Styret for det industrielle rettsvern

Transkript

1 (i2) UTLEGNINGSSKRUT NO (i9) NO (in (13) B NORGE (5i) Int Cl 6 G 01 V 5/10 Styret for det industrielle rettsvern INO patent document /B/ (21) Søknadsnr (22) Inng. dag (24) Løpedag (41) Alm. nlgj. (44) Utlegningsdato (86) Int. inng. dag og søknadsnummer (85) Videreføringsdag (30) Prioritet , US, (71) Patentsøker (72) Oppfinner (74) Fullmektig Schlumberger Technology BV, Carnegrelaan 12, NL-2517 K M Haag, N L Donald McKeon, Houston, TX, U S Jean-Remy Olesen, Sugar Land, TX, US Hugh Scott, Katy, TX, US Arild Friberg, Bryn & Aarflot AS, Oslo (54) Benevnelse Fremgangsmåte og apparat for deteksjon og kvantifisering av vannstrømning ved hjelp av kjerneaktivering av oksygen (56) Anførte publikasjoner US , US , US (57) Sammendrag En nukleær, spektroskopisk fremgangsraåte og et apparat for a tilveiebringe kvalitative og kvantitative infonnasjoner vedrerende vannstrømning, omfatter felgende trinn: (1) bestråling av vannstrenningen med en kilde for neytroner med tilstrekkelig energi til å vekselvirke ned oksygenatomer i vannet i henhold til aktiveringsreaksjonen O 16 (n,p)n 16 ; (2) detektering og telling med minst en detektor av gammastråler som utsendes under desintegrasjon av N 16 ; (3) frembringelse av en kurve over tellinger som funksjon av tiden; og (4) utleding fra kurven av informasjon vedrerende vannstrcmningen. Bestrålingen blir fortrinnvis avbrutt etter en gitt tidsperiode, og blir fortrinnsvis umiddelbart fulgt av deteksjonen. Vannstramningshastigheten "V" blir beregnet fra formelen V = d / t, hvor "d" er avstanden mellom kilden og detektoren eller detektorene, og "t" er tidsperioden mellom bestrålingen og det tidspunkt som svarer til en karakteristikk på kurven og som er representativ for vannstrømningen og awiker fra den eksponensielle desintegrasjonskurven for N 16. Karakteristikken har forskjellige former på kurven i henhold til varigheten av bestrålingen.

2 I iiiiiilii miiiiiti i KCIST1.- WUSSIKC -a

3 i Foreliggende oppfinnelse vedrører generelt deteksjon og/eller måling av vannstrømning, spesielt vannstrømning som ikke er direkte tilgjengelig, slik som i et rør, eller vannstrømning som opptrer i et borehull primært beregnet på oljeproduksjon. Foreliggende oppfinnelse kan f.eks. anvendes ved produksjonslogging beregnet på analyse av produserende oljebrønner, eller i injeksjonsbrønner for å bestemme slike brønners mekaniske integritet. Oppfinnelsen gjør det mulig å tilveiebringe kvalitativ og kvantitativ informasjon vedrørende vannstrømning i et borehull, slik som f.eks. som mellom foringsrøret og grunnformasjonen som omgir borehullet. En brønn som er blitt bestemt å være lovende til oljeproduksjon, blir som kjent forsynt med et metallisk foringsrør, og sement blir sprøytet inn mellom grunnformasjonen og foringsrøret. Perforeringer blir så laget gjennom foringsrøret/sementen og i den oljeproduserende formasjon for å tillate olje å strømme opp til overflaten gjennom et rør som på forhånd er anordnet i brønnen koaksialt med foringsrøret. Det er meget viktig å identifisere innstrømningspunkter og utstrømningspunkter for fluidum fra borehullet, samt å bestemme den ringformede sementens mekaniske integritet. Uønsket vertikal vannstrømning kan imidlertid inntreffe i sementen mellom foringsrøret og formasjonen. Dette fenomenet som vanligvis kalles "vannkanalisering" forårsaker uønskede baner mellom formasjoner som befinner seg ved forskjellige dybder, dvs. ved forskjellige trykk, f.eks. ved å tillate vann fra et første formasjonslag å blande seg med olje som kommer fra et annet formasjonslag. Dette fenomenet forstyrrer i sterk grad oljeproduksjonen. Oppfinnelsen kan foruten i produksjonsbrønner som nevnt ovenfor, også brukes i såkalte "injeksjonsbrønner 11 som omfatter forskjellige kategorier brønner. I en første kategori blir et fluidum under høyt trykk injisert i en første brønn for å få oljen til å bevege seg i grunnformasjonen mot en nærliggende annen brønn som vil bli

4 2 den oljeproduserende brønn. En annen kategori brønn brukes til å kvitte seg med enten fluider i forbindelse med oljeproduksjon (slik som saltvann), eller farlig væskeavfall. I begge kategorier er det viktig å bestemme slike brønners mekaniske integritet for å forhindre at det injiserte fluidum forurenser undergrunns drikkevannskilder. Slik forurensning skyldes vanligvis sprekker eller kanaler i den ringformede sementforingen og/eller i formasjonen nær brønnveggen. Injeksjonsbrønner er underkastet strenge reguleringer i denne forbindelse. F.eks. i USA er kravet slik at en test av brønnens mekaniske integritet for å bestemme forekomsten av eventuelle lekkasjer, må gjøres før den første innsprøyting og videre periodisk (hvert femte år). Blant de forskjellige fremgangsmåter som er blitt foreslått for å detektere og karakterisere vannstrømning i en brønn, slik som strømningen bak et foringsrør, er den nukleære metode kalt "oksygenaktivering", som f.eks. er beskrevet i artikkelen "Advances in nuclear production logging" av P.A. Wichmann m.fl., Trans.SPWLA (1967). Denne fremgangsmåten blir utført med et apparat som omfatter en nukleær kilde som utsender nøytroner med høy energi og en gammastrålingsdetektor. Oksygenatomer i vannet blir når de vekselvirker med nøytroner med tilstrekkelig energi, aktivert til en ustabil tilstand i form av nitrogen-16 som desintegrerer tilbake eksponensielt med tiden med en halveringstid på 7,13 sekunder, til stabilt oksygen-16 under utsendelse av gammastråler ved 6,13 MeV og 7,12 MeV. Denne reaksjonen kalles også "0 16 (n,p)n 16 "-reaksjonen. Tellehastigheter i gammastrålingsdetektoren er proporsjonal med den totale mengde oksygen som er tilstede omkring apparatet. Et operativt loggeapparat som benytter oksygenaktivering som er beskrevet i US-patent nr , er foreslått til måling av vannhastigheten i en flerfasestrømning ved å innstille forholdet mellom tellingene for de respektive nær- og fjern-detektorer. Det er blitt gjort visse forsøk på å oppnå en bedre forståelse av oksygenaktiveringsmetoden, se f.eks.

5 3 artikkelen "Quantitative Monitoring of Water Flow Behind and In Wellbore Casing" fra D.M. Arnold og H.J. Paap, Journal of Petroleum Engineers of AIME, sidene , januar Basert på disse forsøkene er det blitt foreslått et operativt loggeapparat forsynt med to detektorer som skissert i artikkelen "Measuring Behind Casing Water Flow" av T.M Willams, presentert 5-7 mai 1987 ved International Symposium on Subsurface Injection of Oilfield Brines i New Orleans. Forholdet mellom tellingene fra de respektive nær- og fjerndetektorer er en eksponensiell funksjon av hastigheten til den detekterte vannstrømning. Visse andre kvantitative informasjoner slik som den radielle avstand til vannstrømningen og strømningsmengden blir anslått ved hjelp av ytterligere beregninger. Disse kjente fremgangsmåtene er imidlertid beheftet med alvorlige ulemper. For det første krever de to detektorer, noe som øker kostnadene. For det annet krever målingene lange måleperioder i brønnen, slik som flere minutter. For det tredje er nødvendig med en forhåndskalibrering seiv for bare å bestemme hastigheten av vannstrømningen. Apparatets respons må med andre ord måles når det er underkastet gitte ytre betingelser, f.eks. ved forskjellige strømningshastigheter, strømningsmengder og radielle strømningsavstander, for å oppnå et sett med referansesignaler. Disse referansemålingene som sikkert svarer til stasjonært oksygen, blir så subtrahert fra de aktuelle malinger. Kalibreringen kan utføres enten i en laboratorieoppsetning spesielt bygd for formålet, eller i et område av brønnen som antas å være fritt for enhver vannstrømning bak foringsrøret, men som ellers oppviser karakteristikker identiske med de for det området i brønnen som skal undersøkes. Kalibrering er imidlertid tidkrevende og dermed kostbart, og når den utføres i brønnen, er den forholdsvis lite pålitelig siden det ikke er helt sikkert at det området som er valgt som referanse, i virkeligheten er representativt og fritt for enhver vannlekkasje. Endelig er disse kjente fremgangsmåtene begrenset med hensyn til det hastighetsområde av

6 4 vannstrømningen som kan detekteres nøyaktig, spesielt ved forholdsvis lave hastigheter, f.eks. under 0,016 m/s. Dette skyldes delvis de begrensninger som stammer fra den ovennevnte kalibreringsprosessen. Dette er dessto mer ødeleggende siden de vannstrømningshastigheter som man støter på i en brønn, ofte er lave, f.eks. under 0,016 m/s. Oksygenaktiveringsmetoden i seg seiv medfører videre en annen vanskelighet. De utsendte nøytroner vekselvirker med og aktiverer dermed alle oksygenatomene som omgir apparatet, dvs. det "strømmende oksygen 11 og det "urørlige oksygen". Det urørlige oksygen er tilstede i grunnformasjonene, i sementen og i det oksygenførende fluidum som er stasjonært. Det strømmende oksygen er det oksygen som er tilstede i de fluider som strømmer enten nedover eller oppover. De ovennevnte kjente fremgangsmåter forsøker å skjelne mellom strømmende oksygen og det stasjonære oksygen ved å fastslå, ved hjelp av kalibrering, et sett med referansedata som svarer til fråvær av strømning. Kalibreringen lider imidlertid av alvorlige ulemper som allerede er nevnt ovenfor. Det er også gjort visse forsøk på å optimalisere oksygenaktiveringsmetoden ved å overvake apparathastigheten i brønnen i forhold til vannstrømningshastigheten, som f.eks. skissert i en artikkel "Examples of Detection of Water Flow by Oxygen Activation on Pulsed Neutron Logs" av W.H.M. DeRosset i artikkel CCC of SPWLA Twenty-seventh annual logging symposium, 9-13 juni Denne fremgangsmåten beror imidlertid på tidligere kunnskap eller anslag om vannstrømningshastigheten, og er videre følsom for avstanden mellom kilden og detektorene. US-patent nr viser en fremgangsmåte for kartlegging av ulike parametere for en vannstrømning i en brønn, hvor et oksygenaktiveringsapparat blir kjørt to ganger i brønnen ved to forskjellige loggehastigheter. Vannstrømningen blir bestrålt med nøytroner, og de resulterende gammastrålene blir målt og logget. Saltholdighet og volumstrøm for vann-fasen bestemmes ut fra målingene.

7 5 Vannhastigheten blir utledet fra en forskyvningsavstand "D" som avspeiler den tid som kreves for det aktiverte fluidum for å nå en detektor. Likevel er beregningen forholdsvis komplisert. Denne fremgangsmåten krever videre at logghastigheten er mindre enn vannhastigheten, noe som er en drastisk begrensning siden det medfører en a priori antagelse om den hastighet som skal bestemmes. Mange anstrengelser er gjort for å forbedre oksygenaktiveringsmetoden for deteksjon av vannstrømning, enten ved å kombinere oksygenaktiveringsmetoden med andre loggemetoder (se f.eks. US-patent nr , og ), eller med tidligere kjennskap til omgivelsesbetingelser (se f.eks. US-patent nr ), eller ved å konstruere detektorene med en spesiell geometri (se f.eks. US-patent nr ), eller videre ved å sette opp et forhold for forholdet mellom tellehastigheter ved en detektor i to distinkte energiområder av gammastrålingsspekteret (se f.eks. US-patent nr ). Alle disse fremgangsmåtene oppviser de ulemper som allerede er angitt ovenfor, siden de ikke skiller seg prinsippielt fra den grunnleggende oksygenaktiveringsmetode som er diskutert. US patent omhandler bestråling av et formasjonsfluid som inneholder oksygen. Resulterende gammastråler blir målt, og oksygenmengden kan bestemmes. Det benyttes minst to tellevinduer for gammastråleenergi, for å oppnå et borehull-oksygenforhold og et formasjonsoksygenforhold. Ut fra disse forholdene oppnås et mål for fonnasjonens oksygen-konsentrasjon. Ifølge det ovennevnte er det et behov for en pålitelig fremgangsmåte for å oppnå kvantitativ og kvalitativ informasjon vedrørende vannstrømning, og i en spesiell anvendelse, vannstrømning bak et foringsrør, enten for analyse av produksjonsbrønner eller for testing av injeksjonsbrønners mekaniske integritet. Et formål med oppfinnelsen er en fremgangsmåte og et apparat for ved hjelp av kjerneaktivering av oksygen å tilveiebringe pålitelige kvantitative og kvalitative

8 6 informasjoner om vannstrømning, og som spesielt gir hastigheten av vannstrømningen, ved hjelp av enkel beregning og uten forutgående kalibrering. Et annet formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe malinger, uansett apparatets spesielle dimensjoner og/eller apparatets forskyvningshastighet (dvs. logghastigheten ved anvendelse i en brønn) i forhold til strømningen. Et videre formål med oppfinnelsen er å skjelne det strømmende oksygen (relatert til strømningen) fra det stasjonære oksygen. Et ytterligere formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe informasjon ved malinger av kort varighet, og å konstruere et apparat med rimelig lengde. Nok et formål med oppfinnelsen er å utlede data fra en enkelt detektor. De foregående og andre formål blir oppnådd i samsvar med oppfinnelsen ved hjelp av en fremgangsmåte slik som definert i det vedføyde patentkrav 1. ytterligere utførelser av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen fremgår av de uselvstendige patentkravene tilknyttet krav 1. Foreliggende oppfinnelse vedrører også et apparat for frembringelse av kvalitative og kvantitative informasjoner vedrørende vannstrømning, og apparatet ifølge oppfinnelsen defineres nøyaktig i det vedføyde patentkrav 9. Ytterligere utførelser av apparatet ifølge oppfinnelsen fremgår av de uselvstendige patentkravene tilknyttet krav 9. Kjennetegnene og fordelene ved oppfinnelsen vil fremgå tydeligere av den følgende beskrivelse gitt som et ikke begrensende eksempel, og under henvisning til de vedføyde tegninger, hvor: Fig. 1 er et blokkskjerna over et eksempel på anvendelse av oppfinnelsen i form av et loggeapparat med to detektorer; fig. 2A og 2B viser skjematisk diagrammer over tellehastigheten detektert henholdsvis ved nær- og fjerndetektoren som funksjon av tiden, under et første eksempel på en bestrålings/deteksjons-periode;

9 7 fig. 3A og 3B viser respektive diagrammer maken til de på fig. 2A og 2B svarende til et annet eksempel på bestrålings/deteksjons-periode; fig. 4A og 4B viser respektive diagrammer maken til de på fig. 2A og 2B svarende til et tredje eksempel på bestrålings/deteksjons-periode; fig. 5A og 5B viser respektive histogrammer maken til diagrammene på fig. 2A og 2B svarende til et fjerde eksempel på bestrålings/deteksjons-periode; fig. 6 viser et histogram maken til diagrammet på fig. 2B (fjerndetektor) svarende til et femte eksempel på bestrålings/deteksjons-periode; fig. 7A, 7B, 7C viser histogrammer maken til de på fig. 5A (nærdetektor) innstilt for tre forskjellige strømningshastigheter; og fig. 8 viser tellinger som er representative for strømningen, opptegnet som funksjon av strømningshastighet målt i en laboratorieoppstilling etter en bestrålingsperiode på 10 sekunder, for et gitt tverrsnittsareal av strømningen. Oppfinnelsen vil heretter bli skissert i forbindelse med loggeteknikkene, og spesielt med deteksjon og kvantifisering av vannstrømning bak en foring i et borehull. Man bør imidlertid huske at dette er en av de mange anvendelser av oppfinnelsen som f.eks. alternativt kan brukes til å frembringe informasjon om vannstrømning eller vann i en flerfase-strømning, i et rør. Et eksempel på en utførelsesform av oppfinnelsen er beskrevet og illustrert på fig. 1 som viser et spektroskopisk loggeapparat 10 opphengt i et borehull 12 i en armert kabel 14. Apparatet 10 kan f.eks. være av den type som er beskrevet i US-patent nr , og som herved inntas som referanse. Fig. 1 viser et brønnloggeapparat konstruert i samsvar med et eksempel på en utførelsesform av oppfinnelsen og omfattende en fluidumtett, trykk- og temperatur-bestandig sonde eller apparat 10 som er innrettet for å bli opphengt i og beveget gjennom et borehull 12 ved hjelp av en armert

10 8 kabel 14. Borehullet 12 er illustrert inneholdende et borehullsfluidum 16 og en stålforing 18 med en omgivende sementring 20. Selvom det ikke er vist noe rør i borehullet, kan apparatet 12 om ønsket være dimensjonert for bruk gjennom et rør. Apparatet 10 nede i nullet omfatter en pulsnøytrongenerator 22 og to strålingsdetektorer 24 og 26 som er anbragt i forskjellige avstander fra nøytrongeneratoren 22. Detektoren 24 som ligger nærmest nøytrongeneratoren, er betegnet nærdetektoren og detektoren 26 som befinner seg lengst fra nøytronkilden, er betegnet som fjerndetektoren. For å illustrere foreliggende oppfinnelse er nøytrongeneratoren 22 av den type som genererer diskrete pulser med hurtige nøytroner, f.eks. 14 MeV, og kan f.eks. være av de typer som er beskrevet mer detaljert i US-patent nr og nr Denne kilden sender ut 14 MeV nøytroner med et energinivå over det terskelenergi-nivået på 10,2 MeV som er nødvendig for oksygenaktivering. Drift av nøytrongeneratoren 22 blir styrt som vanlig av en nøytrongenerator-styrekrets (ikke vist) som også kan være av den type som er beskrevet i de ovennevnte patenter. Detektorene 24 og 26 kan være av enhver konstruksjon egnet for deteksjon av gammastråler, slik som thallium-aktivert natriumjodid-scintillasjonsdetektorer eller vismutgermanatkrystalldetektorer, og som i denne forbindelse vil omfatte de vanlige fotomultiplikatorrør, høyspenningsforsyninger for fotomultiplikatorer, og forsterkerdiskriminatorer (ikke vist). Man vil også forstå at andre kraftkilder (ikke vist) nede i borehullet er tilveiebragt etter behov for å drive nøytrongeneratoren 22 og de andre kretsene nede i huilet. Energi til brønnapparatet 10 blir levert over kabelen 14 fra en kraftforsyning (ikke vist) på overflaten på konvensjonell måte. Utgangspulser fra nærdetektoren 24 og fjerndetektoren 26 blir levert til en signalportkrets 32 hvor detektorsignalene blir tellet og lagret i et minne og derfrå tilføres telemetrikretser 34 nede i hullet for overføring

11 9 til overflaten over kabelen 14. Den totale konstruksjon av nøytrongenerator-styrekretsen, signalportkretsene 32, minnet og telemetrikretsene 34 er maken til den som er beskrevet i US-patent nr , men de blir for korthets skyld ikke beskrevet her. Disse kretsene er konstruert for å tilveiebringe tidsskjemaene for nøytronutsendelse og gammastråledeteksjon ifølge det som er diskutert i detalj nedenfor. Telemetrikretsen 34 nede i nullet kan være av enhver kjent konstruksjon for koding, tidsdelt multipleksing eller annen reparering av de databærende signaler. Ved jordoverflåten blir de databærende signaler fra henholdsvis nær- og fjerndetektorene 24 og 26 forsterket, dekodet, demultiplekset og behandlet på annen måte etter behov i telemetrikretser 36 på overflaten, som også kan være av konvensjonell type. Telemetrikretsene 34 og 36 omfatter også kretser for henholdsvis mottagelse og utsendelse av kommandomeldinger fra overflaten. Kretsene 34 og 36 omfatter fortrinnsvis et toveis datatelemetrisystem som er brukbart til disse formål og har en oppadgående datahastighet på minst 10k bit pr. sekund. Etter telemetrikretsene 36 på overflaten blir nærdetektor-og fjerndetektor-signalene tellet separat i signaltellende kretser 38 for å tilveiebringe telledata over en ønsket tidsperiode, og så overført til bufferlageret 40. Fra lageret 40 blir telledataene behandlet i en datamaskin 42 som fortrinnsvis omfatter en mikroprosessor eller alternativt en generell digital datamaskin slik som den som fremstilles av Digital Equipment Corporation, Maynard, Massachusetts, under betegnelsen PDP-11. Som beskrevet nærmere nedenfor, behandler datamaskinen 42 telledataene fra de respektive detektorer for å frembringe forskjellige ønskede utganger som kan registreres på konvensjonell måte som en funksjon av apparatdybde i en registreringsanordning 44. Det vanlige mekaniske kabelfølgende ledd, antydet skjematisk ved 46 på fig. 1, er tilveiebragt for dette formål. Generelt er det i det følgende med "nedadrettet

12 10 fluidum" ment fluidum som strømmer nedover i borehullet, og med "oppadrettet fluidum" fluidum som strømmer oppover i borehullet. Generelt muliggjør fremgangsmåten og apparatet ifølge oppfinnelsen skjeining av det oksygen som er representativt for det strømmende oksygen (enten oppadrettet eller nedadrettet strømning), fra det stasjonære oksygen, dvs. deler av det stasjonære fluidum og/eller sement, og/eller grunnformasjonen. For korthets skyld betyr følgelig "stasjonært oksygen" i beskrivelsen av oppfinnelsen, det oksygen som er i ro. I det beskrevne eksemplet hvor detektoren eller detektorene er anbragt over kilden, vil fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen gi resultater som er mer følsomme for oppadrettet strømning enn for nedadrettet strømning. Dette skjer i de fleste tilfellene siden den nedadrettede strøm i injeksjonsbrønner representerer det fluidum som med hensikt injiseres i brønnen og således ikke er den strømning brukeren er interessert i. Videre har det injiserte fluidum (nedadrettet strømning) en meget større hastighet enn den oppadrettede strømning. Endelig finner den injiserte strømning (nedadrettet) sted inne i foringen og det er vanlig at en nedadrettet og en oppadrettet strømning (representativ for lekkasje i sementen f.eks.) begge inntreffer ved samme sted i en brønn. I de her beskrevne eksempler er følgelig den strømning som undersøkes, den oppadrettede strømning. Følgelig vil "strømning" eller "strømning under undersøkelse" heretter indikere "oppadrettet strømning". Det er lett å forstå at hvis brukeren primært skulle være interessert i nedadrettet strømning, bør apparatet kjøres i brønnen i en invertert konfigurasjon hvor kilden er over detektoren eller detektorene. På samme måte refererer "fluidum" her til vann eller fluidum sammensatt av en betydelig mengde vann. Fig. 2A, 2B, 3A, 3B, 4A og 4B viser hver et diagram av tellehastighet som funksjon av tid, som et resultat av beregninger foretatt ut fra en stimuleringsmodell omfattende en kilde, en nærdetektor og en fjerndetektor (alle tre på

13 ii linje) i nærheten av hvilke (og hovedsakelig parallelt med hvilke) er anbragt en vannstrømning med en hastighet på 11,5 fot/minutt (0,05 m/s). Fig. 2A, 3A, 4A refererer til nærdetektoren, og fig. 2B, 3B, 4B refererer til fjerndetektoren. Hver tellehastighet blir beregnet som antallet tellinger detektert i løpet av et tidsintervall eller en "tidsbinge", vanligvis noen få millisekunder, delt med varigheten av tidsintervallet. Plottingen på ordinataksen, enten "tellinger" eller "tellehastigheter" medfører generelt bare en skalaendring, og endrer dermed ikke rammen for oppfinnelsen. Følgelig og for korthets skyld vil uttrykket "tellinger som funksjon av tid" heretter referere seg til tellehastigheter som funksjon av tid med mindre annet er spesifisert. Fig. 2A, 2B svarer til en bestrålingsperiode på 2 sekunder, fig. 3A, 3B til en bestrålingsperiode på 5 sekunder og fig. 4A, 4B til en bestrålingsperiode på 70 sekunder. På fig. 2A til 4B er tidsenhetene langs tidsaksen markert som multipler eller brøkdeler av halveringstiden for N 16 (dvs. 7,12 sekunder). Hver plotting på figurene omfatter en stiplet kurve som er representativ for stasjonært oksygen, en prikket kurve som er representativ for bevegelig oksygen (dvs. fluidstrømning), en heltrukken kurve som svarer til de totale tellinger (som virkelig detekteres av detektoren), og en vertikal linje som markerer slutten av bestrålingsperioden. Kurvene viser "netto" tellehastigheter, dvs. tellehastigheter som bakgrunnsstøyen er blitt fjernet fra (som forklart i det følgende). Selvom figurene skisserer en utførelsesform som omfatter en nærdetektor og en fjerndetektor, er det riktig å legge merke til at fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er basert på behandlingen av tellinger oppnådd fra en enkelt detektor. Bruken av to detektorer er valgfri og svarer til alternative utførelsesformer av oppfinnelsen. Ifølge en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen blir kilden aktivert for en gitt tidsperiode og blir så deaktivert. Den resulterende gammastråling blir detektert, og tellinger blir behandlet under en deteksjonsperiode som

14 12 fortrinnsvis følger umiddelbart etter bestrålingsperioden. Deteksjonsperioden kan med fordel være svakt forsinket (mindre enn et sekund) i forhold til slutten av bestrålingen; dette muliggjør stabilisering av apparatet og reduksjon av påvirkningen av det nedadstrømmende oksygen (f.eks. generelt ved fluidum som strømmer i en retning motsatt detektoren i forhold til kilden). Spesielt blir informasjonen utledet fra en uregelmessighet eller en karakteristikk som er representativ for strømningen, og som awiker fra den eksponensielle desintegrasjonskurve for N 16 som er representativ for stasjonært oksygen. Deteksjonsvarigheten er f.eks. mellom en og femten halveringstider for N 16. Bestrålings/deteksjons-perioden blir fortrinnsvis gjentatt flere ganger, f.eks. mellom fem og tretti ganger, mens apparatet forblir på samme sted i forhold til vannstrømningen. Det vises igjen til fig. 2A og 2B hvor tellingene blir målt etter en bestrålingsperiode på omkring 2 sekunder. Hver skvett med aktivert fluidum som undersøkes, genererer en økning av tellinger etterhvert som den kommer nærmere og nærmere en detektor, og når den beveger seg bort fra detektoren, forårsaker den en minskning av tellingene. Etter en tid som er avhengig av kilde/detektor-avstanden og strømningshastigheten, bidrar den nevnte skvett ikke lenger til tellingene. Den totale tellekurve (heltrukken kurve) omfatter (i) en karakteristikk som er representativ for strømningen i form av en topp, og (ii) en eksponensiell desintegrasjonskurve som er representativ for det stasjonære oksygen. Nevnte topp omfatter informasjon om det strømmende oksygen og dermed om strømningen. Toppen på fig. 2A opptrer tidsmessig foran toppen på fig. 2B siden skvetten passerer ved nærdetektoren før fjerndetektoren. Ifølge oppfinnelsen er forekomsten av fluidumstrømning i nærheten av en enkelt detektor på kurvene ansvarlig for en uregelmessighet eller karakteristikk som awiker fra den eksponensielle desintegrasjonskurven for N 16. Deteksjonen av

15 13 strømningen beror på forekomsten av denne karakteristikken (dvs. en topp idet eksempler som er vist på fig. 2A, 2B, 3A, 3B). Den billedmessige representasjon ifølge oppfinnelsen i form av en kurve over tellinger som funksjon av tiden, er illustrerende for brukeren som ut fra et enkelt blikk på kurven kan utlede forekomsten av en strømning. Fremfor alt tillater fremgangsmåten bestemmelse av vannstrømningshastigheten "V" ifølge den enkle formelen V = d/t, hvor "d" er avstanden mellom kilden og detektoren, og "t" er tidsvarigheten mellom "bestråling eller aktivering" og "deteksjonen". Mer nøyaktig kan "t" defineres som differansen mellom den middeltid ved hvilken det strømmende oksygen blir aktivert og den middeltid ved hvilken det strømmende oksygen blir detektert. Ved å starte fra en kurve av de på fig. 2A, 2B, 3A, 3B, f.eks. ved å bruke et apparat som er forsynt med en enkelt detektor, er "t" tiden mellom punktet midt i bestrålingsperioden og toppens maksimum. Toppens maksimum (eller midtpunkt eller senter eller sentroide) kan bestemmes ved hvilke som helst vanlige matematiske fremgangsmåter. Det skal bemerkes at ifølge oppfinnelsen krever ikke beregningen av hastigheten "V" noen kalibrering. Som en alternativ utførelsesform basert på bruken av et apparat forsynt med en nærdetektor og en fjerndetektor, blir hastigheten "V" beregnet fra begge kurvene på fig. 2A, 2B (eller fra kurvene på fig. 3A, 3B), ved hjelp av formelen V = d/t, hvor "d" er definert som avstanden mellom nærdetektoren og fjerndetektoren, og "t" er tidsforskjellen mellom de respektive maksima for toppene på de respektive kurver. På hver av fig. 3A, 3B er vist en kurve over tellinger som funksjon av tiden etter en bestrålingsperiode på 6 sekunder, for en vannhastighet identisk med den på fig. 2A, 2B. På fig. 3A og 3B opptrer de respektive topper tidligere i tid, og er mindre skarpe enn de respektive topper på fig. 2A, 2B. Kurvene på fig. 3A og 3B kan brukes på samme måte som beskrevet i forbindelse med fig. 2A, 2B, for deteksjon av strømningen og bestemmelse av strømningshastigheten.

16 14 Det er videre beskrevet et annet eksempel på implementering av oppfinnelsen i forbindelse med fig. 4A og 4B som hver viser en kurve over tellinger som funksjon av tiden for henholdsvis en naerdetektor og en fjerndetektor, ved nærvær av en vannstrømning som har den samme hastighet som den i forbindelse med fig. 2A, 2B, 3A, 3B, dvs. 0,05 m/s (11,5 fot/minutt). Bestrålingsperioden er 70 sekunder og således betydelig lenger enn de respektive bestrålingsperioder som svarer til kurvene på fig. 2A, 2B, 3A og 3B. I motsetning til kurvesettene på fig. 2 eller 3, oppviser kurvene på fig. 4A og 4B ingen topp. Uregelmessigheten eller karakteristikken som er representativ for strømningen har med andre ord en annen form enn en topp. Følgelig blir deteksjonen av strømningen og beregningen av hastigheten utført på en alternativ måte i forhold til den som er beskrevet ovenfor i forbindelse med fig. 2A, 2B, 3A og 3B. Vannstrømningen blir avdekket på kurvene ved hjelp av en fremhevet del fulgt av en plutselig minskning av tellingene (vist ved 500, 501). Uttrykket "plutselig minskning 11 betyr en betydelig hellningsendring eller konkavitet i forhold til den eksponensielle strekningskurven for N 16 som er representativt for det stasjonære oksygen. Den plutselig minskningen er mer synlig på kurven for fjerndetektoren på fig. 4B enn på kurven for nærdetektoren på fig. 4A. Vannstrømningshastigheten "V" blir beregnet ved den ovennevnte formel V = d/t, hvor "d" er avstanden mellom kilden og detektoren (enten nærdetektoren eller fjerndetektoren), og "t" er tiden mellom slutten av bestrålingsperioden (symbolisert ved den vertikale linje) og den tid som svarer til det punkt på kurven (som bærer de respektive henvisningstall 502, 503) svarende til slutten av den plutselige minskning, dvs. hvor konkavitetsendringen inntreffer. Ifølge en annen utførelsesform i forbindelse med fig. 4A og 4B og som medfører bruken av to detektorer, blir hastigheten beregnet fra begge kurvene på fig. 4A og 4B, ut fra formelen V = d/t, hvor "d" er avstanden mellom

17 15 nærdetektoren og fjerndetektoren, og "t" er tidsperioden mellom de respektive tider 502, 503 som svarer til den respektive slutt av de plutselige eller brå minskninger. Som en alternativ fremgangsmåte som også gjør bruk av både nær- og fjerndetektor-kurvene på fig. 4A og 4B, blir hastigheten beregnet på følgende måte. Bidraget fra det flytende oksygenet til de totale tellinger blir beregnet ved ekstra polering, tilbake til slutten av bestrålingsperioden av den eksponsielle desintegrasjonskurven for N 16. Ekstrapoleringen gir et antall tellinger "C" som er bidraget fra det stasjonære oksygen til de totale tellinger. Bidraget fra det strømmende oksygen er forskjellen mellom det stasjonære bidrag og de totale tellinger. Hastigheten "V" blir utledet fra forholdet mellom bidragene fra det strømmende oksygen for de respektive detektorer. Det kan i visse tilfeller være nyttig å fremheve nøyaktigheten av kurvene på fig. 4A, 4B, spesielt i de aller første tellinger som detekteres etter bestrålingsperioden. Disse første tellingene (som svarer til punktene H A og H B på kurvene) blir i virkeligheten sterkt påvirket av statistiske fenomener. For å redusere den resulterende usikkerhet blir deteksjonen utført under i det minste en del av bestrålingen. For dette formål er kilden fortrinnsvis av utbruddstypen, dvs. at den sender ut suksessive utbrudd eller skurer med nøytroner. Tellingene blir detektert under tidsintervallene som adskiller suksessive nøytronskurer. En generell kommentar vedrørende fig. 4A, 4B; disse kurvene blir oppnådd etter å ha aktivert kilden for en tidsvarighet lang nok til å tillate tellingene å være i en stabil tilstand i tid (se den horisontale del av kurven på diagrammene) for minst noen få halveringstider, og så blir kilden slått av. Sammenligningen av fig. 2A, 2B med fig. 3A, 3B og med fig. 4A, 4B viser at karakteristikken eller uregelmessigheten som er representativ for strømningen, tar forskjellige fonner avhengig av varigheten av bestrålingen. Fig. 5A og 5B viser hver et histogram over tellinger

18 16 som funksjon av tiden, hvor tellinger er blitt detektert under påfølgende tidsintervaller (f.eks. på et firedels sekund), henholdsvis av nærdetektoren og fjerndetektoren til et apparat som er anbragt i nærheten av en vannstrømning med en hastighet på omkring 0,1 m/s (20 fot/minutt). Bestrålingsperioden er på 2,2 sekunder. Hvert histogram viser et første skravert område 600, 601 som svarer til bakgrunnstellingene, en andre skravert sone henholdsvis 603, 604 som svarer til tellingene som er representative for det stasjonære oksygenet, og en tredje skravert sone 605, 606 som svarer til den toppen det er vist til i forbindelse med fig. 2A, 2B, 3A og 3B og som er representativ for strømningen. En fjerde skravert sone henholdsvis 609, 610 symboliserer bestrålingsperioden. Høyden av tellinger i sonene 609, 610 har ingen spesiell betydning i forhold til vannstrømningshastigheten. Sonene 603, 604 (stasjonært oksygen) er hver avgrenset av den eksponensielle desintegrasjonskurven for N 16 (henvisningstall 607, 608). Hver eksponensiell kurve er et resultat av: (i) i den del av kurven som i tid følger etter sonen 605, 606 (oppadrettet strømning), fra en midling av de tilsvarende histogramtellinger, og (ii) i den del av kurven som går foran sonen 605, 606, fra "ekstrapoleringsmetoden" som er beskrevet ovenfor i forbindelse med fig. 4B. En foretrukket fremgangsmåte for å bestemme de respektive verdier av bakgrunnstellingene "B", det ekstrapolerte tellingsantall "C" (forbundet med stasjonært oksygen), og toppverdien M P", består i å dekomponere brutto tellehastighet (som målt) i en konstant profil som er representativ for bakgrunnstellingene "B", den eksponensielle desintegrasjonskurven for N 16 som er representativ for det stasjonære oksygen, og det strømmende oksygen. Denne dekomponeringen blir utført ved hjelp av en begrenset veid, minste kvadraters algoritme som løses ved hjelp av minimalisering for hvert tidsintervall av den følgende sum av de veide kvadrerte feil "E^" under et sett med lineære føringer:

19 17 n underkastet de følgende betingelser: R ± = B + C/t i+1/2 - ti.i/2 J ^i+l/2 ~"Xt e dt + D f (ti) + E ± t og B > 0; C > 0; D > 0; og f (tj_) > 0 for i = 1, n hvor "R^1 er antallet målte tellinger i tidsintervallet "i", "t^1 er middeltiden for det i. tidsintervall målt fra slutten av bestrålingsperioden, "X" er desintegrasjonskonstanten for N 16, "B" er bakgrunnstellingen sammensatt av tellinger fra gammastråler frembragt av radioaktive komponenter som er tilstede i sementen og/eller grunnen, slik som torium, uran og kalium, og jod 128 når det benyttes en natriumjodid-detektor, -Xt i, "C e er antallet tellinger i tidsintervallet "i" som skyldes stasjonært oksygen, "D f(t i )" er antallet tellinger i tidsintervallet "i" som skyldes strømmende oksygen, og "E^u er resten for det i. tidsintervall, (dvs. differansen mellom den aktuelle tellehastighet og den forutsagte tellehastighet). De begrensninger som er nevnt ovenfor på "B", "C", "D" og f(t^ er gitt som et eksempel og kan endres uten å avvike fra oppfinnelsen. Generelt sagt, for å bestemme hastigheten av vannstrømningen for en gitt avstand mellom kilden og detektoren eller detektorene, jo høyere vannstrømningshastighet, jo kortere bestrålingsperiode. Som et eksempel er avstanden mellom kilden og nærdetektoren i området på mellom en halv fot og tre fot (fortrinnsvis omkring 1 fot [0,3 m]), og avstanden mellom kilden og fjerndetektoren er i området på mellom en fot og seks fot (fortrinnsvis omkring 2 fot [0,61 m]). For enhver vannstrømningshastighet mindre enn 5 fot/minutt (0,25 m/s), er bestrålingsperioden som en første tilnærmelse fortrinnsvis mindre enn 15 sekunder, mens det for vannhastighet større enn 20 fot/minutt (0,6 m/s), er bestrålingsperioden fortrinnsvis omkring 2-3 sekunder, idet

20 18 man vil forstå at disse tallene bare er indikasjoner Den forholdsvis korte avstand mellom detektoren eller detektorene og kilden er en betydelig fordel ved apparatet ifølge oppfinnelsen i forhold til teknikkens stand, av minst tre grunner. Den første fordelen er at den reduserer lengden av apparatet som blir lettere å bruke. Den annen fordel er at den tillater bygging av et apparat med rimelig lengde, som omfatter to detektorer på hver side av kilden, dvs. en detektor over og den andre under kilden, slik at de blir følsomme både for oppadrettet og nedadrettet strømning. Den tredje fordelen er at apparatet er mer følsomt for lave fluidumhastigheter, som forklart nedenfor. Fig. 6 viser et eksempel på et histogram over tidligere tellinger detektert av en nært anbrakt detektor, etter en bestrålingstid på 5.2 sekunder. I dette tilfelle kan hastigheten bestemmes ved å kombinere både "topp-metoden" (fig. 2A-2B, 3A-3B) og "ekstrapoleringsmetoden" (fig. 4A, 4B) avbildet foran. Foruten de fordeler som allerede er nevnt ovenfor, har fremgangsmåten og apparatet ifølge oppfinnelsen dessuten den ytterligere fordelen at deteksjonen av et større område raed strømningshastigheter i forhold til teknikkens stand blir mulig, spesielt i den nedre del av området. Dette er desto viktigere siden vannstrømningene som man møter i borehull, ofte har lave hastigheter. Fig. 7A, 7B og 7C viser hver et histogram over tellinger som funksjon av tid, detektert ved hjelp av en fjerndetektor etter en bestrålingsperiode på 10 sekunder. Fig. 7A svarer til vannstrømningshastighet på 3 fot/minutt (0,015 m/s), fig. 7B til en hastighet på 2 fot/minutt (0,01 m/s) og fig. 7C til en strømning uten betydelig hastighet eller ingen strømning. Hvert histogram omfatter forskjellige soner, maken til de på fig. 2A til 5B, svarende til bestrålingsperioden, bakgrunnstrålingen, det stasjonære oksygen og det strømmende oksygen. Som man kan se av histogrammene er sonen 70, 71, 72 som er representativ for strømningene, sigdformet. Disse sonene er imidlertid kanskje ikke beskrivende nok for brukeren ut fra en

21 19 billedmessig betraktning, seiv om de omfatter data som er representative for strømningen. For å lette tolkningen av de tellinger som er representative for strømningen ytterligere, blir de karakteristiske kurver representert på en annen måte ved bunnen av histogrammene, på tidsaksen, ved hjelp av et langstrakt, skravert område merket henholdsvis 700, 701 og 702. Hver langstrakt sone, 700, 701, 702 er laget ved å tilordne hvert tidsintervall en telleverdi svarende til "høyden" langs en vertikal linje av den sigdformede sone. Hvert langstrakt område 700, 701, 702 representert langs tidsaksen, er mer illustrerende for brukeren ut fra en grafisk betraktningsmåte. Denne alternative representasjon langs tidsaksen kan også lages i forbindelse med kurver slik som vist på fig. 2A, 2B, 3A, 3B, 4A, 4B. Diagrammet på fig. 7C oppviser, seiv om det teoretisk svarer til null strømning, visse karakteristikker som er representative for strømningen; dette skyldes konstruksjonen av den algoritmen som er nevnt ovenfor, som i ethvert tilfelle løses for en strømmende profil, seiv når ingen eksisterer. Når strømningshastigheten er meget lav, slik som f.eks. under 3 eller 4 fot/minutt, kan det være vanskelig å beregne hastigheten og endog bekrefte forekomsten av noen strømning. Deteksjonen, dvs. bestemmelsen av forekomsten av en vannstrømning ifølge et annet trekk ved oppfinnelsen basert på en opptegning slik som en av de som er vist på fig. 7A, 7B, 7C, kan utføres ved å beregne arealet av det langstrakte området 700, 701, 702, for således å frembringe et antall tellinger som er representative for strømningen, og ved å sammenligne nevnte antall tellinger med et forutbestemt terskelantall av tellinger. Ethvert aktuelt antall tellinger under denne terskelen blir således tolket som fråvær av strømning, eller av enhver strømning av betydning. Som et eksempel kan denne terskelen være innstilt ved sytti (70) tellinger, i forbindelse med eksemplet med settet på fig. 7A, 7B og 7C, idet man vil forstå at denne terskelen er avhengig av utgangen fra nøytronkilden.

22 20 Seiv om hastigheten er relatert til posisjonen på diagrammenes tidsakse for en uregelemessighet eller karakteristikk som er representativ for strømningen, påvirker strømningshastigheten arealet av karakteristikken. Bortsett fra deteksjonen av strømningen og beregningen av strømningshastigheten, muliggjør oppfinnelsen videre bestemmelse av vannstrømningshastigheten. I virkeligheten er strømningshastigheten sammen med lokaliseringen av vannstrømningen i borehullet, den viktigste informasjonen for brukeren. Ifølge en første utførelsesform blir strømningshastigheten "Q" bestemt ved hjelp av følgende formel: Q = C flow / s total x F (V,d,r d,l d,t act,bhod,ksing) hvor "C flow " er antallet tellinger i karakteristikken som er representativ for strømningen, "S total " er det totale antall nøytroner som utsendes under bestrålingsperioden, "V" og "d" er allerede blitt definert, "r d " er detektorens radius, "L d " er lengden av detektoren, "T act " er bestrålingsperioden, "BHOD" innbefatter kompensasjonsfaktorer for borehullet, og "Ksing" er en parameter som er karakteristisk for foringsdiameteren og densiteten. Funksjonen "F" bestemmes i et laboratorium ved å måle responsen til loggeapparatet på forskjellige omgivelsesmessige tilstander. "C flow " kan bestemmes som areale av den karakteristikken som er representativ for strømningen, slik som toppen på fig. 2A, 2B, 3A, 3B, eller den langstrakte sone 700, 701, 702 på fig. 7A, 7B, 7C. Med "areal" menes her arealet av karakteristikken begrenset av den eksponensielle desintegrasjonskurve. I eksemplet på fig. 5A, 5B og 6 svarer "C flow "- arealet til de henholdsvise skraverte soner benevnt "STRØMMENDE", mens "C flow "-arealet i eksemplet på fig. 4A, 4B svarer til de respektive skraverte soner. " s totai" ^an beregnes ved enhver kjent fremgangsmåte, enten i en laboratorieoppstilling eller på stedet under måling i brønnen. F.eks. kan den fremgangsmåten som er beskrevet i US-patent nr være egnet. Ifølge en annen utførelsesform som er særlig egnet for,

23 21 men ikke bare beregnet på, strømning med lav hastighet, kan strømningshastigheten "Q" bestemmes ved hjelp av de trinn som er beskrevet i det følgende under henvisning til fig. 7A, 7B, 1C og fig. 8. Fig. 8 viser et diagram over tellinger som er representative for strømningen som funksjon av strømningshastighet (målt i fat pr. dag: 100 fat er omtrent ekvivalent med 15,9 m 3 ). Diagrammet på fig. 8 er et referansediagram lagd før malinger, enten ved å bruke en laboratorieoppstilling eller ved modellberegninger. Ifølge oppfinnelsen er det blitt oppdaget at i det minste for de lave strømningshastigheter, er tellingene (som er representative for strømningen) lineært forbundet med strømningshastigheten. Straks en aktuell plotting av tellehastigheter som funksjon av tiden (som målt) er blitt oppnådd, kan det areal av karakteristikken som er representativt for strømningen på det aktuelle diagram, beregnes for å gi et aktuelt antall tellinger som er representative for strømningen. Den aktuelle strømningshastighet blir så bestemt ved låsing på referansediagrammet på fig. 8 for den verdi av strømningshastigheten som svarer til det aktuelle antall tellinger. Alle diagrammene og histogrammene på tegningen er blitt laget for å gi radielle avstander av strømningen fra apparatet. Strømningens radielle avstand kan bestemmes ved enhver vanlig fremgangsmåte som medfører malinger av vindusenergi. Bestrålingsperioden kan tilveiebringes ved enten kontinuerlig nøytronutsendelse eller suksessive utbrudd av nøytroner. I den foretrukne utførelsesform av oppfinnelsen blir gammastrålene tellet etter at kilden er deaktivert, og dermed blir det oppnådd høy telleeffektivitet. Alternativt kan deteksjonen av tellinger også utføres under bestrålingsperioden, dvs. under den tidsperiode som adskiller suksessive nøytronutbrudd. Denne tellingen kan være nyttig for å gi supplerende informasjon for oppbygning av diagrammene over tellinger som funksjon av tiden, og dermed for bestemmelsen av den karakteristikk som er representativ

24 22 for strømningen, spesielt i forbindelse med fig. 4A og 4B. Videre skisserer figurene og beskrivelsen en spesiell respektiv anbringelse av kilden, detektoren eller detektorene og vannstrømningsretningen slik at den linje som passerer gjennom kilden og detektoren eller detektorene, er parallell med vannstrømningsretningen. Dette svarer til bruken av fremgangsmåten og apparatet ifølge oppfinnelsen i en brønn. Imidlertid kan oppfinnelsen også realiseres på en slik måte at kilde/detektor-linjen er skråstilt ved en gitt vinkel, eller hovedsakelig perpendikulær, til vannstrømningsretningen. En ytterligere fordel ved oppfinnelsen består i muligheten for å bruke et eksisterende nukleært loggeapparat med små modifikasjoner. Seiv om oppfinnelsen er blitt beskrevet og illustrert under hehvisning til en spesiell utførelsesform, vil fagfolk på området forstå at forskjellige modifikasjoner og variasjoner av den utførelsesformen kan foretas uten å avvike fra oppfinnelsens ramme slik den er beskrevet.

25 23 P A T E N T K R A V 1. Fremgangsmåte for å detektere og kvantifisere en vannstrømning som ikke er direkte tilgjengelig, omfattende bestråling av vannstrømningen med en kilde for nøytroner med tilstrekkelig energi til å vekselvirke med oksygenatomer i vannet i henhold til aktiveringsreaksjonen O 16 (n,p)n 16, karakterisert ved at varigheten av bestrålings-trinnet innstilles til å ligge mellom en femtedel av og tre halveringstider for N ^, bestrålingen stoppes, under opphold av bestrålingen detekteres på et sted i avstand fra kilden de gammastråler som utsendes under desintegrasjon av N 16 -atomer, hvor varigheten av dette detekterings-trinnet er minst en halveringstid for N 16, de gammastråler som detekteres i løpet av den nevnte oppholdsperioden, telles og registreres slik at et forhold mellom tellinger og tid etableres, og informasjon relatert til vannstrømningen utledes fra det nevnte forhold. 2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, k a r a k t e r i s e r t ved at bestrålings-trinnet startes og avbrytes syklisk. 3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at suksessive sykler med bestrålings- og deteksjonstrinn utføres på samme sted i borehullet. 4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, k a r a k t e r i s e r t ved at det nevnte forhold omfatter et diagram over tellinger mot tid. 5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, k a r a k t e r i s e r t ved at i det nevnte forhold bestemmes en egenskap som representerer vannstrømningen og

26 24 som awiker fra den eksponensielle desintegrasjonskurven for N 16 -atomer som kjennetegner det stasjonære oksygen, og hastigheten "V" av vannstrømningen beregnes ut fra formelen V = d/t, hvor "d" er avstanden mellom kilden og deteksjonsstedet, og "t" er en tidsperiode mellom bestrålingstrinnet og det tidspunkt som tilsvarer den nevnte egenskap. 6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, k a r a k t e r i s e r t ved at i det nevnte forhold bestemmes en egenskap som er representativ for vannstrømningen og som awiker fra den eksponensielle desintegrasjonskurven for N 16 -atomer som kjennetegner det stasjonære oksygen, for hvert av de tidsintervaller som står i forhold til den nevnte egenskap, bestemmes antallet tellinger som representerer strømningen, - antallet tellinger som representerer strømningen detektert i hvert av de nevnte tidsintervaller, summeres, og - nærværet av en vannstrømning detekteres ved å sammenligne antallet tellinger som representerer strømningen, med en forutbestemt grenseverdi. 7. Fremgangsmåte ifølge krav 1, k a r a k t e r i s e r t ved at den videre innbefatter det trinn å utlede vannets strømningshastighet "Q" ut fra formelen: Q = F x c flow / s totai hvor C flow er antallet tellinger som representerer strømningen, S total er det totale antall nøytroner utsendt i løpet av bestrålingstrinnet og "F" er en funksjon av omgivelsesparametere. 8. Fremgangsmåte ifølge krav 1, k a r a k t e r i s e r t ved at før de faktiske målingene etableres et referanse-

27 25 forhold mellom antallet tellinger som representerer strømningen, og strømningshastigheten, - faktiske malinger av vannstrømningen som undersøkes, utføres ved å etablere et faktisk forhold mellom tellinger og tid, ut fra det nevnte faktiske forhold bestemmes det faktiske antall tellinger som representerer den faktiske strømningen, og ut fra det faktiske antall tellinger og det nevnte referanseforhold utledes den faktiske strømningshastigheten. 9. Apparat for å detektere og kvantifisere en vannstrømning som ikke er direkte tilgjengelig, omfattende en anordning for bestråling av vannstrømningen med en kilde for nøytroner med tilstrekkelig energi til å vekselvirke med oksygenatomer i vannet i henhold til aktiveringsreaksjonen O 16 (n,p)n 16, k a r a k t e r i s e r t v e d at bestrålingsanordningen er innrettet for å aktiveres mellom en femtedel av og tre halveringstider for N-^, videre ved en anordning for å stoppe bestrålingén, en anordning for under opphold av bestrålingén og på et sted i avstand fra kilden å detektere de gammastråler som utsendes ved desintegrasjon av N 16 -atomer, hvilken detekteringsanordning er innrettet for å aktiveres i minst en halveringstid for N 16, en anordning for å teile og registrere de gammastråler som detekteres i løpet av den nevnte oppholdsperioden, slik at et forhold mellom tellinger og tid etableres, og en anordning for å utlede informasjon relatert til vannstrømningen fra det nevnte forhold. 10. Apparat ifølge krav 9, k a r a k t e r i s e r t ved at bestrålingsanordningen er innrettet for syklisk aktivering og deaktivering.

28 Apparat ifølge krav 10, k a r a k t e r i s e r t ved at det innbefatter en anordning for å utføre suksessive sykler med bestråling og deteksjon på samme sted i borehullet. 12. Apparat ifølge krav 9, k a r a k t e r i s e r t ved at det nevnte forhold omfatter et diagram av tellinger mot tid. 13. Apparat ifølge krav 9, k a r a k t e r i s e r t ved at det omfatter en anordning for i det nevnte forhold å bestemme en egenskap som er representativ for vannstrømningen og som awiker f ra den eksponensielle desintegrasjonskurven for N 16 -atomer som kjennetegner det stasjonære oksygen, og en anordning for å beregne hastigheten "V" for vannstrømningen ut fra formelen V = d/t, hvor "d" er avstanden mellom kilden og deteksjonsstedet, og "t" er en tidsperiode mellom bestrålingen og det tidspunkt som tilsvarer den nevnte egenskap. 14. Apparat ifølge krav 9, k a r a k t e r i s e r t ved at det omfatter en anordning for i det nevnte forhold å bestemme en egenskap som representerer vannstrømningen og som awiker fra den eksponensielle desintegrasjonskurven for N^-atomer som kjennetegner det stasjonære oksygen, en anordning for for hvert av de tidsintervaller som står i forhold til den nevnte egenskap, å bestemme antallet tellinger som representerer strømningen, en anordning for å summere antallet tellinger som representerer strømningen og som detekteres i hvert av de nevnte tidsintervaller, og en anordning for å detektere nærværet av en vannstrømning ved å sammenligne det nevnte antall tellinger som representerer strømningen, med en grenseverdi.