NO811484L - Fremgangsmaate og apparat for logging i grunnformasjoner - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører radiometrisk borehullslogging, og mer spesielt en fremgangsmåte og et apparat til å bestemme det makroskopiske innfangningstverrsnitt for termiske nøytroner i formasjonene som omgir et borehull, bestemt ved strålingsmålinger.

På området radiometrisk borehullslogging er det velkjent, for eksempel som illustrert og beskrevet i US-patentene nr. 3,379.882 og 3.379.884, å måle det makroskopiske innfangningstverrsnitt for termiske nøytroner [Sigma (I)] for formasjonene som omgir et borehull. Denne tidligere kjente fremgangsmåten frembringer en slik måling eller beregning ved å måle tilbake-gangen i den termiske nøytronpopulasjonen i formasjonene innenfor en fast tidsperiode etter utsendelsen av et utbrudd av nøy-troner med høy energi og ved å dele strålingene som indikerer slike termiske nøytroner i to like grupper og beregne endrings-hastigheten over det valgte tidsintervallet. I US-patent nr. 3.566.116 tas det i bruk to måleintervaller slik at starttiden dg varigheten av de to måleintervallene kan reguleres kontinuer-lig for å opprettholde et fast telleforhold mellom de to måleintervallene.

Ytterligere en fremgangsmåte til å måle det makroskopiske innfangningstverrsnittet for termiske nøytroner i en formasjon er beskrevet i US-patent nr. 4.046.764. Denne fremgangsmåten går ut på å fastslå de tidspunktene da stråling blir detektert innenfor et tidsintervall med fast varighet som begynner en fast tid etter hvert nøytron-utbrudd eller puls fra kilden. Det blir oppnådd en entydig løsning hvor hver målt verdi av tidsforholdet definerer en enkelt verdi av nøytronabsorpsjons-makro-tverrsnittet.

I den foretrukne utførelsesformen av den foreliggende oppfinnelsen blir en beregning av .målingen av nedgangen i den termiske nøytronpopulasjonen i formasjonen utledet ved å telle den detekterte stråling innenfor to like måleintervaller med fast varighet og som opptrer en fast tid etter nøytronutbruddet. Et forhold mellom de to tellehastighetene tilveiebringer end-ringshastigheten over det valgte tidsintervallet. Tellefor-holdet blir omformet til en naturlig logaritme som er representativ for Sigma-beregningen.

Sigma-beregningén som utledes av forholdet mellom de to faste måleintervallene blir benyttet til å variere starttiden for et enkelt måleintervall med fast varighet i en etterfølgende kildepulsperiode. I den foretrukne utførelsesformen vil rnåle-intervallet begynne ikke tidligere enn 200 mikrosekunder etter nøytronutbruddet og ikke senere enn 400 mikrosekunder etter nøytronutbruddet. Måleintervallet vil ha en varighet på 600 mikrosekunder. De nøyaktige tidspunktene ved hvilke stråling blir detektert innenfor det intervallet som følger hvert nøytronutbrudd, blir fastslått. Hver målt verdi av tidsforholdet mellom pulsene vil definere en enkelt verdi av nøytronab-sorpsjons-makrotverrsnittet. Denne målingen blir registrert og representerer det termiske nøytron-innfangningstverrsnittet til formasjonsmaterialet.

Det er følgelig et formål med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en ny og forbedret fremgangsmåte og et apparat til å bestemme et makroskopisk innfangningstverrsnitt for termiske nøytroner for formasjoner som omgir borehull i jorden.

Det er også et formål med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en fremgangsmåte og et apparat for å variere starttiden for måleintervallet som brukes for å bestemme et makroskopisk innfangningstverrsnitt for termiske nøytroner.

Ytterligere et formål med oppfinnelsen er å frembringe en fremgangsmåte og et apparat for å benytte beregningen av innfangningstverrsnittet til å endre starttiden for måleintervallet i etterfølgende pulsperioder fra nøytronkilden.

Det er endelig et formål med foreliggende oppfinnelse å beregne formasjonens Sigma basert på et forhold mellom telle-hastigheter innenfor to tilstøtende faste måleintervaller og å bruke denne Sigma-beregningen til å innstille starttiden for et enkelt fast måleintervall med fast varighet for en etter-følgende målesyklus.

Disse og andre formål og fordeler ved foreliggende oppfinnelse vil fremgå av den følgende beskrivelse av oppfinnelsen sammen med de vedføyde tegninger, der: Figur 1 er et sideriss i delvis snitt av et radiometrisk

loggesystem i henhold til foreliggende oppfinnelse; figur .2 illustrerer i form av et blokkskjema elektronikken som befinner seg under overflaten i henhold til foreliggende oppf innels.e;

figur 3 illustrerer i form av et blokkskjema en del av

overflateelektronikken ifølge foreliggende oppfinnelse;, og

figur 4 er et blokkskjema over ytterligere overflate-elektronikk i samsvar med foreliggende oppfinnelse. Figur 5A er en skjematisk representasjon av den karakteristiske reduksjon av en termisk nøytronpopulasjon.som følger etter et utbrudd av hurtige nøytroner i et borehull og en fremgangsmåte for å benytte to porter til å frembringe en måling av hastigheten til nedgangen til populasjonen. Figur 5B er en skjematisk representasjon av den karakteristiske reduksjon av en termisk nøytronpopulasjon etter et utbrudd av hurtige nøytroner i et borehull og en fremgangsmåte til å benytte en enkelt variabel start-port til å frembringe en måling av populasjonens reduksjon sha st ighet .

Det vises nå mer/detaljert til tegningene, spesielt til figur 1, hvor det skjematisk er vist en radiometrisk under-søkelsesoperasjon i et borehull hvor en del av jordoverflaten 10 er vist i tverrsnitt. Et borehull 11 gjennomtrenger jordoverflaten dg kan være forsynt med foringsrør. Inne i borehullet er anbrakt loggesystemets undergrunnsapparat 12. Apparatet 12 omfatter et deteksjonssystem 13 og en pulset nøytron-kilde 14 for bestråling av formasjonen med energirike nøytroner. Apparatet 12 henger i en kabel 15 i borehullet som inneholder

de nødvendige ledere for å forbinde apparatet elektrisk med overflateutstyret. Kabelen blir viklet på eller av en trom-

mel 16 ved hevning eller senkning av apparatet 12 slik at det kan gjennomløpe borehullet.

For å oppta en radiometrisk logg i et borehull blir apparatet 12 brakt til å gjennomløpe borehullet. Derved vil nøytro-ner fra kilden 14 pulsvis bestråle formasjonene som omgir borehullet, og stråling som er påvirket av formasjonene, blir detektert av deteksjonssystemet 13.. Det resulterende signalet blir sendt til overflaten gjennom ledere i kabelen 15. Gjennom sleperinger og børster 17 på enden av trommelen 16, blir signalene koblet til overflateelektronikken 18. Etter den nedenfor beskrevne behandling i kretsene blir den resulterende informa-sjon registrert av registreringsanordningen . 19. Registrerings anordningen 19 blir drevet gjennom overføringen 20 av et måle-hjul 21 over hvilket kabelen 15 blir trukket, slik at registreringsanordningen 19 beveges i korrelasjon med dybden ettersom instrumentet 12 gjennomløper borehullet. Elementene er vist skjematisk, og man vil forstå at de tilhørende kretser og kraftforsyninger er tilveiebrakt på konvensjonell måte.

Man vil også forstå at huset for instrumentet 12 er konstruert for å motstå de trykk og mekaniske og termiske påkjenninger som opptrer ved logging av et dypt borehull, og det er i huset tilveiebrakt tilstrekkelig plass til å romme den nødvendige appa-ratur og for å tillate overføring av stråling gjennom dette.

Under drift av det apparat som er vist på figur 1, blir kilden 14 aktivert periodisk, for eksempel omkring elleve hundre mikrosekunder, som medfører bestråling av formasjonen med høy^-energetiske nøytroner. Gammastråler blir detektert av detektorsystemet 13 som indikerer termiske nøytronkildeutbrudd. Det antall gammastråler som til enhver tid er tilstede, er proporsjonalt med den termiske nøytronpopulasjonen omkring apparatet 12. Reduksjonshastigheten for nøytronpopulasjonen er eksponen-siell. Elektriske signaler blir sendt opp gjennom kabelen 15, hvilke indikerer denne detekterte gamma-stråling.

Det vises nå til figur 2, hvor det er vist undergrunns-kretser for å generere synkroniseringssignalene og signalpulsene som heretter beskrevet og illustrert. Detektoren 13 er koblet til en forsterker 24 hvis utgang er forbundet med en høyspen-ningspulskrets 27 som driver en konvensjonell nøytronkilde 14.

I den foretrukne utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse er kilden 14 en konvensjonell D-T-aksellerator som frembringer høyenergetiske 14 Mev nøytroner ved en hastighet som bestemt av klokken 26. De diskrete nøytronutbrudd opptrer 1000 mikrosekunder fra. hverandre og har vanligvis en varighet på fra 10 til 50 mikrosekunder..Klokkekretsen 26 driver også en synkro-niseringsgenerator (synkgeneråtor) 28 som har sin utgang forbundet til punktet 25. Sammenkoblingspunktet 25 er koblet til en leder i kabelen 15 og tjener til å føre signalene til overflateelektronikken 18 for behandling.

Under drift av kretsene og apparaturen som er illustrert på figur 2, bevirker klokken 26 at det tilføres høyspenning til nøytronkilden 14 for å generere diskrete utbrudd av nøy-

D

troner, idet hvert slikt utbrudd er adskilt med omkring 1000 mikrosekunder. Detektoren 13 detekterer gamma-stråling som er resultatet av innfangning av termiske nøytroner som opptrer

i formasjonen som omgir borehullet, hvilke nøytroner kommer fra nøytronkilden 14. De detekterte pulsene fra detektoren 13 blir øyeblikkelig forsterket•av forsterker 24 og blir kombinert med synkpulsene som genereres av synkpulsgeneratoren 28 som respons på klokken 26, for overføring til jordoverflaten.

Det vises nå til figur 3 hvor den overflate-elektronikken som på figur 1 er generelt betegnet med referansetallet 18,

er vist mer detaljert. Sammenkoblingspunktet 25 svarer til kob-lingspunktet 25 i undergrunnskretsen. Sammenkoblingspunktet 25a er koblet gjennom en forsterker 29 til en konvensjonell synkroniserings- og signalseparator-krets 30 som separerer synkroniseringssignalet fra de forsterkede signalpulsene. Sepa-rasjonen kan oppnås ved hjelp av en konvensjonell kretsanord-ning, for eksempel ved pulshøydediskriminering. Synkroniserings-utgangen til separatorkretsen 30 er. koblet til klokkekretsen 30 hvis utgang er .forbundet til inngangen på forsinkelseskretsene 32 og 33. Signalutgangen fra separatorkretsen 30 er koblet til en inngang til en OG-port 34 med to innganger og til en inngang i en andre OG-port 35 med to innganger.

Forsinkelseskretsen 32 er innstilt til å ha en forsinkelse på 400 mikrosekunder og har sin utgang koblet til enmonostabil multivibrator 36. Forsinkelseskretsen 32 er innstilt til å ha en forsinkelse på 600 mikrosekunder og har sin utgang koblet til en monostabil multivibrator 37. Hver av de monostabile multivibratorene 36 og 37 frembringer en firkantbølge med 200 mikrosekunders varighet. Utgangen fra multivibrator 36

er koblet til den andre inngangen til OG-porten 35 mens utgangen fra multivibratoren 37 er koblet til den andre inngangen til OG-porten 34. Utgangen fra OG-port 34 er koblet til tellehastighetsmåleren 38 og utgangen fra OG-porten 35 er koblet til tellehastighetsmåler 39. Utgangene fra tellehas.tig-hetsmålerne 38 og 39 frembringer innmatningene til forholdskretsen 40 hvis utgang er koblet til den logaritmiske kretsen 41. Utgangen fra den logaritmiske kretsen 41 er koblet til knute-punktet 42.

I et homogent medium er absorpsjonshastigheten av termiske nøytroner definert av følgende ligning:

hvor , N2er antall termiske nøytroner som finnes ved tidene t^og t^ i At er tiden mellom målingene (^-t^); og T er absorpsjonshastigheten for termiske nøytroner i mediet.

Mediets innfangningstverrsnitt for termiske nøytroner blir bestemt ut fra absorpsjonshastigheten som følger: hvor I er innfangningstverrsnittet for termiske nøytroner og V er hastigheten av termiske nøytroner. Løsning med hensyn på Sigma gir den kjente ligningen:

Det vises nå til figur 5A hvor det er illustrert en bølge-form 22 som er representativ for desintegrasjonshastigheten for nøytroner målt av detektorsystemet 13 i samsvar med den foreliggende oppfinnelse. Med de data som frembringer slike kurver blir reduksjonshastigheten av den termiske nøytronpopylasjonen beregnet ved å måle den integrerte strålingstellehastigheten under kurven 22 som opptrer i måleintervallene N-^og N^. At blir målt mellom midtpunktene eller startpunktene for de to måleintervallene, og V blir satt til en konstant verdi på

2200 m/s. Dette er nok data til å beregne Sigma.

Under drift av ovérflate-elektronikken som er vist på figur 3, blir synkroniseringssignalet og de detekterte strålingspulsene levert av undergrunnsapparatet 12 til forsterker 29. Den forsterkede utmatningen fra forsterkeren 29 blir koblet til en synkroniserings- og signal-separatorkrets 30 hvis synkroniseringsutgang er koblet til klokkekretsen 31, og signalutgangen som er representativ for den detekterte strålingen, ér koblet til en inngang til OG-portene 34 og 35. Klokkeutgangssignalet fra klokkekretsen blir forsinket 400 mikrosekunder av forsinkelseskretsen 32 og blir forsinket 600 mikrosekunder av forsinkelseskretsen 33. Det forsinkede klokkeutgangssignalet fra forsinkelseskretsen 32 er koblet til den monostabile multivibratoren 36 mens det forsinkede klokkeut- . gangssignalet fra forsinkelseskretsen 33 blir koblet til den monostabile multivibratoren 37.

Multivibratorene 36 og 37 er innstilt for å frembringe en firkantbølge-utgang med varighet 200 mikrosekunder. Utgangen fra multivibratoren 36 leverer den andre inngangen til OG-porten 35 mens utgangen fra multivibratoren 37 leverer den andre inngangen til OG-porten 34. Dermed vil OG-porten 35 slippe gjennom all den detekterte stråling som opptrer i intervallet fra 400-600 mikrosekunder etter synkroniseringspulsen, og OG-porten 3 7 vil slippe gjennom all : den detekterte strålingen som opptrer i 600-800 mikrosekunders intervallet. De respektive strålingsintervaller er illustrert ved måleintervallene N, og N2på figur 5A.

Utmatningene fra OG-port 34 og OG-port 35 blir tellet av tellehastighetsmålere, henholdsvis 38 og 39.. Det blir beregnet et forhold i forholdskretsen 40 mellom tellingene i de to måleintervallene . Den logaritmiske kretsen 41 tilveiebringer et naturlig logaritme-signal av forholdssignalet fra forholdskretsen 40. Utgangen fira den logaritmiske kretsen 41 er koblet til sammenkoblingspunktet 4 2 og er formasjonens Sigma-verdi.

Det vises så til figur 4 hvor det i form av et blokkskjema er beskrevet kretser i henhold til foreliggende oppfinnelse der inngangsklemmen 25b svarer til sammenkoblingspunktet 25 på figur 2 og tilveiebringer inngangen til forsterker 43. Utgangen fra forsterker 43 er koblet til inngangen til synkroniserings-og signal-separatorkretsen 44. Synkroniseringsutgangene fra separatorkretsen 44 er koblet til klokkekretsen 45 og tidspulsgeneratorkretsen 46. Signalutgangen fra separatorkretsen 44 er koblet til inngangen til tellehastighetsmåleren 47.

Utgangen fra-klokkekretsen 45 er koblet til inngangene til forsinkelseskretsene 48 og 49 hvis utganger er koblet til inngangene på monostabile multivibratorer 50 og 51. En utgang fra multivibratoren 50 er koblet til integratorkretsen 52 med den andre utgangen fra multivibratoren 50 koblet til en inngang til OG-porten 53 som har to innganger. Utgangen fra integratorkretsen 52 er koblet til komparatorkretsen 54 hvis andre inngang, svarer til sammenkoblingspunktet 42 på figur 3.

Utgangen fra komparatorkretsen 54 er koblet til den andre inngangen på OG-porten 53 med dens utgang koblet til en inngang på en ÉLLER-port 55 med to innganger. Den andre inngangen til ELLER-porten 55 er koblet til utgangen fra den monostabile multivibratoren 51.. Utgangen fra ELLER-porten. 55 er koblet til en inngang til tidspulsgeneratorkretsen 46. Tidspulsgeneratoren 46 har en av sine utganger koblet til en andre inngang til tellehastighetsmåleren 47. En annen utgang fra tidspulsgeneratoren

46 er koblet til en inngang til portkrets 57 over en leder 56.

En annen inngang til porten 57 er koblet til den første inngang på hver av et antall porter 59-63, også benevnt henholdsvis nr. 1, nr. 2, nr. 3, nr. 4 og nr. N.

Utgangene fra tellehastighetsmåleren 4 7 er koblet til en konvensjonell pulsdetektor-krets 64, for eksempel et pulsregis-ter med et antall utganger som henholdsvis er koblet til de andre inngangene til portene 59-63. Pulsdetektor-kretsen 64 gjenkjenner tidsrekkefølgen av utgangspulsene fra tellehastighetsmåleren 47 og sorterer dem tilsvarende. Den første pulsen i deteksjonssyklusen blir derfor ført til port nr. 1 og den andre mottatte pulsen blir på tilsvarende måte ført til port nr. 2. Ved å ha et passende antall plasser i pulsdetektor-kretsen 64 og ét tilsvarende passende antall porter, blir dermed en tids-port slått på av hver puls som detekteres i telleren 4 7 ved et tids-punkt som faller sammen med tidsposisjonen til vedkommende puls i deteksjonssyklusen. Etter slutten av syklusen vil en tilbakestillingspuls fra tidspulsgeneratoren 46 tilbakeføre pulsdetektor-kretsen 64 til dens opprinnelige tilstand. Utgangspulsene fra tellehastighetsmåleren 47 og tilbakestillingspulsene fra tidspulsgeneratoren 46 er også tilkoblet analyseringskretsen 65. Utgangene fra portene 59-63 er også koblet til analyseringskretsen 65.

Under drift av den del av overflate-elektronikken som er illustrert på figur 4 skal det bemerkes at det inngangssignalet som opptrer ved inngangsklemmen 25b, består av en trigger-

eller synkroniseringspuls fulgt av signalpulsene som er av interesse. Triggerpulsen er synkronisert med nøytronutbruddet fra kilden 14 i borehullssonden. Signalpulsene er tilfeldige, men avtar i gjennomsnittlig antall eksponensielt med tiden. Noen forholdsvis få følger hvert nøytronutbrudd, varierende i antall fra null til sannsynligvis mindre enn ti. Dette antall er en funksjon av intrumenteffektiviteten og borehullsomgivel-sene. Selv om den illustrerte kretsen anvender porter nr. 1,

2, 3, 4 til N, kan ethvert antall porter brukes for å motta

det nødvendige antall.pulser pr. syklus.

Inngangssignalet blir forsterket av forsterkerkretsen 43, og synkroniseringssignalet blir separert fra pulssignalet i synkroniserings- og signalseparator-kretsen 44. Synkroniserings-utgangen blir koblet til klokkekretsen 45 og tidspulsgeneratoren 46, og signalutgangen som er representativ for den detekterte stråling, blir koblet til tellehastighetsmåleren 47. Klokkeutgangssignalet fra klokkekretsen 45 blir forsinket 200 mikrosekunder i forsinkelseskretsen 48 og blir forsinket 400 mikrosekunder i forsinkelseskretsen 49. Den forsinkede klokke-signalutgangen fra forsinkelseskretsen 48 blir koblet til den monostabile multivibratoren 50, men den forsinkede klokke-signalutgangén fra forsinkelseskretsen 49 blir koblet til den monostabile multivibratoren 51.

Den monostabile multivibratoren 50 tilveiebringer en fir-kantbølge med varighet 200 mikrosekunder som utgjør inngangssignalet til integratorkretsen 52. Firkantbølgeinngangen til integratorkretsen 52 blir omformet til et spenningsnivå i form av en likestrøms rampespenning som er proporsjonal over tiden med bredden av inngangsporten. Helningen av rampespenningen fra integratorens utgang kan innstilles til å frembringe den ønskede tidskonstant for optimal bruk i komparatoren 54. I tillegg til likespenningsinngangen fra sammenkoblingspunktet 42' som er et likespenningsnivå proporsjonalt med den beregnede Sigma for den målte formasjonen.Kilden for Sigma-målingen ved sammenkoblingspunktet 42' er den del av overflate-elektronikken som er illustrert på figur 3, som er den Sigma som er beregnet innenfor de faste måleintervallene på 400-600 mikrosekunder og 600-800 mikrosekunder.

Komparatorkretsen 54 vil frembringe et utgangssignal når Sigma-nivået og integratorspenningsnivået faller sammen. Kom-paratorutgangen er forbundet til en inngang til OG-port 53,

hvis andre inngang er det 200 mikrosekunders portsignalet fra den monostabile multivibratoren 50. OG-port 53 vil frembringe en utgang hver gang der er sammenfall i komparator 53 og dette sammenfallet opptrer innenfor intervallet fra 200-400 mikrosekunder etter synkroniseringssignalet. Utgangen fra OG-porten 54 er koblet til en inngang til ELLER-porten 55 hvis andre inngang er et 200 mikrosekunders portsignal som begynner 400 mikrosekunder etter synkroniseringssignalet. Hvis ELLER-porten 55 ikke blir trigget av en utgang fra OG-porten 53, vil multivibratoren 51 bringe ELLER-porten. 55 til å mate ut et signal ved 400 mikrosekunders-punktet i tid etter synkroniseringspulsen.

Utgangssignalet fra ELLER-porten 55 er koblet til tidspulsgeneratoren 46. Tidspulsgeneratoren 46 aksepterer triggerpulsen og genererer tidsorienterte logiske signaler til de andre kretsblokkene. Hvis for eksempel de ønskede signalpulsene faller innenfor et intervall på 600 mikrosekunder, med en start-tid fra mellom 200-400 mikrosekunder etter synkroniseringspulsen, blir følgende logikk frembrakt: A. Et 600 mikrosekunders "portåpnings"-signal blir koblet til tellehastighetsmåleren 4 7 fra tidspulsgeneratoren 46;

B. Et 600 mikrosekunders "portåpnings"-signal blir koblet til porten 57 ved hjelp av leder 56 for derved å koble ut klokkepulsene fra klokken 58.til inngangene til portene 59-63. C. En tilbakestillingspuls blir koblet fra tidspulsgeneratoren 46 til inngangene til pulsdetektorkretsen 64 og analyseringskretsen 65.

Den foretrukne utførelsesformen medfører bruk av en

5 MHz klokke 58 som blir brukt som digital tidsreferanse for målingen av tidsforholdet mellom de detekterte strålingspulsene. Klokkens grunnfrekvens er ikke kritisk; den valgte verdien blir bestemt av den ønskede nøyaktighet i målingen av tidsforholdet. "Portåpnings"-pulsen fra tidspulsgeneratoren 46 til porten 57 gjør det mulig å bruke klokkepulsene til å operere portene 59-63. For eksempel er klokkeporten 57 åpen i en periode på

600 mikrosekunder og pulsene fra 5 -MHz klokken blir tilført tidsportkretsene i løpet av denne perioden. Portene 59-63

er i av-tilstand til alle andre tider.

Tellekretsen 47 er i av-tilstand bortsett fra når den slås på av logikken fra tidspulsgeneratoren 46, i dette eksemplet i 500 mikrosekunder med begynnelse mellom 200-400 mikrosekunder etter triggerpulsen. Når den slås på, aksepterer tellekretsen

.47 signalpulser fra synkroniserings- og signalseparatorkretsen 44. De detekterte pulsene blir behandlet på to måter. De blir formet og integrert med en passende tidskonstant for å tilveiebringe et analogsignal som er proporsjonalt med pulsfre-kvensen. I tillegg blir hver signalpuls formet og videreført

som-en portstyringspuls til puls.detektorkretsen 64..

Tidsportene 59-63 er i av-stilling inntil informasjonen begynner, bestemt av et utgangssignal fra ELLER-porten 55, og klokkepulsene blir påtrykket inngangene til portene 59-63.

Når den første signalpulsen inntreffer og blir detektert av pulsdetektorkretsen 64, blir port hr. 1, 59, slått på og for-blir på gjennom målesyklusen. Utgangen fra port nr. 1 er klokkepulser ekvivalente til tiden 600-T^, hvor T, er tidsforskjel-len mellom begynnelsen av informasjonssyklusen og deteksjonen av den første signalpulsen. En senere, andre puls vil åpne port nr. 2 og frembringe et signal 600-T2og så videre for res-ten av de andre portene 59-63. Utgangene fra portene 59-63 blir koblet til analyseringskretsen 65.

Analyseringskretsen 65inneholder anordninger for å telle det totale antall klokkepulser som opptrer i de kombinerte inngangene i løpet av en gitt syklus, og også kretser for å omfor-me den totale digitale telling til et analogsignal. Analyseringskretsen 65 blir tilbakestilt ved hjelp av de signalene som opptrer på tilbakestillingsinngangene og som kommer fra- tidspulsgeneratoren 46.. Analyseringskretsen 65 behandler inngangs-klokkepulsene basert på det entydige forholdet mellom Sigma og pulsfordelingen.

Dette forholdet kan uttrykkes på. følgende måte:

hvor T er operatoren, tp er basert på de individuelle puls-tidene, F representerer det ''funksjonsmessige forholdet, I er det makroskopiske innfangningstverrsnittet, G er portbredden og B.er bakgrunnsstrålingen. Portbredden har en forutbestemt fast varighet og bakgrunnsstrålingen kan fjernes ved hjelp av en av de kjente bakgrunns-subtraksjonsmetodene. Derfor er der en entydig Sigma-verdi for hver fordeling av de detekterte strålingspulsene selv -.omfordelingen er bestemt som den aritmetiske middeltiden, middeltiden eller et veid gjennom-snitt.

Det vises igjen til figur 5 hvor kurver over nøytron-desintegrasjonshastigheten, 22 og 23, har en første nøytron-desintegrasjonshastighet, 22a og 23a, som ikke er en eksponen-sialfunksjon, men som i stedet er en forholdsvis kompleks funksjon, delvis på grunn av påvirkning fra borehullet. Etter en kort tidsperiode blir disse forstyrrende påvirkningene neglisjerbare, og desintegrasjonshastigheten blir hovedsakelig regulert av formasjonens innfangningstverrsnitt. Det punkt der de uønskede påvirkninger blir neglisjerbare, står i forhold til nøytronpopulasjonens reduksjonshastigheti. For å øke måle-nøyaktigheten, delvis basert på en høyere tellehastighet for detektert stråling, er det ønskelig å begynne å telle den detekterte stråling tidlig på den eksponensielle del av des-integras jonskurven . Ettersom den detekterte Sigma-verdien for formasjonen øker som levert fra de to faste måleintervallene,

er det derfor ønskelig å redusere det tidspunktet på desinte-gras jonskurven hvor målingen av detektert stråling begynner.

Som diskutert i forbindelse med kretsfigurene, blir starttiden i forhold til synkroniseringspulsen endret som en funksjon, av den tidligere beregnede Sigma-verdien. Måle-intervallet N blir brakt til å begynne med en utgang levert fra OG-porten 53 som kan begynne ved en tid så tidlig som 200 mikrosekunder etter synkroniseringspulsen.. Hvis OG-porten 53 ikke leverer et utgangssignal, vil ELLER-porten 55 sikre at måleintervallet ikke begynner senere enn 400 mikrosekunder etter synkroniseringspulsen.. Med andre ord vil måleintervallet N begynne innenfor tidsintervallet 66 som er illustrert på figur 5B.

Det er således beskrevet og illustrert en ny og forbedret fremgangsmåte og et apparat for å måle desintegrasjonstid for termiske nøytroner. Fagfolk på området vil innse at andre variasjoner og modifikasjoner kan foretas uten å.avvike fra rammen for den foreliggende oppfinnelse. For eksempel kan forsinkelseskretsen 32 innstilles for å frembringe bereg-ningsintervaller som ikke vil være tilstøtende, men er separert med en fast tid. Likeledes kan Sigma-tidsforsinkelsesverdien utledes fra en Sigma-beregning. basert på ett eneste porttids-forhold.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte for logging av formasjoner som omgir et

   borehull i jorden, hvor formasjonene bestråles med diskrete utbrudd fra en kilde for nøytroner med høy energi og hvor stråling som stammer fra de bestrålte formasjonene, detekteres ved

   hjelp av detektor som ligger i avstand fra kilden, karakterisert ved at den detekterte stråling

   måles.i første og andre tidsintervaller som følger etter et

   utbrudd fra kilden, ved at det genereres tidssepar.erte elektriske pulser som indikerer den detekterte stråling i løpet av et tredje tidsintervall med fast varighet som følger etter et etter-følgende utbrudd fra kilden, og ved at starttiden for det tredje tidsintervallet automatisk reguleres i samsvar med målingen fra det første og det andre tidsintervallet.
2. 2. Apparat for logging av formasjoner som omgir et borehull i jorden, karakterisert ved en kilde for ut-sendelse av pulser av nøytroner med høy energi, en strålings-detektor for detektering av stråling fra formasjonene, kretsanordninger for måling av den detekterte stråling i løpet av første og andre tidsintervaller som følger etter et nøytron-utbrudd fra kilden, kretsanordninger for generering av tidsad-skilte elektriske pulser som indikerer den detekterte stråling i løpet av et tredje intervall med fast tidsvarighet som følger etter et påfø lgende utbrudd fra kilden, og ved kretsanordninger for automatisk å regulere starttiden for det tredje måle-intervallet i samsvar med målingen fra det første og det andre intervallet.
3. 3. Apparat ifølge krav 3, karakterisert ved at det tredje tidsintervallet automatisk blir regulert til å begynne mellom 200-400 mikrosekunder etter det påfølgende nøytronutbruddet.
4. 4. Apparat ifølge krav 4, karakterisert ved at det tredje tidsintervallet har en varighet på 600 mikrosekunder.
5. 5. Apparat ifølge krav 4, karakterisert ved

   at det første og det andre tidsintervallet er tilstøtende hverandre og av samme varighet.
6. 6. Apparat ifølge krav 5, karakterisert ved at det første tidsintervallet er fra mellom 400-600 mikro sekunder etter utbruddet av nøytroner med høy energi og det andre tidsintervallet er fra mellom 600-800 mikrosekunder etter utbruddet av nøytroner med høy energi.
7. 7. Apparat ifølge krav 6, karakterisert ved at det omfatter anordninger for å utlede et forhold mellom strålingen som er målt i det'første og det andre tidsintervallet, hvilket forhold hovedsakelig representerer nedgangen i nøytronpopulasjonen i formasjonene.
8. 8. Apparat ifølge krav 7, karakterisert ved anordninger for å generere et elektrisk signal som er represen-tativt for den aritmetiske middeltiden for summen av de elektriske pulser i det tredje tidsintervallet.
9. 9. Apparat ifølge krav 8, karakterisert ved anordninger for å generere et elektrisk signal som representerer middeltiden for summen av de elektriske pulsene i det tredje tidsintervallet.
10. 10. Apparat ifølge krav 9, karakterisert ved anordninger for å generere et elektrisk signal som er represen-tativt for en veiet gjennomsnittstid for summen av de elektriske pulsene i det tredje tidsintervallet.