DE2827463C2 - Verfahren zur Bestimmung der Lage und Fließgeschwindigkeit von an einer Bohrlochverrohrung vorbeifließenden Formationsflüssigkeiten - Google Patents
Verfahren zur Bestimmung der Lage und Fließgeschwindigkeit von an einer Bohrlochverrohrung vorbeifließenden FormationsflüssigkeitenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.
Bei der sekundären und tertiären Ausbeutung von Erdöllagerstätten werden bei vielen Gewinnungsverfahren
Wasser oder chemische Lösungen in die Lagerstätten-Erdfonnationen injiziert Das Einspritzen
von Wasser oder Chemikalien ist bis jetzt in der Planung der Gewirinungsöperationen durch bestimmte Annahmen
und/oder Näherungen hinsichtlich der Niobilität
der die Lagerstätte umfassenden Formationsflüssigkeiten beschränkt. Ein entscheidender Faktor in Flüssigkeitsinjektionsprogrammen
ist die senkrechte Konformität der produzierenden Formation, sowie deren waagerechte Permeabilität und Gleichförmigkeit. In
manchen Lagerstätten treten Linsenbildung in der Formation oder eine Trennung in waagerechter
Richtung durch Permeabilitätssperren wie z. B. Störungen auf. In derartigen Fällen können anscheinend
zusammenhängende und korelevante Permeabilitätsbereiche zwischen zwei Bohrlöchern in ein und demselben
Abbaugebiet durch Linsenbildung oder durch Permeabilitätssperren voneinander getrennt sein, welche sich im
Formationsintervall zwischen den beiden Bohrungen befinden.
Daher ist offensichtlich, daß große Mengen an kostspieligen Chemikalien oder Wasser injiziert werden
können, bevor sich feststellen läßt, ob die Kontinuität zwischen Injektions- und Produktionsbohrloch teilweise
oder ganz fehlt. Wenn jedoch Kontinuität vorhanden ist, bildet bald nach Beginn der Injektion und lange bevor
die Injektionsflüssigkeit am Produktionsbohrloch ankommt das Wasser im Bereich des Produktionsbohrlochs
seitliche Strömungen aus. Wenn eine derartige seitliche Wasserströmung festgestellt wird, ist dadurch
eine Formationskontinuität angezeigt. Die Geschwindigkeit dieser Wasserströmung läßt sich in Kombination
mit Injektionsgeschwindigkeit, Formationsdicke, Formationsporosität und dem bekannten Abstand zwischen
den Bohrlöchern zur Bestimmung des Kontinuitätsgrads verwenden. Aufgrund einer derartig frühzeitigen
Feststellung von Fcrmationskontinuität läßt sich ein großer Aufwand an Geld, Zeit und Material vermeiden,
der u. U. nicht zur sekundären oder tertiären Ausbeutung einer Lagerstätte führt.
Eine zweite Anwendung der ermittelten seitlichen Wasserströmung ist die Kartierung der Gesamtströmungsverhältnisse
innerhalb einer Erdöllagerstätte, welche eine wertvolle Hilfe bei der Planung von
Chemikalien- oder Wasserinjektion darstellt und außerdem zur Bestimmung der optimalen Förderdurchsätze
herangezogen werden kann. Außerdem trägt die Kenntnis der Stromrnjiseigenschaften von seitlich
strömendem Wasser in einer bestimmten Formation eines Produktionsgebietes wesentlich zum allgemeinen
Verständnis der Lagerstättendynamik der jeweils ausgebeuteten Lagerstatte bei.
Bei Lagerstätten mit mehreren Produktionsbereichen möchte der Lagerstätteningenieur manchmal wissen,
welche Produktionsbereiche den größten Wasserzustrom aufweisen oder den höchsten Wasserantrieb für
die Erdölproduktion liefern. Die Kartierung seitlicher Wasserbewegungen in sämtlichen Zonen oberhalb und
unterhalb des erwarteten Wasserhorizonts in der Produktionsformation gibt dem Lagerstättteningenieur
ίο diese Information an die Hand.
Bis jetzt stehen den Lagerstätteningenieuren nur verhältnismäßig wenige und oft ungenaue Bohrlochmeßinstrumente
und -verfahren zur Bestimmung der senkrechten Konformitätseigenschaften der Erdformationen
in einer Lagerstätte zur Verfugung. Das hat zu Unklarheiten über die Eigenschaften der eine Lagerstätte
bildenden Erdformationen geführt Radioaktive Spurenelementuntersuchungen von Flüssigkeitsbewegungen
in der Umgebung eines Tiefbohrlochs können zu falschen Schlußfolgerungen führen, veil ein Spurenelement
nicht gleichförmig von dem fließenden Formationswasser absorbiert wird. Außerdem ist
schwierig, Spurenelementisotope mit einer ausreichend langen Halbwertszeit für die Injektion in ein Injektionsbohrloch
zu finden und die Bewegung dieser Isotope über Tage oder sogar Wochen hinweg an einem
Überwachungs- oder einem Produktionsbohrloch zu verfolgen, um Anhaltspunkte für die seitliche Fließgeschwindigkeit
von Flüssigkeiten in der Legerstättenformation zu erhalten.
In dem US-Patent 40 42 181 der Anmelderin ist vorgeschlagen worden, die Formationsflüssigkeiten im
Bohrlochbereich mit energiereichen Neutronen zu beschießen. Wenn diese Flüssigkeiten wenigstens
teilweise salzhaltig sind oder aus Salzwasser bestehen, wird durch die thermische Neutroneneinfangsreaktion
Na2Yn, y)Na24 das radioaktive Na24 erzeugt. Wenn nun
die Abnahme der Gammastrahlung des Na24 in Abhängigkeit von der Zeit bei 2,75 meV oder bei
AO höheren Energiewerten beobachtet wird, läßt sich ein
Meßvcrt für die waagerechte Geschwindigkeit der Flüssigkeit erhalten.
In einer weiteren Patentanmeldung der Anmelderin entsprechend DE-OS 28 53 036 ist ein Verfahren zur
Kompensation der Einflüsse interferierender oder störender Gammastrahlung des radioaktiven Isotops
Mangan 56 beschrieben, welches bei der Neutronenbestrahlung der Stahlverrohrung entsteht.
Es wurde nun festgestellt, daß bei Neutronenbeschuß
Es wurde nun festgestellt, daß bei Neutronenbeschuß
">« des Bohrlochs, der Verrohrung und der benachbarten
Formation auch noch andere Gammastrahlungsaktivitäten neben Na24 aus hinter der Verrohrung strömendem
F^rmationswasser und aus Mn56 durch die Verrohrung entstehen. Weiterhin wurde gefunden, daß
diese anderen Gamrmstrahlungsaktivitäten als interferierende
oder störende Aktivitäten angesehen werden müssen und eine entsprechende Kompensation vorgenommen
werden muß, um genauere und damit signifikantere waagerechte Wasser-Fließgeschwindigkeiten
in den Formationen erhalten zu können.
Beispiele für derartige andere, interferierende Gammastrahlungsaktivitäten,
welche typischerweise in bestrahlten Formationen auftreten, gehen auf Calcium 49
aus der Aktivierung von Calcium innerhalb der Formation und weiterem Natrium 24 aus der Aktivierung
von salzhaltigem Formationswasser oder auf Salzwasser zurück, das in vielen Fällen zum Ansetzen
der Zementhülie um die Verrohrung herum verwendet
wird, oder auf salzhaltiges Bohrlodiwasser. Diese
zusätzliche Aktivitin aufgrund Natrium 24 unterscheidet
sich von tier Aktivität aufgrund in waagerechter Richtung strömender Formationsfiüssigkciten dadurch,
daß das diese zusätzliche Aktivität verursachende radioaktive Natrium sich nicht mit dem strömenden
Formations^asser fortbewegt. Diese Aktivität wird daher als »feststehende» Natrium 24-Aktivitat bezeichnet.
Aus der von der Anmelderin stammenden DIvOS
26 50 343 ist ein dem Oberbegriff des Patentanspruchs I
entsprechendes Verfahren bekannt, welches dazu dient, die Fließgesehw indigkcit einer parallel zur Bohrlochachse
verlaufenden Strömung von Formationsflüssigkeit zu messen. Zu diesem Zweck weist die im Bohrloch
befindliche Meßsonde /wei Detektoren auf. die in
Sondenlängsrichtung in einem gegenseitigen Abstand \ ofieiriarider angcoturiei miio. Geinessen wü'u ri'i'r
Pulsbetrieb, wobei jeweils eine Bestrahlung mit einem Neutronenimpuls erfolgt und einige Millisekunden nach
Beendigung des Neuironenimpulscs während eines einige Millisekunden langen Meßintervalls die durch die
Neutronenbestrahlung hervorgerufene Gammastrahlung
vermittels der beiden Detektoren gemessen wird. Diese Aufeinanderfolge von Neutronenimpuls und
\1eß:nterv;>ll wird angenähert hundert mal pro Sekunde wiederholt. Hei der Gammastrahlung, die bei diesem
Verfahren gemessen werden soll, handelt es sich um durch Neutroneneinfang in Sauerstoffkernen entstehende
Gammastrahlung. Der vorstehend erwähnte z.eitliche Absland jedes Meßintervalls vom Ende des vorangehenden
Neutronenimptilses hat den Zweck, das Mintergrundspektriim. welches unter anderem Strahlung
aus dem Linking von Neutronen in der Formalion, der Verrohrung und der Sonde enthüll, abklingen zu J5
l:ivsi'!i um ili>n Einfluß dieser HintergrundstrahlunL'
mogliehst gering zu halten.
Em ähnliches Verführen, welches in einer ebenfalls '•on der Anmelderin stammenden älteren Patcnianmeldiips?
gemäß der nicht vorveröH'entlichtcn DE-OS -to
27 2b ^77 beschrieben wird, dient dazu, eine schräg zur
Bohrlochachse verlautende Wasserströmung zu erfassen, wobei sowohl die lineare Fließgeschwindigkeit als
auch der mit der B.ihriochachse eingeschlossene Winkel der Wasserströmung gemessen werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs I
genannten -\rt zu schaffen, mit welchem die Fließgeschwindigkei!
von in waagerechter Richtung an dem Bohrloch vorbeliließcnden Formalionsflüssigkeiten gemessen
werden kann, wobei der Einfluß von in der Formation und in eier Verrohrung entstehenden
Gii:"iiT>astrahiLingSc!kti\nuten kompensierbar sein soll.
Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden
Tj:; des P;itcr:t;:r'sp[uchs i angegebenen Maßnahmen
geiöst.
Weitere Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens bilden den Gegenstand der Umeransprüche
:bis :-t.
Wenn gewünscht, kann die Anzahl der zusätzlichen
Zäh:".-er;rness'jrgcri gesteigert werden, wobei gleichzeitig
auch die Anzahl der gemessenen Zeitintervalle •■ergrößen ·.·. ;rd. um statistisch gesehen genauere
Meßwerte zu erhalten. Entsprechend einer Ausgestaltung
der Erfindung erfolg! die Herleitung eines Meßwerts für den auf Elemente in der Formation, in der
Verrohrung auf das Spurenelement in den Flüssigkeiten zurückzuführenden Betrag an Gammastrahlung anhand
eines Iterationsverfahrens, wobei eine Anfangs- oder Prüffließgeschvvindigkeit angenommen wird und \n
fangsmeßwerte für den Betrag an auf Elemente in der Formation, in du Verrohrung und auf das Spurenelement
in der Flüssigkeil /iirückführbarcr Gammastrahlung
erhalten wcden. Die Priiffließgeschwindigkeü
wird dann aufgrund der erhaltenen Anfangsmeßwerte eingestellt, wobei anschließende Messungen für das
Vorhandensein der Elemente in der Formation, m der Verrohrung und in dem Spurenelement in der
Formationsflüssigkeil so lange wiederholt werden. Hs
eine statistisch annehmbare Fließgeschwindigkeit eil .J
ten wird.
Vermittels des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich seitliche Bewegungen der Flüssigkeiten in einem
Bohrloch genau ermitteln und durch Neiitroneriaktivie
rung des in Salzwasser als Teil der in Formationen im
ßohriGchbcrcich vorhandener; F!ü"!"kei!C!'. vü'.hi!!·'
nen Elements Natrium bestimmen. Außerdem werden die Einflüsse interferierender Aktivitäten von Elementen
in der Formation und in der Verrohrung berücksichtigt, wobei eine Kompensation ICr den
ansonsten störenden Einfluß ncutmneninduziei κ:
Gammstrahlung dieser Elemente erfolgt. Das rrtin
dungsgemäße Verfahren gestattet somit eine staiisiisi.'■
genauere Messung seitlicher Bewegungen und waage recht?· Hießgesehwindigkeiten von FnnnatioiiM'lüssigkeiten
im Bereich eines Bohrlochs.
Einzelheiten des erfindungsgemäßen Verlahrens sin«!
nachstehend anhand der Beschreibung eines Ausführungsbcispiels
näher erläutert.
F i g. I zeigt schematisch eine Bohrlochsonde zur Ermittlung waagerechter Wasserströmung entsprechend
dem erfindungsgemäßen Verfahren.
F i g. 2 ist eine grafische Darstellung der Ziililvverie
für gemessene Gammastrahlung in einem Bohrloch als Funktion der Zeit.
F ι g. i ist eine grahsche Darstellung tier Zählweite
für gemessene Gammastrahlung in einem Bohrloch als Funktion der Zeit ν.ού !ür '.in'.erschiedliche w :i:!^r· ._■>■ 11:i_-
Flieligeschvv indigkeiten.
F i g. 4 ist ein schematisches Logik-Arbeitsschem.i
von Verfahrensschritten, die zur Durchführung in einem Digitalrechner entsprechend dem erfiutlungsgemafien
Verfahren geeignet sind.
Fig. 5 ist eine grafische Darstellung eines naci dem
erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Meßwerts für den Betrag an auf Elemente in einer unterirdischen
Erdformation und auf Spurenelemente in sich fortbewegender
F'ormationsflüssigkeit zurückführbarer Gammastrahlung.
Anhand Fig. 1 ist eine bevorzugte Ausführiingsform
einer zur Ausführung waagerechter Fließgeschwindigkeitsmessungen
entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren dienenden Vorrichtung dargestellt. Eine
Bohrlochsonde 10 hängt an einem Sondenkabei !2 in einem Tiefbohrloch 14. das mit einer Bohrk>chflüssig!--.e;i
16 gefüllt und von Erdformationen 18 umgehen :-.
Typischerweise befinden sich zwischen den Erdfosmationen
18 und der Bohrlochsonde 10 eine Stahüegierungsverrohrung
20 und eine Zementauskieidung 22
Die Verrohrung 20 bestehi typischerweise aus legier; en-Stahl,
der Mangan als einen Bestandteil enthält.
Das Sondenkabel 12 ist über eine Rolle 24 gefuhn. die
wie durch die gestrichelte Linie 26 angedeutet mechanisch oder elektrisch mit einem Impulshöhenanalysator
mit Aufzeichnungsvorrichtung 28 gekoppelt ist. mit dem sich Meßwerte der Bohrlochsonde 10 als
Funktion ihrer Tiefe im Tiefbohrloch 14 aufzeichnen
lassen. Die vom Impulshöhenanalysator 28 abgegebenen Meßwerte werden einem Digitalrechner 30
beispielsweise vom Typ PDP-II zugeführt.
Im unteren Ende der Bohrlochsonde 10 befindet sich
eine Neutronenquelle 32, bei der es sich um eine kontinuierlich strahlende chemische Neutronenquelle
aus /.. B. Actinium-Beryll. Americium-Beryll oder Californium
252 handeln kann. Zur Erzielung bester Ergebnisse sollte die Neutronenquelle Strahlung mit
einer Strahlstarke von möglichst 10* Neutronen pro Sekunde abgeben.
Etwa 1.5 m über der Neutronenquelle 32 befindet sich
ein einzelner Gammastrahlungs-Szintillationsdetektor oder -zähler 34 mit einem thalliumaktivierten Natriumjodidkristall
oder einem thalliumaktivierten Caesiumjo-. didkristall mit den Abmessungen von etwa 5mal lOcni
und von zylindrischer Formgebung. Der Szintillationskristall des Detektors 34 ist optisch mit einer (hier nicht
dargestellten) Fotovervielfacherröhre gekoppelt, welche Szintillationen oder Lichtblitze ziihlt. die beim
Auftreffen energiereicher Gammastrahlung von radioaktiven Stoffen aus der Umgebung im Kristall
entstehen.
Bekanntlich ist die Impulshöhe von im Fotovervielfacher
des Detektors 34 erzeugten Spannungsimpulsen proportional der Energie der auf den Kristall des
Detektors 34 auftreffenden Gämmasirahl mg. Auf diese
Weise erzeugt der Detektor tine Impulsfolge, deren Impulshöhe proportional ist der Energie der auftreffenden
Gammastrahlung. Diese Spannungsinipulse werden über einen Leiter des Sondenkabels 12 zu dem an der
Erdoberfläche befindlichen Impulshöhenanalysator 28 übertragen. An der Erdoberfläche befindliche (hier nicht
dargestellte) Spannungsspeisegeräte sind über Leiter im
Sondenkabel 12 mit Elektronikteilen in der Bohrlochsonde iö verbunden und Meiern in bekannter weise die
Betriebsspannungen für den in der Sonde befindlichen Szintillationsdetektor 34.
Der Zwischenraum zwischen der Neutronenquelle 32 und dem Detektor 34 innerhalb der Bohrlochsonde 10
enthält eine Abschirmung 36. welche verhindert, daß der Detektorkristall unmittelbar durch von der Neutronenquelle
32 ausgehende Neutronen bestrahlt wird. Zu diesem Zweck eignen sich Abschirmungsstoffe hohen
Wasserstoffgehalts wie z. B. Paraffin oder andere polymolekulare Kohlenwasserstoffe. Der hohe Wasserstoffgehalt
verlangsamt und schwächt ab die Neutronenpopulation von der Neutronenquelle und verhindert,
daß diese Population an thermischen Neutronen in die Umgebung des Detektorkristalls gelangen kann. Zu
diesem Zweck können starke Absorptionsmittel für thermische Neutronen wie z. B. Kadmium schichiweise
in der Abschirmung 36 eingelagert sein.
Während des Meßvorgangs wird die Bohrlochsonde 10 mit einer vorgegebenen Fortbewegungsgeschwindigkeit
durch einen interessierenden Formationsbereich D hindurchbewegt, wobei dieser Formationsbereich D
in mehrere Unterbereiche S unterteilt wird, von denen ein Unterbereich S in F i g. 1 dargestellt ist. Wie weiter
unten in Einzelheiten beschrieben, wird die Bohrlochsonde zunächst mehrere Male hintereinander zur
Hintergrund-Gammastrahlungsmessung bei herausgenommener Neutronenquelle 32 und angeschaltetem
Detektor 34 durch den interessierenden Formationsbereich hindurchgeführt, wobei ein Meßwert für die im
Formationsbereich D vorhandene Hintergrund-Gammastrahlung erhalten wird. Dann wird die Neutronenquelle
32 in die Bohrlochsonde 10 eingesetzt, der Detektor 34 wird abgeschaltet oder in anderer Weise
unwirksam gemacht und die Sonde 10 mehrere Male hintereinander durch den Formationsbereich D hindurchgeführt,
wobei die Formation 18, die Verrohrung 20 und das in der Formationsflüssigkeit vorhandene
Spurenelement mit schnellen Neutronen beschossen werden. Dann wird die Neutronenquelle 32 herausgenommen,
der Detektor 34 wird wieder angeschaltet und
ίο die Bohrlochsonde 10 mehrere Male hintereinander
durch den Bereich D hindurchgeführt, um die Gammastrahlung zu ermitteln, welche auf den radioaktiven
Zerfall der Elemente in der Formation 18, in der Verrohrung 20 und in der Formationsflüssigkeit
zurückzuführen ist, welche währepd der Bestrahlungsdurchgänge der Sonde 10 neutronenaktiviert worden
waren.
Die Signale des Sondendetektors 34 werden über das .Sondenkabel 12 zur Erdoberfläche übertragen und als
Eingang/.dem Impulshöhenanalysator mit Aufzeichnungsvorrichtung
28 zugeführt. Der Impulshöhenanalysator mit Aufzeichnungsvorrichtung 28 wird auf einen
Energiefenrterschwellwert von z. B. 2,0 MeV bis 3,8 MeV eingestellt, so daß dieser den Spitzenwert für
Na24 bei angenähert 2,65 MeV umfaßt. Der Digitalrechner 30 erhält die Zählwertsignale von Impulshöhenanaiysatwi
28 zugeführt und verarbeitet diese Signale in der nachstehend beschriebenen Weise zur Herleitung der
seitlichen, waagerechten Fließgeschwind': <ek r und
zur Bestimmung der relativen interferierenden Aktivitäten der Formationselemente.
Es sei hier zunächst kurz auf die physikalischen Grundlagen der Messung eingegangen. In der vorgenannten
US-PS 40 42 181 ist ein Verfahren zur Messung der linearen Fließgeschwindigkeit ν von Wasser
beschrieben, das unter einem Winkel von angenähert 90" in bezug auf cik· Bohriuchactue art einem verrohrten
Bohrloch vorbeiMnimt. Die Kenntnis des auf diese
Weise erhaltenen Werts ν ist für die Sekundärgewinnung.
für eine beabsichtigte Terliärgewinnung und für andere Maßnahmen in Verbindung mit dem Abbau und
der Förderung sehr wertvoll.
Entsprechend diesem Verfahren werden durch Bestrahlung der strömenden Flüssigkeit mit Neutronen
in bestimmten Flüssigkeiten radioaktive Isotope »hergestellt«. Wenn das Formationswasser beispielsweise
salzhaltig ist. läßt sich durch die thermische Neutroneneinfangsreaktion Na2Yn. y)Na24 das radioaktive Na24
erzeugen.
so Eine Bohrlochsonde, die eine Neutronenquelle enthält, wird dementsprechend innerhalb des Bohrlochs
in Nähe eines Formationsbereiches gebracht, der in waagerechter Richtung fließendes Wasser enthält. Die
Neutronenquelle bestrahlt das Wasser und erzeugt radioaktives Na34, das unter Emission von Gammastrahlung
zerfällt. "Wenn nun ein Gammastrahlungsdetektor in die zuvor durch die Neutronenquelle bestrahlte Stelle
gebracht wird, läßt sich eine Abnahme der Bestrahlungsstärke gegenüber der induzierten Aktivität in
Abhängigkeit von der Zeit beobachten. Wenn sich die Flüssigkeit nicht bewegt und radioak-ives Na24 die
einzige Gammastrahlungsquelle, abgesehen von natürlicher oder Hintergrund-Gammastrahlung ist, folgt die
zeitabhängige, beobachtete Aktivitätsabnahme nach Korrektur für Hintergrund oder natürliche Gammastrahlung
der exponentiellen Zerfallskennlinie e-^Na»,
wobei ANa die Zerfallskonstante von Na24 ist Wenn sich jedoch die Flüssigkeit in waagerechter Richtung
verlagert, ergibt sich für die beobachtete Aktivitätsabnahme
der exponentielle Zerfall e -1^'', zusätzlich einer
weiteren Abnahme, die darauf zurückzuführen ist, daß die induzierte Aktivität aufgrund der sich fortbewegenden
Flüssigkeit aus der Nähe des Detektors wegbewegt wird. Die beobachtete Abnahme der induzierten
Aktivität gegenüber dem Sollwert für den exponentiellen
Zerfall e *' !aßt sich somit zur Bestimmung der
waagerechten linearen Fließgeschwindigkeit der strömenden Flüssigkeit benutzen.
In der weiter genannten DE-OS 28 53 036 ist beschrieben, daß das radioaktive Isotop Mn"*, das
aufgrund der Aktivierung der manganhaltigen Stahlverrohrung
entsteht, die Meßgenauigkeit der Fließgeschwindigkeit ν beeinträchtigt.
Bekanntlich gibt es bis jetzt keine Möglichkeit, F.nergiegrcnzwerte für einen Gamniastrahlungsdetcktor
vorzugeben und damit wirksam zwischen Gammastrahlung von Na24 und Mn"1" zu unterscheiden. Wie aus
Fig. 3 ersichtlich, werden die Zählwcrte für Mn* mit
einer Energiegrenzwcrteinstellung des Gaminastrah-
wobei
lungscletektors ,.uf 2.65 McV erhalten. Relativbeiträge
von Mn** nehmen auch bei niedrigeren F.nergiegrenzwerten
zu. Ein vorgeschlagenes Verfahren zur Unterdrückung dieser »Interferenz« aufgrund von Mn*
besteht darin, die Zählung so lange zu verzögern bis das kurzlebigere Mn'* auf einen vernachlässigbar geringen
Wert abgeklungen ist. Wenn jedoch entweder die lineare Fließgeschwindigkeit der Flüssigkeit verhältnismäßig
hoch oder der Salzgehalt des Wassers verhältnismäßig niedrig ist oder beide Voraussetzungen zutreffen,
führen lange Zählverzögerungen zu einem Verlust an Gammastrahlung von Na-' und von Mn'*, so daß keine
signifikanten Meßwerte für Fließgescliwindigkeil mehr
erhalten werden können.
Entsprechend dem in der vorgenannten weiteren
Patentanmeldung beschriebenen Verfahren ist tier Zählwert C(I). gemessen in Zählungen pro Mumie,
welcher durch den Gammasirahlungscletektor "14 im Zeitpunkt I nach Beendigung der Bestrahlung gemessen
wird
[I)
/"Mn = 0,2707 h"1 = Zerfallskonstante für Mn56,
Ende der Bestrahlung (ι = 0) gemessen wird, wenn sich das Wasser nicht bewegt,
Av1n = die durch Neutronenbestrahlung induzierte, beobachtete Gammastrahlungsaktivität von Mn-6, welche zu
Wenn außerdem:
f{v[t+g{T)]) =
f{v[t+g{T)]) =
und für ein Bohrloch von 25 cm (10 Zoll) Durchmesser,
das mil einer Verrohrung von !7.8 cm Durchmesser (7 Zoll) ausgekleidet ist uid sich durch eine Sandformation
mit einem Porositätsgrad von 33% hindurch erstreckt, gilt
a = -1.43 · 10--'
b = -5.78 · 10- *
c = 2.25 · 10-4
d = -4.00 · 10-"
wobei
ν = die waagerechte Fließgeschwindigkeit, gemessen
in cm oder in Zoll pro Stunde ist. und
g(T)=p+qT+rT- (3)
wobei
p=0
q = 0.4553
r = 0,01067
T = Bestrahlungszeit (in Stunden).
Der Ausdruck f(v[t+g(TJ\) stellt physikalisch gesehen
die Abnahme der beobachteten Radioaktivität von Na24 aufgrund einer waagerechten Wasserbewegung
nach Beendigung der Bestrahlung dar. g(T) stellt die Abnahme des Anwachsens von Na24 aufgrund Wasserbewegung
während der Bestrahlung dar. Wie in der (2)
weiteren Patentanmeldung im einzelnen erläutert, wird
die Geschwindigkeit ν gemessen, wobei gleichzeitig eine Kompensation für das Vorhandensein von Mn*
und den interferierenden Einfluß desselben auf die Ermittlung von Gammastrahlung von Na-'4 erfolgt.
Entsprechend dem hier vorgeschlagenen erfindungsgemäßen
Verfahren werden die dortigen radioaktiven Bohrlochmeßverfahren verbessert, indem die interessierende
Größe ν aus C(t). nämlich einem gemessenen Kernzählwert, hergeleitet wird. Da der Kernzerfallsvorgang
von Haus aus statistisch erfolgt, ist C(t)
dementsprechend mit einer statistischen Ungenauigkeit behaftet. Diese statistische Ungenauigkeit von C(t)
schlägt sich als Fehlerbereich für ν nieder. Aus diesem Grunde ist vorteilhaft, innerhalb des Formationswassers
eine möglichst hohe Na24-Aktivität (Kn.,) zu induzieren.
Bei einem einzigen Bestrahlungsdurchgang der Bohrlochsonde 10 kann Knu durch Steigerung der Strahlsiärke
der Neutronenquelle 32 gesteigert werden. In Anbetracht der Transport- und Handhabungsprobleme
liegt die höchste praktisch handhabbare Neutronenquellenstrahlstärke bei angenähert 108 Neutronen pro
Sekunde.
Andererseits läßt sich K^d erfindungsgemäß in einem
nennenswerten Maße steigern, indem mehrere aufeinanderfolgende Durchgänge der Bohrlochsonde 10 durch
den interessierenden Formationsbereich D ausgeführt werden. Wenn Li als die Meßgeschwindigkeit und H\.,
als die Halbwertszeit von Na24 definiert werden, kommt es offensichtlich zu einer beträchtlichen Steigerung ve:;-
Α,'ν,ι bei aufeinanderfolgenden Beitrahlungsdurchgängen.
wenn D/L/< Hn.<- Leider erfolgt dabei auch eine
i'"cigcrung der interferierenden Strahlung aufgrund
:*ϊη~"\ d. h. Kw,,. Die .Steigerungsgeschwindigkeit von
/Cm1, ist jedoch niedriger als die von Ku.,. da /7m„ <~ /K,,.
Anhand von Versuchsergebnissen aus Prüfzellenversuchen laßt sich zeigen und nachweisen, daß
(e
-*N,ö/i/ 60 _
Z\\n, Zn.i
N;
N;
Meßgeschwindigkeit während der Bestrahlung, gemessen in cm bzw. Fuß pro Minute
die senkrechte Ausdehnung des untersuchten Meßbereichs in cm bzw. in Fuß
die Konstanten, welche vom Reaktionsqtierschnitt, Sondenparametern, Formationsporosität, Wassersabgehalt und Bohr· lochbedingungen abhängen und sich anhand Prüfmessungen nachprüfen lassen
die Anzahl der Bestrahlungsdurchgänge.
die Konstanten, welche vom Reaktionsqtierschnitt, Sondenparametern, Formationsporosität, Wassersabgehalt und Bohr· lochbedingungen abhängen und sich anhand Prüfmessungen nachprüfen lassen
die Anzahl der Bestrahlungsdurchgänge.
(4)
/ 60)
'-D
(5)
In diesen beiden Gleichungen (4) und (5) sind ^j, Αμπ = Zerfaflskonstante von Na:4 bzw.Mn'"(h ')
Für die Gleichungen (4) und (5) ist vorausgesetzt, daß a) die effektive senkrechte Ausdehnung der Bestrahlung
in «iiner vorgegebenen Tiefe Q dem Wert 0,3 m (=1
FuD) entspricht und b) die Bestrahlungsdurchgänge über den senkrechten Formationsbereich D zeitlich nacheinander
erfolgen (da Q 0,3 m beträgt, wird es in den weiteren Gleichungen außer Acht gelassen). Durch
Einsetzen der Gleichungen '4^ und ^5^ in G!eichun° M^
erhält man
*o_
-LL_£
60 _
LL
60_
j)
(i)
An dieser Stelle ist der Betrag an Na-'4 (und auch der Betrag an Mn"*) in der Umgebung des Bohrlochs
aufsrund des Verfahrens der aufeinanderfolgenden Bestrahlungen gesteigert worden. Im Prinzip lassen sich
nunmehr drei Meß- oder Zähldurchgänge mit der Bohrlochsonde 10 zu drei unterschiedlichen Zeitpunkten
fi, fj und ti ausführen. Dabei werden die Zählwerte
C(t\). C('i) und C(h) aufgezeichnet, drei unabhängige
Gleichungen in der Form von Gleichung (6) werden erhalten, und diese drei Gleichungen werden dann
gelöst, wie im einzelnen in der DE-OS 28 53 036 beschrieben ist. Natürlich muß B wie nachstehend
erläutert zuvor gemessen worden sein.
Durch Lösung dieser Gleichungen werden Ergebnisse für Zn3, Zm„ und f(v(t+g(Tff) erhalten. Aus dem Wert für
f(v(t+g(TJi) läßt sich Gleichung (2) lösen, um die
interessierende Größe ν zu erhalten.
Entsprechend der Erfindung wurde jedoch gefunden, daß die statistische Genauigkeit für ν noch weiter
gesteigert werden kann, wenn im Anschluß an mehrere aufeinanderfolgende Bestrahlungsdurchgängc mehrere
aufeinanderfolgende Zähldurchgänge ausgeführt werden. Sobald der gesamte Bereich D in aufeinanderfolgenden
Durchgängen aktiviert worden ist, wird die Neutronenquelle 32 herausgenommen oder unwirksam
gemacht, so daß der Zähl- und Meßvorgang beginnen kann. Es sei nun das Ansprechverhalten des Gammastrahlungsdetektors
34 innerhalb eines Unterbereichs der senkrechten Ausdehnung 5(siehe Fig. 1) betrachtet,
wenn mehrere aufeinanderfolgende Zähldurchgänge Nc während eines Zeitintervalls ρ bis f6 durchgeführt
werden. I(P, f*Jt d. h. die Gesamtzahl der im Unterbereich
S während des Zeitintervalle ρ bis fi aufgezeichneten
Zählwerte (siehe F i g. 2) ist dann ι
den Unterbereich Seingeführt wird bzw. diesen verläßt.
Mit den Indizes ./' wird die Zähldurchgangs/.ahl
bezeichnet. Bei Betrachtung von C(t) entsprechend der in Gleichung (6) gegebenen Definition laßt sich ersehen,
daß Gleichung (7) aus einer Summe von Zeitintegralen mit Zeitpolynomfunktionen vierter Ordnung
f(v[i+g(T)]) entsprechend der Definition von Gleichung
(2) besteht, bei welcher es sich um die die interessierende Größe, nämlich die Fließgeschwindigkeit ν als
Bestandteil enthaltende Funktion handelt. Zur Steigerung der statistischen Genauigkeit bei der Messung von
l(l·', P) werden Meßdurchgänpe mit der Bohrlochsonde
10 ausreichend oft wiederholt, damit
f-t>< 0,693/Jn, (8)
und die MeBzeit derart verzögert wirf, d*B
«Μ. β"*··'·<
«itoe-1"·'/(v r/+e(r)Di (9)
wonach
(10)
oder
L·
(H)
wobei
(7)
in welcher ü,und rydie vom Ende der Bestrahlungen an
eemessenen Zeiten sind, an denen der Detektor 34 in der während des Intervalls von tJ bis /* (siehe F i g. 2)
aufgezeichnete mittlere Zählwert ist. Die Ungenauigkeit in Gleichung (11) stellt den prozentualen mittleren
Fehler des Mittelwerts dar. Die Annahmen in den Gleichungen (8) und (9) stellen keine notwendigen
Bedingungen für die aufeinanderfolgenden Meßvorgänge dar. sondern /ereinfachen lediglich die Diskussion
der statistischen Genauigkeit der Meßwerte. Anhand praktischer Versuche konnte jedoch gezeigt werden,
daß die Annahmen in den Gleichungen (8) und (9) üblicherweise gültig sind.
Es sei nun die Messung von Hintergrund-Gammastrahlung betrachtet. Bevor die zur Messung dienenden
Bestrahlungsdurchgänge ausgeführt werden, wird zunächst der Hintergrund-Zählwert B ermittelt. Das
erfolgt in der Weise, daß nacheinander der gesamte Formationsbereich D vermessen wird, wobei die
Neutronenquelle 32 aus der Sonde herausgenommen oder sonstwie wirkungslos gemacht worden ist. Es
τ \ t e ) (e '
erfolgen Nb aufeinanderfolgende Durchgänge mit der
Meßgeschwindigkeit Lg- Die Gesamtzahl Ib der Zählwerte
eines Unterbereichs S wird aufgezeichnet und in Beziehung gesetzt zu B nach der folgenden Gleichung
Ig = BN8SILb (12)
oder
B = IgLgIN8S+/-(LBIBKsS)ln . (13)
In diesen Gleichungen ist die Ungenauigkeit
wiederum aus dem prozentualen mittleren Fehler des Mittelwerts gebildet Wenn nun die Gleichungen (13)
und (11) in die Gleichung (6) eingesetzt werden, erhält man
ίο_
(14)
Die Ausdrücke auf der linken Seite von Gleichung
(14) werden entweder gemessen (I (f, /*), lt) oder sind
bekannt (Lg, Lc, Nt, Nc, S) mit einem prozentualen mittleren
Fehler des Mittelwerts von
± ([LgIBN9S] +
(14-a)
Entsprechend dem in der weiteren Patentanmeldung (Texaco-Akte T 76 046) beschriebenen Verfahren werden
während der Zeitintervalle f·', bis P1 (J= 1. 2, 3) drei
Gruppen aufeinanderfolgender Zähldurchgänge erhalten, die entsprechenden Werte von 1(V1. Pj) werden
aufgezeichnet, und die drei Gleichungen entsprechend
Gleichung (14) werden nach f(v[t + g(TJ\). Zw„ und Zu?
gelöst, wobei aus f(v[t + g(T)§ der Wert verhalten wird.
Aus dem Ausdruck (14-a) läßt sich ersehen, daß der prozentuale mittlere Fehler des Mittelwerts abnimmt,
wenn Λ/«. /V<. 5gesteigert und/oder /.«und /.(Verringert
werden.
Es sei nun ein Beispiel für das Meßverfahren im ganzen betrachtet. Bei der Vermessung eines beispielsweise
betrachteten Formationsbereichs D(siche Fig. I)
von 15 Metern Mächtigkeit wird die von der Bohrlochsonde 10 gelieferte Information tabellarisch
erfaßt und entsprechend F i g. 3 dargestellt. Es erfolgen beispielsweise zehn, aufeinanderfolgende Meßdurchgänge
für Hintergrund-Gammastrahlung mit einer Meßgeschwindigkeil von jeweils I m (oder 3 Fuß) pro
Minute (Nu ist somit= 10 und Ln=3 Fuß pro Minute oder genau 0.9 m pro Minute). Nach Ablauf von jeweils
12. 14 bzw. 24 Stunden wird der Formationsbereich Din 12 aufeinanderfolgenden Meßdurchgängen mit einer
Meßgesehwiiidigkeil von jeweils 1 m pro Minute erneut
vermessen, wobei H= 12, A/ci = 12, Lc.\=3, /a2=H,
/Vc2=I 2, Lc2 = 3, Fj = 24, Λ/ο=12 und L<rj = 3. Diese
Zählwertfolge ist in F i g. 3 grafisch dargestellt. Diese Kurven von Zählwerten pro Minute beruhen auf
praktisch gewonnenen Meßwerten, welche für die jeweils benutzte Strahlung und die Zählfolgen normalisiert
w orden sind. Typische Werte für die linke Seite von Gleichung (14) /usammcn mit anhand Gleichung (14-a)
berechneten minieren Fehlern des Mittelwerts erscheinen
in Fig. 3 für v=0. Aus den angegebenen Fehlerbereichen läßt sich ersehen, daß waagerechte
Wasserfließgeschwindigkeiten von kleiner als 03 m/Tag (1 Fuß pro Tag) vermittels des erfindungsgemäßen
Reihen-Meßverfahrens ermittelt werden können. Dieses Verfahren eignet sich somit zur Vermessung
verhältnismäßig mächtiger Formationsbereiche D auf waagerechte Wasserströmungen in dieser Größenordnung
oder größen
Die Kompensation für neutronenaktivierte Gammastrahlung
aufgrund Formationsclementen wird in folgender Weise erzielt:
Wie vorstehend beschrieben, läßt sich die Gesaintgammastrahlungsintensität
C'(t,) innerhalb des Bohrlochs im Zeitpunkt t, nach Beendigung der Neutronenbestrahlung
ausdrücken wie folgt:
C O1) = ATn,
. . / (v [tl
(15)
In dieser Gleichung ist
/Cn., = die Intensität oder Strahlstärke von sich
fortbewegendem Na24. das zu Ende der Bestrahlung vorhanden ist
An., = die Zerfallskonstante von Na-4
An., = die Zerfallskonstante von Na-4
ν = die waagerechte Fließgeschwindigkeit des
Wassers
T = die Bestrahlungszeit
K1 = die Intensität oder Strahlstärke der /-ten
interferierenden Aktivität zu Ende des Bestrahlungszeitraums
λ, — die Zerfallskonstante der/ten interferierender
λ, — die Zerfallskonstante der/ten interferierender
Radioaktivität
π - die Gesamtzahl der interferierenden Aktivita
ten.
und die Funktionen f(v ■ [l, + g(TJ]) und g(T) sind in det
vorstehenden Gleichungen (2) und (3) definiert.
Wenn in den Zeitpunkten t, (n + 2) Zählwerte C(T
gemessen werden, werden (n + 2) Gleichungen dei
Form von Gleichung (15) erhalten. Daher läßt siel dieses System aus (n+2) Gleichungen für die (n + 2
unbekannten Größen von v. K\., und K (j= I bis η
losen. In der Praxis ist die direkte Lösung dieses
Gleichungssystems jedoch sehr kompliziert aufgrund der /^Funktion in Gleichung (2). die eine Polynomfunktion
vierter Ordnung in ν darstellt Daher werden zur Herleitung der gewünschten Lösungen vorzugsweise
Iterationsverfahren angewandt.
Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitet der Digitalrechner 30 entsprechend einer (in
F i g. 4 dargestellten) Reihe von Schritten, durch welche genaue Fließgeschwindigkeiten am Bohrloch erhalten
werden. Für einen vorgegebenen Wert ν werden die unbekannten Größen Kn3. Kj (J= \ bis j= n) durch das
Verfahren der Anpassung der n+ 1 Gleichungen (15) an die gemessenen Zählwerte C(I1) vermittels der Anpassung
kleinster Quadrate bestimmt. Für jeden Iterationswert vwirddieGröße
m >
(16)
werden die Ausdrücke
berechnet, wobei ns die Anzahl der gemessenen
Zählwerte ist. χ- nähert sich einem Mindestwert, wenn
der Iterationswert ν sich der wahren waagerechten
Fließgeschwindigkeit nähen. Die Minimalisierung von ■/} wird daher als Kriterium für die Bestimmung der
»Anpaßgüte« des Iterations-Gcschwindigkeitswerts t
benutzt.
In Verfahrensschritt 50 werden zunächst die Bcsirahiungszeit
und der Zählwert für Hintcrgrund-Gammasin'hlung
eingegeben. Dann werden in Verfahrensschritt 52 die gemessenen Zählweric C(I1) und die
entsprechenden Zeilmeßwerte t, in den Rechner eingegeben. In Verfahrensschritt 54 werden die Anzahl
der erwarteten interferierenden Aktivitäten η und die entsprechenden Halbwertszeiten eingegeben. Die Zählwerte
und die interferierenden Reaktionsparameter können ggf. vermittels geeigneter Vorkehrungen
ausgegeben werden. Schließlich werden in Verfahrensschritt 56 ein zunächst angenommener Wert für die
Geschwindigkeit vund die Geschwindigkciis-Iteraiionsparameter
der Iterationszuwachs- oder -steigerungsbeträge und die Anzahl der auszuführenden Steigcrungsbeträge
eingegeben. Für jeden Geschwindigkeitsweri
für den berechneten Zählwert und χ2 berechnet und in
Verfahrensschritt 58 ausgedruckt.
Durch einen Entscheidungsbefehl 60 wird ermittelt, ob eine optimale Anpassung vermittels des Verfahrens
kleinster Quadrate zwischen dem berechneten Zählwert C'(t,)auf der Grundlage der Iterationsgeschwindigkeit ν
und dem gemessenen Zählwert C(tJ erfolgt ist. indem ermittelt wird, ob die Größe χ2 für die jeweilige
Iterationsgeschwindigkeit einen Mindestwert aufweist. Wenn das nicht zutrifft, wird die Geschwindigkeit ν um
den in den Iterationsparanietern vorgesehenen Steigerungsbetrag während des Verfahrensschritts 62 gesteigert,
wonach Verfahrensschritt 58 wiederholt vi.d und in Verfahrensschritt 60 erneut eine Entscheidung
erfolgt. Diese Verfahrensschritte werden entsprechend dem Iterationsverfahren wiederholt. Nach Durchführung
des iteratiöfisvöigangs wird der am besten
angepaßte Wert ν zusammen mit Kh., und K1 (j= I bis
j= nj während des Verfahrensschritts 64 ausgedruckt.
Bei Prüfung der Anpaßparameter können wiederum die Rohdaten ausgegeben werden, sowie der Iterationswert von ν kann geändert werden, die Anzahl und
Halbwertszeiten der interferierenden Reaktionen können abgeändert werden oder zur Verbesserung der
Anpassung bestimmte Beträge interferierender Aktivitäten subtrahiert werden.
Fig.5 ist eine grafische Darstellung der Ergebnisse,
die vermittels des erfindungsgemäßen Verfahrens aus in der hier beschriebenen Weise verarbeiteten praktischen
Meßwerten erhalten worden sind. Wie sich daraus ersehen läßt, wurde der interferierende Einfluß von Ca4"
und von Na-'4 (welcher unverändert bleibt) bestimmt und
in einer Kompensation berücksichtigt.
Das Verfahren läßt sich natürlich auch vermittels in
anderer Weise beschaffener Vorrichtungen und in gegenüber dem Ausführungsbeispiel unterschiedlichen
Größenverhältnissen und Proportionen, sowie in bezug auf andere Elemente. Werkstoffe usw. ausführen.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (14)
1. Verfahren zur Bestimmung der Lage und Fließgeschwindigkeit von an einer Bohrlochverrohrung
in einem interessierenden Fonnationsbereich vorbeifließenden Formationsflüssigkeiten, wobei
man den interessierenden Formationsbereich vom Bohrloch aus während mehrerer aufeinanderfolgender
Bestrahlungsdurchgänge über einen bestimmten Zeitraum hinweg mit schneilen Neutronen bestrahlt,
dabei in der Formation sowie in der Verrohrung vorhandene Elemente und wenigstens ein ausgewähltes
Spurenelement in der an dem Bohrloch in der Erdformation vorbeiströmehden Formationsflüssigkeit
neutronenaktiviert, die durch die Neutronenaktivierung verursachte Gammastrahlung in
bestimmten Zeitintervallen mißt und au:- den Zählweits:gnalen die Fließgeschwindigkeit der Flüssigkeit
ermittelt, dadurch gekennzeichnet. daß zur Erfassung von in waagerechter Richtung
vorbeifließenden Formationsflüssigkeiten
a) nach Durchführung der Bestrahlungsdurchgänge während mehrerer aufeinanderfolgender
Zähldurchgänge die durch den radioaktiven Zerfall von Elementen in der Formation, in der
Verrohrung und vom ausgewählten Spurenelement im interessierenden Erdformationsbereich
verursachte Gammastrahlung anhand von Zählwertsignalen gemessen wird,
b) die zaitliche Lage der Zeitintervalle, während deren die Ermüdung der Zählwertsignale
erfolgt, gemessen wird um:
c) aus den Zählwertsignalen und den die zeitliche j5
Lage der Zeitintervalle darstellenden Zeitmeßwerten die Fließgeschwindigkeit der Flüssigkeit,
ein Meßwert für den Betrag an auf Elemente in der Formation und in der Verrohrung zurückführbarer Gammastrahlung
und ein Meßwert für den Betrag an auf das Spurenelement in der Flüssigkeit zurückführbarer
Gammastrahlung hergeleitet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine Anzahl /7 von Elementen zu der ermittelten Gammastrahlung
beiträgt, dadurch gekennzeichnet, daß
a) bei der Ermittlung von Gammastrahlung während π+ 2 Zeitintervallen durch den radioaktiven
Zerfall verursachte Zählwertsignale gemessen we/den,
b) die Länge der π+ 2 Zeitintervalle gemessen
wird, und
c) aus den/?+2 Zählwertsignalen und Zeitintervallen
ein Meßwert für den Betrag an auf die nach der Voraussetzung zur Gammastrahlung beitragenden
π Elemente hergeleitet wird.
3. Verfahren nach Anspruch ί oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die in der Verrohrung, in der Formation und in der Formationsflüssigkeit vorhandene
natürliche Hintergrund-Gammastrahlung kompensiert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekenn- b5 zeichnet, daß die Hintergrund-Gammastrahlung
während mehrerer aufeinanderfolgender Meßdurchgänge gemessen wird und Hintergru.id-Zählwertsignale
in dem interessierenden Erdformationsbereich erhalten werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kompensation die Zeitintervalle,
während welcher die Hintergrund-Gammastrahlung gemessen wird, gemessen werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1—5, wobei die Messung vermittels eines in eirer Sonde
befindlichen Detektors erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde bei jedem der mehreren
aufeinanderfolgenden Meßdurchgänge zur Messung von Hintergrund-Gammastrahlung mit genau vorgegebener
Geschwindigkeit durch den interessierenden Erdformationsbereich hindurchbewegt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensation vor der Bestrahlung
erfolgt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 — 7, dadurch gekennzeichnet, daß als ausgewähltes
Spurenelement in den Formationsflüssigkeiten das Natriumisotop Na24 verwendet wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1—8, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Messung
a) zunächst ein Meßwert für den Betrag an auf Elemente J3 der Formation, in der Verrohrung
und auf das Spurenelement in der Flüssigkeit auf der Grundlage einer Prüffließgeschwindigkeit
der Flüssigkeit zurückführbarer Gammastrahlung ermittelt,
b) die Prüffließgeschwindigkeit der Flüssigkeit anhand der ursprünglichen Meßergebnisse
eingestellt, und
c) anschließend ein Meßwert für auf Elemente in der Formation, in der Verrohrung und auf das
Spurenelement in der Flüssigkeit auf der Grundlage der eingestellten Fließgeschwindigkeit
der Flüssigkeit zurüokführbarer Gammastrahlung hergeleitet wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung der Prüffließgeschwindigkeit
wiederholt und ein Meßwert bis zum Erhalt einer statistisch annehmbaren Fließgeschwindigkeit
für die Flüssigkeit erhalten wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 — 10,
dadurch gekennzeichnet, daß als vorbestimmter Bestrahlungsz^itraum wenigstens eine Stunde angesetzt
wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 — 11,
dadurch gekennzeichnet, daß bei der Messung der durch radioaktiven Zerfall von Elementen in der
Formation, in der Verrohrung und einem gewählten Spurenelement verursachten Gammastrahlung diese
in einem Energiebereich ermittelt wird, welcher sich gegenseitig überlappende, auf Zerfallsvorgänge
zurückzuführende Gammastrahlungsenergiebereiche für das gewählte Spurenelement, die Elemente in
der Verrohrung und in der Formation umfaßt.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 = 12. wobei die Bestrahlung vermittels einer in einer
Sonde enthaltenen Neutronenquelle erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde bei jedem der
mehreren aufeinanderfolgenden Bestrahlungsdurchgänge mit genau vorgegebener Geschwindigkeit
durch den interessierenden Erdformationsbereich hindurchbewegt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 — 13.
dadurch gekennzeichnet, daß der interessierende Formationsbereich in mehrere interessierende Unterbereiche
unterteilt wird und in jedem Unterbereich während mehrerer aufeinanderfolgender Meßdurchgänge
durch den radioaktiven Zerfall von Elementen in der Formation, in der Verrohrung und
im gewählten Spurenelement verursachte Gammastrahlung anzeigende Zähiwertsignale hergeleitet
werden.
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