Brevet FR2982037A1 — publié le 20130503

Double détecteur de rayons gamma et de neutrons dans un appareil multicapteur, et les procédés associés Des modes de réalisation de l'objet de l'invention exposé ici concernent d'une manière générale des modes de présentation d'un double détecteur de rayons gamma et de neutrons pour obtenir un petit dispositif robuste, pouvant être utilisé dans un appareil multicapteur, afin de mesurer par exemple la porosité d'une formation entourant un puits dans l'industrie du pétrole et du gaz. Au cours des dernières années, des procédés et des outils de plus en plus complexes ont été mis au point pour chercher et exploiter des sites plus difficiles d'accès (plus profonds dans le sol et/ou sous-marins) qui semblent contenir d'importantes réserves de combustible fossile. Les outils utilisés pour examiner ces sites doivent être aptes à résister à des températures élevées et à un milieu rude de chocs et de vibrations. Dans l'industrie du pétrole et du gaz, des mesures de porosité et de densité des formations sont utilisées pour identifier des réserves potentielles de pétrole et de gaz, ainsi que pour évaluer le volume de ces réserves. Ces types de mesures sont habituellement réalisés dans un puits en utilisant une source de rayonnement (chimique ou électronique) et des détecteurs. La source de rayonnement peut être une source de rayonnement gamma ou de neutrons. Les rayons gamma produits par l'interaction de neutrons dans la formation peuvent être utilisés comme source de rayonnement gamma. Certains radio-isotopes, tels que le californium, émettent à la fois des rayons neutroniques et des rayons gamma et peuvent être utilisés comme source unique pour les deux rayonnements. La figure 1 illustre une mesure de porosité ou de densité de fond de trou, qui est réalisée en utilisant une source de rayonnement 10 et deux détecteurs, à savoir un détecteur "proche" 20 et un détecteur "éloigné" 30, qui sont situés à des distances différentes par rapport à la source 10 (par exemple respectivement à 6" et 15" (152,4 mm et 381,0 mm)). La source de neutrons 10 envoie des neutrons rapides dans la formation entourant le trou de forage. La source de neutrons 10 et les détecteurs 20 et 30 peuvent être encapsulés dans un boîtier 40 destiné à être descendu dans un trou de forage 50 qui pénètre une formation 60. Certains des neutrons envoyés par la source de neutrons 10 vers la formation de sol 60 libèrent de l'énergie (c'est-à-dire qu'ils sont "thermalisés") par le biais de collisions inélastiques dans la formation 60 et sont renvoyés vers les détecteurs 20 et 30. Les détecteurs 20 et 30 détectent certains des neutrons thermiques revenant au trou de forage 50, lorsque les neutrons réagissent avec des noyaux à l'intérieur d'un matériau détecteur de neutrons. La porosité de la formation 60 peut être estimée sur la base du rapport de neutrons détectés au cours du même intervalle de temps par les deux détecteurs 20 et 30. Dans le cas de mesures de densité, le détecteur qui est plus près de la source de rayons gamma est appelé "détecteur à faible espacement", et le détecteur qui se trouve plus loin de la source est appelé "détecteur à grand espacement". Les particules de rayonnement revenant aux détecteurs sont comptées. La masse volumique en vrac de la formation (matrice et fluide) est mise en corrélation avec la densité électronique et est calculée à partir des taux de comptage des détecteurs à faible et à grand espacement. Le neutron étant une particule neutre (sans charge électrique), il n'est pas facile à détecter, notamment lorsque son énergie est élevée. Toutefois, il existe des matériaux détecteurs de neutrons capables de détecter des neutrons thermalisés, c'est-à-dire des neutrons dont l'énergie a été réduite par des collisions inélastiques avec des noyaux de la formation. Par exemple, des neutrons émis par une source AmBe aux alentours de 14 MeV sont thermalisés et ramenés à une énergie d'environ 0,025 eV. L'efficacité d'un détecteur de neutrons est la probabilité avec laquelle un neutron entrant dans le volume du détecteur est détecté. La probabilité d'une réaction de capture d'un neutron par un noyau peut être décrite par une section efficace de la réaction et dépend de l'énergie du neutron entrant. Les détecteurs de neutrons sont réalisés à partir de matériaux comprenant des noyaux qui présentent une grande section efficace de réaction de capture de neutrons pour des neutrons thermiques, par exemple le bore (1°B), l'hélium (3He) et le lithium (6Li). D'autres particules, telles que la particule a ( lot ) et le proton (p), résultent de la réaction du neutron thermique avec ces noyaux. Une quantité d'énergie calculable (Q) est émise en tant que résultat de la réaction de capture de neutrons. L'énergie émise peut être l'énergie cinétique des particules ou rayons gamma résultants (photons, lumière). Cette énergie est dissipée, par exemple lorsque les sous-produits de réaction de capture de neutrons traversent un matériau scintillateur, provoquant l'émission de lumière. Au moins une partie de la lumière émise suite à la réaction de capture de neutrons atteint un photomultiplicateur (PMT) et génère un signal reconnaissable en tant que signature de la réaction. Plus l'énergie émise est élevée, plus l'amplitude du signal de signature est grande. Les réactions de capture de neutrons utilisées pour la détection de neutrons sont illustrées dans le tableau 1 : Tableau 1 Nom Réaction Q (MeV) Section efficace à neutrons thermiques (barns) lomn,a) i5B_Foin37L/±24a Terre 2.792 Excité 2.31 3840 3 He(n, p) 23He+olnI3H-Ellp 0.764 5330 6Li(n,a) 6 1 3 4 4.78 940 Li+On1H +2 a, 10 Habituellement, dans l'industrie du pétrole et du gaz, les détecteurs d'outils de fond comprenaient des détecteurs fondés sur une réaction 3He(n, p), en raison de leur coût relativement faible, de leur robustesse, de leur efficacité de détection et de leur insensibilité aux rayons gamma (c'est-à-dire que la section efficace 15 pour une interaction du rayon gamma avec 3He est très petite). Du fait de la pénurie critique de 3He au niveau mondial, il est nécessaire de mettre au point de nouveaux détecteurs de neutrons pour des détecteurs d'outils de fond destinés à l'industrie du pétrole et du gaz. 20 Des détecteurs à scintillation en verre au lithium peuvent être utilisés dans des outils de fond. La performance de détection des matériaux détecteurs basés sur une réaction 6Li(n,a) dépend de la quantité de 6Li qu'ils contiennent. Bien que la section efficace pour une interaction du neutron avec le 6Li soit plus petite que la 25 section efficace pour une interaction avec le 3He, la grande quantité d'énergie (Q) résultant de la réaction 6Li(n,a) permet d'obtenir une bonne discrimination par rapport aux réactions induites par des rayons gamma. Actuellement, deux modèles de détecteurs en verre au 30 lithium sont disponibles dans le commerce. La figure 2 illustre le premier modèle 100 qui est un détecteur proche, comprenant un5 cylindre 110 avec un diamètre de 0,5" (12,7 mm) et une longueur de 1" (25,4 mm) et réalisé en verre KG2. Le verre KG2 est un matériau détecteur de neutrons qui présente un rapport isotopique de 95% 6Li et une composition totale de lithium de 7,5%. Un détecteur éloigné du commerce comprend un cylindre creux en verre GS20 ayant un diamètre de 0,905" (22,987 mm), une longueur de 2,5" (63,5 mm) et une épaisseur de 0,0885" (2,248 mm). Le verre GS20 est un matériau détecteur de neutrons qui présente un rapport isotopique de 95% 6Li et une composition totale de lithium de 7,5%. La forme du verre GS20 est celle d'un cylindre creux afin d'éliminer les comptages de rayons gamma qui sont proportionnels au volume du verre, tandis que les comptages de neutrons sont sensiblement proportionnels à la superficie. Aussi bien le détecteur proche que le détecteur éloigné peuvent utiliser des photomultiplicateur (PMT) Hamamatsu R3991, par exemple 120 dans la figure 2, qui présentent une photocathode d'un diamètre de 3/4" (19,05 mm). Le cylindre creux peut être couplé à la photocathode PMT par l'intermédiaire d'un guide de lumière à quartz pour ajuster la différence entre les diamètres. Un disque de quartz peut être monté sur l'extrémité opposée du cylindre creux. Une méthode pour construire des détecteurs pour un outil de fond peut consister à utiliser un matériau détecteur de neutrons, conjointement avec un matériau détecteur de rayons gamma. Toutefois, l'association du matériau détecteur de neutrons avec le matériau détecteur de rayons gamma constitue un défi, en particulier lorsque le détecteur doit être utilisé dans des conditions rudes à températures élevées et comportant des chocs et des vibrations. Le coefficient de dilatation thermique du matériau détecteur de neutrons peut être très différent de celui du matériau détecteur de rayons gamma, ce qui provoque des fissures entre les éléments constitués des différents matériaux, ou à l'intérieur d'un élément, lorsque la température varie de façon significative (par exemple au-delà de 50°C), à mesure que le détecteur est descendu dans le fond. Par conséquent, il est souhaitable de proposer des possibilités d'association pour la fabrication d'un double détecteur de rayons gamma et de neutrons, en vue d'un fonctionnement à des températures élevées et dans un milieu rude de chocs et de vibrations, en utilisant un matériau détecteur de neutrons et un matériau détecteur de rayons gamma. L'invention propose des doubles détecteurs de rayons gamma et de neutrons, associés pour résister à des températures élevées dans un milieu rude de chocs et de vibrations. Ces détecteurs peuvent être utilisés dans l'industrie du pétrole et du gaz, pour la sécurité intérieure, les soins de santé, la radioprotection et autres. Conformément à un exemple de réalisation, l'invention propose un double détecteur de rayons gamma et de neutrons, utilisable dans un outil de fond pour analyser la composition de couches de formations dans un puits. Le double détecteur de rayons gamma et de neutrons comprend un premier élément de détection constitué d'un matériau détecteur de neutrons, un deuxième élément constitué d'un matériau scintillateur à rayons gamma, et un photomultiplicateur couplé optiquement au premier élément de détection et au deuxième élément de détection. Dans ce mode de réalisation, le premier élément de détection et le deuxième élément de détection sont façonnés pour remplir sensiblement une forme cylindrique. Suivant un autre exemple de réalisation, un outil de fond utilisant une source de neutrons pour déterminer des caractéristiques d'une formation entourant un puits comprend un corps configuré pour recevoir le long d'un axe longitudinal une source de neutrons qui émet des neutrons, un détecteur proche, situé à une première distance de l'emplacement de la source de neutrons, et un détecteur éloigné situé à une deuxième distance, supérieure à la première distance, de l'emplacement de la source de neutrons. L'outil de fond comprend en outre au moins un double détecteur de rayons gamma et de neutrons, servant de détecteur proche ou de détecteur éloigné, comprenant un premier élément de détection, constitué d'un matériau détecteur de neutrons, et un deuxième élément constitué d'un matériau scintillateur à rayons gamma, le premier élément de détection et le deuxième élément de détection étant couplés optiquement à un photomultiplicateur. Conformément à un autre exemple de réalisation, l'invention propose un procédé pour réadapter un outil de fond utilisant une source de neutrons pour déterminer les caractéristiques d'une formation entourant un puits. Le procédé comprend le retrait d'au moins un détecteur, parmi un détecteur proche et un détecteur éloigné, d'un boîtier de l'outil de fond; et le montage d'un double détecteur de rayons gamma et de neutrons dans le boîtier, à un emplacement dont a été retiré au moins un détecteur parmi le détecteur proche et le détecteur éloigné. Ici, le double détecteur de rayons gamma et de neutrons comprend un premier élément de détection, constitué d'un matériau détecteur de neutrons, et un deuxième élément, constitué d'un matériau scintillateur à rayons gamma, le premier et le deuxième élément de détection étant couplés optiquement à un photomultiplicateur, et étant façonnés pour remplir sensiblement une forme cylindrique. L'objet de l'invention sera mieux compris à l'étude détaillée de la description de modes de réalisation de l'invention, pris à titre d'exemples non limitatifs et illustrés par les dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est un schéma d'un outil de fond utilisant une source de neutrons et deux détecteurs; - la figure 2 est une illustration d'un détecteur de neutrons proche, disponible dans le commerce; - la figure 3 est un schéma d'un outil de fond conforme à un exemple de réalisation; - la figure 4 est une illustration, fournie à titre d'exemple, d'un spectre enregistré par un photomultiplicateur couplé à un détecteur de rayons gamma et de neutrons; - la figure 5 représente un double détecteur de rayons gamma et de neutrons selon un exemple de réalisation; - la figure 6 représente un double détecteur de rayons gamma et de neutrons selon un autre exemple de réalisation; - la figure 7 représente un double détecteur de rayons gamma et de neutrons selon un autre exemple de réalisation; et - la figure 8 est un organigramme d'un procédé de réadaptation d'un outil de fond utilisant une source de neutrons pour déterminer des caractéristiques d'une formation entourant un puits, conformément à un mode de réalisation pris à titre d'exemple. Lorsque la description fait référence à "un mode de réalisation", cela signifie qu'une propriété, une structure ou une caractéristique particulière décrite en relation avec un mode de réalisation est incluse dans au moins un mode de réalisation de l'objet de l'invention. Ainsi, l'emploi de l'expression "dans un mode de réalisation" à différents endroits de l'invention ne fait pas nécessairement référence au même mode de réalisation. D'autre part, les propriétés, structures ou caractéristiques particulières peuvent être combinées de n'importe quelle manière appropriée dans un ou plusieurs modes de réalisation. La figure 3 représente un outil de fond de trou 300 selon un mode de réalisation pris à titre d'exemple. Les neutrons émis par une source de neutrons 310 et thermalisés par diffusion inélastique avec des noyaux de la formation 360 environnante sont détectés dans deux détecteurs, à savoir un détecteur "proche" 320 et un détecteur "éloigné" 330, qui sont situés à des distances différentes par rapport à la source de neutrons 310. Le détecteur "proche" 320 et/ou le détecteur "éloigné" 330 sont fabriqués en utilisant un matériau détecteur de neutrons, conjointement avec un matériau scintillateur à rayons gamma, agencés selon l'un des modes d'association décrits ci-après. Ce type de détecteur, qui est constitué d'un matériau détecteur de neutrons et d'un matériau scintillateur à rayons gamma, est connu comme double détecteur de rayons gamma et de neutrons. L'outil de fond 300 peut être utilisé par exemple pour des mesures de porosité et de densité de la formation entourant un puits. Dans certains modes de réalisation, le matériau scintillateur à rayons gamma peut être de l'iodure de sodium ou un autre cristal scintillateur, et le matériau détecteur de neutrons peut être du verre enrichi en lithium-6. Les coefficients de dilatation thermique des matériaux utilisés pour construire les détecteurs figurent dans le tableau 2 ci-après. Si la différence entre les coefficients de dilatation thermique du verre au 6Li et du cristal scintillateur est grande, cela provoque des fissures lorsque la température augmente (par exemple au-delà de 50°C). Matériau Coefficient de Dilatation thermique Iodure de sodium, NaI 4.72 x 10-5 m/°C Halogénures de lanthane 1.2 x 10-5 m/°C Verre au lithium 9 9.23 x 10-6 m/°C Verre 9 x 10-6 m/°C Quartz 0.59 x 10-6 m/°C Les détecteurs 320 et 330 détectent une partie des neutrons 15 thermiques qui reviennent au trou de forage 350, lorsque les neutrons réagissent avec des noyaux à l'intérieur du matériau détecteur de neutrons. Les rayons gamma, qui sont également détectés par les détecteurs 320 et 330, sont séparés et éliminés des signaux détectés par les détecteurs 320 et 330, fondé sur le fait 20 qu'un signal généré par un rayon gamma présente une hauteur d'impulsion plus faible qu'un signal de signature de neutrons. La figure 4 montre à titre d'exemple un spectre enregistré par un photomultiplicateur couplé à un détecteur de rayons gamma et de neutrons. 25 Un premier mode de présentation du matériau détecteur de neutrons et du matériau scintillateur à rayons gamma est montré dans la figure 5. Ce premier mode d'association est connu comme "conception en sandwich". D'après cette conception en sandwich, une plaque 410, constituée d'un matériau détecteur de neutrons, est 30 placée entre deux demi-cylindres 420 et 430 qui sont chacun réalisés en un matériau scintillateur à rayons gamma. Des couches 10 d'huile ou d'un adhésif de couplage 415 et 425 sont disposées respectivement à l'endroit d'une interface entre la plaque 410 et les demi-cylindres 420 et 430. Aussi bien la plaque 410 que les demi-cylindres 420 et 430 sont couplés optiquement au photomultiplicateur 440 (en utilisant de l'huile optique ou une fenêtre en saphir, ou bien ils sont liés au PMT par une colle haute température telle que sylgard). Selon un autre mode de réalisation, une demi-plaque supplémentaire peut être disposée perpendiculairement à la plaque, fendant au milieu l'un des demi-cylindres. Dans certains modes de réalisation, la plaque 410 peut être en verre au 6Li. Dans certains modes de réalisation, les demi-cylindres 420 et 430 peuvent être en NaI ou un autre matériau scintillateur (par exemple des halogénures de lanthane). Un deuxième mode de présentation du matériau détecteur de neutrons et du matériau scintillateur à rayons gamma est montré dans la figure 6. Ce deuxième mode d'association est connu comme "conception de type saucisse enrobée". D'après cette conception, un cylindre creux 510, constitué d'un matériau détecteur de neutrons, est rempli avec une tige (c'est-à-dire un cylindre) 520 en matériau scintillateur à rayons gamma. Certaines caractéristiques de construction facultatives, représentées dans la figure 6 et décrites ci-après, peuvent être utilisées pour des doubles détecteurs de rayons gamma et de neutrons employant les modes de présentation autres que la conception de "saucisse enrobée" et ne sont pas destinées à être limitatives Le cylindre 510 peut être placé dans une coque métallique 530. Le boîtier peut contenir aussi bien le matériau réactif, à savoir le lithium-6 ou NaI, que le mécanisme de suspension, pour offrir une grande résistance aux chocs et aux vibrations. La coque métallique 530 peut être réalisée en titane. A une extrémité du cylindre chargé (c'est-à-dire du cylindre creux 510 contenant la tige 520), en direction de l'emplacement de la source de neutrons, un disque en acier inoxydable maintient le matériau réactif en place dans le boîtier. Entre le disque métallique et le boîtier, la suspension est assurée par des ressorts. A l'extrémité opposée du cylindre chargé, côté PMT (non représenté), un ou plusieurs matériaux de guidage de lumière couplent les éléments de détection (c'est-à-dire le cylindre creux 510 et la tige 520) optiquement au PMT. Par exemple, un coupleur en sylgard 550 et une plaque d'extrémité en saphir 560 peuvent être situés entre les éléments de détection et le PMT. Afin de garantir que la majeure partie de la lumière ne se dissipe pas sans générer un signal, une plaque d'extrémité en quartz 540 peut être placée entre la coque métallique 530 et les éléments détecteurs. Dans certains modes de réalisation, le cylindre creux 510 peut être réalisé en verre au 6Li. Dans certains modes de réalisation, la tige 520 peut être en NaI. De plus, dans certains modes de réalisation, un enroulement de téflon des éléments détecteurs sert d'enveloppe réfléchissante. Un troisième mode de présentation pour le matériau détecteur de neutrons et le matériau scintillateur à rayons gamma est montré dans la figure 7. Ce troisième mode est connu comme "conception en ligne". D'après cette conception, le premier cylindre 610 en matériau détecteur de neutrons est disposé sur le même axe qu'un cylindre 620 en matériau scintillateur à rayons gamma, qui est ensuite en contact avec un PMT 630. Dans certains modes de réalisation, le cylindre 610 peut être en verre au 6Li. Dans certains modes de réalisation, le cylindre 620 peut être en NaI. Des simulations optiques de traçage de rayon ont montré que NaI transmet mieux la lumière que le verre au 6Li et par conséquent, l'arrangement PMT-NaI-verre au 6Li est préféré à l'arrangement PMT-verre au 6Li-NaI. Des simulations de Monte-Carlo ont été réalisées pour tous les types de conception décrits ci-dessus. Ces simulations ont montré qu'une plaque en verre au 6Li et un cylindre en verre au 6Li de surface équivalente donnent des taux de comptage de neutrons adaptés pour un détecteur de neutrons utilisable dans des outils de fond de trou. D'autres conclusions utiles résultant de simulations sont énumérées ci-après. Bien que ces conclusions nécessitent éventuellement d'être confirmées par des expériences, elles constituent un cadre de travail utile pour construire des doubles détecteurs de rayons gamma et de neutrons, selon ces modes de présentation. Avec la conception de type "saucisse enrobée", le verre au 6Li ne protège pas contre les rayons gamma lorsqu'il entoure une tige en NaI. Pour une surface équivalente, un cylindre en verre au 6Li donne à peu près deux fois le compte de neutrons et l'arrière-plan de rayons gamma, comparé à une plaque en verre au 6Li. Lorsque le matériau détecteur de neutrons est du verre au 6Li GS2 (qui présente un rapport isotopique de 95% de 6Li et une composition totale de lithium de 2,4%), un taux de comptage de neutrons et un arrière-plan de rayons gamma similaires sont obtenus par rapport au cas où le matériau détecteur de neutrons est du verre 6Li GS20. Un cylindre de surface équivalente à celle d'une plaque étudiée fournit plus de huit fois les taux de comptage de neutrons du détecteur éloigné disponible dans le commerce, mais seulement quatre fois l'arrière-plan de rayons gamma. La conception de la plaque en verre au 6Li, ainsi qu'un cylindre de surface équivalente fournit des taux de comptage de neutrons pertinents pour un détecteur proche. Un cylindre en verre au 6Li ayant les mêmes dimensions que le détecteur éloigné du commerce, rempli de Nat ne fournit pas des taux suffisants de comptage de rayons gamma pour un détecteur éloigné, mais fournit des taux de comptage de rayons gamma appropriés pour un détecteur proche. Un outil de fond classique, doté d'une source de neutrons et de deux détecteurs de neutrons, peut être réadapté pour remplacer l'un des détecteurs ou les deux, respectivement par un double détecteur de rayons gamma et de neutrons. La figure 8 est un organigramme d'un procédé 700 pour réadapter un outil de fond classique. Le procédé 700 comprend le retrait d'au moins un détecteur parmi un détecteur proche et un détecteur éloigné, au pas S710, et le montage d'un double détecteur de rayons gamma et de neutrons à un emplacement d'un boîtier de l'outil de fond dont a été retiré au moins un détecteur parmi le détecteur proche et le détecteur éloigné, au pas S720. Le double détecteur de rayons gamma et de neutrons comprend un premier élément de détection, constitué d'un matériau détecteur de neutrons, et un deuxième élément de détection, constitué d'un matériau scintillateur à rayons gamma, qui sont couplés optiquement à un photomultiplicateur et sont façonnés pour remplir sensiblement une forme cylindrique. Le premier élément de détection peut être réalisé en verre au 6Li, et le deuxième élément de détection peut être en NaI. Le premier élément de détection et le deuxième élément de détection peuvent être formés selon l'un quelconque des modes de présentation décrits plus haut. Les modes de réalisation exposés à titre d'exemples proposent des possibilités de présentation pour fabriquer un double détecteur de rayons gamma et de neutrons, apte à fonctionner à des températures élevées et dans un environnement rude de chocs et de vibrations, utilisant un matériau détecteur de neutrons et un matériau scintillateur à rayons gamma. REVENDICATIONS1. Double détecteur de rayons gamma et de neutrons, utilisable dans un outil de fond pour analyser la composition de couches de formations dans un puits, comprenant : un premier élément de détection constitué d'un matériau détecteur de neutrons; un deuxième élément constitué d'un matériau scintillateur à rayons gamma; et un photomultiplicateur couplé optiquement au premier élément de détection et au deuxième élément de détection, caractérisé en ce que le premier élément de détection et le deuxième élément de détection sont façonnés pour remplir sensiblement une forme cylindrique. 2. Double détecteur de rayons gamma et de neutrons selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier élément de détection est une plaque, et le deuxième élément de détection est constitué de demi- cylindres montés sur les faces opposées de la plaque, des couches de graisse ou d'un adhésif de couplage étant disposées entre la plaque et les demi-cylindres. 3. Double détecteur de rayons gamma et de neutrons selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier élément de détection est un cylindre creux, et le deuxième élément de détection est une tige placée dans le cylindre creux. 4. Double détecteur de rayons gamma et de neutrons selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier élément de détection est un premier cylindre, et le deuxième élément de détection est un deuxième cylindre,le premier cylindre, le deuxième cylindre et le photomultiplicateur étant disposés le long d'un axe commun. 5. Outil de fond utilisant une source de neutrons pour déterminer des caractéristiques d'une formation entourant un puits, comprenant : un corps configuré pour recevoir le long d'un axe longitudinal une source de neutrons qui émet des neutrons; un détecteur proche situé à une première distance de l'emplacement de la source de neutrons; et un détecteur éloigné situé à une deuxième distance, supérieure à la première distance, de l'emplacement de la source de neutrons; et au moins un double détecteur de rayons gamma et de neutrons, servant de détecteur proche ou de détecteur éloigné, comprenant un premier élément de détection constitué d'un matériau détecteur de neutrons, et un deuxième élément constitué d'un matériau scintillateur à rayons gamma, le premier élément de détection et le deuxième élément de détection étant couplés optiquement à un photomultiplicateur. 6. Outil de fond selon la revendication 5, caractérisé en ce que le premier élément de détection est une plaque, et le deuxième élément de détection est constitué de demi-cylindres montés sur les faces opposées de la plaque. 7. Outil de fond selon la revendication 6, caractérisé en ce que des couches de graisse ou d'un adhésif de couplage sont disposées entre la plaque et les demi-cylindres. 8. Outil de fond selon la revendication 5, caractérisé en ce que le premier élément de détection est un cylindre creux, et le deuxième élément de détection est une tige placée dans le cylindre creux. 9. Outil de fond selon la revendication 5, caractérisé en ce que le premier élément de détection est un premier cylindre, et le deuxième élément de détection est un deuxième cylindre, le premier cylindre, le deuxième cylindre et le photomultiplicateur étant disposés le long d'un axe commun. 10. Outil de fond selon la revendication 9, caractérisé en ce que le deuxième cylindre est situé entre le premier cylindre et le photomultiplicateur. 11. Outil de fond selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'un élément de guidage de lumière est placé entre le photomultiplicateur et au moins un élément parmi le premier élément de détection et le deuxième élément de détection. 12. Outil de fond selon la revendication 5, caractérisé en ce que les éléments de détection sont au moins partiellement entourés d'un enroulement de téflon. 13. Outil de fond selon la revendication 5, caractérisé en ce que le double détecteur de rayons gamma et de neutrons, au nombre d'au moins un, est logé dans une coque métallique. 14. Outil de fond selon la revendication 5, caractérisé en ce que la coque métallique est formée de titane. 15. Outil de fond selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un bouchon d'extrémité en quartz, situé sur le côté opposé à celui où est connecté le photomultiplicateur. 16. Outil de fond selon la revendication 5, caractérisé en ce que le premier élément de détection et le deuxième élément de détection sont façonnés pour remplir sensiblement une forme cylindrique. 17. Outil de fond selon la revendication 5, caractérisé en ce que le premier élément de détection est formé de verre au 6Li. 18. Outil de fond selon la revendication 5, caractérisé en ce que le deuxième élément de détection est formé de NaI. 19. Procédé pour réadapter un outil de fond utilisant une source de neutrons afin de déterminer les caractéristiques d'une formation entourant un puits, comprenant : le retrait d'au moins un détecteur parmi un détecteur proche et un détecteur éloigné, d'un boîtier de l'outil de fond; et le montage d'un double détecteur de rayons gamma et de neutrons dans le boîtier, à un emplacement dont a été retiré au moins un détecteur parmi le détecteur proche et le détecteur éloigné, le double détecteur de rayons gamma et de neutrons comprenant un premier élément de détection, constitué d'un matériau détecteur de neutrons, et un deuxième élément de détection, constitué d'un matériau scintillateur à rayons gamma, caractérisé en ce que (1) le premier élément de détection et le deuxième élément de détection sont couplés optiquement à un photomultiplicateur, et (2) le premier élément de détection et le deuxième élément de détection sont façonnés pour remplir sensiblement une forme cylindrique. 20. Procédé selon la revendication 19, caractérisé en ce que (1) le premier élément de détection est constitué de verre au 6Li etle deuxième élément de détection est constitué de Nat et (2) le premier élément de détection et le deuxième élément de détection sont façonnés selon l'un des modes de présentation suivants : selon un premier mode de présentation, le premier élément de détection est une plaque, et le deuxième élément de détection est formé de demi-cylindres montés sur les faces opposées de la plaque, des couches de graisse ou d'un adhésif de couplage étant disposées entre la plaque et les demi-cylindres; selon un deuxième mode de présentation, le premier élément de détection est un cylindre creux, et le deuxième élément de détection est une tige placée dans le cylindre creux; et selon un troisième mode de présentation, le premier élément de détection est un premier cylindre, et le deuxième élément de détection est un deuxième cylindre, le premier cylindre, le deuxième cylindre et le photomultiplicateur étant disposés le long d'un axe commun.