Brevet FR2883597A1 — publié le 20060929

-1 APPAREILS ET METHODES POUR LES MESURES DE DENSITÉ ET DE NEUTRONS ENTRELACÉES RÉFÉRENCE CROISÉE AVEC LES DEMANDES PERTINENTES Cette demande se prévaut de la priorité de la demande U.S. provisoire n 60/657 180, déposée le 28 février 2005, qui est incorporée par référence dans sa totalité. Elle est associée aux demandes également en attente, intitulées: Outils de porosité/Sigma à moniteurs de neutrons et Corrections des réponses sous forme de rayons gamma , toutes deux déposées en même temps que ce document et cédées au présent cessionnaire. HISTORIQUE DE L'INVENTION 10 Domaine de l'invention L'invention concerne la diagraphie des puits avec des outils nucléaires. En particulier, elle concerne des appareils et méthodes pour la détermination des propriétés des formations à l'aide de mesures de neutrons et de rayons gamma. Art antérieur Les caractéristiques des formations géologiques revêtent un intérêt important dans l'exploration et la production de l'eau et des dépôts de minéraux souterrains tels que l'huile et le gaz. De nombreuses caractéristiques, telles que le volume des hydrocarbures, la porosité, la lithologie, l'emplacement du réservoir et la perméabilité de la formation, peuvent être déduites de certaines quantités mesurables. Ces quantités comprennent, entre autres: densité, porosité, facteur photoélectrique (Pe) , indice d'hydrogène, salinité et section efficace de capture des neutrons thermiques (Sigma). Ces quantités sont typiquement mesurées par des outils au câble ou des outils de diagraphie en cours de forage (LWD) qui comprennent des détecteurs de rayons gamma et/ou de neutrons. Les outils de diagraphie nucléaire transportent souvent des sources d'énergie nucléaire qui irradient ou émettent de l'énergie dans la formation. Un ou plusieurs détecteurs de ces outils détectent ensuite les signaux qui résultent des interactions entre les matériaux de la formation et le rayonnement. Les signaux détectés sont typiquement transmis vers la surface, temporairement stockés en fond de trou pour traitement ultérieur ou combinés à l'aide des deux techniques, pour évaluer la formation géologique d'où proviennent les données recueillies. Typiquement, une fois qu'elles sont en surface, ces données sont utilisées dans un ou plusieurs modèles d'évaluation des formations pour calculer les propriétés recherchées de la formation. Les modèles des formations sont typiquement des logiciels utilisés pour évaluer la formation géologique d'où proviennent les données recueillies. L'industrie pétrolière utilise différents outils pour obtenir des mesures pour estimer les propriétés des formations terrestres. Ces mesures sont souvent utilisées de manière combinée pour calculer les propriétés de la formation. Par exemple, la densité de la formation est souvent combinée à d'autres mesures (par exemple les mesures de résistivité et les mesures de porosité) pour déterminer la saturation en gaz, la lithologie, la porosité, la densité des hydrocarbures contenus dans l'espace poreux de la formation, les propriétés des schistes argileux et d'autres paramètres présentant un intérêt. Les outils à rayons gamma pour les mesures de densité de la formation sont basées sur la détection des rayons gamma de diffusion Compton dans un ou plusieurs détecteurs de rayons gamma installés à une distance convenable d'une source de neutrons, de rayons gamma ou de rayons X. Le nombre de collisions de diffusion Compton à l'intérieur de la formation et l'atténuation résultante du rayonnement sont reliées à la densité électronique des matériaux à l'intérieur de la formation. Par conséquent, les signaux détectés par de tels outils peuvent être analysés pour calculer la densité électronique de la formation. Par le biais d'un étalonnage, la densité électronique de la formation peut être reliée à la densité in-situ vraie de la formation. Les premières mesures de densité ont été effectuées avec des outils à détecteur unique. Cependant, ces outils n'avaient aucune capacité de compensation des effets du sondage. Les limitations inhérentes à l'approche à détecteur unique ont entraîné le développement d'outils de densité modernes à deux détecteurs, dans lesquels la compensation est basée sur un détecteur à espacement court (EC) et un détecteur à espacement long (EL). Voir, par exemple les brevets U.S. n 5 390 115, 5 596 142, 6376838, 5528029 et 4691102. Les rayons gamma peuvent également être enregistrés avec leurs énergies (fréquences) pour donner des spectres de rayons gamma. De telles mesures spectrales peuvent être utilisées pour corriger la densité apparente de la formation pour tenir compte du Pe de la formation dans chaque détecteur. L'idée que les mesures spectrales provenant d'un détecteur unique peuvent être utilisées pour corriger l'interférence indésirable peut en principe également être appliquée à une densité compensée des effets du sondage. Bien que cette possibilité théorétique soit connue depuis au moins quinze ans, il n'existe actuellement aucun outil de densité compensée des effets du sondage à détecteur unique fonctionnant de manière satisfaisante. Comme avec les outils de densité, les premiers outils à neutrons étaient des outils à détecteur unique sans compensation pour tenir compte des effets du sondage. Des outils à double espacement ont vu le jour quelques années plus tard, permettant d'éviter une certaine sensibilité de la mesure aux effets environnementaux. Des techniques standard pour effectuer la compensation comprennent la méthode des rapports et une approche colonne et nervures empruntée aux outils de densité. Plus récemment, une méthode des rapports améliorée, dénommée porosité indépendante du sondage , a été mise au point, comme dévoilée dans le brevet U.S. n 5 767 510. Cependant, contrairement à la plupart des détecteurs de rayons gamma, les détecteurs de neutrons actuels utilisés dans le secteur des services pétroliers ne mesurent pas l'énergie déposée par le neutron reçu. La technologie actuelle ne permet pas d'effectuer une mesure aux neutrons compensée des effets du sondage à détecteur unique. Puisque les outils à rayons gamma et les outils à neutrons mesurent des propriétés différentes de la formation, ces outils sont souvent utilisés ensemble dans les mêmes opérations de diagraphie. Quand des détecteurs de rayons gamma sont utilisés avec des sources de neutrons, il faut prendre soin d'éviter ou de minimiser l'interférence induite par les neutrons dans les mesures des rayons gamma. Actuellement, aucune méthode n'est disponible pour corriger ce type d'interférence. Par conséquent, ces détecteurs sont souvent déployés sur des sections d'outil séparées avec une distance importante entre la source de neutrons et les détecteurs de rayons gamma. Ceci rend le trains d'outils inutilement long. SOMMAIRE Un aspect de l'invention concerne des outils de diagraphie des formations. Un outil 30 de diagraphie des formations conforme à une réalisation de l'invention comprend un support configuré pour pouvoir être déplacé dans un sondage; une source montée sur le support, la source configurée pour émettre des neutrons et des rayons gamma; et au moins un capteur monté sur le support et espacé de la source, dans lequel le au moins un capteur est configuré pour détecter soit des rayons gamma, soit des neutrons, soit les deux. Un autre aspect de l'invention concerne des méthodes de diagraphie des formations. Une méthode de diagraphie des formations conforme à une réalisation de l'invention comprend l'émission de neutrons et de rayons gamma dans une formation, en utilisant une source sur un outil de diagraphie placé dans un sondage pénétrant la formation; et la détection des signaux des rayons gamma et des signaux des neutrons diffusés par la formation, en utilisant au moins un détecteur sur l'outil de diagraphie. Un autre aspect de l'invention concerne des méthodes de diagraphie des formations. Une méthode de diagraphie des formations conforme à une réalisation de l'invention comprend l'émission d'énergie nucléaire dans une formation, en utilisant une source sur un outil de diagraphie placé dans un sondage pénétrant la formation; la détection des signaux diffusés par la formation en utilisant un détecteur de rayons gamma sur l'outil de diagraphie, les signaux étant associés à l'énergie émise; le calcul d'un signal de correction en utilisant des spectres de signaux de forte énergie provenant des signaux détectés; et l'application du signal de correction aux signaux détectés pour corriger des effets du sondage et/ou de l'interférence des neutrons sur les signaux détectés. D'autres aspects et avantages de l'invention seront apparents à partir de la description suivante et des revendications jointes. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS La Figure 1 est un schéma d'un outil de densité traditionnel comprenant deux détecteurs de rayons gamma et une source de rayons gamma. Figure 2 représente un train d'outils traditionnel qui comprend un outil à neutrons et un outil de densité sur des corps séparés. La Figure 3A représente un outil conforme à une réalisation de l'invention. La Figure 3B représente un outil conforme à une réalisation de l'invention. La Figure 3C représente un outil conforme à une réalisation de l'invention. La Figure 4 est un schéma illustrant différentes régions d'énergie dans le spectre détecté qui peuvent être utilisées pour calculer les propriétés de la formation. La Figure 5 est un organigramme illustrant une méthode de diagraphie des formations conforme à une réalisation de l'invention. La Figure 6 est un organigramme illustrant une méthode de diagraphie des formations conforme à une réalisation de l'invention. DESCRIPTION DÉTAILLÉE Les réalisations de l'invention concernent des appareils et méthodes pour déterminer des propriétés des formations en utilisant à la fois des mesures de rayons gamma et des mesures de neutrons. Les mesures peuvent être utilisées pour déterminer une indication de la densité de la formation, de la porosité et/ou de la lithologie de la formation, par exemple. Les outils conformes aux réalisations de l'invention comportent une ou plusieurs sources qui peuvent émettre des rayons gamma et des neutrons. Ces outils comportent des détecteurs de rayons gamma entrelacés avec des détecteurs de neutrons, ou comportent des détecteurs qui sont capables de mesurer à la fois les rayons gamma et les neutrons. Les outils conformes aux réalisations de l'invention présentent des longueurs totales notoirement plus faibles. Les mesures des rayons gamma et des neutrons sont en général sensibles aux effets environnementaux. tels que la position de l'outil de diagraphie dans le sondage et les propriétés physiques du fluide de forage. Par exemple, dans les mesures de porosité aux neutrons, la taille du sondage, l'amplitude du déport de l'outil par rapport au sondage, l'indice d'hydrogène et la salinité du fluide de forage, et la salinité des fluides de la formation, pour n'en citer que quelques uns, affectent tous l'exactitude des mesures. De manière similaire, dans les mesures de densité gamma-gamma, qui ont des profondeurs de pénétration relativement faibles mais sont fortement focalisées, le déport et la boue de forage peuvent avoir un impact important sur l'exactitude des mesures de densité. Ces effets environnementaux et leurs corrections peuvent être illustrées au mieux dans la diagraphie de densité gamma-gamma. J. S. Wahl, J. Tittman et C. W. Johnstone ont introduit une méthode de mesure de densité utilisant une source de rayons gamma isotopique (par exemple 137Cs) et deux détecteurs de rayons gamma (compteurs à scintillation) dans The Dual Spacing Formation Density Log , Journal of Petroleum Technology, décembre 1964. Les concepts de base dévoilés par Wahl et al. sont encore utilisés aujourd'hui. Un tel outil à rayons gamma comprend typiquement une source chimique de rayons gamma et deux détecteurs de rayons gamma placés à différentes distances de la source. Le détecteur le plus éloigné de la source, dénommé détecteur à espacement long (EL), fournit la mesure principale. Le détecteur le plus proche de la source, dénommé détecteur à espacement court (EC), fournit un signal de correction pour tenir compte des effets environnementaux à proximité du corps de l'outil. Une combinaison appropriée des signaux provenant des détecteurs à EC et à EL fournit une densité compensée qui est moins sensible aux effets tels que le déport de l'outil par rapport à la formation et le dépôt de boue situé entre l'outil et la formation. À cause de la profondeur de pénétration relativement faible de la mesure de densité et de sa sensibilité aux éléments ayant un numéro atomique élevé typiquement présents dans les fluides de forage et les dépôt de boues, cette compensation est essentielle pour l'exactitude de la mesure. La Figure 1 est un schéma d'une disposition de base d'un outil de diagraphie à deux détecteurs de rayons gamma (un outil de densité) placé dans un puits. L'outil de diagraphie de densité 1 est composé d'un détecteur de rayons gamma à espacement court (EC) 3 et d'un détecteur de rayons gamma à espacement long (EL) 4. De plus, l'outil de densité à rayons gamma 1 comprend également une source de rayons gamma 2. L'outil de diagraphie est placé dans un puits 5 pénétrant une formation 6. Le détecteur EL 4 détecte la plupart des rayons gamma qui sont émis par la source 2 et diffusés vers l'outil 1 par la formation 6, comme illustré par le trajet 8. Le détecteur EC 3 détecte les signaux provenant des régions proches du puits de forage, comme illustré par le trajet 7. Par conséquent, les signaux détectés par le détecteur EC 3 peuvent être utilisés pour fournir une correction de l'effet du puits de forage dans les signaux détectés par le détecteur EL 4. Ceux normalement versés dans l'art apprécieront que l'outil de diagraphie peut être un outil au câble, un outil à câble lisse, un outil de diagraphie en cours de forage (LWD), un outil de mesure en cours de forage (MWD) ou un outil de diagraphie en cours de manoeuvre (LWT). La densité et le Pe sont typiquement obtenus à partir des mesures des rayons gamma. La porosité peut être obtenue à partir de l'outil à rayons gamma décrit ci-dessus ou à partir d'une mesure basée sur les neutrons. Les outils à neutrons mesurent la teneur en hydrogène de la formation. Puisque les fluides dans les pores de la formation constituent la majorité de la teneur en hydrogène de la formation, la teneur en hydrogène (ou l'indice d'hydrogène) de la formation peut être interprétée comme la porosité de la formation. L'avantage d'utiliser à la fois les porosités calculées par les rayons gamma et par les neutrons est qu'un nombre d'effets environnementaux importants ont l'effet opposé sur les deux mesures, permettant un certain degré de compensation supplémentaire. La combinaison est également efficace pour détecter le gaz ou déterminer la teneur en argile. Les mesures des neutrons sont habituellement obtenues à partir d'outils à neutrons séparés. Les outils à neutrons contiennent chacun une source de neutrons, qui peut être chimique ou électrique, et au moins deux détecteurs de neutrons placés à différentes distances de la source. Comme avec les mesures de densité à rayons gamma, le ou les détecteurs d'un outil à neutrons les plus éloignés de la source fournissent les mesures principales pour calculer la porosité de la formation, alors que le ou les détecteurs les plus proches de la source fournissent des informations pour les compensations des effets environnementaux proches de l'outil. Traditionnellement, cette compensation est obtenue en prenant le rapport du taux de comptage dans le ou les détecteurs proches sur celui du ou des détecteurs éloignés. Cette compensation n'est pas parfaite et explique que des corrections pour différents paramètres environnementaux doivent être appliquées dans le but d'obtenir une réponse exacte. Parmi les nombreux facteurs environnementaux qui affectent la mesure des neutrons figurent la taille du sondage et le déport de l'outil par rapport à la formation. Comme indiqué ci-dessus, les outils à rayons gamma sont souvent utilisés de pair avec des outils à neutrons car ils fournissent chacun des indications différentes des propriétés de la formation. Quand des outils de densité à rayons gamma sont utilisés avec des outils à neutrons, il est possible d'avoir une interférence de la source de neutrons. Traditionnellement., cette interférence est minimisée en maintenant un espacement important entre les détecteurs de rayons gamma et les sources de neutrons. La Figure 2 représente un train d'outils traditionnel 20 avec un outil à neutrons 22 et un outil de densité à rayons gamma 21 dans différents corps situés à proximité l'un de l'autre. L'outil à rayons gamma 21 comprend une source 27, un détecteur à espacement court 25 et un détecteur à espacement long 23. L'outil à neutrons 22 comprend une source 28, un détecteur à espacement court 26 et un détecteur à espacement long 24. Dans cette disposition traditionnelle, la distance entre la source de neutrons et les détecteurs de rayons gamma est de préférence suffisamment importante pour que l'interférence soit négligeable. Les outils de densité et à neutrons sont habituellement placés à au moins 2,3 mètres l'un de l'autre (par exemple la distance entre le détecteur de rayons gamma 25 et la source de neutrons 28). Cette séparation est nécessaire pour au moins deux raisons. La première concerne l'interférence entre les mesures. Les rayons gamma peuvent directement produire des signaux dans les détecteurs de neutrons. Les neutrons, soit par capture, soit par diffusion inélastique, soit par activation du fluide de forage ou de la formation, peuvent produire des rayons gamma qui peuvent générer des signaux dans les détecteurs de rayons gamma. Les deux types de procédés peuvent réduire le rapport signal-bruit de la mesure et dégrader son exactitude. La seconde raison concerne l'exigence d'avoir des mesures compensées. La physique des mesures de densité et des neutrons dicte certaines positions optimales des détecteurs par rapport aux sources. Ces positions et les tailles des détecteurs eux-mêmes rendent physiquement difficile le placement rapproché des détecteurs des mesures de densité et de neutrons à l'intérieur d'un outil de diagraphie qui est généralement de petit diamètre. Du fait de ces limitations, les outils de diagraphie sont plus longs que ne l'obligent les contraintes électriques et mécaniques. Les outils plus longs sont également plus onéreux, plus lourds et plus difficiles à manipuler sur le site de forage. Le grand nombre de détecteurs de rayonnement, qui sont souvent les composants les plus onéreux et les plus fragiles des outils de diagraphie, augmente le coût et réduit la fiabilité et la maintenabilité de ces outils. De plus, la séparation physique des mesures de densité et de neutrons exige que les résultats soient décalés en profondeur et rapportés à une même résolution avant de pouvoir être interprétés, et ces procédures peuvent introduire une erreur supplémentaire. Les réalisations de l'invention fournissent des outils qui sont beaucoup plus courts que les outils traditionnels, à la fois pour les mesures des neutrons et les mesures des rayons gamma. Les outils conformes aux réalisations de l'invention peuvent avoir des détecteurs de rayons gamma et/ou de neutrons entrelacés sur le même corps. De plus, ces détecteurs peuvent être placés à proximité d'une source qui émet à la fois des neutrons et des rayons gamma. L'interférence entre les mesures de densité et de neutrons est minimisée grâce à la conception de l'outil, et l'effet résiduel est éliminé par un algorithme. Par conséquent, les réalisations de l'invention peuvent mesurer une combinaison de propriétés de la formation (telles que la densité, le Pe et la porosité) en utilisant un outil court unique. Les Figures 3A-3C représentent trois exemples d'outils conformes aux réalisations de l'invention. Ces outils comprennent chacun une source qui peut émettre des neutrons et des rayons gamma. Différents types de sources de rayonnements ont été utilisées dans les systèmes de diagraphie des puits. Par exemple, des neutrons ou des rayons gamma peuvent être générés simplement par utilisation de sources de rayonnements basées sur des isotopes radioactifs (qui décroissent naturellement avec le temps). Une source de rayons X peut aussi être utilisée pour remplacer une source de rayons gamma, et les neutrons peuvent être générés au moyen de la collision contrôlée des particules excitées de manière analogue à un réacteur à fusion, tel un générateur (d-T) couramment utilisé dans l'art. Un tel système est couramment dénommé générateur de neutrons. Dans la plupart des applications, le générateur de neutrons est pulsé , c'està-dire qu'il émet des impulsions de neutrons suivies d'intervalles pendant lesquels aucun neutron n'est émis. Quand un tel générateur de neutrons pulsé est utilisé, la formation entourant l'instrument de diagraphie du puits est soumis à des rafales de neutrons discrètes répétées. Il existe plusieurs moyens de créer une source qui peut émettre des neutrons et des rayons gamma pour utilisation dans un outil de l'invention. Ces sources peuvent être chimiques (matériaux radioactifs) ou électroniques (par exemple, générateurs de rayons X ou de neutrons tel un générateur d-T qui génère des neutrons à environ 14 MeV). Parmi les sources chimiques, le plus facile est de placer des sources chimiques de neutrons et de rayons gamma indépendantes dans le même corps d'outil, de préférence à proximité étroite. Toute source de neutrons et de rayons gamma utilisée en diagraphie traditionnelle peut être utilisée, telle que AmBe pour les sources de neutrons et 137Cs pour les sources de rayons gamma. De plus, pour faciliter le chargement et le déchargement des sources, les sources de neutrons et de rayons gamma peuvent être couplées mécaniquement. Une autre source peut être obtenue en mélangeant deux ou plusieurs matériaux radioactifs dans une même capsule, avec au moins l'un deux ayant un flux de neutrons important et au moins l'un deux ayant un flux de rayons gamma important. Une troisième source possible est d'utiliser un matériau radioactif, dont les descendants comprennent à la fois des neutrons et des rayons gamma. Un exemple d'un tel matériau radioactif est le 252C En plus de ces sources chimiques, un outil de l'invention peut également utiliser un générateur de rayons X comme source de rayons gamma et/ou un générateur de neutrons comme source de neutrons. L'utilisation du fonctionnement pulsé de la source de neutrons et/ou de rayons X peut contribuer à la discrimination entre les réponses induites par les neutrons et celles induites par les rayons gamma. L'outil 30 illustré à la Figure 3A comprend des détecteurs doubles 33 pour les rayons gamma (densité) et un détecteur unique pour les neutrons 35. Ces détecteurs 33, 35 peuvent être placés sur un patin 38, qui peut être appuyé contre le puits de forage. Avec cet outil 30, les neutrons et les rayons gamma sont émis par la source 31 dans la formation (non illustrée). Certains des rayons gamma émis interagissent avec la matière de la formation et sont diffusés à la suite de ces interactions. Les rayons gamma diffusés sont ensuite détectés par l'un des deux détecteurs de rayons gamma dédiés 33. De manière similaire, les neutrons émis peuvent interagir avec la matière de la formation et sont diffusés vers l'outil. Ces neutrons diffusés sont détectés par le détecteur de neutrons unique dédié 35. À partir des signaux dans les deux détecteurs de rayons gamma 33, des mesures de la densité et du Pe de la formation compensées des effets du sondage peuvent être obtenues en utilisant des techniques connues dans l'art, telles que colonne et nervures . Les effets d'interférence des neutrons sur la mesure de densité sont minimisés en optimisant les tailles et compositions des détecteurs de rayons gamma 33. Ceux versés dans l'art apprécieront qu'un détecteur de rayons gamma plus grand est nécessaire pour les signaux plus faibles, alors qu'un détecteur plus petit peut être utilisé pour les signaux plus puissants. Par conséquent, un choix judicieux de la taille correcte d'un détecteur de rayons gamma peut fournir un bon compromis entre la sensibilité recherchée et le degré d'interférence. Un détecteur de rayons gamma, conforme à des réalisations de l'invention, peut comprendre n'importe quel type de détecteur convenable, tel que Nal, BGO, CsI, anthracène, etc. Voir les brevets U.S. n 4 647 781 et 4 883 956. Les détecteurs de type scintillateur sont typiquement couplés à des photo-multiplicateurs (ou d'autres dispositifs de détection des photons convenables) adaptés pour les applications de diagraphie des puits. Les détecteurs de rayons gamma peuvent être utilisés dans un mode plateau. Les détecteurs de rayons gamma peuvent aussi être utilisés pour mesurer des spectres de rayons gamma. Pour réduire davantage l'interférence, la source 31 peut être blindée avec un blindage de source 32. De manière similaire, un blindage de détecteur de rayons gamma 34 peut être utilisé autour des détecteurs de rayons gamma 33, et un blindage de détecteur de neutrons 36 peut être utilisé autour du détecteur de neutrons 35. Le blindage 37 peut également être appliqué dans l'espace compris entre la source 31 et le détecteur de rayons gamma 33 pour réduire le flux direct de neutrons provenant de la source 31 vers le détecteur 33 et également empêcher les rayons gamma originaires des emplacements proches de la source 31 à l'intérieur et à l'extérieur de l'outil d'atteindre le détecteur 33. Tout matériau connu dans l'art pour un tel blindage peut être utilisé. Les matériaux préférés pour le blindage, par exemple, peuvent comprendre le tungstène (pour le blindage des neutrons et des rayons gamma de forte énergie), les matériaux contenant une forte concentration d'hydrogène (par exemple, l'hydrure de Ti ou les composés organiques) pour modérer les neutrons d'énergie intermédiaire (c'est-à-dire les neutrons ayant une énergie inférieure à plusieurs MeV), et les matériaux contenant une forte concentration de 10B (en utilisant soit du bore naturel, soit du bore enrichi de 10B) ou de cadmium. Conformément aux réalisations de l'invention, les blindages peuvent comprendre un mélange de matériaux de blindage différents. En plus du choix judicieux des matériaux de blindage, la construction des blindages peut également être améliorée pour augmenter leur performance. Par exemple, conformément à certaines réalisations de l'invention, de multiples couches de matériaux de blindage différents peuvent être utilisées pour optimiser la performance du blindage. Les effets d'interférence résiduels peuvent être éliminés en utilisant des signaux soit externes, soit internes aux détecteurs de rayons gamma. Un exemple de schéma externe consiste à appliquer un facteur de correction aux signaux de densité, schéma selon lequel le facteur de correction est relié aux signaux mesurés par le détecteur de neutrons. Un exemple de schéma interne consiste à appliquer un facteur de correction au signal de densité, schéma selon lequel le facteur de correction est relié à l'amplitude des rayons gamma de forte énergie détectés par les détecteurs de rayons gamma. Les rayons gamma de forte énergie proviennentprincipalement des interactions des neutrons. À partir du signal détecté par le détecteur de neutrons, une indication de la porosité peut être obtenue. Typiquement, des mesures de densité sont effectuées avec un calibre de diamètrage du sondage. De plus, les signaux détectés par les détecteurs de densité (détecteurs de rayons gamma) peuvent être combinés pour donner une indication du déport de l'outil. Cette information peut être utilisée pour corriger la mesure des neutrons à détecteur unique des effets environnementaux, donnant une réponse comparable en exactitude à une mesure des neutrons à deux détecteurs. En utilisant un détecteur de neutrons rempli de gaz, tel un compteur proportionnel rempli de 3He, et en le plaçant à une distance suffisante de la source, les effets d'interférence des rayons gamma sur la mesure des neutrons sont minuscules et peuvent être négligés en toute sécurité. Les réalisations de l'invention peuvent également être mises en oeuvre pour produire des mesures compensées des effets du sondage sans interférence (ou avec une interférence minimale). À titre exemple, le spectre d'énergie de chaque détecteur de rayons gamma 33 peut être divisé en un nombre de fenêtres, chacune d'entre elles étant plus ou moins sensible à la densité de la formation ou de la boue, à l'absorption photoélectrique de la formation ou de la boue, au déport de l'outil et à l'interférence des neutrons. Un modèle direct peut être construit pour chaque fenêtre, qui est paramétré par ces quantités. Un modèle direct paramétré de manière similaire peut être construit pour les signaux détectés par le détecteur de neutrons. Une inversion jointe de toutes ces mesures pour ces paramètres peut ensuite être effectuée, pour fournir les quantités compensées recherchées en plus de quantifier certains effets du sondage. Des techniques de ce type destinées à déterminer la densité dans des outils à détecteurs multiples sont bien connues dans l'art. Voir par exemple Allioli, F., Faivre, O., Jammes, L. et Evans, M., 1997, A new approach to computing formation density and Pe free of mudcake effects , Transactions of the SPWLA 38h Annual Logging Symposium, Houston, Texas, USA (juin), document K. L'outil illustré à la Figure 3B comprend un détecteur de rayons gamma unique 33 pour les mesures de densité et un détecteur de neutrons unique 35 pour les mesures des neutrons. La réalisation illustrée à la Figure 3B modifie l'outil de la Figure 3A en éliminant le détecteur de rayons gamma le plus éloigné de la source. Un second détecteur de rayons gamma n'est pas nécessaire pour produire une mesure de densité compensée des effets du sondage. En utilisant l'information spectrale pour des énergies supérieures à celles de la fenêtre de densités typique, bien qu'inférieures à la plupart des rayons gamma induits par les neutrons, un signal de correction peu profond peut être obtenu et appliqué au signal plus profond provenant de la fenêtre de densités standard. Une autre fenêtre d'énergies encore plus faibles que la fenêtre de densités peut être utilisée pour mesurer le Pe de la formation. La Figure 4 est un schéma illustrant les quatre régions d'énergie d'un spectre de rayons gamma. Par conséquent, le détecteur unique peut fournir les mêmes mesures que la configuration à deux détecteurs et permet la correction des effets d'interférence des neutrons par les moyens discutés ci-dessus. Du fait de la plus grande proximité du détecteur de la source, le détecteur de densité peut être plus petit et plus fortement blindé pour réduire l'amplitude de l'interférence des neutrons. Si le détecteur de densité (illustré par 33 à la Figure 3A ou 3B) a une sensibilité suffisante dans la portion à fortes énergies, il peut également être utilisé pour effectuer la détection des neutrons. Dans ce cas, le détecteur de rayons gamma 39 peut être utilisé à la fois pour la détection des rayons gamma et la détection des neutrons, et le détecteur de neutrons (illustré par 35 à la Figure 3A ou 3B) lui-même peut être éliminé. Cette configuration est illustrée à la Figure 3C. Des exemples de détecteurs de rayons gamma adaptés à cette fin comprennent des cristaux de scintillateur qui contiennent des absorbeurs de neutrons pour détecter à la fois les neutrons et les rayons gamma. De tels scintillateurs, par exemple, comprennent le scintillateur Gd2SiO5 (GSO) (comprenant du GSO dopé avec d'autres métaux par exemple le cérium) et les scintillateurs RbGd2Br7:Ce. Voir par exemple Konishi, D., Uozumi, Y., Yoshida, H. et Matoba, M., 1999, Response of GSO scintillator to thermal neutrons , Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, Vol. 420, pages 467-472; et Shah, K. S., Cirignano, L., Grazioso, R., Klugerman, M., Bennett, P. R., Gupta, T. K., Moses, W. W., Weber, M. J. et Derenzo, S. E., 2002, RbGd2Br7:Ce scintillators for gamma ray and thermal neutron detection , IEEE Transactions in Nuclear Science, Vol. NS-49, pages 1655-1660. Bien qu'un outil conforme à la réalisation illustrée à la Figure 3C soit le plus compact, toutes les réalisations discutées ci-dessus présentent plusieurs avantages par rapport aux outils de l'art antérieur. De tels scintillateurs seront capables de détecter les rayons gamma ayant des énergies allant de la région de faibles énergies à la région de fortes énergies, ainsi que des neutrons thermiques (voir par exemple la Figure 4). De telles mesures peuvent être divisées en quatre régions spectrales illustrées à la Figure 4, qui sont principalement sensibles aux effets photoélectriques (Pe), de densité profonde, de densité peu profonde et induits par les neutrons. Ces analyses spectrales peuvent fournir des corrections des effets environnementaux dans les mesures recherchées comme décrit ci-dessus. Par exemple, la région de densité peu profonde peut être utilisée pour corriger les effets du sondage provenant d'une région de densité profonde. De manière similaire, la région des neutrons peut également fournir une correction pour tout effet induit par les neutrons dans les mesures de densité profonde. Après de telles corrections, ces mesures peuvent fournir des informations sur la. densité, le Pe et la porosité de la formation. Certaines réalisations de l'invention concernent des méthodes de diagraphie de densité par rayons gamma utilisant un détecteur unique. La Figure 5 est un organigramme illustrant une méthode conforme à une réalisation de l'invention. Comme illustré, la méthode 50 comprend les étapes d'émission de rayons gamma et de neutrons par une source sur un outil de diagraphie dans un puits de forage dans une formation (étape 51). Comme indiqué ci-dessus, la source conforme aux réalisations de l'invention peut émettre à la fois des neutrons et des rayons gamma. Différentes configurations d'une telle source sont décrites ci-dessus. Les neutrons et les rayons gamma émis interagissent avec la matière de la formation. À la suite de ces interactions, les énergies des neutrons et des rayons gamma peuvent être réduites. De plus, les interactions causent également la diffusion de ces rayonnements, certains étant diffusés vers l'outil. Les signaux diffusés sont ensuite détectés par au moins un détecteur sur le même outil (étape 52). Comme indiqué ci-dessus, le au moins un détecteur peut être un détecteur unique capable de détecter les neutrons et les rayons gamma. Le au moins un détecteur peut aussi comprendre un détecteur de neutrons et un ou plusieurs détecteurs de rayons gamma. Les signaux des neutrons et des rayons gamma détectés sont ensuite analysés, premièrement pour corriger les effets environnementaux, puis pour calculer les propriétés de la formation (étape 53). Comme indiqué cidessus, la correction des effets environnementaux peut comprendre l'utilisation de signaux des rayons gamma de forte énergie pour corriger les effets proches du puits de forage et l'utilisation de signaux induits par les neutrons pour corriger l'interférence induite par les neutrons dans les mesures de densité. Une telle correction peut utiliser un modèle de formation, comme cela est bien connu dans l'art. Après les corrections, les mesures des rayons gamma et les mesures des neutrons sont utilisées pour calculer les propriétés de la formation, y compris la densité de la formation, le Pe et la porosité de la formation, par exemple (étape 54). Certaines réalisations de l'invention concernent des méthodes de diagraphie utilisant 30 un détecteur de rayons gamma unique. La Figure 6 est un organigramme illustrant une méthode conforme à une réalisation de l'invention. Comme illustré, la méthode 60 comprend les étapes d'émission d'énergie nucléaire par une source sur un outil de diagraphie dans un puits de forage dans une formation (étape 61). Comme indiqué ci-dessus, la source conforme aux réalisations de l'invention peut émettre soit des neutrons, soit des rayons gamma. L'énergie émise interagit avec la matière de la formation. À la suite de cette interaction, les énergies des neutrons et des rayons gamma peuvent être réduites. De plus, l'interaction cause également la diffusion des rayonnements, certains étant diffusés vers l'outil. Les signaux diffusés sont ensuite détectés par au moins un détecteur de rayons gamma sur l'outil (étape 62). Les signaux détectés sont ensuite analysés pour calculer un signal de correction en utilisant les spectres de signaux de forte énergie (étape 63). Comme discuté ci-dessus, en utilisant l'information spectrale pour des énergies supérieures à celles de la fenêtre de densités typique, bien qu'inférieures à la plupart des rayons gamma induits par les neutrons, un signal de correction peu profond peut être obtenu et appliqué au signal plus profond provenant de la fenêtre de densités standard. Le signal de correction est appliqué aux signaux détectés pour corriger l'interférence des neutrons et/ou les effets du sondage (étape 64). Une telle correction peut utiliser un modèle de formation, comme cela est bien connu dans l'art. Après les corrections, les mesures sont utilisées pour calculer les propriétés de la formation, y compris la densité de la formation, le Pe et la porosité de la formation, par exemple. Les avantages de l'invention peuvent comprendre un ou plusieurs des éléments suivants. Les outils conformes aux réalisations de l'invention présentent un poids, une longueur et des coûts notoirement plus faibles. Ces outils offrent une fiabilité et une maintenance accrues grâce à la réduction du nombre de détecteurs nucléaires. Avec de tels outils, il est possible de ne charger qu'une source unique, qui peut être transportée dans un blindage unique, améliorant la sécurité et réduisant les coûts d'exploitation, par rapport aux deux sources et aux: deux blindages de sources typiquement utilisés de nos jours. Dans les environnements au câble, à la fois les mesures des neutrons et les mesures de densité peuvent être placées à l'intérieur d'un patin unique qui peut être appuyé contre la paroi du sondage, produisant une mesure bien moins sensible à la rugosité du sondage. Dans les environnements de diagraphie en cours de forage, la taille compacte de l'ensemble de mesure peut permettre de le placer à l'intérieur d'un ensemble unique de lames de stabilisateur courtes, réduisant la rigidité de l'outil et améliorant la convivialité pour le foreur par rapport aux lames longues multiples utilisées actuellement. Les problèmes de correction de profondeur et de résolution qui surviennent dans les mesures à deux détecteurs et dans les comparaisons neutrons-densité traditionnelles seraient éliminés. -17 REVENDICATIONS Les revendications couvrent: 1. Un outil de diagraphie des formations, comprenant: un support configuré pour pouvoir être déplacé dans un sondage; une source montée sur le support, la source configurée pour émettre des neutrons et des rayons gamma; et au rnoins un capteur monté sur le support et espacé de la source, dans lequel le au moins un capteur est configuré pour détecter au moins soit des rayons gamma, soit des neutrons. 2. L'outil de la revendication 1, dans lequel la source comprend un matériau radioactif émettant des rayons gamma et une matériau radioactif émettant des neutrons. 3. L'outil de la revendication 1, dans lequel la source comprend un matériau radioactif qui émet des rayons gamma et des neutrons. 4. L'outil de la revendication 1, dans lequel la source comprend au moins soit une source de rayons X, soit un générateur de neutrons. 5. L'outil de la revendication 1, dans lequel le au moins un détecteur comprend un détecteur unique qui est sensible aux rayons gamma et aux neutrons. 6. L'outil de la revendication 1, dans lequel au moins un détecteur comprend un détecteur de rayons gamma et un détecteur de neutrons. 7. L'outil de la revendication 1, dans lequel le au moins un détecteur comprend deux détecteurs de rayons gamma et un détecteur de neutrons. 8. Une méthode de diagraphie des formations, comprenant: l'émission de neutrons et de rayons gamma dans une formation, en utilisant une source sur un outil de diagraphie placé dans un sondage pénétrant 25 la formation; et 20 - 18 la détection des signaux des rayons gamma et des signaux des neutrons diffusés par la formation, en utilisant au moins un détecteur sur l'outil de diagraphie. 9. La méthode de la revendication 8, comprenant de plus la correction des effets environnementaux dans les signaux des rayons gamma et les signaux des neutrons détectés. 10. La méthode de la revendication 8, selon laquelle la source comprend un matériau radioactif qui émet des rayons gamma et des neutrons. 11. La méthode de la revendication 8, selon laquelle le au moins un détecteur comprend un détecteur unique qui est sensible aux rayons gamma et aux neutrons. 12. Une méthode de diagraphie des formations, comprenant: l'émission d'énergie nucléaire dans une formation, en utilisant une source sur un outil de diagraphie placé dans un sondage pénétrant la formation; la détection des signaux diffusés par la formation en utilisant un détecteur de rayons gamma sur l'outil de diagraphie, les signaux étant reliés à l'énergie émise; le calcul d'un signal de correction en utilisant les spectres des signaux de forte énergie provenant des signaux détectés; et l'application du signal de correction aux signaux détectés pour corriger des effets de l'interférence des neutrons et/ou du sondage sur les signaux détectés.