duas razões. Primeira- mente porque o oxigênio é o constituinte mais pro- lífico das rochas sedimentares e sua concentração varia apenas ligeiramente de rocha para rocha, seu uso implica apenas em pequenas correções na medida da densidade. Segundo, o oxigênio emite vários raios gama inelásticos de alta energia que são fa- cilmente resolvidos dos raios gama interferentes por meio de simples discriminação de energia e não reque- rem as formas mais complicadas de desconvolução espec- tral.
Os efeitos da atenuação de neutrons podem ser corrigidos usando um sinal que reflete o comporta- mento do fluxo de neutrons rápidos responsável pela criação da fonte secundária de raios gama inelásticos. Isto pode ser realizado usando um detector de neutrons rápidos separado dentro da ferramenta para prover um monitor independente para a atenuação de neutrons rá- pidos. Mais simplesmente, a atenuação de neutrons rápidos pode ser inferida utilizando o fato de que os neutrons que entreagem com os vários componentes da ferramenta resultam na produção de raios gama de cap- tura inelásticos e epitérmicos. Por exemplo, neutrons rápidos que entreagem com o ferro da ferramenta, dão raios gama inelásticos, cuja intensidade varia de modo muito semelhante ã dos neutrons que excitam a pro- dução de raios gama inelásticos era oxigênio- a fon- te de raios gama secundários. Os raios gama do fer- ro são bastante proeminentes no espectro de raios gama inelásticos e como resultado, são fáceis de usar sem técnicas de desconvolução espectral com- plicadas. Alternativamente, neutrons epitérmicos que entreagem com um detector de cristal na ferra- menta são conhecidos por resultarem em um sinal que se comporta de modo muito semelhante a uma medida da porosidade de neutrons térmicos. Como este fun- do de cristal compreende tipicamente 50 a 90 porcen- to do espectro de raios gama inelásticos, totais, não ê difícil derivar um sinal corrigido que reflete o comportamento do fluxo de neutrons rápidos.
Este pode ser também usado como um sinal de correção da atenuação de neutrons para esta medida da densidade.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
a presente invenção será descrita agora com referência aos desenhos anexos, nos quais:
A figura 1 é um diagrama esquemático, par- cialmente em forma de bloco, de uma modalidade de um aparelho de medida durante perfuração, construído de acordo com a invenção, e incluindo uma coluna de per- furação suspensa de uma plataforma de perfuração rota- tiva ;
A figura 2 é uma vista em seção transver- sal, vertical, em forma parcialmente esquemática, de uma modalidade do sub-conjunto de medida do fu- ro descendente incluindo o acelerador de neutrons e os detectores de radiação associados;
A figura 3 é uma vista em seção trans- versal, horizontal, tomada ao longo da linha 3-3 da figura 2, mostrando a localização preferida do detector com espaçamento próximo em relação ao co- lar de perfuração;
A figura 4 é uma vista em seção trans- versal horizontal, tomada ao longo da linha 4-4 da figura 2, mostrando uma configuração dos detectores do conjunto e as janelas de neutrons associados em relação ao colar de perfuração;
versai, horizontal, parcial, mostrando uma outra con- figuração de um detector de neutrons epitérmicos do conjunto e sua janela de neutrons associados;
A figura 6 é uma vista seccional, verti- cal, de uma outra modalidade do sub-conjunto de medi- da do furo descendente, mostrando uma modalidade al- ternativa de uma janela de neutrons;
A figura 7 é uma vista externa tomada ao longo da linha 7-7 da figura 6, mostrando a configu- ração externa da janela de neutrons da figura 6;
A figura 8 é uma vista externa semelhante ã figura 7, mostrando a configuração externa de uma outra modalidade de uma janela de neutrons;
A figura 5 é uma vista em seção trans- A figura 9 é uma vista esquemática de uma ferramenta de perfilagem de sistema de amos- tragem a cabo de acordo com uma modalidade da invenção;
A figura 10 é um gráfico da densidade do átomo de oxigênio vs. densidade dos eletrons da formação para a formação plotada na figura 10.
DESCRIÇÃO DA MODALIDADE PREFERIDA
A presente invenção tem utilidade par- ticular em aplicações de sistemas de amostragem a cabo e de medida durante perfuração. As figuras 1- 8 mostram uma modalidade de medida durante perfura- ção da invenção.
Como mostrado na figura If uma platafor- ma e torre de elevação 10 são posicionadas sobre um furo de sondagem 12. Uma coluna de perfuração 14 é suspensa em um furo de sondagem e inclui uma broca de perfuração 16 na sua extremidade inferior. A co- luna de perfuração 14 e a broca de perfuração 16 pre- sa ã mesma, são giradas por uma mesa rotativa 18 (ex- citada por meios não mostrados) que se engate em uma haste 20 na extremidade superior da coluna de perfu- ração. A coluna de perfuração é suspensa de um gan- cho 22 preso a um bloco rolante (não mostrado). A haste é conectada com o gancho através de uma conexão giratória 24 que permite rotação da coluna de perfura- ção em relação ao gancho. Alternativamente a coluna de perfuração 14 e a broca de perfuração 16 podem ser gira- das da superfície por um tipo de "acionador superior" da aparelhagem de perfuração. 0 rluido ου lama de perfuração 26 está contido em um poço de lama 28 adjacente ã haste 10. Uma bomba 30 bombeia o fluido de perfuração para a coluna de perfuração via abertu- ra na conexão 24, para escoar descendentemente (como indicado na seta de fluxo 32) através do centro da coluna de perfuração 14. O fluido de perfuração sai da coluna de perfuração via aberturas na broca de perfuração 16 e então circula em sentido ascendente no anel entre o exterior da coluna de perfuração e a periferia do furo de sondagem, como indicado pelas setas de fluxo 34. 0 fluido de perfuração deste modo lubrifica a broca e carrega os detritos da formação para a superfície da terra.
Na superfície, o fluido de perfuração é devolvido ao poço de lama 38 para recirculação.
Montado dentro da coluna de perfuração 14, preferivelmente próximo da broca de perfuração 16, há um conjunto de furos inferiores (indicado geralmente pelo número de referência 36) que inclui sub-conjuntos para efetuarem medidas, processamento e informação de armazenagem e para comunicação com a superfície da terra. Preferivelmente o conjunto de furo inferior é localizado dentro de vários comprimentos de colares de perfuração da broca de perfuração 16. No arranjo de furo inferior ilustrado da figura 1, uma seção de co- lar estabilizador 38 é mostrada imediatamente acima da broca de perfuração 16, seguida na direção ascen- dente, por uma seção de colar de perfuração 40, uma outra seção de colar estabilizador 42 e uma outra seção de colar de perfuração 44. Este arran- jo de colares de perfuração e colares estabiliza- dores é ilustrativo apenas e outros arranjos podem ser por certo usados. A necessidade ou adequação de colares estabilizadores dependerá das condições de perfuração. Na modalidade mostrada na figura 1, os componentes do sub-conjunto da medida do furo des- cendente são preferivelmente localizados na seção do colar de perfuração 40 acima do colar estabili- zador 38. Tais componentes poderão, se desejado, ser localizados mais próximos ou mais distantes da broca de perfuração 16, tal como por exemplo, em qual- quer seção do colar estabilizador 38 ou 42 ou a seção do colar de perfuração 44.
O conjunto de furo inferior 36 inclui tam- bém um sub-conjunto de telemetria (não mostrado), para comunicação de dados e controle com a superfície da terra.
O conjunto de furo inferior 36 inclui pre- ferivelmente o sistema eletrônico convencional de aqui- sição e de processamento (não mostrado), compreendendo um sistema de micro-processador (com memória associada, e circuitos relógio e de sincronização, e circuitos de interface), capaz de sincronizar a operação do acelera- dor e dos sensores de medida de dados, armazenar dados dos sensores de medida, processar dados e armaze- nar os resultados e acoplar qualquer parce deseja- da dos dados aos componentes de telemetria para transmissão para a superfície. Alternativamente, os dados podem ser armazenados no furo descendente e recuperados na superfície mediante remoção da co- luna de perfuração. Circuitos de furo descendente adequados para estas finalidades, são descritos nas patentes US NQs. 4.977.082 e No 5.051.581. Para fa- cilitar as conexões elétricas e a transmissão de sinais entre o sub-conjunto de medidas, o sub-conjun- to de aquisição e processamento de dados e o sub-con- junto de telemetria de dados, estes componentes são preferivelmente localizados adjacentes entre si na coluna de perfuração. Quando isto não é viável, o sistema de comunicação de dados da patente US antes mencionada NQ 5.235.285, que prove comunicação do fu- ro descendente para a superfície, pode ser utilizado. Energia para o sistema eletrônico do furo descendente pode ser suprida por bateria ou por um gerador de tur- bina de furo descendente, energizado pelo fluido de perfuração.
Uma modalidade preferida do sub-conjunto de medida do furo descendente, é mostrada nas figuras 2-4, onde a seção do colar de perfuração 40 é mostrada circundando um chassi de ferramenta de aço inoxidável 54. O colar de perfuração pode ser de qualquer tama- nho adequado por exemplo, tendo 8'' de OD com 5'' ID (20,32 cm χ 12,7 cm). Formado no chassi 54 de um lado do seu eixo longitudinal, como melhor mostrado nas figuras 3 e 4, há um canal de lama longitudinalmente estendido 56 para transportar o fluido de perfuração descendentemente através da coluna de perfuração. Descentrado para o ou- tro lado do chassi 54, há um acelerador de neu- trons 58, seu pacote eletrônico de controle e al- ta tensão associado 60 e um detector com espaça- mento próximo, coaxialmente alinhado 62. 0 ace- lerador é preferivelmente uma fonte do tipo D-T (14 MeV) como é conhecido na técnica.
0 detector com espaçamento próximo 62 deverá ser principalmente sensível ã saida do ace- lerador com um mínimo de influência da formação.
Com esta finalidade, o detector 62 pode compreender um detector de neutrons epitérmicos por exemplo, um contador proporcional 3He, que e locali- zado próximo do acelerador, sem interferência da blindagem de alta densidade. 0 volume sensível do detector 62 é revestido de cádmio ou outro material de seção transversal de captura de altos neutrons térmicos (não mostrado), para elevar o limite de de- tecção para níveis epitérmicos. 0 detector 62 é tam- bém circundado, preferivelmente em todas as superfí- cies exceto a adjacente ao acelerador 58, por uma blindagem 64 de material absorvente de neutrons mode- radores de neutrons combinados tais como carbureto de boro (ou outro absorvedor do tipo l/v) distribuído em um ligante de epoxi ( ou outro material hidro- genado) ("B4CE"). Informação mais detalhada refe- rente ã estrutura e função da blindagem para tal detector He com espaçamento proximo, e apresenta- da na patente US NQ 4.760.252 (aqui incorporada co- mo referência).
Alternativamente, o detector próximo 62 pode ser um detector de energia mais alta (MeV), tal como detector ^He, circundado por blindagem de tun- gstênio, "heavimet" ou outra blindagem com alto Tl para blindar o detector da formação e multiplicar o número de neutrons da não formação incidentes so- bre o detector. 0 efeito multiplicador se deve ã grande seção transversal (n, 2n) e (n, 3n) do mate- rial com alto Z, que converte os neutrons da fonte de 14 MeV em dois ou três neutrons abaixo de aproximada- mente 6 MeV, onde a seção transversal de dispersão
4He e grande. Assim, a blindagem de alto ζ nao ape- nas diminui a sensibilidade do sinal detector próximo para os neutrons dispersos da formação- mas atenua tam- bém efetivamente o fluxo de neutrons da fonte (14 MeV) ao longo da ferramenta.
Se como descrito acima, os detectores de neutrons com espaçamento mais distante são blindados em um material B4CE (ou moderador-absorvente semelhante), o poder de redução na velocidade do hidrogênio em B4CE pode ser usado para reduzir ainda a energia dos neutrons enquanto o poder de absorção do boro serve para atenuar o fluxo de neutrons de baixa energia. A ordenação dos materiais da blindagem, material com alto Z, próximo da fonte de neutrons e o ma- terial B4CE (ou semelhantes) seguinte é crítico quando a ordem inversa é ineficaz para blindar os neutrons de alta energia.
Quer o detector com espaçamento pró- ximo 62 seja um eV detector ou um detector MeVf o efeito combinado' da energia de detecção, colo- cação e blindagem do detector próximo deverá ser de modo a tornar a saída do detector relativamente insensível ã porosidade da formação e principal- mente proporcional ao fluxo de neutrons do acele- rador. A saída do detector próximo 62 pode ser então usada para neutralizar outras saídas do de- tector para flutuação da intensidade da fonte.
Localizado longitudinalmente adjacente ao detector com espaçamento próximo 62, há uma plu- ralidade ou conjunto de detectores 66a, 66b, 66c e 66d. O conjunto inclui pelo menos um, e preferivel- mente mais de um detector de neutrons epitérmicos e pelo menos um detector de raio gama, um ou mais de- tectores de neutrons térmicos podem ser opcionalmen- te incluídos. Como ilustrativamente apresentado na figura 4, há dois detectores epitérmicos 66a e 66b, um detector de neutrons térmicos 66c e um detector de raios gama 66d. Um número ou mistura diferente de neutrons pode ser suprido, se desejado.
0 principal objetivo dos ãetectores de neutrons epitérmicos 66a, 66b é medir o fluxo de neutrons epitérmicos na formação em um espaça- mento suficientemente próximo da fonte de neutrons, para minimizar ou pelo menos reduzir significativa- mente o efeito sobre as saídas dos detectores dos elementos da formação mais pesados, tais como oxi- gênio, silício, carbono, cálcio, etc., que dominam a densidade específica, e para maximizar ou pelo menos aperfeiçoar significativamente a influência do hidrogênio da formação sobre as saídas do detec- tor. Assim posicionada, a resposta do detector de neutrons epitérmicos dependerá principalmente do ín- dice de hidrogênio, com um efeito apenas residual da litologia. Para melhorar a sensibilidade para a for- mação, os detectores epitérmicos 66a, 66b, que podem ser contadores proporcionais 3He, sao preferivelmen- te localizados proximamente adjacentes ã parede do colar de perfuração e contra-blindados como mostra- do em 68a e 68b, para reduzir a sensibilidade dos neu- trons do furo de sondagem. 0 material da blindagem é preferivelmehte o mesmo descrito anteriormente em conexão com o detector próximo 62, isto é, revestimen- to com cádmio e B4CE. Como mais completamente descri- to abaixo, janelas transparentes de neutrons 70a e 70b são preferivelmente formadas no colar de perfuração pa- ra aperfeiçoar ainda a sensibilidade do detector e pro- ver uma profundidade maior de investigação.
Como ilustrado na figura 4, os detecto- res de neutrons epitérmicos 66a, 66b e as janelas associadas 70a, 70b são preferivelmente espaçados circunferencialmente do colar de perfuração 40 para uma resolução angular ou azimutal aperfeiçoada. Qualquer espaçamento circunferencial desejado dos de- tectores pode ser usado. Embora os detectores 66a, 66b sejam mostrados no mesmo espaçamento longitudi- nal do acelerador 58, um ou mais detectores adicio- nais poderão ser supridos em diferentes espaçamentos longitudinais para uma resolução vertical aperfeiçoa- da. Conjuritos de detectores circunferencial e hori- zontalmente espaçados, bem- como outros detalhes con- cernentes ã configuração dos detectores individuais e sua blindagem, são descritos em maiores detalhes nas patentes US NQ 4.760.252 e No. 4.972.082. A alta resolução espacial da medida do tempo de redução da velocidade como descrito na patente '082, torna a me- dida azimutal do tempo de redução da velocidade, de acordo com a presente invenção de interesse e valor particular. Deve ser notado que os espaçamentos da fonte/detector descritos nas patentes US 4.760.252 e NQ 4.972.082 são para ferramentas do sistema de amos- tragem a cabo. Espaçamentos um pouco mais longos deve- rão ser supridos em uma ferramenta de medida durante perfuração, levando em conta o fato de que os detec- tores estão avistando a formação através do colar de perfuração.
O detector de neutrons térmicos 66c pode do mesmo modo ser um contador proporcional 3He blindado como em 68c, de modo semelhante aos detectores epitérmicos 66a, 66b, exceto que o re- vestimento de cádmio é omitido no lado da forma- ção para tornar o detector sensível aos neutrons térmicos da formação. Uma janela transparente de neutrons 70c pode ser disposta no colar de per- furação 44 adjacente ao detector térmico 66c. De- tectores adicionais de neutrons térmicos podem ser supridos quando necessário para obter a reso- lução horizontal e/ou vertical desejada. Os si- nais de saída do detector(s) de neutrons térmicos 66c, podem ser processados como descrito nas partes incorporadas da patente US NQ 4.760.252, para deri- var uma medida da porosidade de neutrons térmicos e/ou de acordo com o apresentado na patente US Nú- mero 5.235.185, para derivar medidas do sigma de compensação da formação.
O detector de raios gama 66d pode com- preender qualquer tipo de detector adequado, como NaI, BGO, CsI, antraceno, etc., mas preferivelmente um detector de orto-silicato de gadolínio ativado por cério (GSO) como apresentado nas patentes US
NQ. 4.647.781 e No. 4.883.956. Como indicado nestas patentes, o detector de GSO é preferivelmente circun- dado por boro para reduzir a influência dos neutrons epitêrmicos e térmicos sobre a resposta do detec- tor. Também uma blindagem de tungstênio ou outra blindagem de alta densidade (não mostrada), pode ser colocada entre o acelerador 58 e o detector de GSO 66d, para reduzir o fluxo de neutrons de alta energia incidente sobre o detector.
Embora não mostrado, será entendido que uma sincronização apropriada e circuitos de contro- le serão providos para operar o acelerador 58 em uma modalidade pulsada e para desbloquear o detector 66d, quando necessário, seletivamente para detectar raios gama inelásticos e/ou de captura.
A faixa de detecção de energia é prefe- rivelmente ampla, por exemplo, de 0,1 a 11 MeV. Um objetivo principal do detector 66d, é prover espec- tros de energia de raios gama inelásticos e/ou de captura, e taxas de contagem da janela de energia. Em particular, os espectos de energia podem ser espec- tralmente analisados para derivar informação concer- nente à composição elementar da formação sob investi- gação.
A técnica preferida para análise dos dados espectrais do detector de raios gama 66d para obter informação sobre espetroscopia e litologia elementar â descrita na patente US No 5.446.118. Brevemente,
espectros de raios gama de dispersão, inelásticos, são analisados pelo processo de conexão espectral dos míni- mos quadrados para determinar as contribuições elementa- res relativas para o mesmo, dos elementos químicos postulados para estarem presentes em uma formação de terra desconhecida e contribuírem para os es- pectros medidos da formação. Os rendimentos ine- lásticos relativos para o silício, cálcio e magné- sio são calibrados para prover estimativas diretas das respectivas concentrações elementares para estes elementos e das frações volumétricas dos elementos ou tipos de rochas associadas, tais como arenito, calcáreo e dolomite na formação. A proporção de rendimentos inelásticos relativos para magnésio e cálcio prove uma indicação do grau de dolomitização de uma formação. Com base nos rendimentos inelás- ticos calibrados estimativas calibradas de silício e/ou cálcio dos rendimentos elementares de espectros de raios gama de captura de neutrons térmicos medidos, podem ser também determinadas, das quais pode ser de- rivada ulterior informação referente ã litologia da formação.
Medidas do tempo de redução da velocidade dos neutrons epitérmicos e de compensação da ferramen- ta da parede do furo de sondagem podem ser derivados das saídas dos detectores de neutrons epitérmicos 66a, 66b. Como a grande quantidade de aço presente no co- lar de perfuração 40 e chassi 54, age como um depósito de armazenamento por um tempo longo de vida para os neutrons, a sensibilidade dos detectores, 66a, 66b ao tempo de redução da velocidade de neutrons epitérmicos é substancialmente reduzida. Para medir o tempo de redução da velocidade dos neutrons epitérmicõs durante a perfuração, é importante localizar apro- priadamente os detectores 66a, 66b em relação ao colar de perfuração 40, para prover janelas de neu- trons apropriadamente construídas 70a, 70b e para contra-blindar apropriadamente os detectores 66a, 66b. Como mostrado na figura 4 e como notado aci- ma, os volumes sensíveis dos detectores 66a, 66b são preferivelmente montados no chassi da ferramen- ta 54 proximamente adjacentes ã parede interna do colar de perfuração 40 e imediatamente opostos às respectivas janelas de neutrons 70a, 70b no colar de perfuração. Cada detector é também preferivel- mente contra-blindado (com B4CE ou semelhantes) em ambas as extremidades e em todos os lados, exceto o lado de face para o colar de perfuração. As jane- las 70a, 70b são preferivelmente produzidas de titâ- nio ou outro material de seção transversal de baixa dispersão, de alta resistência que seja revestido de boro. Para reduzir ainda a entrada de neutrons no colar de perfuração 40, uma camada de carbureto de boro 72 com furos para corresponderem ãs locali- zações das janelas 70a, 70b é preferivelmente provida no exterior do colar de perfuração 40 na região dos detectores. Modelagem e dados experimentais mostra- ram que a sensibilidade das curvas do tempo de redu- ção da velocidade dos neutrons epitérmicõs â porosi- dade dos detectores posicionados, blindados e dis- postos em janelas, deste modo é maior do que para os detectores sem janelas ou blindagem de boro ex- terna.
Como alternativamente mostrado na fi- gura 5, é possível melhorar a sensibilidade do de- tector ainda, colocando os detectores 74 no próprio colar de perfuração 40, com contra-blindagem de car- bureto de boro 76 e uma camada de carbureto de boro externa 72 com furos correspondentes como na figura 4. Esta combinação, embora viável, expõe os detec- tores a um risco de danos maior durante a perfura- ção e requer também usinagem do colar de perfuração para formar os receptáculos do detector.
Como alternativa ao uso das janelas trans- parentes de neutrons revestidos com boro 70a, 70b, co- mo mostrado na figura 4, o tempo de redução da veloci- dade e sensibilidade da taxa de contagem dos detecto- res de neutrons epitérmicos 66a, 66b pode ser melho- rado provendo camadas transversais de boro ou outro ma- terial de seção transversal de alta absorção no colar de perfuração 40, na região dos detectores de neutrons epitérmicos. Isto é ilustrado nas figuras 6-8. A fi- gura 6 apresenta um detector de neutrons epitérmicos 78 descentrado contra a parede do colar de perfuração e contra-glindado como na figura 4. Uma pluralidade de camadas de carbureto de boro transversais 80, é embutida na parede do colar, onde agem como "venezia- nas" para permitir o percurso transversal dos neu- trons através do colar para o detector enquanto blo- queiam o fluxo de neutrons ao longo do colar. A figu- ra 7 ilustra um padrão externo de camadas de carbu- reto de boro 80 da figura 6. Um padrão alternativo de camadas de carbureto de boro 82 é mostrado na fi- gura 8. Este padrão serve para minimizar o fluxo de neutrons através do colar nas direções longitudinal e circunferencial, sem interferir com o fluxo trans- versal. As camadas de carbureto de boro 80 e 82 assim funcionam essencialmente como uma janela de neutrons para os detectores de neutrons epitérmicos ou térmicos.
0 uso de camadas absorventes de neutrons como mostrado nas figuras 6-8 foi considerado particu- larmente importante para reduzir o fluxo de neutrons em material de seção transversal de baixa dispersão, tal como titânio que é desejável como um material pa- ra o colar de perfuração em uma aplicação de medida durante perfuração devido ã sua transparência relati- va aos neutrons mas que devido ã sua densidade mais baixa, não atenua o componente do transporte de neu- trons paralelo, ao, ou circunferencialmente, ao colar de perfuração na mesma extensão que o aço. Para ul- terior eficiência, as camadas de carbureto de boro poderão ser também incluídas no chassi da ferramenta 54 no lado do acelerador, ou em ambos os lados dos detectores de neutrons. Novamente com referência ã configuração do sub-conjunto de medida global mostrado na figu- ra 2, um detector com espaçamento distante 84 é localizado a jusante dos detectores do conjunto 66a-66d com uma blindagem de neutrons interferente 86. O detector 84 e a blindagem 86 são preferivel- mente coaxiais com o acelerador 58. De acordo com a invenção, o detector com espaçamento distante 84 é seletivamente posicionado em relação â fonte de neutrons, de modo a ser sensível aos neutrons de
energia MeV (ou preferivelmente, raios gama induzi- dos por neutrons MeV) que penetram em distâncias re- lativamente distantes na formação. Como o transpor- te de neutrons de energia'MeV reduziu a sensibilida- de ao teor de hidrogênio da formação e melhorou a
sensibilidade ã densidade dos elementos mais pesados da formação, quando comparados com os neutrons de energia MeV-eV. a resposta do detector 84 será for- temente influenciada pela densidade específica da formação, e devido ã relação próxima entre a densida- de e tipo da matriz, litologia da formação.
Preferivelmente o detector 84 compreende um detector de raios gama GSO como descrito nas paten- tes US antes mencionadas Nos. 4.647.782 e 4.883.956, embora qualquer tipo adequado tal como antraceno,
NaI, BGO, CsI etc. possa ser usado desde que seja al- cançada uma estatística da taxa de contagem e resolu- ção de energia. A faixa de detecção de energia prefe- rida é de 0,1 MeV a 11 MeV. Alternativamente, um detector de neutrons sensível aos neutrons da faixa de MeV por exemplo ^ 0,5 MeV pode ser usado. Os detectores de neutrons preferidos são um tupo 4He ou tipo de cintilador liquido.
Quando um detector de raios gama é empregado como o detector com espaçamento dis- tante 84, a blindagem interferente 86 é preferi- velmente de material absorvente moderador de neu- trons ou B4CF semelhante. Se qualquer detector
de neutrons MeV for usado, a blindagem 86 é prefe- rivelmente um material com alto Z como tungstênio, exceto quando o detector com espaçamento próximo 62 for também 4He (ou outro detector de MeV) blin- dado por material com alto Z, no último caso, a blindagem 86 deverá ser também B4CE ou semelhante, para obter vantagem total do efeito moderador de neutrons antes mencionado, do material de blinda- gem de alto Z 64 que circunda o detector com espa- çamento próximo 62.
Embora um detector com espaçamento dis- tante 94 possa ser um detector de raios gama ou um detector de neutrons MeV, um detector de raios gama é preferido porque os raios gama possuem melhor sensibilidade ao gás do que os neutrons em algumas situações, facilitando deste modo a identificação das formações portadoras de gás. Também, como des- crito acima em conexão com o detector de raios gama do conjunto 86d, o uso de um detector de raios gama permite que seja efetuada uma análise espec- tral para obter informação sobre a composição e litologia elementar da formação. Tal análise espectral pode ser produzida em ambos, ou apenas em um detector do conjunto 86d e o detector com espaçamento distante 84. A saída do detector de raios gama (ou de ambos), poderá ser adicional- mente empregada para derivar as medidas da seção transversal da captura macroscópica da formação pa- ra os neutrons térmicos ou sua correlativa, a constante (E) de tempo de declínio de neutrons térmicos. qualquer das técnicas conhecidas para derivar E ou T pode ser usada para esta finalida- de. Também, onde o detector com espaçamento dis- tante 84 é um detector de raios gama, o detector de raios gama do conjunto poderá ser omitido se consi- derações sobre espaço ou outras considerações assim o ditarem.
Um segundo detector com espaçamento dis- tante (não mostrado), pode ser suprido se desejado. Se for suprido, será preferivelmetne localizado coa- xialmente e proximamente adjacente ao detector 84.
Se o detector 84 for um detector de raiso gama, o segundo detector com espaçamento distante será pre- ferivelmente um detector de neutrons e vice-versa.
Embora não especificamente mostrado, será entendido que os detectores acima descritos incluem todos os circuitos de amplificação, conformação de pulso, suprimento de energia e outros circui- tos requeridos para gerar sinais de saída repre- sentativos da radiação detectada. Todos estes cir- cuitos são bem conhecidos na técnica.
Os sinais dos vários detectores supri- dos nesta ferramenta, podem ser processados de vá- rios modos para obterem a informação petrofísica desejada. Outros detalhes do processamento devem ser encontrados no pedido de patente NQ 08/307.894 (aqui incorporado como referência).
A figura 9 mostra um diagrama esquemáti- co de uma modalidade de ferramenta de perfilagem de sistema de amostragem a cabo da invenção. Esta fer- ramenta disponível como uma ferramenta RST-B de
Schibumberger, compreende um corpo de ferramenta 100 que pode ser abaixado e carregado através de um poço, da maneira usual. 0 cabo do sistema de amostragem a cabo, sistema eletrônico de telemetria e equipamento de superfície são omitidos para clareza. Dentro do corpo da ferramenta 100, há uma fonte de neutrons do acelerador 14 MeV D-T 110, que é substancialmente como descrita acima. Separados desta por uma região de blindagem 120, há detectores próximos e distantes 130, 140. Cada detector 130, 140 compreende um cris- tal de cintilador 132, tal como GSO (ou BGO ou LSO se apropriado), um tubo foto-multiplicador associado 134, 144 e um conjunto eletrônico 136, 146 que emite sinais que são transmitidos para a superfície para análise.
A conversão das medidas efetuadas pelo detector de raios gama pode ser analisada de acordo com o seguinte esquema, no qual a resposta de um de- 05 tector ao fluxo dos raios gama provenientes da fonte secundária, pode ser escrita como:
<formula>formula see original document page 34</formula>
onde: C = constante de calibração, NS = intensidade da fonte de neutrons, e-axn = atenuação de neutrons rápidos, POX = concentração de oxigênio da formação, e
e-bxc-cXpp= atenuaçao dos raios gama.
Equação (1) assume uma localização de detector fixa e não inclui efeitos de ângulo sólido. Estes são leva- dos em conta por serem incluidos na constante de cali- bração C. A intensidade da fonte de neutrons Ng é o nível de saída da fonte de neutrons (minitron) em neu- trons /segundo.
A atenuação de neutrons rápidos depende da seção transversal de neutrons rápidos Xn que é determi- nada pela composição do ambiente do furo de sondagem/ formação circundante. A seção transversal de neutrons rápidos é a soma de todas as várias reações que in- fluem sobre o transporte de neutrons rápidos incluindo dispersão elástica, dispersão inelástica e produção de partículas carregadas. Destas, a dispersão elástica de hidrogênio é a mais importante. Assim, o transporte de neutrons rápidos deverá ser fortemente dependente da extensão do tempo de redução da velocidade no ambiente do furo de contagem, formação de modo semelhante a uma medida da porosidade de neutrons térmicos mas com muito menor faixa dinâmica. Por esta razão, qualquer sinal detectado que exibe este tipo de dependência, pode ser usado como sinal de correção para esta medida da densidade. O sinal de correção pode ser o. de um detector de neutrons rápidos, um detector de neutrons térmicos, FS ou da própria medida inelástica, tal como sinal de fundo de ferro ou de cristal inelástico.
Como é proposto que esta medida de densi- dade utilize raios gama de alta energia do oxigênio como fonte secundária, a intensidade dos raios gama detectados dependerá da concentração atômica de oxi- gênio no furo de sondagem e formação. Em geral, a concentração de oxigênio é desconhecida, mas pode sei mostrado (ver figura 10) que para muitas rochas sedi- mentárias portadoras de fluido (arenitos, calcáreos, dolomitas, cloritas, anidritas, biotitas, sideritas e granadas são plotados), a concentração de oxigênio pode ser correlacionada com a densidade da rocha por uma relação linear simples:
Pox = d + e Pe (2)
onde d e e são constantes e P é o índice de densidade de eletrons da rocha.
0 termo atenuação de raios gama descreve a dependência da taxa de contagem de oxigênio ine- lásticos sobre a dispersão Compton e a absorção de produção do par. A taxa de contagem depende expo- nencialmente de ambas as seções transversais de Compton (Xe) e de produção do par (Xpp). A seção transversal de produção do par depende do quadrado do número atômico médio Z da formação. A formação Z media pode ser inferida do espectro de raios gama inelásticos, usando a proporção de janelas de ener- gia baixa e alta para medir a formação Pg de modo idêntico ao da medida padrão de densidade/litologia. Assim, pode ser efetuada uma medida P, a qual forne- cerá uma estimativa da correção necessária para os efeitos de absorção da produção do par da equação (1).
Rearranjando os termos, a equação (1) pode ser escrita
<formula>formula see original document page 36</formula> (3)
onde
<formula>formula see original document page 36</formula> (4)
contêm agora a constante de normalização, a intensidade da fonte de neutrons, o termo transporte de neutrons e o termo absorção da produção do par. A inclinação na equação (2) é muito menor do que um, de modo que para boa aproximação
<formula>formula see original document page 37</formula>
Substituindo a equação (3) pela equação (5)
<formula>formula see original document page 37</formula>
A seção transversal Compton Xc é propor- cional ao índice Pg da densidade de eletrons da forma- ção
<formula>formula see original document page 37</formula>
e as novas constantes de normalização podem ser defini- das
<formula>formula see original document page 37</formula>
de modo que
<formula>formula see original document page 37</formula>
Da equação (6), verifica-se que o termo concen- tração de oxigênio foi absorvido na dependência da densidade da equação (1), servindo meramente para diminuir a sensibilidade da medida da densi- dade dos raios gama inelásticos.
Definindo uma nova constante de sensibilidade
k = i-g
obtemos
<formula>formula see original document page 38</formula>
ou
<formula>formula see original document page 38</formula>
que é idêntica à equação de respsota para uma medida de densidade da fonte química. É importante notar da equação (8) que é a taxa de contagem de oxigênio cor- rígida N /Kc que desempenha uma atenuação exponencial versus densidade de eletrons, não simplesmente Nqx. Usando a equação (4) para expandir o lado esquerdo da equação (8), temos
<formula>formula see original document page 38</formula>
onde a taxade contagem de oxigênio é corrigida para a produção do par, transporte de neutrons, intensidade da fonte de neutrons não é constante e precisa ser monitorada e corrigida.
Simulações Monte Cario podem ser reali- zadas para verificar a validade da equação (7). Um modelo de uma ferramenta LWD de 6,5'' (16,51 cm) com base em minitron em um furo de sondagem de água po- tável de 8,5'' (21,59cm), é usado para computar a intensidade dos raios gama inelásticos da ferramen- ta, furo de sondagem e formação. O espectro de raios gama de cada elemento é computado para cada caso es- tudado, bem como o espectro de neutrons rápidos. O sinal de neutrons rápidos e a média Z conhecida da formação, são usados para computar Kg para cada caso.
O logaritmo de Nox/Ks é plotado na figura (2) versus densidade de eletrons Pe para cada formação.
Os cálculos para arenito, calcáreo, dolomi- ta e argilas e evaporitas carregadas de água e gás, po- dem ser vistos na figura 11. Da figura, fica claro que a medida da densidade dos raios gama inelásticos pode ser um substituto válido para a medida da densi- dade com base na fonte química. Os únicos pontos de dados que não caem na curva de resposta são os que per- tencem ãs evaporitas que não caem na curva da figura 10, correlacionando a concentração de oxigênio com a densidade dos eletrons da formação. Nestes casos, a concentração de oxigênio é baixa, comparada com as ro- chas sedimentárias carregadas de fluido, embora a den- sidade seja alta. Isto resulta em uma baixa taxa de contagem de oxigênio inelástico e uma leitura da densidade, artificialmente alta.. Na prática es- tes casos podem ser identificados usando análise espectral para resolver o espectro inelástico nos seus componentes elementares e então usando esta informação para indicar o registro para evapori- tas ou outros tipos de formação que não satisfa- zem a equação (2).
O uso amplamente difundido de fluidos de perfuração com base de água precisa da corre- ção dos valores de densidade dos raios gama ine- lásticos para os efeitos de mudança do ambiente do furo de sondagem, porque os fluidos de perfura- ção com base de água contêm concentrações signifi- cativas de oxigênio. A compensação do furo de son- dagem pode ser realizada de modo semelhante ao usa- do na medida da densidade da fonte química. Isto é, a inclusão de um segundo detector mais próxima da fonte de neutrons fornecerá os meios para medirem os efeitos da compensação da ferramenta, a rugosi- dade e o carreamento do furo de sondagem. A corre- ção do registro da densidade pode ser realizada usan- do qualquer esquema que se beneficia das diferenças nas sensibilidades radiais dos dois detectores. Para efetuar uma correção precisa, informação sobre a com- posição da lama que é geralmente disponível, pode ser requerida.
Claims (5)
1. PROCESSO PARA A DETERMINAÇÃO DA DENSIDADE DE FORMAÇÕES SUBTERRÂNEAS QUE CIRCUNDAM UM FURO DE SONDAGEM, compreendendo: a) irradiação das formações com nêutrons a partir de uma fonte de nêutrons pulsados disposta dentro do furo de sondagem; b) efetuação de medida de raios gama e identificação dos raios gama resultantes da dispersão inelástica de nêutrons irradiados por núcleos de oxigênio nas formações, caracterizado por compreender: c) determinação da atenuação de nêutrons nas formações e análise dos raios gama identificados usando a atenuação determinada; d) análise dos raios gama previamente analisados mediante a utilização de determinação da atenuação para determinar a densidade das formações; e e) usar a medição de raios gama para identificar litologias das formações para corrigir a densidade determinada.
2. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a fase de analise dos raios gama identificados compreender determinar concentrações de oxigênio nas formações e determinar as densidades a partir das concentrações de oxigênio.
3. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado adicionalmente por compreender a determinação de índices de densidade de elétrons para as formações e o uso dos índices na determinação de densidades.
4. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a etapa (a) compreender criar uma fonte de raios gama na formação a partir da irradiação de nêutron dentro do furo de sondagem, os raios gama sendo criados na mesma região da formação.
5. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ainda compreender medir a saída de nêutrons da fonte de néutrons pulsada a analisar os raios gama detectados usando a saída de nêutrons medidos.
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