Brevet FR2010043A1 — publié le 19700213

-1- 2010043 La présente invention se rapporte, d'une manière géné-. raie, à un procédé et à un appareil permettant d'effectuer des études radiologiaues de formations géologiques souterraines traversées par un trou de sonde et, plus particulièrement, à un 5 procédé et à un appareil perfectionné utilisant les neutrons pour étudier le mouvement de fluides dans le trou de sonde et dans les formations entourant celui-ci. De nombreux procédés ont été mis au point antérieurement pour localiser des formations poreuses ou perméables à travers 10 lesquelles on a foré un trou de sonde. Parmi ces procédés, on peut citer ceux qui utilisent un fluide rendu radioactif par addition de substances telles que l'iode 131, le xénon 133» le palladium 109» le cérium 144, le cérium 141 et l'osmium 191. Après 1*injection du fluide véhiculant le traceur dans le trou 15 de sonde, on utilise un détecteur de rayonnement pour déterminer la répartition du traceur. Par exemple, le fluide peut être refoulé dans une zone poreuse cependant que le traceur radioactif se dépose sur la surface de cette zone. Ainsi, le détecteur est capable de marquer les surfaces de telles zones poreuses. Toute-20 fois, dans cet exemple où le fluide injecté est choisi à dessein de façon qu'il présente des caractéristiques empêchant le traceur lui-même de se diffuser dans la zone poreuse, le procédé ne peut fournir une indication de la mesure dans laquelle le reste du fluide se diffuse dans la formation. 25 En conséquence, l'invention a principalement pour objet de créer un procédé et un appareil perfectionnés permettant de déterminer les caractéristiques des formations entourant un trou de sonde. L'invention a encore pour but de créer un procédé et un 30 appareil perfectionnés permettant d'effectuer, au moyen d'un traceur radioactif, une étude du mouvement de fluides dans des trous de sonde. Un autre but de l'invention est de créer un procédé et un appareil perfectionnés faisant entrer en jeu des fluides in-35 jectés utilisés pour l'exploration de trous de sonde et déterminant à la fois les concentrations en traceurs radioactifs de ces fluides ainsi que le volume de pores occupé par eux dans les formations. 69 18050 -2- 2010043 Poux atteindre les buts de l'invention, on prévoit essentiellement un procédé et un appareil permettant d'injecter un fluide contenant, d'une part, un absorbeur de neutrons et, d'autre part, un traceur radioactif, dans le trou de sonde à explo-5 rer. L1absorbeur de neutrons provoque un accroissement de la section de choc pour la capture des neutrons. Par exemple, une quantité prédéterminée d.'absorbeur peut être ajoutée au fluide présent dans le trou de sonde de façon que sa section de choc pour la capture des neutrons soit grande par rapport aux fluides 10 de la formation apparaissant aux profondeurs intéressantes. Après l'injection du fluide, on fait passer dans le trou de sonde un instrument d'exploration comportant une source de neutrons puisés, ainsi qu'un ou plusieurs détecteurs de rayonnement qui, en combinaison, donnent une indication de la concentration du 15 traceur ainsi qu'une indication de la distance sur laquelle le fluide injecté se diffuse dans la formation, cette distance étant déterminée par une mesure de la section de choc pour la capture des neutrons thermiques de la formation. L'invention sera mieux comprise à la lecturo&e la des-20 cription détaillée qui suit et à l'examen des dessins joints, qui en représentent à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation. Sur ces dessins : la fig. 1 est une représentation imagée, en partie en 25 coupe axiale, sur laquelle est représenté un trou de sonde type contenant uiyèrain de sonde et un trépan et montrant le parcours de la boue de forage vers l'intérieur et vers l'extérieur du trou de sonde et dans une formation poreuse traversée par celui-ci; 30 la fig. 2 est une représentation imagée, en partie en coupe axiale, du trou de sonde de la fig. 1, mais dans .laquelle le train de sonde et le trépan ont été retirés, et dans laquelle un appareil d'exploration à câble électrique utilisant un montage convenant pour la présente invention a été introduit dans 35 le trou de sonde pour explorer les formations adjacentes, et la fig. 3 est une représentation schématique et fonctionnelle des détails d'un appareil convenant pour l'exploration des formations. 69 180SQ -3- 2010043 On. va maintenant examiner ces dessins de plus près et tout d'abord la fig. 1 sur laquelle est donnée une représentation imagée d'un trou de sonde 2 contenant un train de sonde classique 4 à l'extrémité inférieure duquel est monté un trépan 5 6. Comme il est bien connu dans la technique, il est de pratique courante, au cours d'opérations de forage rotatif de refouler au moyen d'une pompe un flux continu de boue de forage à travers le train de sonde 4 jusqu'au fond du trou de sonde 2. Le courant de boue de forage, comme indiqué par les flèches, s'échappe du 10 trépan 6 à travers des orifices pratiqués dans celui-ci et s'écoule sur les dents des molettes 8 de manière à jouer le rôle d'agent de refroidissement et de lubrifiant pour le trépan 6» A partir du fond du trou de sonde 2, la boue de forage remonte le long de celui-ci à travers l'espace annulaire 10 jusqu'à la 15 surface pour entraîner les fragments de roche et autres déchets loin du trépan 6. Sur la fig. 1 est en outre représentée une formation géologique 12 poreuse (et, par conséquent, susceptible de contenir des fluides) qui a été traversée par le trou de sonde 2 et 20 le trépan 6 et dont on peut présumer qu'elle contient du pétrole ainsi que de l'eau douce ou salée dans une mesure inconnue. Bien que ces fluides de la formation 12 puissent être contenus dans celle-ci sous une certaine pression, ils ne s'échappent pas dans le trou de sonde tant que la pression régnant dans celui-ci est 25 maintenue supérieure à celle de la formation 12. Pour des raisons qui seront exposées plus loin, on injecte un fluide supplémentaire dans le trou de sonde avec la boue de forage, ce fluide supplémentaire contenant un traceur radioactif tel que, par exemple, du cadmium 109. Un dispositif permettant l'addition du 30 fluide supplémentaire à la boue de forage est décrit dans le brevet américain n° 2.4-80.674-. Le fluide supplémentaire contient en outre un absorbeur de neutrons qui peut être, par exemple, du cadmium. Etant donné que le'cadmium et le cadmium 109 sont chimiquement identiques, aucune séparation des deux constituants, 35 c'est-à-dire du traceur et de l1absorbeur ne peut se produire par suite d'effets physiques ou chimiques. Toutefois, suivant l'effet désiré, le traceur et 1'absorbeur pourraient être injectés dans le trou de sonde sous différentes formes chimiques. Par 69 18050 2010043 exemple, le traceur pourrait se présenter sous la forme de particules insolubles et 1*absorbeur de neutrons sous forme de solution. Pour donner un autre exemple, le traceur pourrait être soluble dans le pétrole et 1'absorbeur pourrait être soluble 5 dans l'eau. En outre, les spécialistes de la pétrologie comprendront aisément que le traceur n'est pas nécessairement radioactif lors de son injection initiale dans le trou de sonde et peut être rendu radioactif in situ par bombardement de neutrons, un procédé 10 pouvant être employé à cet effet étant également décrit dans le document antérieur ci-dessus cité. les spécialistes savent également qu'il existe d'autres dispositifs permettant d'injecter le traceur dans le trou de sonde, l'un de ces dispositifs étant décrit, par exemple, dans 15 le brevet américain 2.320.64-3 où le traceur est sélectivement débité par un instrument enfoncé dans le trou de sonde. Lorsque la boue de forage remonte contre la surface de la formation poreuse 12 de la fig. 1 qui se comporte comme un filtre, les particules solides non dissoutes de cette boue 20 tendent à être filtrées vers l'extérieur et forme une couche de boue 14 sur la surface de la formation 12, la pression hydraulique régnant dans le trou de sonde et l'action centrifuge du train de sonde en rotation 4 qui tend à accumuler la boue contre la paroi du trou de sonde 2 se combinant pour former avec cette 25 couche de boue 14 un joint efficace en ce qui concerne les fluides naturels présents dans la formation 12. Toutefois, avant qu'une quantité suffisante de la matière solide de la boue de forage se soit déposée par filtrage sur la surface de la formation 12 et avant que la couche de boue 14 ait été comprimée pour 30 former un joint sur cette surface, un volume appréciable de la partie liquide de la boue de forage pénètre dans la zone poreuse ou formation 12 sous forme de filtrat de boue. Comme précédemment décrit, on injecte également dans le trou de sonde un absorbeur de neutrons qui sert à modifier la 35 section de choc pour la capture des neutrons thermiques du filtrat de boue de façon qu'elle corresponde à celle du fluide contenu dans le trou de sonde. A cet égard, il ne faut pas oublier que les ingrédients des boues de forage commerciales sont choisis 69 18050 -5- 2010043 à de nombreuses fins spécifiques, dont la moindre n'est pas qu'il est particulièrement désirable que la boue de forage n'affecte pas radicalement la nature de la formation en ce qui concerne les mesures de résistivifcé et d'induction effectuées lors 5 de l'exploration. En conséquence, si l'on désire tenir compte de ces caractéristiques, les additifs doivent de préférence être limités à des composés solubles du bore, du lithium, du cadmium et du gadolinium, étant donné que ces éléments ont une section de choc pour la capture des neutrons thermiques extrêmement 10 grande et étant donné qu'une quantité relativement minime de ces éléments suffit pour provoquer une modification appréciable de la section de choc pour la capture des neutrons thermiques du filtrat de boue. Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, '5 il est désirable que la quantité d'absorbeur de neutrons ajoutée à la boue soit telle que la section de choc pour la capture des neutrons thermiques du filtrat de boue corresponde ensuite à celle du fluide présent dans le trou de sonde. Dans ce cas, un échantillon du fluide présent dans le trou de sonde doit être 20 mesuré ou analysé d'une autre manière pour déterminer sa section de choc pour la capture des neutrons thermiques initiale. Puis on ajoute une certaine quantité d'absorbeur de façon que le fluide du filtrat de boue résultant ait une section de choc de capture macroscopique par centimètre cube juste égale à celle 25 des fluides de la formationqu'on s'attend à rencontrer. Ce mélange est ensuite injecté dans le trou de sonde avec le traceur radioactif, le tout comme exposé dans les divers modes de réalisation décrits ici. Dans le cas de l'application de l'invention à des puits 30 remplis de boue, le filtrat de boue peut être traité comme décrit ci-dessus, avant le forage du trou de sonde. Dans ce cas, le filtrat de boue envahit la formation mise à nu par le trépan et la diffusion du fluide dans les pores de la roche se poursuit jusqu'à ce qu'une couche de boue se forme. Le traceur radio-35 actif, s'il est sous forme particulaire, se localise ensuite essentiellement dans la couche de boue tandis que 1'absorbeur de neutrons ajouté au filtrat de boue se diffuse dans les pores de la roche au voisinage immédiat du trou de sonde. En général, le 69 18050 -6- 2010043 volume total de filtrat envahissant la formation dépend des qualités d'étanchéité de la boue plutôt que de la porosité.de la roche. En conséquence, dans les roches de faible porosité, l'envahissement est plus profond que dans les roches de forte porosité. 5 Une mesure de la section de choc pour la capture des neutrons après l'envahissement indique le volume de pores occupé par le filtrat de boue de forage, comme le montre la relation suivante : ^mesuré + ^*fluide ^fluide +^filtrat ^filtrat 10 S * est la section de choc pour la capture des neutrons mesure thermiques mesurée et où et 2 sont les valeurs de section de capture respectives de la roche, du fluide natif et du filtrat de boue, 0, e"k ^filtrat étant res pectivement la porosité, le volume de pores occupé par le fluide 15 natif et celui qui est occupé par le filtrat de boue. Bien entendu, on a : 0fluide + Entrât = ^ ^ ' La Porosité 0 Peut g^re déterminée par des techniques d'exploration bien connues ou d'après une analyse de carottes. peut être déterminé par analyse chimique d'échantillons de roche ou par des mesures empiriques 20 dans des zones ayant une teneur en fluide connue. Pour la mise en oeuvre de l'invention, on mesure Sj „ „ * Par exploration: 1 mesure 1 fluide es^ c0:mru d.'après une analyse chimique d'échantillons du fluide et ^ f^xtrat est cll0lsi à. l'avance en ajoutant une proportion connue d'absorbeur de neutrons à la boue, filtrat 25. est donc la seule inconnue qui subsiste dans l'équation (1), ce qui permet de déterminer le volume de pores dans lequel le filtrat de boue s'est diffusé. La fonction du traceur radioactif est de permettre de localiser les zones où le fluide a pénétré dans la formation et 30 de faciliter ainsi les mesures. En outre, la présence du traceur radioactif fournit une information supplémentaire précieuse. Par exemple, si le fluide pénètre dans la formation à travers des fissures ou canaux, il peut advenir qu'il ne se diffuse pas dans l'espace formé par 35 les pores de la roche dans une mesure suffisante pour produire un effet sur la section de choc pour la capture des neutrons mesurée. Néanmoins, il peut généralement être détecté grâce à la présence du traceur radioactif. En conséquence, les zones qui 69 18050 -7- 2010043 reçoivent du fluide sans déplacer une proportion appréciable du fluide natif en le rejetant de l'espace formé par les pores sont détectées par la présence du traceur radioactif, tandis que la section de choc pour la capture des neutrons est pratiquement 5 non affectée. On voit que le traceur radioactif et l1absorbeur de neutrons coopèrent d'une manière originale : le traceur radioactif, s'il est sous forme insoluble, indique la quantité totale du fluide qui le véhicule ayant pénétré dans la formation à une 10 profondeur particulière et 1'absorbeur de neutrons indique la proportion volumétrique de l'espace formé par les pores occupée par le fluide envahisseur. En d'autres termes, le traceur radioactif indique le volume total de fluide envahisseur et 1'absorbeur de neutrons indique l'efficacité de l'envahissement au point 15 de vue rejet de fluide natif. Une adaptation spéciale du procédé ci-dessus est extrêmement intéressante. Dans cette adaptation, la section de capture du filtrat de boue est modifiée par addition d'un absorbeur de neutrons tel que du borax de façon qu'elle ait la même valeur que 20 celle de l'eau native de la formation. On comprendra aisément que, dans ce cas, l'envahissement par le filtrat de boue d'une formation aquifère ne produit aucune modification de la section de choc pour la capture des neutrons thermiques mesurée; néanmoins un dépôt de traceur radioactif se forme sur la surface du trou 25 de sonde et indique que du fluide a pénétré dans la formation. Le traceur radioactif révèle donc que la formation est perméable et le fait qu'aucune variation de la section de capture ne se produit révèle que la formation contient exclusivement de l'eau. Si, par contre, la formation est partiellement saturée de pétrole, 30 le filtrat envahisseur rejette une partie du pétrole mais non sa totalité. Dans ce cas, le traceur radioactif révèle que la formation est perméable et la section de capture révèle qu'elle n'est pas entièrement saturée d'eau. En conséquence, on peut en tirer la conclusion que la zone en question est une formation pétroli-35 fère perméable. Il est évident que sans le traceur radioactif, il serait impossible de déterminer si la zone est perméable d'après la seule mesure de la section de capture. L'exposé ci-dessus porte, à titre d'exemple, sur le mode 69 18050 -8- 2010043 de réalisation dans lequel le traceur radioactif et 1'absorbeur de neutrons sont incorporés à la boue de forage avant le forage, au moins d'une partie du puits. Un autre mode de réalisation vise le cas dans lequel le puits est déjà foré et dans lequel 5 on désire mesurer certaines des formations traversées. Dans ce cas, une couche de boue s'est formée sur la surface des formations perméables de sorte qu'une nouvelle pénétration de fluide ne se produit pas aisément. Dans ces conditions, on fait circuler la boue pour remplir le trou au voisinage des zones à mesu-10 rer en utilisant un fluide uniformément mélangé auquel on ajoute un traceur radioactif et un absorbeur de neutrons comme précédemment décrit. A l'intérieur du train de sonde (ou autre tubage) on dispose l'instrument d'exploration. Un râcleur est prévu à la périphérie extérieure du train de sonde pour arracher la couche 15 de boue de la surface de la roche lorsque le train de sonde tourne ou effectue un mouvement de va-et-vient. Un tel râcleur est décrit dans la demande de brevet américaine, déposée le 17 janvier 1968 sous le n° 698.530 au nom de la Demanderesse. De cette manière, la couche de boue peut être éliminée pour permettre un 20 envahissement de la formation par du fluide. Une fois que les zones intéressantes ont été ainsi nettoyées pour permettre l'infiltration du fluide, la boue détachée est retirée du voisinage de ces zones par circulation vers l'extérieur du puits. Puis l'instrument d'exploration parcourt les zones intéressantes en 25 établissant un relevé de la radioactivité et de la section de choc pour la capture des neutrons. Chaque fois que le traceur radioactif est détecté, on peut en conclure qu'un envahissement s'est produit. Chaque fois que des variations de la section de capture se produisent, on peut effectuer une mesure de la satura-30 tion des pores par le filtrat. On peut utiliser pratiquement la même technique dans les puits d'injection d'eau. Dans ce cas, il se peut qu'une couche de boue ne se forme pas. Le traceur radioactif constitue alors un moyen permettant de s'assurer que le fluide "marqué" se trou-35 ve en regard des zones intéressantes. Avec l'instrument engagé dans le tubage, on peut effectuer une mesure de l^éection de capture lorsque l'envahissement se produit, ce qui permet de déterminer le temps nécessaire pour que s'établisse me saturation d'équilibre du filtrat envahisseur. 69 18050 -9- 2010043 On va maintenant examiner la fig. 3 sur laquelle est donnée une représentation détaillée de 1'instrument d'exploration 20, représenté dans son ensemble sur la fig. 2, instrument qui convient pour la mise en oeuvre de l'invention. Un boîtier 5 allongé 22 suspendu à l'une des extrémités d'un câble d'exploration classique 25 peut parcourir le trou de sonde 2 pour explorer progressivement les formations géologiques adjacentes. Le câble 25 peut être supporté d'une manière commode quelconque, par exemple par une poulie 26 qui, en tournant, fournit une in-10 dication de la profondeur atteinte dans le trou de sonde 2 à mesure de la descente ou de la remontée du câble 25. La poulie 26 peut être montée d'une manière commode quelconque, par exemple sur un derrick classique (non représenté) érigé au-dessus du trou de sonde. 15 Dans le boîtier 22, on peut disposer une source 24 de neutrons doués d'une grande énergie et un détecteur de rayonnement convenable 23. Un blindage 28 imperméable aux radiations est de préférence interposé entre la source 24 et le détecteur 26 pour empêcher une irradiation directe de celui-ci. 20 La source de neutrons 24 qui peut être par exemple l'ac célérateur de particules atmosphériques statique utilisant la réaction D-T décrit dans le brevet américain n° 2.689*918 peut être un appareil quelconque capable de produire des impulsions ou rafales de neutrons rapides séparées à une fréquence choisie 25 à l'avance. Le détecteur de rayonnement 23 peut être sensible soit aux neutrons thermiques soit aux rayons gamma et pourrait être, par exemple, un compteur de scintillations, un compteur au trifluorure de bore ou un autre appareil de détection convenable quelconque. Etant donné qu'il est désirable de synchroni-30 ser le rythme de fonctionnement du détecteur 23 avec la pulsation de la source 24, un circuit de déclenchement périodique 29 tel que celui qui est décrit dans le brevet américain n° 3.358.142, est prévu pour provoquer un fonctionnement puisé de la source de neutrons 24 à une fréquence choisie à l'avance et 35 pour actionner en synchronisme le détecteur 23 pendant au moins deux intervalles de temps entre les impulsions de neutrons rapides provenant de la source 24. Par exemple, une séquence de déclenchement périodique type peut fournir 1000 impulsions de 69 18050 -10- 2010043 neutrons rapides par seconde, chaque impulsion ayant une durée d'environ 10 microsecondes et ceci pour deux intervalles de détection de 200 microsecondes chacun, le premier intervalle de détection commençant 400 microsecondes après chaque déclenche-5 ment de la source et le second intervalle de détection commençant 700 microsecondes après ce déclenchement. Comme également représenté sur la fig. 3, un autre montage classique peut être prévu dans le boîtier 22 de l'instrument. Par exemple, la sortie du détecteur 23 peut être connectée 10 à un amplificateur-discriminateur 30 convenable dont le signal de sortie est appliqué à un circuit 32 conformateur d'impulsions et d'excitation de câble de type classique. Le signal de sortie de circuit d'excitation de câble est de préférence appliqué à un ou plusieurs conducteurs du câble d'exploration 25 en 15 vue de sa transmission à la surface. A la surface, les signaux d'exploration peuvent être appliqués à un montage discrimina-teur d'impulsions classique 34 et à un ou plusieurs appareils de mesure de cadence de comptage 36 dont les signaux de sortie peuvent être appliqués à un enregistreur classique 3° de type 20 convenable quelconque. On a également représenté sur la fig. 3 un- second détecteur de rayonnement 27 qui peut être par exemple, un compteur de Geiger-Muller, une chambre d'ionisation, ou un cristal à scintillation utilisé conjointement à un photomultiplicateur, le 25 détecteur 27 servant à détecter le rayonnement gamma du traceur radioactif injecté dans le trou de sonde. Etant donné que le détecteur 27 n.e dépend pas du rayonnement de la source de neutrons, mais seulement de celui du traceur radioactif, 1'actionnement du détecteur 27 est indépendant du circuit de déclenchement pério-30 dique 29. Toutefois, les spécialistes comprendront aisément que le fonctionnement du détecteur 27 pourrait être synchronisé de cette manière avec le circuit de déclenchement périodique, si on xe désirait. La sortie du détecteur 27 est couplée, par l'intermédiaire du conducteur 31, avec 1'amplificateur-discrimina-35 teur 30* dont la sortie est couplée, par l'intermédiaire de l'excitateur de câble 32, à un ou plusieurs des conducteurs du câble d'exploration 25 en vue d'une transmission des signaux de sortie à la surface. A la surface, les signaux représentant le 69 18050 -11- 2010043 rayonnement détecté par le détecteur 27 sont appliqués, par l'intermédiaire d'un ou plusieurs discriminateurs 35 et d'un ou plusieurs appareils de mesure de rythme de comptage 37» à l'enregistreur 38. 5 Comme précédemment décrit, les détecteurs 23 et 27 peu vent être choisis tous deux de façon qu'ils soient sensibles aux rayons gamma, mais, selon une variante, le détecteur 23 peut être choisi sensible aux neutrons thermiques. Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, le détecteur 23 est choi-10 si sensible aux neutrons thermiques, ce qui élimine les problèmes relatifs à l'interaction entre les deux détecteurs 23 et 27. Dans un mode de réalisation de variante, le détecteur 23 est rendu sensible aux rayons gamma, comme le détecteur 27. Pour éviter que le détecteur 27 soit sensible à des rayons gamma résul-15 tant de la capture des neutrons, ainsi qu'aux rayons gamma provenant du traceur radioactif, le détecteur 27 est placé au moins à 1,5 m de la source de neutrons 24. les rayons gamma dont on désire assurer l'enregistrement par le détecteur 23 et qui résultent de la capture des neutrons, 20 sont ceux qui sont doués d'énergies supérieures à celles des traceurs radioactifs disponibles. En conséquence, le discriminateur du détecteur 23 est réglé de manière à exclure les impulsions indiquant des énergies de rayonnement gamma inférieures à 2 à -, 2,5 Mev. . 25 Si l'on désire disposer le détecteur 27 à moins de 1,5 m r de la source de neutrons 24, on ne peut utiliser ledit détecteur pour détecter les traceurs radioactifs et autreqfayonnements gamma de faible énergie que si la source de neutrons est mise hors d'action. 30 lors du fonctionnement du dispositif d'exploration de puits décrit ici, après la sélection de 1*absorbeur de neutrons et des traceurs radioactifs et leur injection dans le trou de sonde 2, on explore celui-ci avec l'instrument 20. Au cours de cette exploration, la source 24 et le détecteur 23 sont déclen-35 chés périodiquement par le montage 29 pour mesurer l'appauvrissement de la population en neutrons thermiques dans la formation entourant le trou de sonde qui peut être, par exemple, la formation poreuse 12. 69 18050 -12- 2010043 Comme décrit dans le brevet américain 3*379*884, la section de choc pour la capture des neutrons thermiques est déterminée en fonction de l'appauvrissement progressif de la population en neutrons thermiques. Dans l'exemple représenté sur la 5 fig. 1, la zone poreuse 12 comporte une zone "envahie" 16 et vuie zone "non envahie" 18, l'envahissement étant celui du filtrat de boue dans la zone poreuse 12. Etant donné que la section de choc pour la capture des neutrons thermiques du filtrat de boue a été augmentée par l'addition d'absorbeurs de neutrons thermiques, la 10 section de choc pour la capture des neutrons thermiques des formations croît proportionnellement au volume de pores oceupé par le filtrat envahisseur. Tandis que l'instrument fournit une indication de l'étendue volumétrique de la diffusion de 1'absorbeur de neutrons dans 15 la zone poreuse 12, le détecteur 27 constitue en outre un moyen de localisation et d'identification de la zone poreuse 12, la surface de la zone perméable étant marquée en raison du refoulement du fluide dans la zone poreuse, tandis que la radioactivité du fluide se localise sur la surface. En conséquence, une concen-20 tration du rayonnement se produit à la surface de la zone. On voit donc que, dans le dispositif décrit et représenté, un fluide contenant un traceur radioactif et un absorbeur de neutrons est injecté dans un trou de sonde et que l'instrument d'exploration destiné à être utilisé avec ce dispositif compor-25 te des moyens de détection des zones poreuses envahies par le fluide, ainsi que des moyens permettant de déterminer l'étendue volumétrique de diffusion du fluide dans la zone poreuse ou formation entourant le trou de sonde. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux 30 modes de réalisation décrits; elle est susceptible de nombreuses variantes suivant les applications envisagées, sans qu'on s'écarte pour cela du domaine de l'invention. Par exemple, le traceur radioactif ajouté au fluide peut être choisi parmi des matières formées de particules très petites ou même colloïdales, 35 ou bien les particules peuvent être plus grosses pour assurer leur dépôt sur la surface rocheuse. Parfois, il peut être désirable que le traceur radioactif se présente sous une forme soluble de manière à pouvoir pénétrer dans les p-ores de la roche 69 18050 -13- 2010043 avec le fluide injecté. En outre, le traceur radioactif peut être choisi de façon qu'il n'émette que des rayons gamma doués d'une faible énergie et permette ainsi l'utilisation du détecteur 27 avec deux canaux d'information comportant, le premier, 5 un réglage du discriminateur à une valeur relativement élevée de manière à rendre un enregistrelent du rayonnement gamma naturel indépendant du traceur radioactif, et l'autre un réglage du discriminateur à une faible valeur, moyennant quoi le traceur radioactif ainsi que le rayonnement gamma naturel sont 10 détectés avec une grande sensibilité. Dans le mode de réalisation préféré, la mesure de la section de choc pour la capture des neutrons thermiques s'effectue simultanément à celle de l'activité du traceur. Toutefois, les spécialistes de cette technique comprendront aisément que les 15 deux mesures pourraient s'effectuer à des instants différents. En conséquence, les modifications des variantes des modes de réalisation préférés faisant partie du domaine de l'invention doivent être considérées comme couvertes par les revendications ci-après. 69 18050 -14- 2010043 - eeteLdiqatio^s - 1 - Un procédé permettant d'étudier la nature d'une formation géologique souterraine traversée par un trou de sonde, consistant à injecter dans ce trou de sonde un fluide radioactif 5 ayant une section de choc pour la capture des neutrons thermiques choisie à l'avance, à irradier ensuite ce fluide et ladite formation avec au moins une rafale séparée de neutrons rapides, à détecter pendant au moins deux intervalles de temps distincts les radiations créées dans ladite formation par les neutrons ra-10 pides ce qui permet de déterminer l'appauvrissement progressif de la population en neutrons thermiques de ladite formation, et à détecter la concentration de radioactivité provoquée, dans la formation, par l'injection du fluide radioactif. 2 - Un procédé permettant d'étudier la nature d'une 15 formation géologique souterraine traversée par un trou de sonde, consistant à injecter dans le trou de sonde un fluide ayant une section de choc pour la capture des neutrons thermiques choisie à l'avance, à injecter dans le trou de sonde un traceur radioactif, à irradier ensuite le fluide et la formation avec au 20 moins une rafale séparée de neutrons rapides, à détecter pendant au moins deux intervalles de temps distincts les radiations provoquées dans la formation par les neutrons rapides, ce qui permet de déterminer l'appauvrissement de la population en neutrons thermiques de la formation et à détecter la concentration de ra-25 dioactivité provoquée, dans la formation, par l'injection du fluide radioactif. 3 - Un procédé permettant d'étudier la nature d'une formation géologique souterraine traversée par un trou de sonde, consistant à injecter, dans le trou de sonde, un fluide ayant 30 une section de choc pour la capture des neutrons thermiques choisie à l'avance, ce fluide étant capable de devenir radioactif lorsqu'il est bombardé par des neutrons, à irradier ensuite le fluide et la formation avec au moins une rafale de neutrons rapides, à détecter pendant au moins deux intervalles de temps 35 di—stincts, les radiations provoquées dans ladite formation par les neutrons rapides, ce qui permet de déterminer l'appauvrissement de la population en neutrons thermiques de la formation, et à détecter la concentration de radioactivité provoquée, dans le 69 18050 -15- 2010043 trou de sonde, par le bombardement du fluide par les neutrons précités. 4 - Un procédé permettant d'étudier la nature d'une formation géologique souterraine traversée par un trou de sonde, 5 consistant à injecter, dans le trou de sonde, un fluide ayant une section de choc pour la capture des neutrons thermiques choisie à l'avance, à injecter dans le trou de sonde un fluide capable de devenir radioactif lorsqu'il est bombardé par des neutrons, à irradier ensuite le fluide et la formation avec au moins une 10 rafale de neutrons rapides, à détecter, pendant au moins deux intervalles de temps distincts, les radiations provoquées dans la formation par les neutrons rapides, ce qui permet de déterminer l'appauvrissement de la population en neutrons thermiques de la formation et à détecter la concentration de radioactivité pro-15 voquée, dans le trou de sonde par le bombardement du fluide par les neutrons. 5 - Le procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le fluide injecté a une section de choc pour la capture des neutrons thermiques sensiblement égale à celle du fluide con- 20 tenu dans le trou de sonde avant cette injection. 6 - Le procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le fluide présentant une section de choc pour la capture des neutrons thermiques choisie à l'avance et le traceur sont sensiblement équivalents chimiquement. 25 7 - Le procédé suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le fluide contient du cadmium et dans lequel le traceur est du cadmium 109. 8 - Le procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le fluide radioactif contient des particules radioac-30 tives insolubles.