СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОТНОСТИ И ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОГЛОЩЕНИЯ ПЛАСТА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРИБОРА ПЛОТНОСТНОГО КАРОТАЖА ЛИТОЛОГИЧЕСКОГО РАЗРЕЗА НА ОСНОВЕ ИМПУЛЬСНОГО УСКОРИТЕЛЯ

1. Способ компенсации фотоэлектрического эффекта в приборах импульсного плотностного гамма-гамма-каротажа, содержащий этапы, на которых:
создают источник частиц высоких энергий и направляют эти частицы высоких энергий в пласт, имеющий известные коэффициент фотоэлектрического поглощения и плотность электронов;
захватывают один или несколько фотонов, испущенных из или отклоненных от пласта, одним из первого детектора и второго детектора, при этом первый детектор располагают на первом расстоянии от источника, второй детектор располагают на втором расстоянии от детектора и третье расстояние отделяет первый детектор от второго детектора;
измеряют первую полную энергию указанного одного или нескольких фотонов, попадающих на первый детектор в течение временного интервала, и измеряют вторую полную энергию одного или нескольких фотонов, попадающих на второй детектор в течение того же самого временного интервала; и
размещают первый фильтр между первым детектором и пластом так, чтобы чувствительность к фотоэлектрическому поглощению согласовывалась с отклонением прибора, тем самым компенсируя оба эффекта одновременно.
2. Способ по п.1, в котором чувствительность к фотоэлектрическому поглощению представляет собой b/a и ее получают из уравнения
e
log(N)=(a+b×Pe)×ρ+c,
где N - выделение полной энергии, измеренной на детекторе;
а - чувствительность к плотности;
b/a - чувствительность к фотоэлектрическому поглощению;
Ре - коэффициент фотоэлектрического поглощения для пластовой среды;
е
ρ - плотность электронов для пластовой среды и
LS
c - нормировочный множитель, который зависит от интенсивности источника.
3. Способ по п.2, в котором первый детектор представляет собой ближний к источнику детектор, а второй детектор представляет собой дальний от источника детектор и b/a определяют независимо для первого детектора и второго детектора.
4. Способ по п.3, в котором отношение чувствительности к фотоэлектрическому поглощению определяют из уравнения
наклон/(1+наклон),
где наклон представляет собой наклон универсального ребра при компенсации отклонения прибора.
LS
LS
SS
SS
5. Способ по п.4, в котором прибор плотностного гамма-гамма-каротажа представляет собой конструкцию, так что ((b/a')/(b/a')) примерно равно (наклон/(1+наклон)).
LS
LS
SS
SS
6. Способ по п.5, в котором значение ((b/a')/(b/a')) корректируют толщиной первого фильтра.
7. Способ по п.6, в котором второй фильтр размещают между вторым детектором и пластом.
LS
LS
SS
SS
8. Способ по п.7, в котором значение ((b/a')/(b/a')) корректируют путем выбора толщины второго фильтра.
9. Способ по п.8, в котором по меньшей мере часть толщины первого фильтра или толщины второго фильтра представляет собой стенку прибора плотностного гамма-гамма-каротажа или другой конструктивный материал.
10. Способ по п.4, в котором значение (наклон/(1+наклон) корректируют путем выбора по меньшей мере одного из первого расстояния, второго расстояния и третьего расстояния.
11. Способ по п.1, в котором по меньшей мере один из первого детектора и второго детектора коллимируют и коллимационный канал образует угол относительно продольной оси прибора плотностного гамма-гамма-каротажа.
12. Способ по п.10, в котором частицы высоких энергий представляют собой тормозные фотоны, образуемые источником, осуществляющим падение ускоренных электронов на мишень.
13. Способ по п.12, в котором в качестве источника выбирают бетатрон.
14. Способ по п.13, в котором во время рабочего цикла бетатрона формируют вспышки фотонов, имеющие длительность от 0,5 до 3 мкс.
15. Способ по п.1, в котором используют второй ближний к источнику детектор, расположенный на четвертом расстоянии от источника, при этом четвертое расстояние меньше, чем второе расстояние.
16. Способ по п.1, в котором первый детектор представляет собой ближний к источнику детектор и второй детектор представляет собой дальний от источника детектор, при этом импульсы второй полной энергии разделяют на первые импульсы полной энергии, которые являются статистически правдоподобными, чтобы быть образованными однофотонными всплесками, и вторые импульсы полной энергии, которые являются статистически правдоподобными, чтобы быть образованными многофотонными всплесками.
17. Способ по п.16, в котором полная энергия первых импульсов полной энергии имеет более низкую полную энергию, чем вторых импульсов полной энергии.
18. Способ по п.17, в котором каждый всплеск фотонов в первом импульсе полной энергии имеет максимальную энергию меньше чем 200 кэВ.
19. Способ по п.18, в котором каждый всплеск фотонов в первом импульсе полной энергии имеет максимальную энергию от 50 до 150 кэВ.
20. Способ по п.3, включающий в себя дополнительный этап, на котором оценивают на основании среднего числа фотонов, регистрируемых на втором детекторе, уровень энергии, ниже которого преобладают однофотонные всплески.
21. Способ по п.20, в котором среднее число фотонов, регистрируемых на втором детекторе, составляет от 0,1 до 3 на импульс.
22. Способ по п.21, в котором среднее число фотонов, регистрируемых на втором детекторе, составляет около одного на импульс.
23. Способ по п.21, включающий в себя этап, на котором определяют коэффициент фотоэлектрического поглощения пласта на основании всех фотонов, зарегистрированных при или ниже уровня энергии, ниже которого преобладают однофотонные всплески.
24. Способ по п.21, в котором этап оценки включает в себя аппроксимирующее вычисление методом наименьших квадратов.
25. Способ по п.21, в котором этап оценки включает в себя вычисление инверсии спектра.
26. Способ компенсации фотоэлектрического эффекта в приборах импульсного плотностного гамма-гамма-каротажа, содержащий этапы, на которых:
создают источник частиц высоких энергий и направляют эти частицы высоких энергий в пласт, имеющий известные коэффициент фотоэлектрического поглощения и плотность электронов;
захватывают один или несколько фотонов, испущенных из или отклоненных от пласта, одним из первого детектора и второго детектора, при этом первый детектор располагают на первом расстоянии от источника, второй детектор располагают на втором расстоянии от детектора и третье расстояние отделяет первый детектор от второго детектора;
измеряют первую полную энергию одного или нескольких фотонов, попадающих на первый детектор в течение временного интервала и измеряют вторую полную энергию одного или нескольких фотонов, попадающих на второй детектор в течение того же самого временного интервала;
оценивают на основании среднего числа фотонов, захваченных на втором детекторе, уровень энергии, ниже которого преобладают однофотонные всплески; и
вычисляют среднюю энергию всех однофотонных всплесков.
27. Способ по п.26, в котором этап оценки включает в себя вычисление инверсии спектра.
28. Способ по п.27, в котором вычисление инверсии спектра включает в себя этапы, на которых:
p
p
вычисляют числовое распределение подсчитанных фотонов среди N импульсов, где N является количеством импульсов рентгеновского излучения в пределах заданной длительности;
нормируют указанное числовое распределение подсчитанных фотонов и
обращают среднюю энергию всех однофотонных всплесков на основании нормированного числового распределения подсчитанных фотонов.
29. Способ по п.28, в котором чувствительность к фотоэлектрическому поглощению представляет собой b/a и ее получают из уравнения:
e
log(N)=(a+b×Pe)×ρ+c,
где N - выделение полной энергии, измеренной на детекторе;
а - чувствительность к плотности;
b/a - чувствительность к фотоэлектрическому поглощению;
Ре - коэффициент фотоэлектрического поглощения для пластовой среды;
е
ρ - плотность электронов для пластовой среды и
LS
c - нормировочный множитель.
30. Способ по п.29, в котором первый детектор представляет собой ближний к источнику детектор и второй детектор представляет собой дальний от источника детектор и b/a определяют независимо для первого детектора и второго детектора.
31. Способ по п.30, включающий в себя этап, на котором вычисляют отдельные средние энергии для двухфотонных и более высокого порядка всплесков на основании средней энергии для всех однофотонных всплесков.
32. Способ по п.31, в котором на этапе вычисления средних энергий двухфотонных и более высокого порядка всплесков используют уравнение
,
где n составляет от 2 для вероятного более высокого порядка всплеска фотонов.
n
33. Способ по п.32, включающий в себя этап разделения p(E) на интервалы группировки постоянной вероятности, тем самым конструируют многофотонное распределение, где n составляет от 1 для вероятного более высокого порядка всплеска фотонов.
1
34. Способ по п.33, в котором интервал р(Е) группировки используют для оценки фотоэлектрического поглощения.
35. Прибор импульсного плотностного гамма-гамма-каротажа для скважинного исследования плотности пласта, содержащий:
корпус прибора, задающий внутренний объем;
источник частиц высоких энергий, имеющий рабочий цикл, внутри корпуса прибора;
первый детектор фотонов внутри корпуса прибора, расположенный на первом расстоянии от источника;
второй детектор фотонов внутри корпуса прибора, расположенный на втором расстоянии от источника, при этом второй детектор расположен на третьем расстоянии от первого детектора, а первое расстояние меньше, чем второе расстояние;
первый фильтр, размещенный между первым детектором и пластом, при этом влияние чувствительности к фотоэлектрическому поглощению примерно равно влиянию отклонения прибора на плотность вследствие сочетания, которое включает в себя одно или несколько из толщины первого фильтра, состава первого фильтра, первого расстояния, второго расстояния и третьего расстояния.
36. Прибор импульсного плотностного гамма-гамма-каротажа по п.35, в котором второй фильтр размещен между вторым детектором и пластом.
37. Прибор импульсного плотностного гамма-гамма-каротажа по п.36, в котором корпус представляет собой часть по меньшей мере одного из первого фильтра и второго фильтра.
38. Прибор импульсного плотностного гамма-гамма-каротажа по п.36, в котором первый фильтр и второй фильтр образованы из материала, изменение толщины которого оказывает ограниченное влияние на поглощение фотонов.
39. Прибор импульсного плотностного гамма-гамма-каротажа по п.38, в котором первый фильтр и второй фильтр выбраны независимо из группы, состоящей из железа и нержавеющей стали.
40. Прибор импульсного плотностного гамма-гамма-каротажа по п.39, в котором каждый первый фильтр и второй фильтр имеет толщину от 0,25 до 0,75 см.
41. Прибор импульсного плотностного гамма-гамма-каротажа по п.37, в котором по меньшей мере один из первого детектора и второго детектора коллимирован с помощью коллимационного канала, имеющего отличный от 90° угол относительно продольной оси прибора.
42. Прибор импульсного плотностного гамма-гамма-каротажа по п.36, в котором источник частиц высоких энергий представляет собой бетатрон.
43. Прибор импульсного плотностного гамма-гамма-каротажа по п.42, в котором бетатрон имеет длительность импульсов от 0,5 до 3 мкс.
44. Прибор импульсного плотностного гамма-гамма-каротажа по п.36, в котором второй детектор имеет энергетическое окно от 0 до 150 кэВ.
45. Прибор импульсного плотностного гамма-гамма-каротажа по п.44, в котором второй детектор имеет энергетическое окно от 50 до 150 кэВ.
46. Прибор импульсного плотностного гамма-гамма-каротажа по п.36, в котором третий детектор расположен на четвертом расстоянии от источника, причем четвертое расстояние больше, чем первое расстояние, и меньше, чем второе расстояние.