专利名称：用于测量钻井特征和地层特性的方法和器具的制作方法
本申请请求保护的内容为以美国临时申请号为60/054,293，申请日为1997年7月31日的申请中的内容(代理备案号为20.2676)。
本发明总体涉及地层孔隙率的测量，尤其涉及根据环境因素的影响而补偿下套管的钻孔中所得到的孔隙率测量结果，包括水泥的厚度。
在确定地下地质层的特征而在科技和工艺上的改进方面，已经产生了一些先进的研究碳氢化合物地层的方法。一般地，测井井下仪穿过由相关地质层所包围的井孔。放置于测井井下仪上的放射源辐射地层。在测井井下仪上距中子源必要距离处设有探测设备。设于测井井下仪上的探测设备探测辐射的增强或减弱速度，该辐射的增强或减弱速度一般显示了相应于辐射的地质层特征。
最近，研究地质层，地层孔隙率，尤其是下套管的钻孔周围的孔隙率的现有工艺方法为补偿热中子井下仪法(CNL)。CNL井下仪一般由连续的中子源和两个中子中子探测器组成。中子井下仪用中子轰击下套管的钻孔和它周围的地层。在CNL井下仪上与发射源距离有两个预先设定间距的探测设备测量中子。处理由探测设备捕获的测量数据以研究下套管的钻孔周围的地质层孔隙率。该探测设备主要测量热中子，因为氢和中子之间有内在联系，捕获的中子可显示周围地质层的孔隙率。
在下套管的钻孔中使用CNL井下仪的一个问题是CNL井下仪只测量热中子。在下套管的钻孔中存在很多因素利于热中子的吸收。一个因素是用于胶结套管的盐水中的氯气。该盐水中的氯气起到吸收热中子的作用。另一个因素是由下套管的钻孔中的钢套管吸收热中子。热中子的吸收降低了中子源测量数据的精确性，用中子源测量可以使地层孔隙率的测量具有很高的质量。
在下套管的钻孔中使用CNL井下仪的另一个问题是在处理所需数据的步骤中，下套管的钻孔的水泥圈层假设为已知因素。而在很多情况下并不确切地知道下套管的钻孔中水泥的厚度。由于一定数量的水泥仅仅是浇在井孔的井套周围，尤其是这样。许多假设的水泥圈层的厚度并不准确。因此由于对下套管的钻孔的水泥圈层厚度估计不准确，从而可连累使用CNL井下仪计算地层孔隙率数据。
另一种测井井下仪，即加速器孔隙率井下仪(APS)，是用于开口井孔的现有技术的井下仪。该APS采用电子加速器发生器代替了连续中子源。APS井下仪一般包括中子源，紧邻中子源的中子探测设备，一套距离中子源为中间位置的阵列探测设备和远离中子源的中子探测设备。APS提出了三种不同的孔隙率测量和地层∑测量。APS包括中子源，该中子源可以产生脉冲中子输出，这使得能作出∑和中子的慢化时间测量。因为APS井下仪可以得到较高能量中子产额，所以超热中子测量法变得更可行。
使用超热中子探测器大大减少了吸收地层中可能的热中子吸收体的影响，为地层孔隙率提供了更精确的数据。另外，在开口井孔中所用的APS器具一般带有井下仪间隙器。由于对应于慢化时间分析的较浅深度的研究，井下仪间隙器极大影响了测量。当计算地层孔隙率时，必须将支座的影响考虑到计算中去。利用综合中子计数速率比和随慢化时间的测量结果，来减小井下仪间隙器的影响。尽管APS井下仪比CNL井下仪有很大改进，但现在APS仅用于开口井孔分析中。
本发明的目的在于克服或至少是减少上述一个或更多的问题的影响。
本发明提出了一种测量地质层孔隙率的方法。本发明的方法还包括产生中子脉冲，该中子脉冲将中子释放进入第一区域和围绕第一区域的地质层。探测中子并利用至少两个中子源到中子探测器的间距获得大量中子探测器计数率。在一段间距中需定时测量以测量探察的第一深度。需要有中子探测器计数率的比值来测量探察的第二深度。利用至少一个时间测量和中子计数率的比值计算表观孔隙率。对应于至少一个中子中子探测器计数率和定时测量结果的比值，计算出第一区域对所计算的表观孔隙率的影响。通过对于所确定的第一区域的影响校正表观孔隙率来计算地层孔隙率。
本发明还提供了获得井特征和地质层构成数据的装置。本发明的装置包括一个腔室。该腔室中的中子源用来将中子送入与井相连的区域中。该装置还包括可通过中子源产生中子脉冲的器件。第一超热中子探测设备置于腔室中并与中子源有间距。该装置还包括能通过第一超热中子探测设备获得远端中子计数率的器件。第二超热中子探测设备置于腔室中，与中子源有间距，并位于中子源和第一超热中子探测设备的中间。该装置还包括可以通过第二超热中子探测设备获得的近端中子计数率的器件。第三超热中子探测设备置于第一和第二超热中子探测设备中间的腔室中。该装置还包括可以通过第三超热中子探测设备获得的阵列中子计数率的器件。该装置还包括可接收从第一，第二，第三超热中子探测设备处得到的电信号的器件，该信号显示了由各探测设备探测到的中子的数目。该装置还包括可以从近端中子探测设备，阵列中子探测设备和远端中子探测设备中的至少一个探测设备处得到的定时测量结果的器件，以测量探察的第一深度。该装置还包括获得近端中子计数率与阵列中子计数率之比值和近端中子计数率与远端中子计数率之比值中的至少一个比值的器件，以测量探察的第二深度。该装置还包括利用至少一个定时测量结果和近端中子计数率与阵列中子计数率之比值以及近端中子计数率与远端中子计数率中的至少一个比值，来计算与井相连区域的孔隙率的器件。
可以参照下述附图和说明理解本发明，其中相同标号表示相同元件，其中
图1为本发明装置一个实施例的图；图2所示的为本发明中一个实施例的方法的方块图；图3为本发明一个方法的图，示出了向下看下套管的钻孔的透视图，其中示出了多种探察深度；图4所示的图示出了两个不同探察深度之间的关系；图5示出了图2中一个步骤(块230)的更详细的图示的一张方块图；图6示出了用阵列超热中子探测设备测量的中子计数和时间之间的关系；图7示出了本发明一个实施例中中子脉冲和测量周期的一张图；图8示出了图2中一个步骤(240)的更详细的图示的一张方块图。
下面参照附图和具体实施例以作详细阐述，同时本发明不排除还有其它的修正和其它形式。应该理解，本发明并不限于具体实施例，相反，而是在不偏离所附的权利要求所限定的构思和范围的情况下，覆盖了所有的修正，等价代换和其它变化。
在计算地质层中油和气体的潜在产量时涉及许多因素。一种计算油和气体潜在产量的重要因素是油井和气井(此后都称作井)周围地层的孔隙率。地质层的孔隙率与井周围材料中的间隙数量有关。许多下套管的井的孔隙率并不为人所知。商标为Schlumberger的加速器孔隙率井下仪也已适用于测量下套管的和注水泥的钻孔的地层孔隙率，该井下仪采用电子加速器中子发生器，原应用于开放的井孔以确定地质层的孔隙率。
图1示出了本发明的一个实施例，为基于中子的测井井下仪110的示意图。该基于中子的测井井下仪110包括适于产生中子脉冲的普通中子源120。基于中子的测井井下仪110产生的中子脉冲包含10微秒宽的脉冲。基于中子的测井井下仪110还包括三个超热中子探测设备或中子探测器130,140,150。其中一个超热中子探测设备设置在紧靠中子源120的下侧，叫作近端超热中子探测设备130。本实施例中的近端超热中子探测设备130可以包括多个超热中子探测设备，它们排列在与单个中子探测设备同样有效地起作用的位置。
在同一实施例中位于相同高度的另一组超热中子探测设备设置在近端超热中子探测设备130下端，远离中子源120的位置，叫作阵列(或中间)探测设备140。在另一实施例中，单个超热中子探测设备可以代替该阵列探测设备140。另一超热中子探测设备，超热中子探测设备150设置在阵列探测设备140的下端，离中子源120最远。
基于中子的测井井下仪110还包括电路160，该电路160与近端超热中子探测设备130，阵列探测设备140和远端超热中子探测设备150电子连接，并收集从中子探测设备130,140,150得到的数据。基于中子的测井井下仪110还包括可以聚集中子探测设备130,140,150的检测结果的背面屏蔽材料170。由基于中子的测井井下仪110收集的数据返回到地面电路(未示出)，以进行数据收集和进一步的数据处理。由基于中子的测井井下仪110收集的数据用来计算所需探察井的周边地质层的孔隙率，和下套管的钻孔的某些其它特征，如水泥圈层。在另一个实施例中，基于中子的测井井下仪110含有两个或两套超热中子探测设备，代替了三套超热中子探测仪。图示实施例中的另外的那套中子探测设备可以进行另一深度的探察，从而使得到的数据更精确。
图1还示出了放置在井孔175中的基于中子的测井井下仪110。该井孔175由套管材料包围，在此实施例中为钻井套管钢180。该钻井套管钢180由钻井套管水泥185环绕，而钻井套管水泥185又由地下地层190包围。
图2示出了本发明主要操作方法的流程图。块210为本发明规定的方法的第一步。在块210中，中子源120发射中子脉冲。由中子源120发射的中子穿过套管材料和下套管的钻孔的周边地质层。本发明的中子探测仪，近端超热中子探测设备130，阵列探测设备140和远端超热中子探测设备150检测处于超热能量状态的中子，如块220所示。在一个实施例中，本发明的中子探测设备设计为可滤出处于热能量状态的中子，由此只探测处于超热能量状态的中子。热中子大体不能测到，因为滤出了热中子，可以提高计算地质层孔隙率的精确度。
在如块210所示由中子源120发射出中子后，不同间隔处的两个或更多中子探测设备130,140,150探测超热中子。在一个实施例中，如图1所示有三组中子探测设备130,140,150。图3示出了本发明下套管的钻孔的一个实施例的典型的顶部剖面图。在井孔175处设有基于中子的测井井下仪110。井孔175由包含有钻井套管钢180和钻井套管水泥185的套管材料包围，该包含有钻井套管钢180和钻井水泥185的套管材料又被地下地层190所包围。
近端超热中子探测设备130产生一个中子的计数率叫作近端中子计数率(N)。阵列探测设备140产生一个中子的计数率叫作阵列中子计数率(A)。远端超热中子探测设备150产生一个中子的计数率叫作远端中子计数速率(F)。近端中子计数率与阵列中子计数率的比值(N/A)和近端中子计数率与远端中子计数率的比值(N/F)产生了两个不同的探察深度。
探察深度与中子探测设备分析距离基于中子的测井井下仪110多远有关。较浅的探察深度340与慢化时间分析有关，下面将讨论到。中等探察深度的350与近端中子计数率和阵列中子计数速率的比值(N/A)有关。深的探察深度360与近端中子计数率和远端中子计数率的比值(N/F)有关。
图4示出了两个不同深度的探察之间的关系。x轴410为在下套管的钻孔中超过套管壁向地层中延伸的深度。y轴420为相对于比值N/A和慢化时间的测量结果的标准特征曲线。与慢化时间有关的标准特征曲线图(SDT)由SDT曲线430示出。与N/A比值有关的标准曲线图由N/A曲线440示出。本领域普通技术人员可知，根据SDT曲线430和N/A曲线440的关系，慢化时间分析得出比由N/A比值得出更浅的探察深度。
聚焦中子探测设备可以进一步控制多种深度的探察。聚焦中子探测设备由背面屏蔽图1所示的三个中子探测设备完成。图1所示的三个中子探测设备的将探测设备130,140,150聚焦在与背面屏蔽方向相反的方向，限制并汇聚较浅，中等，较深的探察深度340,350,360。从三个不同中子探测设备130,140,150收集的数据提供下套管的钻孔周围的套管，水泥和地质层的特征信息。应用相对不同因有探空挡深度的多种计算可以对于井孔周围环境的变化而更准确的进行校正，如对于洞口尺寸，套管厚度和水泥的厚度。通过综合三种探察深度的信息和由实验室测量值及不同地层的几种套管和井孔尺寸的模型结果组成的数据库，可以确定这些校正值。
图2的块230示出了近端，阵列和远端计数速率(N,A,F)和慢化时间测量值转化成三种不同探察深度的测量值，即所谓的N/A比值，N/F比值和慢化时间(SDT)。在一个实施例中，三个测量值进一步转化成反映井周围地质层的表观孔隙率的数据。该表观孔隙率为附近地质层的孔隙率。图5更详细地示出了图2中块230所述的步骤。
近端，阵列和远端计数率(N,A,F)换算成比值以计算表观孔隙率。在块510中计算近端中子计数率与阵列中子计数率的比值(N/A)。N/A比较导致近端-阵列表观孔隙率如块520所示。在块530中计算近端中子计数率与远端中子计数率的比值(N/F)。N/F比值导致近端-远端表观孔隙率如块540所示。由于中子源120和中子探测设备130,140,150之间的不同间距而产生了N/A比值和N/F比值。
图5示出了包含计算慢化时间在内的对地层孔隙率计算的另一部分，如块550所示。一旦进行慢化时间的分析，则数据便转化成块560的表观孔隙率。慢化时间提供了相对浅深度的探察。
在地层中存在的各种原子核和它们各自中子散射和吸收横截面控制中子穿过地质层。超热中子慢化时间的确定可从总体衰变的分析中得到。在慢化过程中，尤其是在较低中子能量状态下，氢是一个主要的元素。在较高中子能量状态下，从其它元素的弹性和非弹性散射(这对本领域普通技术人员是显而易见的)更为重要，可以帮助确定中子云的尺寸，从而确定在地层中中子慢化的距离。
图6示出了在实验室地层中，五分钟周期内的超热中子的时间分配，该实验室地层为零孔隙率，中等孔隙率和高孔隙率石灰石与带有中子探测仪(或探测设备)的测井井下仪构成的实验室地层，该中子探测仪(或探测设备)在8″井孔和在表示为100p.u的无限水箱中完全偏心。整体超热中子数目随孔隙率的增加而减少。为了便于比较在实验室中的衰变速率，在零孔隙率地层中的中子裂变之后立即将所有测量值标准化为计数率。在较低到中等孔隙率中，地层孔隙率衰变速率的敏感性较突出，而在较高孔隙率中，对衰变速率不很敏感。测量值由25KHz的频率和10sec(10微秒)长的中子脉冲形成，随后的是图7所示的30sec的观察周期。
参见图2和5，这对，中子计数速率和慢化时间测量值转化成由多种深度的探察而得到的速率和定时测量值。另外，表观孔隙率由本发明所述的三种计算(N/A速率，N/F速率和慢化时间)中的每一个计算过一遍，如图2中的块230和图5所示。图2中直线235示出了表观孔隙率。其次，计算下套管的钻孔的水泥圈层，由中子计数率和定时测量值计算的表观孔隙率根据如水泥圈层、套管尺寸和套管厚度这样一些因素进行校正，如图2中块240所示。图8示出了图2中块240所示步骤的详细情况。
在图8中，表观孔隙率连同一个大的测量值数据库的输入用来计算水泥圈层，该表观孔隙率由N/A比值，N/F比值和慢化时间计算，该数据库由跨越相关的环境参数范围的测量值组成。水泥圈层用上述一系列数据和相近数据库数值上的加权多重线性回归技术(WMLR)计算，如块810所示。将已知的套管尺寸和套管厚度输入水泥圈层的计算值，以校正该水泥的计算值，如块820所示。一旦完成了水泥圈层的计算，根据水泥圈层，套管尺寸和厚度，和从数据库得到的信息，采用WMLR技术校正表观孔隙率，如图8中的块830所示。
下面描述用WMLR技术计算水泥圈层的实施例，和用WMLR技术根据套管尺寸，套管孔和其它输入的数据进行校正的实施例。
在一个实施例中，利用多项式类型的关系进行从中子计数率比值到表观孔隙率的转换(如图5中块520和540所示)，并进行从慢化时间到表观孔隙率的转换(如图5中的块560所示)，该多项式类型的关系由标准参考条件下的井下仪的特性曲线来确定。该技术为本领域普通技术人员所公知，并经常用于开口井孔中子孔隙率测量技术中。另外，该技术还可扩展到下套管的钻孔的环境中。在最佳实施例中，最佳条件为7″OD套管并以291b/ft套管位于8.5″下套管的孔中心，在室温用清水加入井孔，然后加压。
随后进行外界条件的校正，当不在最佳的标准环境中时，需考虑井下仪特性曲线的差异。传统的确定环境校正值的方法已开发具体的方程，该方程为表观孔隙率和所有环境参数的函数。每一环境参数的影响不独立于其它参数，所以该方程为多维方程。许多环境影响不能很容易地直接由分析方程得出，该方程对于所遇到的全部范围的环境参数都有效。
在一个实施例中，中子孔隙率的测量技术利用上述方法，该方法提出了用跨越各种所有相关的环境参数的测量数据库进行校正。在下套管的钻孔环境中，处理套管和水泥的存在，参数数目的进一步增长超过了用于开孔测量的参数数目。这里已考虑到了套管尺寸，套管厚度，水泥厚度和水泥类型的变化。而不是将附加环境影响加进分析方程中，以进行校正，在US5699246专利中提出了确定下套管的钻孔孔隙率的技术的一个实施例，可对其整体进行参考。利用这种方法，在相近数据库数值上，应用加权多重线性回归(WMLR)技术动态地确定表观孔隙率、环境参数和真实量之间的关系。该方法同时还处理许多所需的环境校正，并可相当程度地避免在趋近法基础上的普通方程。
用于WMLR方法中的结构和术语是基于这样的判定，即特殊未知的“非独立”变化值(如地层孔隙率)是大量独立量的函数，如表观孔隙率和套管参数。该非独立量通常是一些未知的地层或井孔特征，而独立量是不同的井下仪特性曲线测量结果和环境情况。对本发明的下套管的钻孔的中子孔隙率井下仪而言，非独立变量也可以是孔隙率校正或水泥圈层。独立的变量为从N/A比值，N/F比值和慢化时间所得到的表观孔隙率(图2的直线235)；环境参数为套管尺寸和套管厚度，如图8中块820所示。
当独立变量的数目较大时，独立和非独立的变量之间的关系很复杂并很难具体确定。通过大量实验室测量值和各种情况下的井下仪特性曲线，可以确定。这数据库间接地包含了使井下仪特性曲线与环境情况和所需的非独立变量相关的信息。在典型的测井状态中，在每一个深度(或观测点)下，需要一系列独立变化量的值，也可以得到一系列相应的非独立变量的值。WMLR方法提出假设，即非独立量与紧邻于观测点的数据库位置紧密相关。例如，观测点的孔隙率与距离观测点最近的数据库测量值的孔隙率相关。
非独立的变量可表示成与其最近的近邻的某些组合。该过程由WMLR方法如下格式化给出一系列观测点的独立变量，(1)在数据库中确定最近的近邻；(2)在该数据库的这个近邻开发非独立和独立变量之间关系的简单模型；(3)应用上述模型确定特定观测点的非独立变量值。
在下套管的钻孔的中子测井井下仪的应用的实施例中，可一个应用单独的WMLR方法确定水泥圈层并校正水泥圈层，套管尺寸和套管厚度，以得到经校正的表观地层孔隙率245。在另一实施例中，如图8所示有两个单独的WMLR方法。第一个WMLR方法用于计算水泥圈层，如图8中块810所示。其次，将第一个WMLR方法得出的值用于第二个WMLR方法中，如块830所示。这样提供了在套管和地层之间水泥圈层中的材料柱的测量值，该值可用作地层孔隙率测量值量的指示。大的水泥圈层一般反映出校正精度不好，因为绝大多数中子不能到达相关的地层，同时小的水泥圈层可以更精确地校正水泥圈层，由此可以使地层孔隙率的测量更精确。
在计算了水泥圈层并根据水泥圈层，套管尺寸，套管厚度和数据库信息校正了表观孔隙率之后，如块240所示，可以得到表观地层孔隙率。表观地层孔隙率如图2中的直线245所示。
如图2中块250所示，可以根据其它环境因素，如钻孔温度，压力和含盐量校正表观地层孔隙率。一旦根据环境因素校正了表观地层孔隙率，下套管的钻孔周围的地质层的孔隙率将相当精确，在直线260上。井周围的地质层中的孔隙率的密度是很重要的。孔隙率的密度对于确定井中油和气体的潜在产量水平是重要因素。高密度的孔隙率一般说明油和气体的产量较高。
虽然上面已描述了本发明的优选实施例，但应理解在不偏离本发明构思的条件下可在本申请公开的内容的基础上由本领域普通技术人员进行各种修改和变换。本发明不仅限于前述说明，本发明的独占权打算由下述权利要求书来确定。
权利要求
1.一种确定地质层孔隙率的方法，它包括产生中子脉冲，该脉冲将中子释放进入第一区和围绕所述第一区的地质层；利用至少两个中子源到中子探测器的间距检测中子并获得许多中子探测器计数率；在其中一个所述间距处获得定时测量结果以测量探察的第一深度；获得中子探测器计数率的第一比值来测量探察的第二深度；利用至少一个所述定时测量结果和中子计数率的比值计算表观孔隙率；对应于至少一个所述中子探测器计数率比值和所述定时测量结果，确定所述第一区对所述计算出的表观孔隙率的影响；根据所确定的所述第一区的影响校正所述表观孔隙率而计算地层孔隙率。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述产生中子脉冲，该脉冲将中子释放进入所述第一区的步骤包括产生中子脉冲，将中子释放进入下套管的钻孔中的水泥圈层。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于还包括获得所述中子探测器计数率的第二比值，以测量探察的第三深度，其中所述确定影响的步骤包括相应于所述第一和第二比值及所述定时测量结果，确定所述水泥圈层对所述表观孔隙率的影响。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述产生中子脉冲，该脉冲将中子释放进入第一区的步骤包括产生中子脉冲，该脉冲将中子释放进入下套管的钻孔中的所述水泥圈层和下套管的钻孔的套管中，还包括获得所述中子探测器计数率的第二比值，以测量探察的第三深度，其中所述确定影响的步骤包括相应于所述第一和第二比值及所述定时测量结果，确定所述套管和所述水泥圈层对所述表观孔隙率的影响。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述产生中子脉冲，该脉冲将中子释放进入所述第一区的步骤包括产生中子脉冲，该脉冲将中子释放进入开放式井中的间隙区域中。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于所述产生中子脉冲，该脉冲将中子释放进入第一区的步骤包括产生中子脉冲，该脉冲将中子释放进入开放式井中的所述间隙区域中和开放式井的泥饼中，还包括获得所述中子探测器计数率的第二比值的步骤，以测量探察的第三深度，其中所述确定影响的步骤包括相应于所述第一和第二比值及所述定时测量结果，确定所述套管和所述水泥圈层对所述表观孔隙率的影响。
7.一种确定下套管的钻孔周围地质层孔隙率的方法，它包括产生中子脉冲，该脉冲将中子从中子源处释放进入与井邻接的区域；利用至少两个中子源到中子探测器的间距检测中子并获得许多中子探测器的计数率；在其中一个所述间距处获得定时测量结果以测量探察的第一深度；获得所述中子探测器计数率的比值来测量探察的第二深度；利用所述定时测量结果和所述中子计数率的比值中一的至少一个计算表观孔隙率；相应于所述中子探测器计数率的比值和所述定时测量结果中的至少一个，确定钻井套管对所述算出的表现孔隙率的影响；在所述中子计数率比值与所述定时测量结果的基础上计算水泥圈层；通过根据所述套管和水泥圈层校正所述表观孔隙率来计算地层孔隙率。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于所述检测中子的步骤包括将所述探测设备聚集到预定区域。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于所述计算中子计数率的步骤包括获得近端中子计数率；获得中间中子计数率；获得远端中子计数率。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于所述获得近端中子计数率的步骤是利用与中子源处于近间距位置的中子探测设备完成。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于所述获得中间中子计数率的步骤是利用与中子源间距为中等的中子探测设备完成。
12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于所述获得远端中子计数率的步骤是利用与中子源间距远的中子探测设备完成。
13.根据权利要求7所述的方法，其特征在于所述计算定时测量结果的步骤包括确定中子计数衰减所需的时间周期。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于所述确定中子计数衰减所需的时间周期的步骤包括超热中子衰减所需的时间周期。
15.根据权利要求7所述的方法，其特征在于所述获得中子探测器计数率比值的步骤包括产生近端-阵列比值，其中所述近端-阵列比值为从所述近间距得到的数据与从所述中等间距得到的数据的比值，将所述近端-阵列比值转化为表观孔隙率。产生近端-远端比值，其中所述近端-远端比值为从所述近间距得到的数据与从所述远间距得到的数据的比值，将所述近端-远端比值转化为表观孔隙率。
16.根据权利要求7所述的方法，其特征在于所述计算定时测量结果的步骤包括计算中子慢化时间，并将所述慢化时间转化为表观孔隙率。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征正在于所述计算所述中子慢化时间的步骤包括紧接着进行所述中子脉冲，对于一段预选的时间周期，测量中子计数率的衰减。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于所述预选的时间周期约为30微秒。
19.根据权利要求7所述的方法，其特征在于所述计算水泥圈层的步骤包括来自从数据库中输入的数据，以对附近的数据库数值上进行加权多重线性回归分析。
20.根据权利要求7所述的方法，其特征在于根据所述水泥圈层和其它井孔变量进行所述校正的步骤包括利用从所述数据库输入的值来对附近的数据库数值上进行加权多重线性回归分析。
21.一种获得井特征和地质层数据的装置，该装置包括一个腔室；在腔室中的中子源，用来将中子发送进与井相连的区域中；通过所述中子源产生中子脉冲的器件；置于所述腔室中并与中子源有间距的第一超热中子探测设备；通过所述第一超热中子探测设备获得远端中子计数率的器件；第二超热中子探测设备，它位于所述腔室中，与所述中子源有间距，并位于所述中子源和所述第一超热中子探测设备的中间；通过所述第二超热中子探测设备获得的近端中子计数率的器件；第三超热中子探测设备，它位于所述第一和第二超热中子探测设备中间的所述腔室中；通过所述第三超热中子探测设备获得的阵列中子计数率的器件；接收从所述第一，第二，第三超热中子探测设备处得到的电子信号的器件，该信号显示了由所述探测设备探测到的中子的数目；从所述近端中子探测设备，阵列中子探测设备和远端中子探测设备中的至少一个探测设备处得到的定时测量结果，以测量探察的第一深度的器件；获得所述近端中子计数率与所述阵列中子计数率之比值以及所述近端中子计数率与所述远端中子计数速率之比值中的至少一个比值，以测量探察的第二深度；利用至少一个所述定时测量结果和所述近端中子计数率与所述阵列中子计数率之比值以及所述近端中子计数率与所述远端中子计数率之比值中的至少一个比值，来计算与所述井邻接的所述区域的孔隙率的器件。
22.根据权利要求21所述的装置，其特征在于所述由所述中子源发射的脉冲约为10微秒长。
23.根据权利要求21所述的装置，其特征在于还包括将所述第一和第三超热中子探测设备聚集在预先设定的方向的器件。
24.根据权利要求21所述的装置，其特征在于所述第三超热中子探测设备包括多个排成阵列的中子探测器。
25.一种获得井特征和地质层数据的装置，它包括产生中子脉冲的器件，该脉冲将中子释放进入第一区和围绕所述第一区的地质层；利用至少两个中子源到中子探测器的间距检测中子并获得许多中子探测器计数率的器件；在其中一个所述间距处获得定时测量结果以测量探察的第一深度的器件；获得导所述中子探测器计数率的比值来测量探察的第二深度的器件；利用所述定时测量结果和所述中子计数率的比值计算表观孔隙率器件；相应于所述中子探测器计数率的比值和所述定时测量结果确定所述第一区域对所述算出的表现孔隙率的影响的器件；通过根据所确定的所述第一区的影响校正所述表观孔隙率来计算地层孔隙率的器件。
26.根据权利要求24所述的器具，其特征在于还包括根据环境因素校正所述表观地层孔隙率的器件。
全文摘要
本发明提供一种确定下套管的钻孔周围地质层孔隙率的方法和装置。该方法包括产生中子脉冲,该脉冲将中子从中子源处释放进入与井邻接的区域。利用至少两个中子源到中子探测器的间距检测中子并获得许多中子探测器计数率。在其中一个间距处获得定时测量来测量结果探察的第一深度。获得中子探测器计数率的比值来测量探察的第二深度。利用定时测量和中子计数率的比值计算表观孔隙率。相应于中子探测器计数率的比值和定时测量结果确定钻井套管对所算出的表现孔隙率的影响。在中子计数率与定时测量比值的基础上计算水泥圈层。通过根据套管和水泥圈层校正表观孔隙率来计算地层孔隙率。
文档编号E21B49/00GK1209500SQ98117548
公开日1999年3月3日 申请日期1998年7月31日 优先权日1997年7月31日
发明者N·I·维杰耶瑟克拉, H·D·斯科特 申请人:施卢默格海外有限公司