СКВАЖИННОЕ ИЗМЕРЕНИЕ ПОСРЕДСТВОМ НЕЙТРОННОЙ АКТИВАЦИИ

1. Скважинный инструмент, содержащий
источник нейтронов, сконфигурированный для излучения нейтронов согласно схеме формирования импульсов, причем схема формирования импульсов включает в себя задержку между двумя импульсами, причем задержка является достаточной, чтобы, по существу, все события захвата нейтронов, обусловленные излученными нейтронами, могли прекратиться, и
детектор гамма-излучения, сконфигурированный для регистрации гамма-излучения активации, вырабатываемого, когда элементы, активированные излученными нейтронами, распадаются до нерадиоактивного состояния.
2. Скважинный инструмент по п.1, в котором задержка больше или равна приблизительно 2 мс.
3. Скважинный инструмент по п.1, в котором задержка больше или равна приблизительно 1 с.
4. Скважинный инструмент по п.1, в котором схема формирования импульсов сконфигурирована изменяться в зависимости от скорости каротажа скважинного инструмента.
5. Скважинный инструмент по п.1, в котором схема формирования импульсов сконфигурирована изменяться в зависимости от того, движется или, по существу, неподвижен скважинный инструмент.
6. Скважинный инструмент по п.1, в котором схема формирования импульсов сконфигурирована быть независимой от скорости каротажа скважинного инструмента и сконфигурирована содержать совокупность заранее определенных шаблонов вспышек для совокупности скоростей каротажа.
7. Скважинный инструмент по п.1, в котором схема формирования импульсов сконфигурирована так, что один из импульсов схемы формирования импульсов делится на совокупность микровспышек.
8. Скважинный инструмент по п.7, в котором совокупность микровспышек содержит углеродокислородную (C/O) схему формирования микровспышек, схему формирования микровспышек для спектроскопии гамма-излучения, двухвспышечную схему формирования микровспышек или схему формирования микровспышек для измерения сигмы, или любую их комбинацию.
9. Скважинный инструмент по п.7, в котором совокупность микровспышек содержит приблизительно 50% или менее одного из импульсов схемы формирования импульсов, причем совокупность задержек между микровспышками совокупности содержит приблизительно 50% или более одного из импульсов схемы формирования импульсов.
10. Скважинный инструмент для использования в геологическом пласте, содержащий
источник нейтронов, сконфигурированный для излучения нейтронов в геологический пласт в виде импульсов, разделенных задержкой, по меньшей мере, приблизительно 2 мс, и
детектор гамма-излучения, сконфигурированный регистрировать гамма-излучение активации и неупругое гамма-излучение и/или гамма-излучение захвата нейтронов, возникающее вследствие взаимодействий между излученными нейтронами и геологическим пластом.
11. Скважинный инструмент по п.10, в котором источник нейтронов содержит d-D генератор нейтронов или d-T генератор нейтронов, или их комбинацию.
12. Скважинный инструмент по п.10, в котором детектор гамма-излучения сконфигурирован для регистрации отсчетов гамма-излучения активации или регистрации спектров гамма-излучения активации, или любой их комбинации.
13. Скважинный инструмент по п.10, содержащий второй детектор гамма-излучения, причем источник нейтронов располагается в скважинном инструменте между детектором гамма-излучения и вторым детектором гамма-излучения.
14. Скважинный инструмент по п.10, содержащий второй детектор гамма-излучения, причем второй детектор гамма-излучения располагается в скважинном инструменте между детектором гамма-излучения и источником нейтронов.
15. Способ, содержащий этапы, на которых
инжектируют жидкость для гидроразрыва, содержащую материал инертного индикатора, в геологический пласт,
излучают нейтроны в геологический пласт для активации материала индикатора с использованием генератора нейтронов, сконфигурированного для излучения нейтронов согласно схеме формирования импульсов, которая включает в себя задержку между импульсами, по меньшей мере, приблизительно 2 мс, и
регистрируют гамма-излучение активации из активированного материала индикатора с использованием детектора гамма-излучения.
16. Способ по п.15, в котором на этапе инжекции жидкости для гидроразрыва инжектируют жидкость для гидроразрыва, содержащую материал инертного индикатора, причем материал инертного индикатора приспособлен активироваться посредством захвата тепловых нейтронов, и излученные нейтроны имеют энергии, достаточные для инициирования событий захвата нейтронов, но не достаточные для инициирования, по существу, любых событий неупругого рассеяния.
17. Способ по п.15, в котором гамма-излучение активации регистрируется, по меньшей мере, приблизительно через 2 мс после окончания излученного нейтронного импульса.
18. Способ по п.15, содержащий этап, на котором регистрируют неупругое гамма-излучение и/или гамма-излучение захвата нейтронов, возникающее вследствие взаимодействий между излученными нейтронами и геологическим пластом или материалом индикатора.
19. Способ, содержащий этапы, на которых
излучают нейтроны, вырабатываемые в реакциях d-D, в геологический пласт для активации элемента пласта посредством событий захвата нейтронов, причем нейтроны излучают согласно схеме формирования импульсов, которая включает в себя задержку между импульсами, равную, по меньшей мере, приблизительно 2 мс,
регистрируют захватное гамма-излучение активации от элементов пласта, активированных посредством событий захвата нейтронов, с использованием детектора гамма-излучения,
излучают нейтроны, вырабатываемые в реакциях d-T, в геологический пласт для активации элемента пласта посредством событий неупругого рассеяния и событий захвата вторичных нейтронов, причем нейтроны излучают согласно схеме формирования импульсов, которая включает в себя задержку между импульсами, равную, по меньшей мере, приблизительно 2 мс, и
регистрируют неупругое и захватное гамма-излучение активации от элементов пласта, активированных посредством событий неупругого рассеяния и событий захвата вторичных нейтронов, с использованием детектора гамма-излучения.
20. Способ по п.19, содержащий этап, на котором регистрируют гамма-излучение захвата нейтронов, вырабатываемое посредством событий захвата нейтронов, после излучения нейтронов, вырабатываемых в реакциях d-D.
21. Способ по п.19, содержащий этап, на котором регистрируют неупругое гамма-излучение, вырабатываемое посредством событий неупругого рассеяния, после излучения нейтронов, вырабатываемых в реакциях d-T.
22. Способ по п.19, содержащий этап, на котором регистрируют захватное гамма-излучение, вырабатываемое посредством событий захвата вторичных нейтронов, после излучения нейтронов, вырабатываемых в реакциях d-T.
23. Система, содержащая
скважинный инструмент, содержащий
генератор нейтронов, сконфигурированный для излучения нейтронов в геологический пласт в виде импульсов, разделенных задержкой, причем задержка превышает пороговое время для спада гамма-излучения захвата нейтронов, и
детектор гамма-излучения, сконфигурированный регистрировать гамма-излучение активации, вырабатываемое, когда элементы, активированные излученными нейтронами, распадаются до нерадиоактивного состояния, и сконфигурированный обеспечивать гамма-лучевой сигнал, связанный с регистрируемым гамма-излучением активации, и
систему обработки данных, сконфигурированную принимать и сохранять гамма-лучевой сигнал.
24. Система по п.23, в которой скважинный инструмент содержит нейтронный монитор, сконфигурированный регистрировать часть излученных нейтронов и сконфигурированный обеспечивать нейтронный сигнал, пропорциональный количеству излученных нейтронов, причем система обработки данных сконфигурирована сохранять нейтронный сигнал.
25. Система по п.24, в которой система обработки данных сконфигурирована сопоставлять гамма-лучевой сигнал и нейтронный сигнал и определять количество регистрируемых гамма-квантов, приведенное к количеству излученных нейтронов из нейтронного сигнала.
26. Система по п.23, в которой гамма-лучевой сигнал от детектора гамма-излучения содержит индикацию спектров гамма-излучения активации, и система обработки данных сконфигурирована определять, получены ли спектры гамма-излучения активации из активированных материалов в геологическом пласте или в стволе скважины.
27. Система по п.23, в которой схема обработки данных выполнена с возможностью разбивать гамма-лучевой сигнал по интервалам времени, на которые делится период задержки.
28. Система по п.27, в которой интервалы времени имеют одинаковую длительность.
29. Система по п.28, в которой длительности интервалов времени изменяются в зависимости от схемы формирования импульсов.
30. Система по п.23, в которой детектор гамма-излучения сконфигурирован регистрировать сигнал неупругого гамма-излучения, генерируемый вследствие событий неупругого рассеяния.
31. Система по п.23, в которой детектор гамма-излучения сконфигурирован регистрировать сигнал гамма-излучения захвата нейтронов, генерируемый вследствие событий захвата нейтронов.
32. Система по п.31, в которой детектор гамма-излучения сконфигурирован определять время спада сигнала гамма-излучения захвата нейтронов.
33. Система по п.32, в которой система обработки данных сконфигурирована анализировать время спада для получения измерения сигмы.