NO751595L - - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte til undersøkelse

av borehull for å oppnå direkte indikering av hydrokarbonholdige jordformasjoner, hvor en sonde med en pulset kilde for hurtige nøytroner og en strålingsdetektor i innbyrdes avstand føres gjennomtf&borehullet, og jordformasjonene som omgir borehullet bestråles gjentatt med tog av hurtige nøytroner.

Ved undersøkelse av borehull med pulsede nøytroner er

det blitt vanlig praksis å anvende pulsede nøytroner for å bestemme vannmetningen og hydrokarboninnholdet i sand som om-

gir stålhylsen i borehullet. Undersøkelse ved hjelp av nøy-tronenes levetid er blitt overveiende- for dette, formål. Langsomme nøytroners, falltid eller levetid er et mål for. fallhastig-heten av de langsomme nøytroner i borehullets omgivelse. Slik måling kan uttrykkes i makroskopisk nøytronvirkningstverrsnitt Z. for jordformasjonene som omgir borehullet, Klor har forholdsvis stort virkningstverrsnitt for langsomme nøytroner i forhold til andre elementer som vanligvis finnes i jord-formas jnnene som omgir et borehull. Derfor påvirker klor levetiden for nøytronene mere enn andre vanlige opptredende elementer. Nøytrnnlevetiden eler falltiden er meget virknings-

full for bestemmelse av vannmetning i porer i jordformasjonene som omgir et borehull, når porene i slike formasjoner som'er fylt med olje og salt inneholder vann med stort klorinnhold. Langsomme nøytroners falltid eller levetid er mindre anvendbar for å skille olje fra ferskvann i jordformasjoner som inneholder- forholdsvis lite salt eller andre klorforbindelser.

En annen undersøkelse av borehull som anvendes i områder hvor nøytronenes levetid ikke kan anvendes med samme gode resultat som ønskelig, er undersøkelse ved hjelp av karbon/ oksygen. F.eks. anvendes i U.S.-patentskrifter nr. 3.780.301, 3.708.302 og 3.780.303 pulsede nøytroner for lokalisering å skille mellom olje og ferskvann de jordformasjoner som omgir et borehull. Ved denne teknikk anvendes uelastisk spredning av hurtige nøytroner, fra jordformasjjoner som omgir borehullet. Ved denne teknikk sendes det ut .tog av svært kort varighet

(ca. 5 mikrosekunder) med hurtige elektroner (14 MEV) fra en pulset nøytronkilde inn i jordformasjonene som omgir borehullet. Disse nøytroner spres uelastisk av elementer i stenstrukturen

i jordformasjonene og materialer som inneholdes i porene i denne. Denne uelastiske spredning bevirker utsendelse av gammastråler med høyt energiinnhold som er karakteristiske for elementene i stenstrukturen og materialene i porene i denne.

Uelastisk spredte gammastråler opptrer hovedsakelig

bare i løpet av det tidsrom nøytrontoget sendes ut fra den pulsede nøytronkilde. Detektorene som er anbrakt i sonden anvendes, for å detektere disse gammastråler som skyldes elastisk spredning.Ekstrémt høy telletakt for disse karakteriske uelastiske gammastråler opptrer ved denne fremgangsmåte. Telletakt under disse nøytrontog i størrelsesorden av 500.000 pr. sekund er ikke uvanlig. Spenningssignaler som representerer energien i gammastrålingene som detekteres under nøytrontogene sendes til overflaten og bearbeides i flerkanalpulsamplitude-analysatorer.. Ved denne fremgangsmåte er tellingene som skyldes uelastisk spredning av karbon og oksygen skilt fra andre uelastiske gammastråler på basis av energiinnholdet. Et forholdssignal som representerer den relative telletakt fra disse to elementer tilveiebringes.

Da forholdet mellom karbon og oksygen i hydrokarboner

er vesentlig høyere enn i vannmettet stand, kan denne fremgangsmåte anvendes, for direkte indikering av tilstedeværelsen av hydrokarbon i porer i jordformasjoner som omgir et med hylse forsynt borehull.

Som tidligere nevnt er denne fremgangsmåte belemret

med ulempen av høy telletakt under detekteringen av uelastisk gammastråling under utsendelse av tog av hurtige nøytroner fra en nøytronkilde. Ved foreliggende oppfinnelse blir denne ulempe i vesentlig grad overvunnet ved måling av opptak og aktivering av gammastråler heller enn uelastisk spredning av

gammastråler. Ved. foreliggende oppfinnelse detekteres opptak av gammastråler fra elementet hydrogen sammen med aktivering av opptatt gammastråler fra elementet oksygen. Da forholdet mellom hydrogen og oksygen hovedsakelig er forskjellig for hydrokarboner enn for vann, skal det oppnås en indikering av hydrokarboner i porene i jordformasjonene som omgir borehullet. Den høye telletakt som. følger med nøytrontogene blir vesentlig minsket. De informasjonsbærende spenningspulser som tilveiebringes nede i borehullet ifølge oppfinnelsen er lettere å be-arbeide uten ulempen ved pulssammentrengning som skyldes den høye telletakt.

Pulssammentrekningen er interferens som skyldes at de detekterte spenningspulser, følger tett etter hverandre i tid (overlapping) som resultat av gammastrålingen. Dette, fenomen bevirker.forvrengning av pulsene når de tilføres kabelen for overføring av data til overflaten. Foreliggende oppfinnelse gir tilfredsstillende skille mellom olje og vann i jordformasjonene som omgir borehullet uten at pulsforstyrrelsene kommer i betraktning.

Ved hjelp "av oppfinnelsen blir saltvann i porene i jordformasjonene og klor som befinner seg i saltvannet detek-tert ved anvendelse av selektive hjelpemidler for bestemmelse av gammastråletiden og energipassasjen. Ved oppfinnelsen blir både nøytronenes levetidoog klorinformasjbnen frembrakt samtidig med informasjon som gjelder hydrogen og oksygeninnholdet i disse jordformasjoner.

En hensikt med oppfinnelsen er- derfor å tilveiebringe en ny og brukbar fremgangsmåte til undersøkelse av tilstedeværelsen av hydrokarbon i jordformasjonene som omgir et borehull. En annen hensikt med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en fremgangsmåte, for å bestemme samtidig hydrokarboninnholdet og klorinnholdet samt levetiden av langsomme nøytroner i jordformasjoner som omgir et med hylse forsynt borehull.

Nok en hensikt med oppfinnelsen er å tilveiebringe en ny fremgangsmåte for direkte indikering av hydrokarbon og som unngår interferensproblemene som skyldes fullsammentrekning i overføringskabelen.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved at etter hvert

tog detekteres i et første tidsintervall gammastråling som

skyldes opptak av nøytroner i.elementet hydrogen i borehullets omgivelser, slik at det frembringes et første signal, og detekteres i et andre tidsintervall gammastråling som 'skyldes hovedsakelig bare opptak av nøytroner i elementet hydrogen eller i et annet element i borehullets omgivelser, slik at det frembringes et andre signal, at det. frembringes et resultantsignal av kombinasjonen av det. første og andre signal,-og at resultantsignalet registreres som funksjon av borehullets dybde.

Ytterligere trekk ved oppfinnelsen vil fremgå av kravene 2-21.

Oppfinnelsen skal nedenfor, forklares nærmere under henvisning til tegningene. Fig. 1 viser skjematisk utstyr for utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Fig. 2 viser tidsdiagrammer for de forskjellige funk-sjoner i utstyret på fig. 1. Fig. 3 viser et diagram for bestemmelse av levetid eller falltid for langsomme nøytroner i borehullets omgivelse. Fig. 4 viser energivinduer eller områder som anvendes for å bestemme å skille karakteristisk gammastråling fra forskjellige elementer ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Fig. 5 og 6 viser diagrammer for makroskopisk nøytron-virkningstverrsnittet og levetiden målt ved. fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen i forhold til kjent makroskopisk nøytron-virkningstverrsnitt og nøytronlevetid. Fig. 7 viser grafisk hvorledes reaksjonen av oljesoner og vannsoner kan bestemmes fra hydrogen-og o_ksygentelletakten som måles ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Fig. 1 viser et borehull 2 gjennom jordformasjoner 3, hvilket borehull er forsynt med en stålhylse 4 og. fylt med en væske 5-Stålhylsen 4 er innstøpt med-et sementsjikt 6 som tjener tii å hindre væskekommunikasjon mellom til hverandre

■grensende jordformasjoner 3.

Utstyret nede i borehullet omfatter en langstrakt væske-tett hul sonde 7 som under undersøkelsen senkes ned i hylsen 4 med klaring til denne. En kabel 8 som er ført over en blokk-skive 9 bærer sonden 7 i borehullet og tjener også til over-føring av elektriske signaler til og fra overflaten. Kabelen 8 kan være ase vanlig flerledet armert kabel for overføring av signaler mellom sonden 7 og apparatur på overflaten. På den annen side kan kabelen 8 hvis ønskelig være en armert koaksial eller triaksial kabel med bedre høyfrekvenskarakteristikk enn en flerlederkabel.

Sonden 7 inneholder en kilde 11 for hurtige nøytroner. Nøytrinkilden er en pulset nøytronkilde som arbeider på basis av deuterium-tritium reaksjon. I en slik kilde blir deuteriumjoner aksellerert ved hjelp av en høy spenning mot et mål som er impregnert med tritium. Den resulterende kjernereaksjon bevirker emisjon av nøytroner med 14 MEV. Det er imidlertid klart at oppfinnelsen ikke er begrenset til denne spesielle type nøytronkilde, men at andre typer nøytronkilde, f.eks. en.mekanisk pulset nøytronkilde kan anvendes så lenge denne gir nøytroner med tilstrekkelig energiinnhold.

En egnet strålingsdetektor bestående av et fotomulti-plikatorrør 10 og et detektorkrystall 12 er anordnet i sonden 7 for å detektere gammastråling som stammer fra innvirkning av de hurtige elektroner på materialer i jordformasjonene iog i porer i jordformasjonene som omgir borehullet 2. En strålings-skjerm 13 bestående av bly, jern, parafin eller et annet egnet materiale er anordnet mellom nøytronkilden 11 og detektorkrystallet 12. Dette minsker muligheten for at langsomme nøytroner skal nå detektorkrystallet 12 og bevirke nøytron-aktivering av jod eller natriumatomer i krystallet. Detektorkrystallet 12 kan omfatte f.eks. tallium som'er dopet med natriumiodid, cesiumiodid eller lignende aktiveringsmaterialer, og som er optisk koplet med fotomultiplikatorrøret 10.

Som kjent vil scintillasjonskrystallet 12' frembringe tydelige lysblink når en gammastråle passerer dette og bytter ut energi med krystallets gitterstruktur. Fotomultiplikator-røret 10 som er optisk koplet med krystallet leverer en spenningspuls hvis amplitude er proporsjonal med styrken av scintillasjonslyset som opptrer i krystallet 12. Styrken av scintillasjonslyset står i forhold til energien av gammastrålingen som bevirker scintillasjonslyset og derved frem bringes en spenningspuls av fotomultiplikatorrøret 10 med en amplitude som er en funksjon av energien i gammastrålingen som bevirker scintillasjonslys .i krystallet 12. Disse propor-sjonale spenningspulser siam leveres av multiplikatorrør 10 omfatter et detektorsignal som tilføres en lineær forsterker 17 via en diskriminator 18. Diskriminatoren 18 kan anvendes

for å skille ut eller eliminere f.eks. langsom bakgrunnsgamma-stråling som skyldes aktivering av selve detektorkrystallet.

Det kan anvendes et terskelnivå slik at bare pulser fra. foto-multiplikatorrøret 10 som overskrider en amplitude svarende til f.eks. 0,5 MEV gammastråling frembrakt ved kjernereaksjon i materialene som omgir borehullet. Langsommere bakgrunnsgamma-stråling som kan føre til pulssammentrekning eller pulsfor-styrrelse i kabelen kan elimineres.

Nøytronkilden 11 drives fortrinnsvis av en pulskrets 14

av vanlig utførelse. Pulskretsen 14 driver nøytronkilden 11 i forholdsvis korte intervaller. Pulskilden 14 kan styres f.eks.

"av en styrt pulsgenerator 20 som igjen styres fra en tidsreferanse-kilde 39 på overflaten. I dette utførelseseksempel er varig-heten av nøytrontogene fortrinnsvis ca. 1 millisekund.

Pulstogenes frekvens er således styrt fra referanse-tidskilden 39 på overflaten. Naturligvis kan tidsreferansekilden 39 også være anordnet i sonden ned i borehullet.

I utførelseseksempelet drives elektronkilden med en repetisjons frekvens på ca. 100 pulser pr. sekund. Hver nøytron-puls har en varighet på ca. 1 millisekund og de ni etterfølgende millisekunder mellom hver nøytronpuls omfatter intervallet i løpet av hvilket opptak og aktivering av gammastråling måles.

Virkemåten av portkretsene 40, 4l og 42 skal beskrives nærmere under henvisning til tidsdiagrammet på fig. 2. Portkretsen 40 åpnes umiddelbart etter avslutningen av en nøytron-puls som vist på fig. 2 og holdes åpen fra 1,1 millisekund etter begynnelsen av pulsen inntil 2,0 millisekunder etter begynnelsen av pulsen. Datasignaler fra sonden tilføres portkretsen 40

via en spektrumstabiliseringskrets 44 som anvender signaler fra pulsgeneratoren 20 for styring av forsterkningen i systemet på lineær måte. Her kan f.eks. teknikken som er beskrevet i U.S.-patents'krift nr.' 3 • 767.921 anvendes. Spektrumstabiliserings-

kretsen 44 detekterer en hver endring av forsterkningen av energidiskrimineringen eller pulsamplitudeanalysatoren 45

på fig. 1 og regulerer forsterkningen i systemet for å opp-rettholde lineæriteten av pulsamplitudeinformasjonen som til-føres via kabelen 8 og ledningen 13 på fig. 1.

De forsterkningsstabiliserte signaler tilføres fra spektrumstabiliseringskretsen 44 via en ledning 46 til portkretsene 40, 41 og 42. Portkretsen 4l forberedes av tidspulser fra tidsreferansekilden 39 for å slippe gjennom datapulser på ledningen 46 til etterfølgende kretser fra et tidspunkt 1,4

.millisekunder etter begynnelsen av nøytronpulstoget inntil

2,0 millisekunder étter dette. På samme måte forberedes portkretsen 42 ved hjelp av tidspulser. fra tidsreferansekilden 39 for å slippe gjennom datapulser i et intervall, fra 4 millisekunder etter begynnelsen av nøytrontoget til 9,8 millisekunder etter begynnelsen av nøytrontoget.

Datapulsene fra portkretsene 40, 4l og 42 tilføres inn-gangen i pulsamplitudeanalysatoren 45. Denne sorterer og lagrer summen av gammastrålepulser som opptrer i flere energiom-råder eller vinduer i gammastrålespekteret som tilføres fra sonden 7. Som det skal forklares nærmere nédenfor strekker et hydrogenenergiområde som er vist på fig. 4 seg frå 1,3 til 2,9 MEV og dette anvendes for å telle antallet spenningspulser

som representerer opptatt gammastråling fra elementet hydrogen i jordformasjonene som omgir borehullet. Pulser som opptrer på portkretsene 40 og 4l slippes gjennom til pulsamplitudeanalysatoren 45 i løpet av disse to tidsintervaller og skilles fra andre pulser som opptrer i disse to tidsintervaller ved hjelp av pulsamplitudeanalysaotran 45. Telleverdier som opptrer i dette hydrogenenergivinduet mens de to portkretser 40

og 4l er åpne er betegnet Hl og H2 på fig. 1. Mens portkretsen 40 er åpen, vil også et klorenergivindu som strekker seg fra 3,4 til 8,0 MEV i gammastråleenergispekteret på fig. 4 slippes gjennom. Disse pulser anvendes slik det skal beskrives nærmere nedenfor for klorundersøkelse. På samme måte vil oksygenenergivinduet som strekker seg fra 3,0 til 7,25 MEV på fig. 4 slippe gjennom portkretsen 42. Andre energipulser skilles ut under dette tidsintervall. Pulsamplitudeanalysatoren

45 tilføres telleverdiene for klor- og oksygenpulsene som

lagres i disse tidsintervaller og tilføres lederne som er betegnet Cl og 0 på fig. 1.

En regnemaskin 47 bestemmer de langsomme nøytroners levetid slik det fremgår av fig. 3- Etter hvert tog av hurtige nøytroner fra nøytronkildenlll nede i borehullet 7, bremses nøytronene hurtig ned i borehullet og danner langsomme nøytroner ved kollisjon med atomkjerner i jordformasjonene som omgir borehullet. De nedbremsede nøytroner opptas av kjernene med tilsvarende emisjon av karakteris.tåsk opptaksgammastråling. Hvis nøytronopptak som er det eneste som opptrer under tids-intervallet etter toget av hurtige nøytroner har nådd det langsomme likevektspunkt, vil nøytrontettheten N avta ifølge uttrykket:

hvor t er den tid som måles fra begynnelsestidspunktet t som følger etter ønøytrontoget ved hvilket nøytronene har nådd sitt langsomme likevektspunkt og Nq er den begynnende nøytron-tetthet ved t^, og y er de langsomme nøytroner egenfalltid.

Fig. 3 visér en eksponensiell fallkurve 50 i løpet av dette tidsintervall. Det skal bemerkes at portkretsene 40

og 4l leverer to tellesignaler Hl og H2 via pulsamplitudeanar lysatoren 45, som opptrer i hydrogenenergivinduet på fig. 4

i det tidsrom de to portkretser 40 og 4l er åpne og mottar datapulser. fra sonden. Disse portkretsers åpningstider er vist på fig. 3. Helningen av eksponensialkurven 50 er lik nøytronenes egenfalltid i jordformasjoner som omgir borehullet forutsatt at nøytrnnopptaket er det eneste som finner sted i løpet av dette tidsintervall. På grunnlag av telleverdiene som leveres av portkretsene 40 (1) og 4l (2) i hydrogenenergivinduet som representerer alle de langsomme nøytroner i borehullets omgivelser i de tidsintervaller da disse portkretser er åpne, kan■ helningen av kurven 50 måles på grunnlag- av tellingene i form av to punkter på eksponensiallinjen- hvorved helningen kan bestemmes på vanlig måte. Denne beregning av helningen utføres av regnemaskinen 47fofor nøytronenes levetid ved tilførsel av Hl og H2 som leveres av pulsamplitudeanalysatoren 45. Regnemaskinen 47 beregner helningen av eksponensial-

fallkurven og leverer utgangssignalet y til en registrerings-innretning 48 av vanlig art.

Registreringsinnretningen 48 er elektrisk eller mekanisk forbundet med blokkskiven 9 som antydet med den strekede linje 49 på fig. 1 slik at opptégningsmediet 51 be-. veges som funksjon av sondens dybde i borehullet,- for opp-tegning av'størrelser (nøytronlevetiden) og andre størrelser som skal beskrives nedenfor.

Det viser seg at det makroskopiske opptakstverrsnitt E for jordformasjonene som omgir borehullet er gitt ved uttrykket :

hvor E er angitt i opptaksenheter av hvilke en er lik

10~<5>CM2/CM3.

Da det makroskopiske nøytronopptaktverrsnitt E er en god indikator fdr arten av væske i porene i stenstrukturen som omgir borehullet og er særlig følsom for elementet klor som har et stort opptakstverrsnitt, kan denne informasjon være meget nyttig for å bestemme vannmetningen og oljemetningen i stenstrukturen i borehullets omgivelse. E eller y som bestemmes på denne måte i de åpne intervaller for portkretsene 40 og 4l på denne måte forutsetter at nøytronopptaket er den eneste prosess som finner sted. Nøytrondiffusjon og andre borehulleffekter kan bevirke at denne måling inneholder en liten feil. Fig. 5 og 6 representerer forholdet mellom y målt på den måte som er beskrevet under henvisning til fig. 1 og 3 og den målte verdi for ytbetegnetYCAL) hvor stenstrukturen har et kjent væskeinnhold og falltid for langsomme nøytroner. Kurven på fig. 6 viser forholdet mellom den målte y på ordinaten og den beregnede ypå abscissen. Denne kurve indikerer en liten korreksjons faktor som må anvendes ved bestemmelse av nøytronenes levetid eller falltid. Hvis måle-verdien som leveres av registreringsinnretningen 48 på fig. 1 er uttrykt i opptakstverrsnittet E eller en falltid y, viser fig. 5 på samme måte korreksjonsfaktoren mellom den målte E som beskrevet under henvisning til fig. 1, 2 og 3 og den be-

regnede E for den kjente jordformasjon.

Ved hjelp av. fig. 5 og 6 kan det målte 'makroskopiske tverrsnitt Z eller nøytronlevetiden y korrigeres, for andre effekter som. f.eks. nøytrondiffusjon og borehulleffekt etter disse kurver er tegnet opp på opptegningsmediet 51 på fig. 1. Alternativt kan korreksjonen utføres av regnemaskinen 47 for nøytronlevetiden og en korreksjonskurve feegnes opp direkte av registreringsinnretningen 48 på opptegningsmediet 51 på fig. 1. ■ Hvis ønskelig kan alle beregninger utføres av regnemaskinene

47j 52 og 53 på fig. 1 som kan være en liten digital regnemaskin som er tilsvarende programmert. Basisteknikken for klorundersøkelsen er beskrevet i U.S.-patentskrift nr.

3.219.820. Denne teknikk går ut på å iaktta tellingen av opptatt gammastråling i to, forskjellige deler av gammastråleenergispekteret svarende til hydrogenvinduet og klorvinduet på fig. 4. Når disse kurver har noen fall i telletakten for klor-kurven i. forhold til hydrogenkurven, som er større enn antatt som følge av variasjoner i borehullets størrelse eller unormale tilstander i skiferlagene (som følge av bor i skiferen) indikerer lavt klorinnhold i væsken i porene som omgir borehullet. Dette er en indikator på enten, ferskvann eller hydrokarbon. Kombinert med kurven for hydrogen-oksygenforholdet som utledes på den måte som er beskrevet nedenfor, vil unormale, forhold med. ferskvann bli f f jernet og de to kurver for målt klor kan indikere hydrokarboninnholde.t i jordformasjonene i borehullets omgivelse. Kvantitativ teknikk, for å bestemme klor kan utledes hvor hydrogentelletakten tegnes opp i forhold til klortelle-takten i områdene av interesse, dvs. de som viser uventet lav klortelletakt, og en gruppe kurver svarende til. forskjellig prosentvis vannmetning for forskjellige strukturmaterialer kan oppnås. Denne måling kan også gi kvantitativ informasjon om vannmetningen.

Regnemaskinen 52 for klormålingene bearbeider data for korreksjon av borehulleffekter på den måte som er angitt i det ovenfor nevnte U.S.-patentskrift. Kurvene som representerer tellehastighetene for hydrogen- og klorenergivinduene (fig. 4) under det intervall da portkretsen 40 er åpen, er tegnet opp på opptegningsmediet 51 av registreringsinnretninger 48 som funksjon av sondens dybde i borehullet. Dataene er utledet av regnemaskinen 52 fra energivindudataene Hl og Cl som leveres av pulsamplitudeanalysatoren 45.

Datapulsene fra sonden 7 opptrer i tidsintervallene i hvilket portkretsen 42 (3) er åpen og indikerer gammastrålene som frembringes ved aktivering av elementet oksygen i jord-formas jonene som omgir borehullet. Et signal 0 som representerer denne telletakt leveres av pulsamplitudeanalysatoren 4l på fig. 1. - Denne oksygeninformasjon i tillegg til Hl, dvs. telletakten i hydrogenvinduet da portkretsen 40 er åpen,

leveres som inngangssignal til regnemaskinen 53 for forholdet mellom hydrogen og oksygen. Regnemaskinen 53 leverer forholdet mellom de to telletakter. Disse data tilføres registreringsinnretninger 48 som tegner opp målekurven på oppteg-ningskurven 51 for verdien H som funksjon av sondens dybde i borehullet.

Fig. 7 viser til venstre tellerverdier H^som opptrer i hydrogenvinduet når portkretsen 40 er åpen og oksygentelle-verdiene som opptrer i oksygenenergivindu&t når portkretsen 42

er åpen. Hvis datapunktene i kjente oljesoner og kjente vann-soneriiakttas, fremgår det av fig. 7 at det er en større avstand mellom telleverdiene i hydrogenvinduet og oksygenyinduet i de to soner. Denne; forskjell i telletaktene er uavhengig av dtil-stedeværelsen av elementet klor i vannet i porene i stenstrukturen. Da hydrokarbon inneholder meget mindre oksygen enn vann i porene, er det klart.at i en oljesone vil regnemaskinen 53 for hydrogen-oksygenforholdet anta en meget større verdi i oljesonen enn en sone som inneholder enten ferskt eller salt vann. Hydrogen-oksygenforholdet som er tegnet opp på opptegningsmediet 51 er en direkte indikator for hydrokarbon i porene i jordformasjonene som omgir borehullet. Selv om det ikke er nevnt under henvisning til fig. 1 er det klart at sonden 7

nede i borehullet tilføres tilstrekkelig energi for drift av de elektriske kretser. Denne energi kan leveres fra en energi-kilde 54 på overflaten via ledere i kabelen 8 og omdannes til egnede matespenninger for anvendelse i sonden.

Claims (21)

1. Fremgangsmåte til undersøkelse av borehull for å oppnå direkte indikering av hydrokarbonholdige jordformasjoner, hvor en sonde med en pulset kilde for hurtige nøytroner og en strålings detektor i innbyrdes avstand føa?es gjennom borehullet, og jordformasjonene som omgir borehullet bestråles gjentatt med tog av hurtige nøytroner, karakterisert ved at etter hvert tog detekteres i et første tidsintervall gammastråling som skyldes opptak av nøytroner i elementet hydrogen i borehullets omgivelser, slik at det frembringes et første signal, og detekteres i et andre tidsintervall gammastråling som skyldes hovedsaklig bare opptak av nøytroner i elementet hydrogen eller i et annet element i borehullets omgivelser, slik at det frembringes et andre signal, at det frembringes et resultantsignal av kombinasjonen av det første og andre signal, og at resultantsignalet registreres som funksjon av borehullets dybde.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert v e d at den gjentatte bestråling av jordformasjonene som omgir borehullet skjer ved bestråling av formasjonene i ca.

1 millisekund med nøytroner med en hastighet på ca. 14 MEV.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at dannelsen av resultantsignalet består .ai dannelsen av et forholdssignal mellom det første og andre signal.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at detekteringen etter hvert tog skjer ved detektering i det første tidsintervall av gammastråling som skyldes opptak-av nøytroner av hydrogen, og detektering i det andre tidsintervall, som følger etter det første tidsintervall, gammastråling som skyldes radioaktivt sammenbrudd av ustabile iso-toper som dannes ved opptak av nøytroner i oksygen,

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert v ed at det første tidsintervall begynner ca. 0,1 millisekund etter avslutningen av nøytrontoget, og d&et andre tidsintervall begynner ca. 3 millisekunder etter nøytrontoget.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert ved at det. første tidsintervall har en varighet på ca. 0,9 millisekunder, og det andre tidsintervall har en varighet på ca. 5,8.millisekunder.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at detekteringen etter nøytrontogene skjer ved detektering i det første tidsintervall etter gammastråling som skyldes opptak av nøytroner i elementet hydrogen og. frembringelse av et signal H^ , og detektering i det andre tidsintervall gammastråling som skyldes 'opptak av nøytroner i elementet hydrogen og frembringelse av et signal H2 , og at resultantsignalet oppnås ved kombinering av signalene H1 og EL i et bestemt forhold for å utlede et signal som representerer langsomme nøytroners levetid i borehullets omgivelser.

8. • Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at det. første og andre tidsintervall har ulik varighet og overlapper hverandre.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 7 elelr 8, karakterisert ved detektering av et tredje tidsintervall etter nøytrontogenes gammastråling som skyldes opptak av nøytroner i' elementet oksygen i borehullets omgivelser,- frembringelse av et signal som representerer denne, og frembringelse av et forholdssignal av signalene som representerer elementene hydrogen og oksygen i borehullets omgivelser, og forholdssignalet registreres som funksjon av borehullets dybde.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 9, karakterisert ved at dannelsen av forholdssignalet skjer ved å danne forholdet mellom signalet EL og.det signal som representerer opptak av nøytroner i oksygenet.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 9 eller 10, karakterisert ved at det første tidsintervall begynner ca. 0,1 ms etter nøytrontoget, det andre tidsintervall begynner ca. 0,4 ms etter nøytrontoget, og det tredje tidsintervall begynner ca. 3,0 ms etter nøytrontoget.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 11, . karakterisert ved at det første tidsintervall har en varighet på ca. 0,9 ms, det andre tidsintervall har en varighet på ca.

0,6 ms, og det tredje tidsintervall har en varighet-på ca.

5,8 m.s

13. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at detekteringen etter nøytrontoget skjer i det. første tidsintervall ved detektering av gammastrålingen som skyldes opptak av nøytroner i hydrogenet i borehullets omgivelse og frembringelse av signalet H^, og i det andre tidsintervall i det minste delvis samtidig med det første tidsintervall, detektering av gammastråling som skyldes opptak av nøytroner i kloret i borehullets omgivelse og frembringelse av signalet 63S, og dannelse av resultantsignalet om-fattende frembringelsen av et signal C1(H ) i forhold til signalet H^ .

14. Fremgangsmåte ifølge krav 13, karakterisert ved frembringelse av signalet ved detektering av gammastråling som ligger i energiområdet 1,3 - 2,9 MEV, og frembringelse av et tellesignal som representerer denne.'

15. Fremgangsmåte ifølge krav 13 eller 14, karakterisert ved . frembringelse av signalet Cl ved detektering av gammastråling som ligger i energiområdet 3,4-8,0 MEV, og frembringelse av et tellesignal som representerer denne.

16. Fremgangsmåte ifølge krav 13, karakterisert ved i det andre tidsintervall etter nøytrontoget å detektere gammastråling som stammer fra opptak av nøytroner i hydrogenet i borehullets omgivelse og frembringelse av signalet H2 , og kombinering av signalene EL og H2 til et for-håndsbestemt forhold til et signal som representerer de langsomme nøytronersslevetid i materialet i borehullets omgivelse, hvilket forholdssignal også registreres som funksjon av borehullets dybde.

17. Fremgangsmåte ifølge krav 16, karakterisert ved frembringelse av signalene H, og H2 ved detek tering av gammastrålingen i nenergiområdet 1,3 - 2,9 MEV i første og andre tidsintervall, og frembringelse av et tellesignal som representerer denne.

18. Fremgangsmåte ifølge krav 16 eller 17, karakterisert ved at det tredje tidsintervall begynner va. 0,4 ms etter avslutningen av nøytrontoget og har en varighet på ca. 0,6 ms.

19. Fremgangsmåte ifølge krav 16, 17 eller 18, karakterisert ved detektering i det tredje tidsintervall etter nøytrontoget av gammastråling som skyldes opptak av nøytroner i oksygenet i borehullets omgivelse, og frembringelse av et signal som representerer forholdet mellom signalet og signalet 0,, hvilket forhold registreres som funksjon av borehullers 'dybde.

20. Fremgangsmåte ifølge krav 19, kaa rakteri-sert ved at frembringelsen av signalet 0 skjer ved detektering av gammastråling.i energiområdet 3,0 - 7,25 MEV i det fjerde tidsintervall, og frembringelse av tellesignaler som representerer dette.

21. Fremgangsmåte ifølge krav 19 eller 20, karakterisert ved at det fjerde tidsintervall begynner *ja. 3 ms etter avslutningen av nøytrontoget og har en varighet på ca. 5,8 ms.