FR2463421A1 - Procede et dispositif de diagraphie nucleaire - Google Patents

Abstract

PROCEDE ET DISPOSITIF DE DIAGRAPHIE NUCLEAIRE; LA COMPOSITION D'UNE FORMATION EST ETUDIEE EN IRRADIANT LA FORMATION DE FACON REPETITIVE PAR DES RAFALES DE NEUTRONS ET EN MESURANT LE SPECTRE DES RAYONS GAMMA DE DIFFUSION INELASTIQUE QUI EN RESULTE; LE SPECTRE MESURE EST ANALYSE, PAR COMPARAISON AVEC UN SPECTRE COMPOSITE CONSTITUE DE SPECTRES STANDARDS DE CONSTITUANTS SUPPOSES DE LA FORMATION, POUR DETERMINER LES PROPORTIONS DES CONSTITUANTS SUPPOSES; POUR TENIR COMPTE DE LA DEGRADATION DUE A DES VARIATIONS DE LA RESOLUTION DU DETECTEUR UN CIRCUIT DE FILTRAGE 69 MODIFIE LES SPECTRES STANDARDS DE MANIERE A PERMETTRE UNE DETERMINATION PLUS PRECISE DES CONSTITUANTS DE LA FORMATION.

Description

PROCEDE ET DISPOSITF DE DIAGRAPHIE NUCLEAIRE

La présente invention concerne la diagraphie nucléaire de son-

dages, et elle concerne plus particulièrement des procédés et dispositifs perfectionnés pour analyser des spectres énergétiques de rayons gamma de diffusion inélastique afin d'obtenir des informations plus précises sur

la composition de formation terrestre entourant un sondage.

Jusqu'ici on a utilisé différentes techniques pour traiter des spectres énergétiques de rayons gamma afin d'analyser les constituants de la formation. Dans le cas des spectres énergétiques de rayons gamma de diffusion inélastique, il est connu que l'analyse des spectres pour identifier la contribution du carbone et de l'oxygène à ces spectres fournit des informations utiles sur la présence de pétrole dans une formation. Cependant, d'autres informations concernant la composition de la formation, par exemple sa lithologie, sont fréquemment nécessaires avant de pouvoir déterminer la présence de pétrole sans ambiguité. Un indicateur de lithologie convenant dans ce but peut être constitué par le rapport des contributions aux rayons gamma de diffusion inélastique

pour le calcium et le silicium.

L'obtention des informations précédexntes concernant le carbone,

l'oxygène, le calcium, le silicium, et éventuellement d'autres consti-

tuants de la formation, dépend de l'analyse précise des constituants des

spectres de rayorsgamnma de la formation. Une technique de base importan-

te pour effectuer une telle analyse est décrite dans le brevet américain No. 3 521 064. Suivant ce brevet, un spectre énergétique des rayons gamma détectés pour une formation de composition inconnue est comparé avec un spectre composite constitué par des spectres standards pondérés

des constituants supposés de la formation. Les coefficients de pondéra-

tion pour les spectres standards qui donnent la meilleure correspondance du spectre composite avec le spectre inconnu, comme déterminé par exemple

par la méthode des moindres carrés, représentent les proportions relati-

ves des constituants dans la formation. Une sélection appropriée des spectres standards permet d'obtenir les proportions des constituants intéressants, par exemple le carbone, l'oxygène, le calcium, le silicium, etc, à partir desquelles on peut dériver les informations souhaitées

concernant la teneur en pétrole.

Dans le brevet français No. 2 414 736 attribué à la demanderes-

se, on propose de former un spectre énergétique de fond à partir des rayons gamma détectés durant despériodes entre des rafales de neutrons, et de l'utiliser pour former un ou plusieurs spectres de fond standards destinés à etre utilisés dans l'analyse dIes spectres de rayons gamma de diffusion inélastique. Les spectres de fond standards sont alors mis à jour sur une base répétitive pour tenir compte de la composante de fond existante dans le spectre de rayons gamma de diffusion inélastique qui est détecté. Le spectre de.diffusion inélastique détecté est ensuite analysé en le comparant avec un spectre composite, constitué par des spectres standards. de constituants y compris les spectres de fond, supposés constituer la formation, afin de déterminer les proportions des

constituants supposés exister dans la formation.

Dans cette demande de brevet, les spectres standards, excepté

le spectre standard de fond sont produits dans des formations de labora-

toire connues ou des bassins d'essai, dans des conditions standards de température, de pression et de résolution pour les détecteurs. D'autre

part, le spectre mesuré est relevé dans des sondages dont les températu-

res varient suivant le sondage et suivant la longueur du sondage. Par suite de ces variations de température et du vieillissement du cristal

des détecteurs, le signal de sortie des détecteurs de rayons gamma uti-

lisés pour obtenir le spectre mesure varie et la résolution des détec-

teurs se détériore. Par exemple, lorsqu'on utilise un détecteur à l'io-

dure de sodium, il est connu que la résolution spectrale du signal de sortie se détériore (la largeur 'de la pointe augmente) d'une largeur maximale de pointe de 7% à la moitié du maximum (0,662 MeV) à 200C (température ambiante) jusqu'à une largeur maximale de pointe de.10%

à la moitié du maximum à 1500C.

Etant donné que l'obtention des informations concernant les constituants de la formation dépend de l'analyse précise des constituants

des spectres des rayons gamma de la formation, les coefficients de pondé-

ration pour les spectres standards qui donnnent la meilleure correspon-

dance entre le spectre composite et le spectre inconnu, comme déterminé par exemple d'après le brevet américain No. 3 521 064, ne représentent pas en réalité les proportions relatives des constituants dans la formation si la résolution des détecteurs diffère nettement lors de la formation des

spectres standards et lors de l'obtention du spectre mesuré.

Suivant la présente invention, dans des systèmes pour analyser

les constituants d'une formation terrestre, en comparant un spectre mesu-

ré, fourni par un détecteur, de la réaction de la formation à des parti-

cules de rayonnement incident et des spectres standards fournis par un détecteur, pour la meme réaction, de constituants supposés exister dans les formations, on effectue une compensation pour-les différences pouvant apparaître dans la résolution des détecteurs respectifs, pendant des essais de diagraphie et pendant la mesure des spectres standards, d'une manière qui effectue une "normalisation", par rapport à la résolution

des détecteurs, du spectre mesuré par rapport aux spectres standards.

Suivant la présente invention, on tire parti de la distribution de Gauss de pointes connues dans le spectre mesuré par un détecteur pour

en dériver une série d'opérateurs de filtrage qui représentent la dépen-

dance de la résolution du détecteur vis-à-vis de l'énergie des rayons gamma incidents. Les opérateurs de filtrage sont utilisés pour modifier les spectres standards de façon à obtenir un nouvel ensemble de spectres de référence qui sont normalisés par rapport à des valeurs de résolution sensiblement similaires pour les détecteurs. Ces opérateurs de filtrage peuvent facilement être obtenus pour une grande variété de valeurs de résolution des détecteurs et pour permettre une normalisation facile pour toutes les conditions de variations de la résolution des détecteurs afin d'obtenir un résultat plus précis pour l'analyse des constituants de la formation.

Suivant un mode de réalisation de l'invention, un spectre d'éne-

gie radiante détecté, mesuré par un détecteur dont on ne connaît pas la résolution, pour une formation de composition inconnue, est comparé avec un spectre composite constitué par des spectres standards pondérés 246342i de constituants supposés exister dans la formation. Les coefficients de

pondération pour les spectres standards qui donnent la meilleure corres-

pondance, c'est-à-dire réduisent l'écart entre le spectre composite et

le spectre mesuré, comme déterminé par exemple par la méthode. des moin-

dres carrés, fournissent une mesure des proportions relatives des constituants de la formation. On utilise ensuite des opérateurs de filtrage, représentant les effets de la dégradation du détecteur sur un spectre obtenu, pour former un nouvel ensemble de spectres standards qui sont

modifiés pour tenir compte des variations de la résolution du détecteur.

Ce nouvel ensemble de spectres est alors utilisé dans le processus d'ana-

lyse des constituants pour obtenir encore un nouvel ensemble de coeffi-

cients de pondération pour les spectres standards modifiés comme mesure des proportions relatives des constituants de la formation. Ce processus est encore répété jusqu'à ce qu'on trouve un ensemble de coefficients de pondération pour une modification particulière des spectres standards

qui donne la meilleure correspondance du spectre composite avec le spec-

tre mesuré. Cet ensemble de coefficients de pondération représente une mesure des proportions relatives des constituants dans la formation qui

a été corrigée pour tenir compte de variations de la résolution des dé-

tecteurs entre le spectre mesuré et les spectres standards. La technique décrite ci-dessus pour la recherche des opérateurs de filtrage optimaux

sera appelée ci-après recherche du chi minimum.

Suivant un autre mode de réalisation de l'invention, on peut déterminer l'ensemble approprié d'opérateurs de filtrage, comprenant

une combinaison linéaire de coefficients associés a des fonctions crois-

santes monotones respectives de l'énergie du rayonnement incident, qui

modifient les spectres standards, en examinant uniquement deux des opé-

rateurs. A titre d'exemple, on examinera un premier opérateur qui ne

dépend pas de l'énergie et un second qui est associé à un terme corres-

pondant au carré de l'énergie radiante incidente. On détermine un ensem-

ble initial d'opérateurs de filtrage qui modifie les spectres standards en faisant varier uniquement le premier coefficient et en effectuant une recherche au chi minimum pour les opérateurs de filtrage optimaux sur une partie faiblement énergétique du spectre mesuré. Cet ensemble initial d'opérateurs de filtrage est ensuite mis au point en faisant varier le second coefficient et en effectuant encore une autre recherche du chi minimum pour les opérateurs de filtrage optimaux sur une partie fortement énergétique du spectre mesuré. Durant cette seconde opération de recherche

on s'assure que l'ensemble final d'opérateurs de filtrage fournit un ré-

sultat de modification pour les spectres standards sur la partie faiblement

énergétique du spectre identique ou similaire à celui fournit par l'en-

semble initial d'opérateurs de filtrage, par exemple en faisant varier

le premier coefficient.

Suivant un autre mode de réalisation de la présente invention,

des opérateurs de filtrage formés pour l'analyse d'un spectre mesuré par-

ticulier sont utilisés pour l'analyse de spectres mesurés ultérieurement sur un intervalle du sondage dans lequel les variations de température ne dépassent pas certaines limites. Lorsque des variations de température dépassant ces limites sont détectées durant la mesure du spectre, on forme un nouvel ensemble d'opérateurs de filtrage de façon à améliorer la

précision du processus d'analyse des constituants de la formation terres-

tre.

La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la des-

cription suivante d'un mode de réalisation particulier donné à titre d'exemple et représenté aux dessins annexes sur lesquels:

la figure 1 est un schéma d'un mode de réalisation du dispo-

sitif de diagraphie suivant la présente invention, - la figure 2 est un schéma fonctionnel simplifié utilisé pour la programmation d'un circuit dans le mode de réalisation de la figure 1; et - la figure 3 est un schéma fonctionnel simplifié utilisé pour la programmation d'un circuit en liaison avec le mode de réalisation

de la figure 1.

Sur les figures on a représenté un exemple de mode de réalisa-

tion de l'invention qui comporte une sonde ou outil de diagraphie 10 étanche aux fluides, et résistant à la pression et à la température, qui est destiné à être suspendu dans un sondage 12 par un câble armé 14, pour étudier une formation terrestre souterraine 16. Le sondage 12 est représenté comme tube, y compris l'anneau habituel de ciment 18 et le

tubage d'acier 20, et comme contenant un fluide 21. Bien qu'aucune colon-

ne de production ne soit représentée dans le sondage, si on le désire

l'outil peut être dimensionné pour être utilisé dans une colonne de pro-

duction. On comprendra que l'invention s'applique également à la diagra-

phie d'un trou découvert.

La sonde 10 comporte une source pulsée de neutrons 22 et un

détecteur 24. La source de neutrons 22 est de préférence du type à accé-

lérateur décrit dans les brevets américains No. 3 461 291 et 3 546 512.

Ce type de source de neutrons convient notamment pour produire des rafa-

les discrètes de neutrons fortement énergétiques ou rapides, par exemple

à 14 MeV, dont la durée et la fréquence de répétition peuvent!tre ré-

glées. Le détecteur 24 peut avoir n'importe quelle constitution lui permettant de détecter, à titre d'exemple, des rayons gamma et de fournir en réponse à chaque rayon gamma détecté une impulsion dont l'amplitude est représentative de l'énergie du rayon gamma détecté. En général, un

tel détecteur comporte un cristal à scintillation 26 qui est couplé opti-

quement à un tube photo-multiplicateur 28. Le cristal est de préférence du type à iodure de sodium activé au thallium, bien qu'on puisse utiliser d'autres types de cristaux appropriés tels que de l'iodure de césium activé au sodium et au thallium. Dans une variante, on pourrait utiliser un détecteur à composants solides, comportant par exemple un cristal de germanium. Un écran de neutrons 30 peut!être placé entre la source. 22 et le détecteur 24 pour réduire le bombardement du détecteur par des neutrons

émanant directement de la source.

L'énergie électrique nécessaire pour la sonde 10 est fournie,

par l'intermédiaire du câble 14, par une source d'alimentation (non re-

présentée) située en surface. Des sources d'alimentation appropriées (non représentées) sont également prévues dans la sonde 10 pour commander

la source de neutrons 22, le détecteur 24 et d'autres circuits électroni-

ques se trouvant dans la sonde. La sonde 10 peut être entourée par un manchon 32 imprégné de carbure de bore situé dans la région de la source 22 et du détecteur 24. Le manchon 32 sert d'écran pour minimiser la détection du rayonnement gamma provenant d'interactions de neutrons au

voisinage immédiat de la source et du détecteur.

Un amplificateur 34 reçoit les impulsions de sortie du tube

photo-multiplicateur 28. Les impulsions de sortie du tube photo-multipli-

cateur qui ont été amplifiées sont ensuite appliquées à un analyseur de hauteur d'impulsions 36, qui peut être de type classique, par exemple du type à rampe unique (rampe descendante de Wilkinson). On comprendra qu'il comporte des discriminateurs de hauteur d'impulsions habituels, pour sélectionner la gamme énergétique des rayons gamma devant être

analysée et des circuits de commande linéaire, pour déterminer l'inter-

valle de temps du train de signaux en provenance du détecteur qui doit

être analysé.

L'analyseur de hauteur d'impulsions 36 répartit les impulsions du détecteur dans des voies prédéterminées en fonction de leur amplitude

et fournit des signaux, sous une forme numérique appropriée, qui repré-

sentent l'amplitude de chaque impulsion analysée. Les signaux de sortie numériques de l'analyseur de hauteur d'impulsions 36 sont mémorisés dans une mémoire tampon 37 puis transférés à des circuits 38 d'interface

de cible et de télémesure pour 'tre transmis en surface par le c ble 14.

En surface, les signaux provenant du câble sont reçus par des circuits 40 d'interface de câble et de traitement de signaux. On comprendra que les

circuits 38 et hopeuvent avoir n'importe quelle constitution leur permet-

tant de coder et décoder, multiplexer et démultiplexer, amplifier et traiter des signaux de tout autre façon appropriée pour la transmission

et la réception par les circuits électroniques situés en surface.

Des circuits appropriés sont décrits par exemple dans le brevet américain

No. 4 012 712.

Le fonctionnement de la sonde 10 est commandé par des signaux

envoyés dans le sondage par un programmateur principal 42 situé en sur-

face. Ces signaux sont reçus par un générateur d'impulsions de référence 44 qui, en réponse auxdits signaux, transmet des signaux de commande à la

source de neutrons 22 et à l'an*rseur de hauteur d'impulsions 36.

A la réception des impulsions de référence, le circuit de com-

mande délivre une impulsion d'amorçage étroite qui a pour effet que la

source 22 émet une rafale étroite correspondante de neutrons rapides.

Pour l'analyse des constituants de spectres de rayons gamma de diffusion

inélastique suivant l'invention, les rafales de neutrons sont de préfé-

rence de courte durée, par exemple 18 microsecondes, et sont répétées à de courts intervalles, par exemple toutes les 100 microsecondes, de façon à obtenir de statistiques satisfaisantes dans la procédure d'analyse du spectre. Les signaux de commande transmis par le générateur d'impulsions de référence 44 Ià l'analyseur de hauteur d'impulsions 36 autorisent les circuits de commande linéaire de l'analyseur de hauteur d'impulsions pendant au moins deux intervalles de temps différents pour chaque rafale

de neutrons, à savoir un premier intervalle qui est appelé porte de dif-

fusion inélastique et qui coïncide sensiblement avec les rafales de neu-

trons respectives, et un second intervalle qui est appelé porte de cap-

ture et qui se trouve entre les rafales de neutrons.

Les impulsions en provenance du détecteur et appliquées à l'ana-

lyseur de hauteur d'impulsions 36 durant la porte de diffusion inélastique correspondent principalement à des rayons gamma de diffusion inélastique, et les impulsions en provenance du détecteur et appliquées à l'analyseur de hauteur d'impulsions 36 durant la porte de capture correspondent principalement à des rayons gamma résultant d'interactions de neutrons autresque des interactions de diffusion inélastique. Pour la séquence des fréquences de rafales importantes habituellement utilisée, les impulsions en provenance du détecteur qi4 sont produites durant la porte de capture contiennent des composantes dues aux rayons gamma produits

(1) par la capture de neutrons thermiques provenant des rafales précé-

dentes et (2) par des neutrons de capture qui sont produits dans l'en-

vironnement du sondage par des neutrons rapides qui ralentissent.

La sonde 10 comporte en outre un détecteur de température 46 qui peut avoir n'importe quelle constitution appropriée lui permettant de détecter les températures dans le sondage et de délivrer un signal de sortie représentatif de ces températures. De façon avantageuse le signal de sortie, se présentant sous une forme numérique appropriée du détecteur 46 est appliqué aux circuits 38 d'interface et de télémesure

pour etre transmis à la surface par le câble 14.

Le spectre de rayons gamma de diffusion inélastique et le spec-

tre de rayons gamma de capture de neutrons sont respectivement formés par des mémoires intermédiaires 56 et57 d'acquisition de données qui, sous

la commande du programmateur principal 42,accumulent les signaux appro-

priés de comptages par voie provenant des circsuits 40 d'interface et de traitement de signaux. D'autres mémoires tampons peuvent être prévues

pour accumuler d'autres spectres, par exemple on peut prévoir deux mémoi-

res tampons d'acquisition de données de capture, une pour accumuler un spectre de capture de neutrons épithermiques et l'autre pour accumuler un spectre de capture de neutrons tlhera ques. Plus particulièrement, la mémoire tampon 56 d'acquisition du spectre de diffusion inélastique accumule des signaux de comptage par voie des rayons gamma de diffusion

in6lastique pendant une période suffisamment longue pour fournir un spec-

tre satisfaisant du point de vue statistique, par exemple de l'ordre de 18 microsecondes, puis reçoit ensuite des instructions, fournies par le programmateur principal 42, pour délivrer le spectre, revenir à zéro, et accumuler un nouveau spectre pour une période similaire. De mdme, la

mémoire tampon 57 d'acquisition du spectre de capture accumule les si-

gnaux de comptage par voie des rayons gamma de capture pendant une pério-

de prédéterminée. Lorsque le spectre de capture doit être utilisé comme spectre standard dans la procédure d'analyse pour le spectre de diffusion

inélastique, il est souhaitable que le spectre de capture aitunefiabili-

té statistique plus importante que celle du spectre de diffusion inélas-

tique. Par conséquent, la durée de comptage de la mémoire tampon 57 d'ac-

quisition du spectre de capture peut ètre plus longue que la durée de comptage de la mémoire tampon 56 d'acquisition du spectre de diffusion inélastique. Par exemple, la durée d'accumulation pour le spectre de capture peut être quatre fois plus importante, par exemple de l'ordre

de quatre vingt microsecondes, que la durée d'accumulation pour le spec-

tre de diffusion inélastique. En général, la durée d'accumulation pour le spectre de capture sera choisie de façon à maintenir le spectre de fond aussi courant que possible, tout en étant simultanément suffisamment long

pour réduire les erreurs statistiques dans des limites admissibles.

Par conséquent, on remarquera que le spectre de fond est mis à jour de façon répétitive lorsque la sonde 10 est déplacée dans le sondage, et que de ce fait il tient compte automatiquement des variations de facteurs tels que l'environnement de la sonde, la performance de la sonde, l'inter site de la source et des facteurs semblables qui affectent la forme du

spectre de capture.

Une mémoire tampon 58 d'acquisition de données de température

également commandée par le programmateur principal 43, accumule les don-

nées de température provenant des circuits 40 d'interface et de traite-

ment des signaux. De façon souhaitable, les données de température sont accumulées sur une base continue durant le processus d'accumulation du spectre de diffusion inélastique, et le signal de sortie est constitué par une valeur moyenne associée à chaque spectre de diffusion inélastique

qui est mesuré.

Après l'accumulation dans les mémoires tampons d'acquisition 56, 57 et 58, du spectre de diffusion inélastique, du spectre de capture et de la valeur moyenne de la température, ses valeurs sont transférées

dans des mémoires tampons de mémorisation (non représentées) faisant par-

tie d'un dispositif 60. Le dispositif 60 peut être constitué par un calculateur numérique universel, par exemple le calculateur PDP 11 fabriqué par Digital Equipment Corporation, Maynard, Mass., ou peut être constitué par un calculateur analogique. Dans l'un ou l'autre cas, on comprendra que le dispositif 60 doit permettre l'établissement de la correspondance entre les spectres et la détermination des proportions des constituants

comme décrit dans le brevet américain No. 3 521 064 mentionné ci-dessus.

En outre, le dispositif 60 comporte également des circuits permettant d'effectuer certaines opérations de pré-analyse et de traitement du spectre, comme décrit ci-après, avant l'analyse du spectre de diffusion

inélastique.

Dans le dispositif 60, des mémoires tampons de mémorisation 68 délivrent des signaux de sortie, représentant les spectres standards

précédemment obtenus, qui sont appliqués, par l'intermédiaire d'un cir-

cuit de filtrage 69, au circuit 70 de comparaison de spectres, afin d'être comparés avec le spectre de diffusion inélastique, de la manière décrite dans le brevet américain No. 3 521 064. Cependant, avant d'ltre inclus dans les spectres standards, les signaux représentant le spectre de capture, lorsque celui-ci doit être utilisé pour la correction du

bruit de fond, peuvent être appliqués d'abord à des circuits de traite-

ment de spectres pour être soumis sélectivement à un certain nombre d'opérations, comme décrit dans la demande de brevet français No. 2 414 736 mentionné ci-dessus. De façon typique, les signaux représentant le spectre de capture sont normalisés par rapport au même comptage total que les autres spectres standards devant être utilisés dans l'analyse comparative du spectre de diffusion inélastique. Lorsque le spectre de capture doit être utilisé directement comme un des spectres standards,

on remarquera qu'il est déjà "normalisé" par rapport à la même résolu-

tion du détecteur que le spectre de diffusion inélastique, et il est

prévu une voie de transmission qui ne passe pas par le circuit de fil-

trage 69.

il Comme décrit dans le brevet américain No. 3 521 064, les signaux représentant le spectre inconnu de rayons gamma de diffusion inélastique, accumulés dans la mémoire tampon d'acquisition 56, sont comparés avec des

signaux représentant des spectres standards pondérés de diffusion inélas-

tique pour déterminer les proportions des constituants qui forment la combinaison; c'est-à-dire le spectre composite qui correspond le mieux

au spectre inconnu de diffusion inélastique. Cette comparaison est effec-

tuée dans le circuit 70 de comparaison de spectres. De préférence, on uti-

lise le critère des "moindres carrés" pour déterminer l'obtention de la

meilleure correspondance entre le spectre composite et le spectre inconnu.

Les coefficients de pondération (vi) pour les spectres standards respec-

tifs qui fournissent la meilleure correspondance représentent les propor-

tions des constituants correspondants dans la formation. Comme représenté sur la figure 1, le circuit de comparaison 70 délivre les coefficients de pondération (wi) des constituants et transmet des signaux qui en sont

représentatifs à un enregistreur 72. L'enregistreur 72 comporte des dis-

positifs classiques visuel et à bande magnétique pour fournir l'enregis-

trement habituel des signaux de diagraphie en fonction de la profondeur.

On prévoit à cet effet un dispositif de couplage mécanique classique 74 qui suit le cable pour entrainer l'enregistreur 72 en synchronisme avec le cable 14. De façon avantageuse, on peut former des rapports appropriés des coefficients de pondération des constituants, par exemple le rapport carbone/oxygène et le rapport calcium/silicium, et les enregistrer en fonction de la profondeur de l'outil. Les signaux de sortie provenant des circuits 40 d'interface et de traitement des signaux peuvent également ètre enregistrés directement sur bande de la manière représentée sur la

figure, pour être ultérieurement traités et revus.

Pour une meilleure compréhension des principes de l'invention, on va décrire plus en détail la résolution des détecteurs et les facteurs

qui l'affectent.

La résolution (R) pour une largeur maximale de pointe à la moi-

tié du maximum de la réponse d'un détecteur, pour une énergie donnée (E) et une température donnée (T), peut s'exprimer de façon générale sous la forme: 2 2 n R(E,T) = A (T) + A (T)E + A2 (\T)E +.... + A (T)En

o n.

(1) les coefficients Ai étant des constantes fonctions de la température qui représentent la dépendance de la résolution du détecteur vis-à-vis de l'énergie E des rayons gamma incidents. Pour un détecteur particulier quelconque, les coefficients Ai dépendent également de la dégradation de la résolution due au vieillissement du cristal du détecteur. On remar-quera que pour un détecteur non détérioré à la température ambiante, seuls les deux premiers termes de l'équation (1) contribuent de façon

importante à l'expression qui donne la résolution du détecteur.

L'équation (1) fournit une expression générale pour la résolu-

tion d'un détecteur qui dépend de la température. La résolution pour un spectre donné mesuré par exemple à la température T peut être donnée sous la forme R(E,To). Cependant, on remarquera que cette expression de la résolution ne convient plus pour représenter la résolution du détecteur à d'autres températures qui diffèrent beaucoup de T. Par conséquent, pour obtenir une expression des valeurs de la résolution d'un détecteur à des températures qui diffèrent fortement de T0, il devient souhaitable d'utiliser un processus de filtrage qui reflète des

changements de valeur de la résolution.

Dans la mise en oeuvre de la présente invention, on tire parti de la forme gaussienne générale des pointes d'un spectre mesuré par le détecteur pour effectuer une convolution du spectre obtenu à T par une fonction de Gauss G (E,T) pour obtenir un nouveau spectre à la nouvelle température (T), avec une résolution donnée par l'expression

2 2 2

R(ET) = R(E,T) + G(E,T) (2)

o

2 2

G(E,T) = G (T) + G (T)E + G (T)E +....+G (T)En (3) o 1 2n

les coefficients étant des constantes dépendant de la température.

Par conséquent, étant donné un ensemble de spectre standards

mesurés par un détecteur et constitué par des spectres respectifs obte-

nus aà T à l'aide d'un détecteur possédant une résolution donnée par R(ET) , on peut modifier ces spectres pour une condition de température

quelconque au moyen d'un processus de filtrage qui effectue une convolu-

tion de Gauss des spectres obtenus. Naturellement, une détermination

des valeurs appropriées des opérateurs de filtrage Gi devient esséntiel-

le pour effectuer la modification souhaitée.

Le spectre énergétique de l'un quelconque des spectres standards existe dans un calculateur numérique ou analogique sous la forme de 256 voies contigûes, la forme particulière du spectre étant définie par les comptages mémorisés dans des emplacements correspondant à des voies respectives. Ce spectre peut %tre dégradé efficacement (c'est-à-dire

élargi), en effectuant une convolution du spectre mémorisé par une fonc-

tion d'élargissement. La fonction d'élargissement est généralement de la forme:

F(AE,E,T) = EXP ((277 E) / G (ET)2 (4)

AE est un intervalle énergétique variable défini sur un nombre entier de

voies spectrales contigUes.

Le nouveau spectre élargi est obtenu à partir de la relation suivante:

ME) /( (5)P

Snov = Saac (E + E) F (dEE,T)) /( F (AE,E,T)) (5) Snouv (E) est le nouveau taux de comptage moyen dans une voie spectrale centrée sur l'énergie E; S (E + AE) est le taux de comptage moyen du spectre existant, dans une anc voie spectrale centrée sur l'énergie E + AE; et dE est un multiple entier de la largeur de la voie. La somme sur AE dans l'équation (5) contient toutes les valeurs de AE pour lesquelles

F (AE,E,T) est supérieure à une limite donnée, par exemple 0,1.

En se référant de nouveau à la figure 1, le dispositif 60 représente un mode de réalisation de l'invention. A titre d'exemple on a supposé qu'un spectre d'énergie radiante détecté, appliqué par la mémoire tampon 56 du spectre de diffusion inélastique au circuit 70

de comparaison de spectres, doit être analysé pour déterminer les cons-

tituants de la formation qui y contribuent. On supposera également que ce spectre est mesuré par un détecteur de résolution inconnue et à une température donnée T qui est fournie au circuit 70 de comparaison de spectre par la mémoire tampon 58 d'acquisition de température. Etant donné qu'il s'agit d'une analyse initiale du spectre mesuré, on peut supposer en outre que le générateur 7L d'opérateurs de filtrage est dans l'état de repos, et par conséquent applique au circuit de filtrage 69 un signal tel que les spectres standards appliqués par la mémoire 68

de spectres standards de diffusion inélastique au circuit 70 de comparai-

son de spectres, par l'intermédiaire du circuit de filtrage 69, ne subis-

sent aucune modification. Dans le circuit de comparaison 70, le spectre mesuré est comparé avec un spectre composite constitué par des spectres standards pondérés, fournis par la mémoire 68 de spectres standards de

diffusion inélastique, de constituants dont on suppose la formation for-

mée. Les coefficients de pondération (wi) pour les spectres standards qui donnent la meilleure correspondance, c'est-à-dire réduisent l'écart entre le spectre composite et le spectre mesuré, comme déteriné par exemple par la méthode des moindres carrés, fournissent une mesure des proportions relatives des constituants de la formation. On remarquera naturellement que l'on peut alors obtenir une indication de différence

qui correspond à.l'gcart pour le spectre mesuré et le spectre composite.

Cette indication de différence est ensuite comparée avec une valeur choi-

sie comme étant satisfaisante pour le processus d'analyse spectrale.

Si l'indication de différence possède une amplitude qui est supérieure à la valeur choisie, le circuit 70 de comparaison de spectres applique unsignal de sortie au générateur 74 d'opérateurs de filtrage, de façon a produire des opérateurs de filtrage représentant les effets de la dégradation de la résolution du détecteur sur un spectre obtenu. La production de ces opérateurs de filtrage sera décrite plus en détail ciaprès. Pour le moment il est suffisant de remarquer que le signal de sortie du générateur 74 d'opérateurs de filtrage, lorsqu'il est appliqué au circuit de filtrage 69, modifie les spectres standards qui

passent par le réseau de filtrage pour aller de la mémoire 68 de spec-

tres standards de diffusion inélastique au circuit de comparaison *de spectres. On remarquera par conséquent qu'après la formation de ces opérateurs, le circuit 70 de comparaison de spectres reçoit un nouvel ensemble de spectres standards qui sont -modifiés pour refléter les variations de la résolution du détecteur. Ce nouvel ensemble de spectres est alors utilisé, dans le circuit 70 de comparaison de spectres

dans le processus d'analyse des constituants pour obtenir un autre en-

semble de coefficients de pondération pour les spectres standards modi-

fiés, en tant que mesure des proportions relatives des constituants de la formation. Une indication de différence entre ce nouveau spectre composite et le spectre mesuré peut alors être obtenue et comparée à la valeur choisie. On remarquera que ce processus, consistant à produire des spectres standards modifiés, est répété jusqu'à ce qu'on obtienne un ensemble de coefficients de pondération, correspondant a une modification particulière des spectres standards, qui fournissent la meilleure correspondance du spectre composite avec le spectre mesuré, c'est-à-dire que l'indication de différence pour cet ensemble particu-

* lier de spectres standards est inférieure à la valeur choisie. Cet ensem-

ble de coefficients de pondération représente alors une mesure des pro-

portions relatives des constituants dans la formation qui est ajustée pour tenir compte de variations de la résolution du détecteur entre le spectre mesuré et les spectres standards. Ces coefficients de pondération sont alors délivrés à la sortie du circuit de comparaison de spectres

et appliqués à l'enregistreur 72.

Comme on l'a vu ci-dessus, la dégradation de la-résolution d'un - spectre mesuré par un cristal dépend de l'énergie du rayonnement incident c'est-àdire que la réponse de la déeadation dépend de l'énergie. En outre, cette dépendance vis-à-vis de l'énergie n'est pas fixe pour un

cristal quelconque mais est également sujette à des variations en fonc-

tion de la température et du vieillissement du cristal. On remarquera

par conséquent que le fait de connaître une dépendance particulière vis-

à-vis de l'énergie de la résolution d'un cristal à une température donnée et à un instant de la vie du cristal n'a pas grande utilité lorsque soit la température soit l'âge du cristal change. Par conséquent pour une analyse plus précise des constituants de la formation, suivant les principes du brevet américain No. 3 521 064, il convient que les formes spectrales des spectres standards reflètent une résolution du détecteur qui est relativement proche de la résolution qui existe au

moment o le spectre mesuré est obtenu.

Les opérateurs de filtrage G., qui en réalité déterminent l'étendue de l'élargissement spectral et la dépendance vis-à-vis de

l'énergie de cet élargissement, peuvent être déterminés de façon généra-

le en modifiant séquentiellement, lors de l'application d'un signal de commande au générateur 74 d'opérateurs de filtrage par le circuit de comparaison de spectres, un des opérateurs de filtrage tout en maintenant les autres constants, et en effectuant une recherche du chi minimum pour l'ensemble optimal d'opérateurs qui réduit la différence entre le spectre mesuré et un spectre composite constitué de spectres standards modifiés pondérés. Naturellement, ce processus prend un temps relativement

important étant donné qu'il dépend du changement séquentiel des opéra-

teurs et nécessite souvent que tout le processus soit répété pour chaque opérateur de filtrage jusqu'à ce que la différence entre le spectre mesuré et le meilleur spectre composite modifié soit inférieure à une valeur donnée souhaitable. Ce processus doit en outre être répété pour des variations importantes de température auxquelles le détecteur est soumis pendant des intervalles de mesure o est obtenu le spectre de rayonnement.

Une fois que ces opérateurs de filtrage sont obtenus, on remar-

quera que pour une gamme de température donnée, par exemple + 5 C,les memes opérateurs de filtrage effectuent les normalisations souhaitées des spectres standards par rapport au spectre mesuré. Si pendant un intervalle dé mesure la température de la sonde, transmise par la mémoire tampon 58, sort de la gamme de température de l'ensemble préalablement déterminé d'opérateurs de filtrage, un nouvel ensemble d'opérateurs est formé par le processus mentionné ci-dessus. Fondamentalement, le circuit de comparaison desectrescomporte des moyens pour déterminer une gamme initiale de température et pour modifier cette gamme de température chaque fois que la température à laquelle un nouveau spectre est mesuré sort des limites correspondant à cette gamme. Une fois qu'un nouveau

spectre est mesuré à une température T2 qui sort des limites préalable-

ment définies, par exemple T1 + 50C, Tl - 50C, le circuit 70 de compa-

raison de spectres fournit un signal de sortie au générateur d'opéra-

teurs de filtrage pour former un nouvel ensemble d'opérateurs de fil-

trage qui effectuent la "normalisation" souhaitée, dans le circuit 69,

entre le spectre mesuré et les spectres standards. Ces opérateurs res-

tent inchangés pour tous les spectres suivant mesurés à des températures

T qui se trouvent entre les limites T2 + 5 C, T2 - 50C.

Pour éviter le long processus de détermination des opérateurs de filtrage pour le processus de normalisation décrit ci-dessus, on peut déterminer l'ensemble approprié d'opérateurs de filtrage, qui fournit la normalisation souhaitée des spectres standards et qui est constitué par une combinaison linéaire de coefficients associés à des fonctions

croissantes monotones respectives de l'énergie des rayons gamma inci-

dents, qui modifient les spectres standards, en examinant uniquement deux des opérateurs de filtrage. 'in premier n'est pas associé à une dépendance quelconque vis-à-vis de l'énergie et un second est associé à

un terme qui correspond au carré de l'énergie des rayons gamma incidents.

Un ensemble initial d'opérateurs de filtrage, qui modifient les spectres

standards, est déterminé en faisant varier uniquement le premier coeffi-

cient en effectuant une recherche du chi minimum pour les opérateurs de filtrage optimaux sur une partie ou fenêtre faiblement énergétique du spectre mesuré. Les fenêtres de faible énergie et d'énergie importante ont respectivement une largeur de l'ordre de 30 et 80 voies, et sont par conséquent petites par rapport à la largeur de l'ensemble du spectre mesuré. L'ensemble initial d'opérateurs de filtrage est ensuite mis au point en faisant varier le second coefficient et en effectuant encore

une autre recherche du chi minimum pour les opérateurs de filtrage opti-

maux sur Lme partie fortement énergétique du spectre mesuré. Durant cette seconde opération de recherche on prendra soin de s'assurer que l'ensemble final d'opérateurs de filtrage fournit pour les spectres standards dans la partie faiblement énergétique du spectre un résultat de modification identique ou similaire à celui fourni par l'ensemble initial d'opérateurs

de filtrage, par exemple en faisant varier le premier coefficient.

Les opérateurs de filtrage optimaux obtenus pour l'analyse d'un

spectre mesuré particulier sont ensuite utilisés pour l'analyse de spec-

tres mesurés ultérieurement sur un intervalle du sondage dans lequel les variations de température n'excèdent pas certaines limites. Lorsque des variations de température excédant ces limites sont détectées durant la mesure d'un spectre, on forme un nouvel ensemble d'opérateurs de filtrage, comme décrit ci-dessus, de façon à améliorer la précision du processus

d'analyse des constituants de la formation terrestre.

En se référant maintenant à la figure 2, on a représenté un schéma fonctionnel simplifié illustrant les opérations effectuées dans

le dispositif 60, suivant un mode de réalisation de l'invention. Ces-

opérations se déroulent en majeure partie suivant tois trajets princi-

paux. Un premier trajet reflète la recherche des opérateurs de filtrage G, Gis... qui fournissent une bonne correspondance, suivant la méthode du chi minimum, entre un spectre composite modifié et un spectre

mesuré. Un second trajet permet une recherche des coefficients de pond6-

ration qui fournissent une bonne correspondance, suivant la méthode des

moindres carrés, entre un spectre mesuré et un spectre composite consti-

tué par des spectres standards modifiés et suivant un processus de fil-

trage dépendant des opérateurs de filtrage obtenus dans le premier tra-

jet. Enfin, un troisième trajet permet de shunter le premier à l'appa-

rition de certaines conditions de température. Au début des opérations, en 80, on remarquera que les valeurs pour:lesopérateurs de filtrage correspondent à des zéros de sorte que le circuit de filtrage 69 n'effectue aucune modification des spectres standards. On choisit également une température initiale T1, - 200 C a titre d'exemple, de façon à assurer que le premier cycle d'opérations

est effectué- par l'intermédiaire du premier trajet. Par conséquent, lors-

qu'en 82 la température T du sondage à une profondeur donnée correspon-

dant à celle à laquelle on obtient un spectre mesuré est comparée à une gamme de température T1 - 5 C à T1 + 5 C, elle tombe évidemment en dehors de cette gamme. L'opération suivante, en 84, consiste à faire Tl = T et à remettre tous les opérateurs de filtrage Ti, les variables i et n à zéro. La variable i est l'indice de filtrage et identifie la correspondance de l'opérateur avec un terme E d'énergie incidente qui est élevé à la puissance i. La variable n correspond au nombre total d'opérateurs pris en considération, étant bien entendu que le terme n peut être aussi important que souhaité même si en pratique seuls les trois premiers termes G 0, G1 et G2 contribuent de façon importante au processus de modification des spectres. Le processus de filtrage en 85

s' applique aux spectres standards en provenance de la mémoire 68, spec-

tres qui dans ce cycle initial subissent le processus de filtrage sans

être modifiés. Ensuite, le spectre mesuré, provenant de la mémoire tam-

pon 56, est comparé, en 86, avec un spectre composite constitué par des

spectres pondérés correspondant aux constituants supposés avoir contri-

bué aux spectres mesurés, suivant les principes du brevet américain

No. 3 521 064 mentionné ci-dessus. Ensuite, en 88, on effectue une mesu-

re de la qualité de la correspondance entre les spectres composite et mesuré, et on la mémorise en même temps que l'opérateur de filtrage

qui varie, G dans ce cas. En 90, on observe la qualité de la correspon-

o dance, obtenue en 88, pour déterminer si elle est ou non passée par un

minimum. Etant donné qu'il s'agit du premier cycle, le générateur d'opé-

rateurs de filtrage change Gi, c'est-à-dire Go dans ce cas, de façon incrémentale en 92, et mémorise cette valeur en 94, et applique le "nouvel" ensemble d'opérateurs au circuit de filtrage 85. Naturellement, à ce moment, lorsque les spectres standards provenant de la mémoire 68 sont soumis à une convolution dans le circuit de filtrage 85 de manière à être modifiés suivant l'ensemble d'opérateurs de filtrage, le résultat de la correspondance suivant la méthode des moindres carrés en 86 et de

la mesure de la qualité de la correspondance en 88 diffère de celui pré-

cédemment obtenu.

Une fois que la mesure de la qualité de la correspondance est

passée par un minimum, ce minimum est déterminé, en 96, au moyen de tech-

niques bien connues, par exemple en faisant passer une parabole par les points définissant le passage par le minimum, puis en déterminant le minimum de la parabole. Le coefficient G associé à ce minimum est ensuite mémorisé en 94. Ensuite, n et i sont augmentés d'un incrément, en 98, et le processus est répété s6quentiellement en passant par le premier trajet

pour G1, G2 et G3, et ces valeurs sont mémorisées aux emplacements respee-

tifs en 94. On remarquera que lorsque n est égal à 4, ceci signifie que tous les opérateurs nécessaires pour le processus de filtrage ont été

déterminés. Par conséquent, en 100, le processus se poursuit par le se-

cond trajet en passant par un filtre 102 qui effectue une modification des spectres standards, provenant de la mémoire 68, en soumettant les spectres à une convolution avec une fonction déterminée provenant de la sortie de la mémoire 94 des opérateurs de filtrage, c'est-à-dire G, G et G2. Un spectre composite constitué par des spectres standards modifiés pondérés, est alors comparé aux spectres mesurés provenant de la mémoire tampon 56 pour établir une correspondance par la méthode des moindres carrés. Les coefficients de pondération vi des spectres standards qui fournissent la meilleure correspondance entre le spectre composite et le spectre mesuré sont alors fournis comme signaux de sortie, en 106, lesdits signaux de sortie pouvant ètre appliqués à un enregistreur ou traçeur tel que 72 sur la figure 1. % Pour des spectres mesurés ultérieurement dont les températures associées T sont à + 50C de celle du spectre mesuré précédent, on peut supposer de façon sure que les opérateurs de filtrage déjà déterminés modifieront de façon souhaitée les spectres standards. Par conséquent, 351e processus shunte le premier trajet et passe directement par le filtre en 102, la correspondance suivant la méthode des moindres carras enlO4, et la sortie en 106. Lorsque la température du spectre mesuré dépasse les limites précédemment déterminées, les opérateurs de filtrage doivent 'être déterminés de nouveau par la méthode décrite ci-dessus se référant au

premier trajet.

En se référant maintenant à la figure 3, on a représenté un schéma fonctionnel simplifié illustrant un autre mode de réalisation

de la présente invention qui simplifie le processus d'obtention des opé-

rateurs de filtrage, à savoir le premier trajet présenté sur la figure 2, et qui effectue la modification souhaitée des spectres standards. Dans

ce mode de réalisation, on utilise seulement des parties du spectre mesu-

ré pour la détermination des opérateurs, à savoir une fentre de faible

énergie allant de 1,59 MeV à 2,55 MeV, et une fenêtre d'énergie impor-

tante allant de 5,73 MeV à 7,33 MeV. De plus dans ce mode de réalisation il n'est pas nécessaire de déterminer tous les opérateurs. A titre d'exemple, deux opérateurs G et G ou G et G peuvent être suffisants o 2.o 1

pour effectuer la modification souhaitée des spectres standards. Natu-

rellement, on peut avoir besoin de plus de deux opérateurs et cette re-

présentation du mode de réalisation de l'invention n'est pas destinée à limiter la mise en oeuvre de l'invention à une sélection quelconque d'opérateurs. A titre d'exemple, on supposera que les deux opérateurs devant être déterminés sont G et G2. Initialement, en 108, G et G2 o 2o 2 sont mis à zéro de façon à n'effectuer aucune modification des spectres standards lorsque ces spectres sont soumis à une convolution dans le circuit de filtrage 110. En 112, la partie du spectre se trouvant dans la fenêtre de faible énergie est comparée avec un spectre composite

constitué de spectres pondérés correspondant à des constituants suppo-

sés avoir contribué au spectre mesuré. Ensuite, en 114 on effectue une mesure de la qualité de la correspondance entre le spectre mesuré et le spectre composite et on la mémorise en mûme temps que le coefficient G associé. En 116, cette mesure de la qualité de la correspondance est o contrôlée pour déterminer si elle est passée par un minimum. Si elle % n'est pas passée par un minimum, G est augmenté de façon incrémentale o

en 118, et la nouvelle valeur est mémorisée en 120 d'o elle est appli-

quée au circuit de filtrage 110. Ce processus est répété, comme décrit en se référant à la figure 2, jusqu'à ce que la mesure de la qualité

de la correspondance passe par un minimum. Ce minimum est alors déter-

miné en 121, comme décrit précédemment, et unequantité Z est rendue égale à G en 122. Le processus est ensuite répété pour la détermination o

2-463421

de G2 dans la fenêtre d'énergie importante du spectre mesuré. Le cir-

cuit de filtrage 124, l'établissement d'une correspondance par la mé-

thode des moindres carrés 126, la mesure de la qualité de la correspon-

dance en 128, le passage par un test minimum en 130, l'incrémentation de G2 en 132 et la mémorisation des opérateurs de filtrage en 134, sont identiques aux opérations correspondantes décrites en se référant à la détermination de Go et ne seront pas décrites en détail ici. Cependant, on remarquera qu'étant donné que les opérateurs de filtrage souhaités doivent fournir une modification identique ou similaire des spectres

standards pour la fenetre de faible énergie que le coefficient Go dter-

miné en 120, c'est-à-dire Z, on détermine un nouveau coefficient Go en 136, d'après la relation:

G Z - GE2

Go 2 faible

Ef ibl étant l'énergie au centre de la fenêtre de faible énergie.

faible Une fois que le coefficient G2 a été déterminé, c'est-à-dire le coefficient G2 associé à une mesure de la qualité de la correspondance qui est à Lm minimum, le coefficient Go associé est également facilement déterminé. Ces opérateurs de filtrage peuvent alors être mémorisés en

138 et être utilisés dans la détermination des constituants de la forma-

tion suivant le procédé décrit ci-dessus et représenté dans le second

trajet de la figure 2.

Bien que l'invention ait été décrite en se référant à un mode de réalisation particulier, on peut y apporter différentes modifications sans sortir du cadre de l'invention. Par exemple, l'analyse du spectre

d'énergie des rayons gamma suivant la présente invention peut %tre ef-

fectuée en comparant des spectres de rayons gamma obtenus d'une autre manière que par la diffusion inélastique de neutrons rapides, tel que ceux produits par la capture de neutrons thermiques ou épithermiques,

ou par d'autres manières que par une irradiation de neutrons, par exem-

ple des spectres de rayons gamma naturels.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Procédé pour étudier la composition d'une formation terrestre traver-

sée par un sondage en comparant un spectre mesuré de rayonnement reçu de la formation avec des spectres standards, ledit spectre mesuré étant relevé à l'aide de moyens comportant un détecteur, lesdits spec- tres standards étant liés à des constituants supposés avoir contribué audit spectre mesuré et étant produits par des moyens comportant un détecteur, procédé consistant a) à relever ledit spectre mesuré, b) à supposer des valeurs pour les constituants de la formation et

c) à comparer les spectres standards, pondérés en fonction des cons-

tituants supposés avec le spectre mesuré pour obtenir une correspon-

dance satisfaisante entre les spectres standards et le spectre mesuré, caractérisé en ce qu'il consiste, avant l'opération b) à modifier lesdits spectres standards d'une manière qui réduit la différence entre la résolution du détecteur existant pendant la détection du spectre mesuré et la résolution du détecteur existant pendant la

formation des spectres standards.

2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'opéra-

tion de modification des spectres standards consiste à:

- former un ensemble d'opérateurs de filtrage et modifier les spec-

tres standards avec cet ensemble d'opérateurs de filtrage qui a pour but de fournir un ensemble de spectres standards filtrés; - former un spectre composite constitué par des spectres standards filtrés pondérés dont les coefficients de pondération fournissent

la meilleure correspondance entre le spectre composite et le spec-

tre mesuré; - comparer le spectre mesuré et le spectre composite; - former une indication de différence correspondant à l'écart entre le spectre mesuré et le spectre composite; et

- répéter lesdites opérations de formation d'un ensemble d'opéra-

teurs de filtrage de formation d'un spectre composite et de conpa-

raisonpour plusieurs combinaisons de pondération des spectres standards filtrés afin d'identifier un ensemble optimal d'opérateurs de filtrage associé à une indication de différence dont l'amplitude

est aussi faible que possible.

3. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'avant l'opé-

ration de formation d'un ensemble d'opérateurs de filtrage, il con-

siste à relever une indication de la température de la formation asso-

ciée audit spectre mesuré; et à n'effectuer l'opération de formation d'un ensemble d'opérateurs de filtrage, l'opération de comparaison,

l'opération de formation d'une indication de différence, et les pre-

mière et seconde opérations de répétition, que lorsque ladite indica-

tion de température relevée diffère d'une valeur supérieure à une valeur choisie d'une indication de température associée à un spectre

mesuré précédent pour lequel un ensemble optimal d'opérateurs de fil-

trage a été identifié.

4. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'opération

de modification des spectres standards consiste à effectuer une re-

cherche 'du chi minimum pour l'ensemble initial optimal d'opérateurs de filtrage sur une partie faiblement énergétique du spectre mesuré et à effectuer une recherche du chi minimum pour les opérateurs de filtrage optimaux sur une partie fortement énergétique du spectre

mesuré tout en s'assurant que l'ensemble final d'opérateurs de fil-

trage donne le même résultat de modification sur la partie faiblement énergétique du spectre que l'ensemble optimal initial d'opérateurs

de filtrage.

5. Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'il consiste à relever une indication de la température de la formation associée

audit spectre mesuré; et à n'effectuer lesdites opérations de forma-

tion d'un ensemble d'opérateurs de filtrage que lorsque ladite indi-

cation de température relevée diffère, d'une valeur supérieure à une valeur choisie, d'une indication de température associée à un spectre

mesuré précédent pour lequel un ensemble optimal d'opérateurs de fil-

trage a été identifié.

6. Dispositif pour étudier la composition d'une formation terrestre tra-

versée par un sondage par comparaison d'un spectre mesuré de rayonne-

ment reçu de la formation avec des spectres standards, ledit spectre

mesuré étant relevé à l'aide de moyens comportant un détecteur, les-

dits spectres standards étant liés à des constituants supposés avoir contribué audit spectre mesuré et étant relevés à l'aide de moyens comportant un détecteur, ledit dispositif comportant a) des moyens pour relever ledit spectre mesuré, b) des moyens pour comparer les

spectres standards avec le spectre mesuré pour obtenir une correspon-

dance satisfaisante entre une combinaison linéaire des spectres stan-

dards et le spectre mesuré, et caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour modifier lesdits spectres standards d'une manière qui

réduit la différence entre la résolution du détecteur existant pen-

dant la détection du spectre mesuré et la résolution du détecteur

existant pendant la formation des spectres standards.

7. Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens pour modifier les spectres standards comportent: - des moyens pour former un ensemble d'opérateurs de filtrage et modifier les spectres standards avec cet ensemble d'opérateurs de

filtrage qui a pour but de fournir un ensemble de spectres stan-

dards filtrés;

- des moyens pour former un spectre composite-constitué par des spec-

tres standards filtrés pondérés dont les coefficients de pondéra-

tion fournissent la meilleure correspondance entre le spectre com-

- posite et la spectre mesuré; - des moyens pour comparer le spectre mesuré et le spectre composite; - des moyens pour former une indication de différence correspondant à l'écart entre le spectre mesuré et le spectre composite; - des moyens pour répéter ladite formation d'un ensemble d'opérateur

de filtrage, ladite formation du spectre composite et ladite compa-

raison pour plusieurs combinaisons de pondération des spectres

standards filtrés afin d'identifier un ensemble optimal d'opéra-

teurs de filtrage associé à une indication de différence dont

l'amplitude est aussi faible que possible.

8. Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé en ce qu'il com-

porte des moyens pour relever une indication de la température de

la formation associé audit spectre mesuré; et des moyens pour n'au-

toriser lesdits moyens de formation d'un ensemble d'opérateurs de filtrage que lorsque ladite indication de température relevée diffère d'une valeur supérieure à une valeur choisie d'une indication de

température associée à un spectre mesuré précédent pour lequel un en-

semble optimal d'opérateurs de filtrage a été identifié.

9. Dispositif suivant la revendication 6,ceractérisé en ce que les moyens de modification des spectres standards comportent des moyens pour effectuer ule recherche du chi minimum pour l'ensemble initial

optimal d'opérateurs de filtrage sur une partie faiblement énergeti-

que du spectre mesuré; et des moyens pour effectuer une recherche du chi minimum pour les opérateurs de filtrage optimaux sur une partie fortement 'énergétique du spectre mesuré tout en s' assurant

que l'ensemble final d'opérateurs de filtrage donne le mÈme résul-

tat de modification sur la partie faiblement énergétique du spectre

que l'ensemble optimal initial d'opérateurs de filtrage.

10. Dispositif suivant la revendication 99 caractérisé en ce qu'il com-

porte des moyens pour relever une indication de la température de la

formation associée audit spectre mesuré; et des moyens pour n'effec-

tuer lesdites opérations de formation d'un ensemble d'opérateurs de

filtrage que lorsque ladite indication de température relevée diffè-

re, d'une valeur supérieure à une valeur choisie, d'une indication de température associée à un spectre mesuré précédent pour lequel

un ensemble optimal d'opérateurs de filtrage a été identifié.