DE2827463C2

DE2827463C2 - Verfahren zur Bestimmung der Lage und Fließgeschwindigkeit von an einer Bohrlochverrohrung vorbeifließenden Formationsflüssigkeiten

Info

Publication number: DE2827463C2
Application number: DE2827463A
Authority: DE
Inventors: Arnold Dan Houston Tex. McCay
Original assignee: Texaco Development Corp
Current assignee: Texaco Development Corp
Priority date: 1977-06-29
Filing date: 1978-06-22
Publication date: 1984-01-05
Also published as: AU3688878A; MX4537E; CA1099033A; NO782236L; AU521792B2; GB1598898A; BR7804099A; US4151413A; DE2827463A1; NO149714C; NO149714B

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

">« 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 ge^fuhn. 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)

J_n, = 0,04651 h""¹ = Zerfallskonstante für Na²⁴,

/"Mn = 0,2707 h"¹ = Zerfallskonstante für Mn⁵⁶,

B - der Zählwert aus innerhalb der Formation enthaltenen natürlichen radioaktiven Elementen, ÄTnj = die durch Neutronenbestrahlung induzierte, beobachtete Gammastrahlungsaktivität von Na²⁴, welche zu

Ende der Bestrahlung (ι = 0) gemessen wird, wenn sich das Wasser nicht bewegt, Av_1n = die durch Neutronenbestrahlung induzierte, beobachtete Gammastrahlungsaktivität von Mn-⁶, welche zu

Ende der Bestrahlungszeit gemessen wird.

Wenn außerdem:
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;

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.

(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/J_n, (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 r_ydie vom Ende der Bestrahlungen an eemessenen Zeiten sind, an denen der Detektor 34 in der während des Intervalls von t^J 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+/-(L_BIBK_sS)^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, /*), l_t) oder sind bekannt (Lg, Lc, N_t, N_c, 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) = AT_n,

. . / (v [t_l

(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

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

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

K_N„e-^'f(v[t,+g(T)\y,

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

Patentansprüche:

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.