Title:
Formationsunabhängige Zementbewertung mit aktiver Gammastrahlenerkennung
Document Type and Number:
Kind Code:
T5

Abstract:

Ein Verfahren zur Zementbewertung kann ein Erzeugen eines Gammastrahls, aus einer radioaktiven Quelle, in Zement, der zwischen einem Futterrohr und einer geologischen Formation angeordnet ist, beinhalten. Photonen, die von der geologischen Formation und dem Zement reflektiert werden, werden durch einen Gammadetektor mit einem Kollimator erkannt. Ein Abstand zwischen Detektor und Quelle, ein Kollimatorwinkel und/oder ein Kollimatordurchmesser werden eingestellt, um ein Energiespektrum unabhängig von der geologischen Formation bereitzustellen. Die Qualität des Zements kann basierend auf den Energiespektren der erkannten Photonen bestimmt werden.





Inventors:
Hu, Yike, Tex. (Houston, US)
Guo, Weijun, Tex. (Houston, US)
Application Number:
DE112015006170T
Publication Date:
11/02/2017
Filing Date:
04/21/2015
Assignee:
Halliburton Energy Services, Inc. (Tex., Houston, US)
International Classes:
E21B47/00; E21B33/13; G01V5/04; G01V5/12
Attorney, Agent or Firm:
Fleuchaus & Gallo Partnerschaft mbB, 81369, München, DE
Claims:
1. Verfahren für Zementbewertung, umfassend:
Erzeugen eines Gammastrahls, aus einer Quelle, in den Zement, der in einer geologischen Formation angeordnet ist;
Erkennen, mit einem Detektor, von Photonen, die aus Gammastrahleninteraktionen durch ein Futterrohr und den Zement resultieren;
Digitalisieren der erkannten Photonenzählraten von unterschiedlicher Energie in Mehrkanalenergiespektren, wobei ein Abstand zwischen der Quelle und dem Detektor so eingestellt ist, dass die Mehrkanalenergiespektren durch die geologische Formation nicht wesentlich beeinflusst werden; und
Bestimmen einer Qualität des Zements basierend auf den Mehrkanalenergiespektren.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Energiespektren innerhalb eines vorgegebenen Energiebereichs von der geologischen Formation unabhängig sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Energiespektren von einer Porosität, Dichte oder Mineralogie der geologischen Formation unabhängig sind.

4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei Erzeugen des Gammastrahls Erzeugen eines Photonenstroms von einer Cäsium-137-Quelle umfasst.

5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei Bestimmen der Qualität des Zements Bestimmen der Qualität des Zements basierend auf der erkannten Photonenzählrate, der Energiespektrenform oder Energiespektrenamplitude umfasst.

6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Abstand zwischen Detektor und Quelle so eingestellt ist, dass die Energiespektren nur auf einen materialgefüllten Ring zwischen dem Futterrohr und der Formation reagieren.

7. Verfahren nach Anspruch 2, wobei Bestimmen der Qualität des Zements basierend auf den Energiespektren der erkannten Photonen Bestimmen der Energiespektren in einem Bereich von 300 keV bis 500 keV umfasst.

8. Verfahren nach Anspruch 2, ferner umfassend Erhöhen des Energiebereichs als Reaktion auf Verringern des Durchmessers eines Detektorkollimators.

9. Verfahren nach Anspruch 2, ferner umfassend Erhöhen des Energiebereichs als Reaktion darauf, dass der Kollimator mehr in Richtung der Quelle abgewinkelt ist.

10. Messwerkzeug, umfassend:
eine radioaktive Quelle, die einen Photonenstrom erzeugt;
einen Detektor, der in dem Werkzeug in einem Abstand von der radioaktiven Quelle angeordnet ist, wobei der Detektor Photonen erkennt, die aus Photoneninteraktionen durch den Zement, der in einer geologischen Formation angeordnet ist, resultieren; und
eine Steuerung, die mit dem Detektor gekoppelt ist, um erkannte Photonenzählraten von unterschiedlicher Energie in Mehrkanalenergiespektren zu digitalisieren, wobei der Abstand zwischen der Quelle und dem Detektor so eingestellt ist, dass die Mehrkanalenergiespektren durch die geologische Formation nicht wesentlich beeinflusst werden, wobei die Steuerung ferner eine Qualität des Zements basierend auf den Mehrkanalenergiespektren bestimmt.

11. Messwerkzeug nach Anspruch 10, wobei die radioaktive Quelle eine Gammastrahlenquelle umfasst.

12. Messwerkzeug nach Anspruch 11, ferner umfassend einen Detektorkollimator, der mit dem Detektor gekoppelt ist, und mit einem Winkel in Richtung der radioaktiven Quelle, wobei der Detektorkollimatorwinkel so eingestellt ist, dass das Energiespektrum von der geologischen Formation unabhängig ist.

13. Messwerkzeug nach Anspruch 10, wobei die Steuerung eine Amplitude und eine Form der Energiespektren bestimmt, um die Qualität des Zements zu bestimmen.

14. Messwerkzeug nach Anspruch 13, wobei die Steuerung ferner die Qualität des Zements basierend auf einer erkannten Photonenzählrate bestimmt.

15. System, umfassend:
ein Untertagewerkzeug beinhaltend ein Messwerkzeug, wobei das Messwerkzeug Folgendes umfasst:
eine radioaktive Quelle, um einen Photonenstrahl zu übertragen;
einen Detektor, der in dem Werkzeug in einem Abstand von der radioaktiven Quelle angeordnet ist, wobei der Detektor Photonen erkennt, die aus Photonenstrahlinteraktionen durch Zement in einer geologischen Formation resultieren; und
eine Steuerung, die mit dem Detektor gekoppelt ist, um erkannte Photonenzählraten in Mehrkanalenergiespektren zu digitalisieren, wobei der Abstand zwischen der Quelle und dem Detektor so eingestellt ist, dass die Mehrkanalenergiespektren durch die geologische Formation nicht wesentlich beeinflusst werden.

16. System nach Anspruch 15, wobei das Untertagewerkzeug in einem Wireline-Werkzeug angeordnet ist.

17. System nach Anspruch 15, wobei das Untertagewerkzeug in einem Bohrstrangwerkzeug angeordnet ist.

18. System nach Anspruch 15, wobei der Zement zwischen einem Futterrohr und der geologischen Formation angeordnet ist.

19. System nach Anspruch 15, wobei die Steuerung ferner eine Qualität des Zements als Reaktion auf die Mehrkanalenergiespektren bestimmt.

20. System nach Anspruch 19, wobei die Steuerung ferner die Qualität des Zements basierend auf einer Amplitude, Photonenzählraten und einer Form der Mehrkanalenergiespektren bestimmt.

Description:
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK

Natürliche Ressourcen wie Gas, Öl und Wasser, die sich in einer geologischen Formation befinden, können durch Bohren eines Bohrlochs in die Formation gewonnen werden. Ein Strang aus Rohr (z. B. Futterrohr) wird in das Bohrloch geführt, um strukturelle Abstützung für die Seiten des Bohrlochs bereitzustellen. Das Futterrohr kann Metall sein (z. B. Stahl).

Es kann eine primäre Zementierung durchgeführt werden, wobei ein Zementschlamm in den Ring zwischen dem Futterrohr und der geologischen Formation eingespritzt wird. Der Zement kann zu einer harten Masse (d. h. einem Mantel) aushärten, um somit den Strang aus Rohr innerhalb des Bohrlochs zu stützen und den Ring abzudichten. Aufgrund der dicht gekoppelten Art der Formation, des Mantels und des Futterrohrs kann es schwierig sein, den ausgehärteten Zement zu bewerten.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine querschnittliche Darstellung eines gefütterten Bohrlochs in einer geologischen Formation gemäß verschiedenen Beispielen der Offenbarung.

2 ist ein Blockdiagramm mit Darstellung eines Messwerkzeugs mit radioaktiver Quelle und Detektor innerhalb eines gefütterten Lochs gemäß verschiedenen Beispielen der Offenbarung.

3 ist ein Graph mit Darstellung von erkannten Energiespektren in Verbindung mit gutem Zement von einem Detektor mit variierenden Abständen zwischen Detektor und Quelle mit einem relativ kleinen Detektorkollimator gemäß verschiedenen Beispielen der Offenbarung.

4 ist ein Graph mit Darstellung von erkannten Energiespektren in Verbindung mit gutem und schlechtem Zement von einem Detektor einem relativ engen Abstand zwischen Detektor und Quelle gemäß verschiedenen Beispielen der Offenbarung.

5 ist ein Graph mit Darstellung von erkannten Energiespektren in Verbindung mit gutem und schlechtem Zement von einem Detektor einem relativ großen Abstand zwischen Detektor und Quelle gemäß verschiedenen Beispielen der Offenbarung.

6 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Durchführen von Zementbewertung in einer Untertageumgebung gemäß verschiedenen Beispielen der Offenbarung.

7 ist ein Schaubild mit Darstellung eines Bohrsystems gemäß verschiedenen Beispielen der Offenbarung.

8 ist ein Schaubild mit Darstellung eines Wireline-Systems gemäß verschiedenen Beispielen der Offenbarung.

9 ist ein Blockdiagramm eines Beispielsystems, das dazu betreibbar ist, um die Aktivitäten von mehreren Verfahren zu implementieren, gemäß verschiedenen Beispielen der Offenbarung.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG

Einige der oben beschriebenen Herausforderungen, sowie andere Herausforderungen können durch Implementieren der hierin beschriebenen Vorrichtung, Systeme und Verfahren angegangen werden. In vielen Beispielen kann ein Messwerkzeug mit einer radioaktiven Quelle und einem Detektor mit einem Kollimator gestaltet sein, wobei ein Abstand von Detektor zu Quelle und eine Detektor-Kollimator-Geometrie so eingestellt sind, dass eine Untertage-Zementbewertung bereitgestellt wird, die von Eigenschaften der geologischen Formation im Wesentlichen unabhängig ist (z. B. porositätsunabhängig, dichteunabhängig). 1 ist eine querschnittliche Darstellung eines gefütterten Bohrlochs 101 in einer geologischen Formation 104 gemäß verschiedenen Beispielen der Offenbarung. Das Bohrloch 101 ist mit dem Futterrohr 102, das Metall umfassen kann (z. B. Stahl), ausgekleidet. Zement 103 wird so in das Bohrloch 101 eingespritzt, dass er, nachdem er den Boden des Bohrlochs erreicht hat, nach oben in die Ringregion zwischen dem Futterrohr 102 und der Formation 104 zurückkehrt. Somit stabilisiert der Zement das Futterrohr 102 innerhalb des Bohrlochs 101. Ein Spalt 106 kann zwischen dem Futterrohr 102 und dem Zement 103 vorhanden sein.

Aufgrund von möglichen Fehlern, die in den Zement 103 während der Konstruktion eingebracht werden, und/oder nachfolgender Verschleißbeschädigung, die durch eine Verwendung des Bohrlochs verursacht wird, ist es häufig wünschenswert, eine nicht zerstörende Prüfung des Zements durchzuführen. Unter Verwendung eines Messwerkzeugs mit einer radioaktiven Quelle, einem Detektor und einem Detektorkollimator in dem Bohrloch können mögliche Spalten oder Blasen in dem Zement oder Spalten 106 zwischen dem Futterrohr 102 und dem Zement 103, sowie andere Fehler in dem Zement entdeckt werden. Verschiedene Beispiele können verwendet werden, um das Vorhandensein dieser Fehler zu erkennen.

Die Porosität der geologischen Formation 104 kann bei unterschiedlichen Bohrlöchern 101 variieren. So wie hier verwendet, kann Porosität als ein Prozentsatz von Porenraum in einem Einheitsvolumen von Gestein definiert sein und wird durch eine Porositätseinheit (pu) mit einem Bereich von 0–100 pu angezeigt. Zum Beispiel Porosität = Porenvolumen/Gesamtvolumen, wobei 1 pu = 1 % Porosität.

2 ist ein Blockdiagramm mit Darstellung eines Messwerkzeugs 210 mit radioaktiver Quelle und Detektor innerhalb eines gefütterten Lochs gemäß verschiedenen Beispielen der Offenbarung. Das Messwerkzeug 210 verwendet Photonen, die von einer radioaktiven Quelle 200 (z. B. chemisches Gamma) übertragen werden, um in das Futterrohrmaterial 102, den Zement 103 und die Formation 104 einzudringen, mit Reflektionen zurück zu einem Detektor 204, um Spektren (z. B. 35) in Verbindung mit dem Zement 103 und möglichen Spalten 106 hinter dem Futterrohr 102 und innerhalb des Zements 103 zu erzeugen. Das Messwerkzeug 210 kann sich in einem Bohrstrangwerkzeuggehäuse, das während eines Logging-While-Drilling-Betriebs („LWD“ – Protokollierung beim Bohren) und Measurement-While-Drilling-Betriebs („MWD“ – Messung beim Bohren) (siehe 7) zu verwenden ist, oder in einem Wireline-Werkzeuggehäuse, das während eines Wireline-Messbetriebs zu verwenden ist (siehe 8), befinden.

Das Messwerkzeug 210 beinhaltet die radioaktive Quelle 200 zum Erzeugen des Photonenstrahls. Die radioaktive Quelle 200 kann jede monochromatische Quelle von hochenergetischen Photonen, einschließlich einer Gammastrahlenquelle (z. B. Cäsium-137), umfassen. Wärme, die durch den Quellenbetrieb erzeugt wird, kann durch ein Kühlfluid (z. B. Luft, Wasser, Öl) abgeleitet werden.

Die Photonen in dem Gammastrahlenbündel interagieren mit dem Zement 103, der die Photonen über das Spaltmaterial 106 (falls vorhanden) und das Futterrohr 102 zurück streut. Das Messwerkzeug 210 umfasst ferner einen oder mehrere Gammastrahlendetektoren 204, um Photonen, die durch den Zement reflektiert werden, zu erkennen.

Ein Strahlungsschild 203 befindet sich zwischen der radioaktiven Quelle 200 und dem Detektor 204. Das Schild 203 blockiert Photonen vom direkten Übergang von der Quelle 200 zu dem Detektor 204, ohne dabei den Zement 103 zu durchlaufen. Das Strahlungsschild 203 kann jedes photonenblockierende Material (z. B. Wolfram, Blei) sein, dass zum Blockieren von hochenergetischen Photonen angemessen ist. Die Vorderseite des Detektors 204 ist mit einem Metall mit einer relativ hohen Atomzahl, wie etwa Wolfram, abgeschirmt, um Photonen zu blockieren, die nicht durch den Zement 103 zerstreut werden. Ein Detektorkollimator 220 kann in die Detektorabschirmung geschnitten werden, um es den Photonen, die hinter dem Futterrohr zerstreut werden, zu ermöglichen hindurchzulaufen. Die Größe (z. B. Durchmesser) D des Detektorkollimators 220, dessen relativer Position zu einem Detektorkristall und dessen Winkel (falls vorhanden) relativ zu der Quelle 200 kann die Menge an Gammastrahlen (d. h. Photonen) bestimmen, die durch den Detektor 204 erkannt werden. Die Menge an Photonen kann durch die Graphen der 35 als eine Erkennungsrate (d. h. Zählimpulse pro Sekunde) dargestellt werden.

Wie nachfolgend detaillierter besprochen, kann ein Beispiel eines Detektorkollimators 205 mehr in Richtung der Quelle 200 als in Richtung der Formation abgewinkelt sein. Ein weiteres Beispiel eines Detektorkollimators 206 kann mehr in Richtung der Formation 104 als in Richtung der Quelle 200 abgewinkelt sein. Verschiedene Beispiele des Detektorkollimators 220 können auch verschiedene Größen D haben, um die gewünschten Energiespektren zu erkennen. Um eine wünschenswertere Unabhängigkeit der Formation von den erkannten Energiespektren bereitzustellen, kann ein Energiebereich als Reaktion darauf, dass der Detektorkollimator mehr in Richtung der Quelle abgewinkelt ist, erhöht werden. In einem weiteren Beispiel kann der Energiebereich als Reaktion auf ein Verringern des Durchmessers des Detektorkollimators erhöht werden. In jedem dieser Beispiele kann der erhöhte Energiebereich in dem Bereich von 300 keV bis 500 keV liegen.

So wie hier verwendet, umfasst ein Detektorkollimator 205, der mehr in Richtung der Formation abgewinkelt ist, dass der Eingang des Detektorkollimators 205 einen Winkel von etwa 90° zu einer Längsachse des Messwerkzeugs hat. Ein Detektorkollimator 205, der mehr in Richtung der Quelle 200 abgewinkelt ist, umfasst einen Eingang des Detektorkollimators 205 mit einem eingeschlossenen Winkel von wesentlich weniger als 90° zu der Längsachse des Messwerkzeugs.

Der Abstand zwischen dem Detektor 204 und der Quelle 200 kann zusätzlich zum Einstellen des Kollimatorwinkels und/oder des Kollimatordurchmessers eingestellt werden, um Gammastrahlenenergiespektren innerhalb eines Energiebereichs (z. B. < 600 keV) zu erkennen und zu bewerten. Die Energiespektren sind unabhängig von den Formationseigenschaften (z. B. Porosität, Dichte), so wie durch die Tatsache angezeigt, dass die Spektren im Wesentlichen ähnlich sind (z. B. Amplitude und Form), selbst wenn sich die Porosität der Formation ändert. Die Graphen der 35 veranschaulichen die resultierenden Gammastrahlenenergiespektren aus dem Variieren der verschiedenen Werkzeugdesignparameter (z. B. Abstand zwischen Detektor und Quelle, Kollimatorwinkel, Kollimatordurchmesser).

Während eines Messvorgangs kann das Messwerkzeug 210 an dem Futterrohr 102 in dem Bohrloch 101 platziert sein, um alle Spalte zwischen dem Werkzeug 210 und dem Futterrohr 102, die Spektralmessungen verändern können, zu reduzieren oder zu eliminieren. Photonen, die in den Zement 130 aus der Quelle 200 eindringen, können durch Interaktion mit dem Zement 103 auf bestimmten Tiefen zurück reflektiert werden. Da sich das Messwerkzeug in azimutaler Richtung in dem Bohrloch dreht, interagiert der Gammastrahl mit dem Zement, der das Bohrloch 101 auf der gleichen Tiefe umschließt, sodass der gesamte Durchmesser des Zements untersucht wird, wenn sich das Werkzeug 210 durch das Bohrloch 101 bewegt.

Zum Zwecke der Veranschaulichung wurden die Graphen von Beispielspektren in den 35 mit einer geologischen Formation erzeugt, für die angenommen wurde, dass sie aus Sandstein mit einem Porositätsbereich von 0–40 pu und einem Dichtebereich von 1,99–2.65 Gramm/Kubikzentimeter (g/c3) besteht. Während sich die nachfolgenden Beispiele meist auf Formationsporosität beziehen, kann dieser Dichtebereich für andere Formationsarten mit einer anderen Porosität repräsentativ sein. Daher beinhalten die folgenden Beispiele und das Verfahren zur Zementbewertung Unabhängigkeit von der Formationsdichte/-mineralogie, sowie Unabhängigkeit von der Formationsporosität. Ferner können die Beispiele und das Verfahren auf jede geschichtete Formationsstruktur (z. B. Zweischichtstruktur) angewendet werden, wobei die Bewertung der ersten Schicht unabhängig von den Eigenschaften der Schicht dahinter ist. Somit dient die Verwendung von Sandstein und des Porositätsbereichs von 0–40 pu einfach dem Zwecke der Veranschaulichung.

Die folgenden Graphen zeigen auch unterschiedliche Kurven in Verbindung mit „gutem Zement“ und „schlechtem Zement“. So wie hier verwendet, ist „guter Zement“ definiert als Zement, der vollständig den Ring zwischen dem Futterrohr und der geologischen Formation füllt. „Schlechter Zement“ kann definiert sein als Wasser (H2O) oder ein anderes Fluid, das den zementgefüllten Ring zwischen dem Futterrohr und der geologischen Formation ersetzt.

Wie zuvor beschrieben, beinhalten die Werkzeugdesignparameter den Zwischenraum zwischen Detektor und Quelle, die Detektorkollimatorgröße und den Detektorkollimatorwinkel. Die optimalen Werkzeugdesignparameter erhöhen die Spektrumszählraten, erhöhen die Spektrumsempfindlichkeit in Bezug auf die Zementqualität und verringern die Spektrumsempfindlichkeit in Bezug auf Eigenschaften der geologischen Formation.

3 ist ein Graph mit Darstellung von erkannten Energiespektren in Verbindung mit gutem Zement von einem Detektor mit variierenden Abständen zwischen Detektor und Quelle mit einem Detektor mit relativ kleinem Durchmesser gemäß verschiedenen Beispielen der Offenbarung. Der Graph zeigt erkannte Photonenenergie entlang der x-Achse (in keV) und Photonenzählimpulse pro Sekunde (cps) entlang der y-Achse.

Die Spektren aus 3 veranschaulichen die Rolle des Zwischenraums zwischen Detektor und Quelle in Bezug auf die Zementbewertung unabhängig von der Porosität. Um einen wünschenswerten Zwischenraum zwischen Detektor und Quelle zu bestimmen, wird die Zementqualität beim Erzeugen des Graphen von 3 als ein unveränderlicher Parameter belassen. Die unterschiedlichen Formationseigenschaften können durch die Formationsporosität (0 pu und 40 pu) dargestellt werden. Eine wünschenswerte Auswahl des Zwischenraums zwischen Detektor und Quelle verfügt zumindest über Empfindlichkeit in Bezug auf die Formationseigenschaften (d. h. die Spektren von 0 pu und 40 pu fallen in einem größtmöglichen Energiebereich miteinander zusammen). Die nächstgelegene Position zwischen Detektor und Quelle wird so ausgewählt, dass immer noch ausreichend Abschirmung zwischen der Quelle und dem Detektor platziert werden kann, um die Strömungszählraten zu minimieren. Dieser Designparameter kann durch die Stärke der Quelle und die Verwendung des Werkzeugs bestimmt werden. Bei jeder Simulation zum Bestimmen des wünschenswerten Zwischenraums zwischen Detektor und Quelle wurde der Detektor an einer anderen Position eingestellt, dargestellt durch a, b, c, d, e, f, wobei a am nächsten war, f am weitesten war und zwei benachbarte Positionen um etwa 38 Millimeter (mm) auseinander gelegen haben.

Verschiedene Beobachtungen können aus dem Spektrum von 3 gemacht werden. Wenn zum Beispiel der Detektor relativ nah an der Quelle ist, sind die Energiespektren für die zwei Formationen mit 40 pu und 0 pu im Wesentlichen ähnlich. Wenn der Zwischenraum zwischen Detektor und Quelle zunimmt, wird auch der Energiebereich, in dem diese zwei Spektren übereinstimmen, reduziert. Die Spektren von 3 veranschaulichen auch, dass sich, wenn der Zwischenraum zwischen Detektor und Quelle zunimmt, der Energiebereich, in dem die zwei Spektren im Wesentlichen ähnlich sind, in Richtung von relativ höherer Energie verschoben, so wie in dem Fenster 301 mit relativ höherer Energie veranschaulicht.

Die Spektren von 3 veranschaulichen, dass der Zwischenraum zwischen Detektor und Quelle den Energiebereich bestimmt, in dem das porositätsunabhängige Zementbewertungsverfahren angewendet werden kann. Je weiter sich der Detektor von der Quelle entfernt befindet, desto kleiner ist der von der Formationsporosität unabhängige Energiebereich. Wenn der Zwischenraum zwischen Detektor und Quelle jedoch zu gering ist, kann dies dazu führen, dass die Untersuchungstiefe zu klein ist. Anders ausgedrückt kann der gesamte Bereich der Zementdicke hinter dem Futterrohr nicht untersucht werden. Somit kann ein wünschenswerter Zwischenraum zwischen Detektor und Quelle durch einen Abstand angezeigt werden, der es ermöglicht, dass die gesamte Dicke des Zements untersucht werden kann, während dies außerdem in empfangenen Energiespektren resultiert, die im Wesentlichen ähnlich sind, wenn sich die Formationseigenschaften ändern.

Die in den 4 und 5 veranschaulichten Spektren stellen die Energiespektren dar, die an zwei Positionen zwischen Detektor und Quelle erkannt wurden: relativ nah bzw. relativ entfernt. Zum Zwecke der Veranschaulichung ist die Zementqualität als gut und schlecht, so wie zuvor definiert, ausgewählt.

So wie hier verwendet, kann ein relativ geringer Abstand zwischen Detektor und Quelle als ein Abstand definiert sein, der in einem empfangenen Energiespektrum an dem Detektor resultiert, das nur auf den materialgefüllten Ring zwischen dem Futterrohr und der Formation reagiert. Somit wird keine Änderung der Gesamtphotonenzählrate oder der Spektrumsform beobachtet, wenn sich die Formationsporosität ändert.

Ebenfalls so wie hier definiert, kann ein relativ großer Abstand zwischen Detektor und Quelle als ein Abstand definiert sein, der in einem empfangenen Energiespektrum an dem Detektor resultiert, das nur auf die Änderungen in der Formation in einem begrenzten Energiebereich, welcher das hochenergetische Ende der Spektren ist, unempfindlich ist. Somit, wenn sich die Formationsporosität ändert, ändern sich die empfangenen Energiespektren nicht innerhalb eines kleinen Energiebereichs, was auch durch keine Unterschiede in den empfangenen Energiespektren innerhalb eines kleinen Energiebereichs angezeigt wird.

4 ist ein Graph mit Darstellung von erkannten Energiespektren in Verbindung mit gutem und schlechtem Zement von einem Detektor einem relativ engen Abstand zwischen Detektor und Quelle gemäß verschiedenen Beispielen der Offenbarung. Der Graph zeigt erkannte Photonenenergie entlang der x-Achse (in keV) und Photonen-cps entlang der y-Achse. Dieser Graph stellt die Energiespektren eines Abstands zwischen Detektor und Quelle dar, der im Vergleich zu dem Abstand zwischen Detektor und Quelle, der durch den Graphen von 4 dargestellt ist, klein ist.

Zwei Zementqualitätsgruppen von Kurven 401, 403 stellen jeweils entsprechende Zementqualitäten dar (d. h. guter Zement, schlechter Zement), wobei jede Gruppe von Kurven 401, 403 mit dem gleichen Bereich von Porositätseinheiten assoziiert ist. Zum Beispiel zeigt die Figur eine erste Gruppe von Kurven 401, die erkannte Photonen aus gutem Zement darstellen, wobei jede Kurve in dieser Gruppe von Kurven 401 einen anderen Formationsporositätseinheitswert von 0–40 pu hat. Die zweite Gruppe von Kurven 403 stellt erkannte Photonen aus schlechtem Zement dar, wobei jede Kurve in dieser Gruppe von Kurven 403 einen anderen Formationsporositätseinheitswert von 0–40 pu hat.

Wie in 4 ersichtlich, besteht ein klarer Unterschied bei den Photonenzählraten zwischen den Fällen mit gutem Zement und mit schlechtem Zement. Bei der gleichen Zementqualität (z. B. gut, schlecht) besteht keine Änderung der Spektrenform oder -größe über den gesamten Energiebereich, wenn sich die Formationsporosität von 0 pu zu 40 pu ändert. Die Spektrenamplitude und -form über den gesamten veranschaulichten Energiebereich ist nur ein Ergebnis der Änderung der Qualität des Zements und ist somit unabhängig von der Formationsporosität.

5 ist ein Graph mit Darstellung von erkannten Energiespektren in Verbindung mit gutem und schlechtem Zement von einem Detektor einem relativ großen Abstand zwischen Detektor und Quelle gemäß verschiedenen Beispielen der Offenbarung. Der Graph zeigt erkannte Photonenenergie entlang der x-Achse (in keV) und Photonen-cps entlang der y-Achse. Dieser Graph stellt die Energiespektren eines Abstands zwischen Detektor und Quelle dar, der im Vergleich zu dem Abstand zwischen Detektor und Quelle, der durch den Graphen von 4 dargestellt ist und wie oben definiert ist, groß ist.

Zwei Zementqualitätsgruppen von Kurven 501, 503 stellen jeweils entsprechende Zementqualitäten dar (d. h. guter Zement, schlechter Zement), wobei jede Gruppe von Kurven 501, 503 mit dem gleichen Bereich von Porositätseinheiten assoziiert ist. Zum Beispiel zeigt die Figur eine erste Gruppe von Kurven 501, die erkannte Photonen aus gutem Zement darstellen, wobei jede Kurve in dieser Gruppe von Kurven 501 einen anderen Formationsporositätseinheitswert von 0–40 pu hat. Die zweite Gruppe von Kurven 503 stellt erkannte Photonen aus schlechtem Zement dar, wobei jede Kurve in dieser Gruppe von Kurven 503 einen anderen Formationsporositätseinheitswert von 0–40 pu hat.

Bei Formationen mit der gleichen Porosität sind die Zählraten für guten Zement und schlechten Zement unterschiedlich. Wenn sie die Formationsporosität ändert, wird über den Energiebereich keine Unabhängigkeit von der Porosität gezeigt, so wie in den Ergebnissen des nahegelegenen Detektors aus 4 veranschaulicht. Wie jedoch durch das eingefügte Diagramm 510 von 5 ersichtlich, wird die Unabhängigkeit von der Formationsporosität in einem Energiebereich von etwa 300 keV bis etwa 500 keV gehalten. Somit wird der Energiebereich, in dem die Spektren von der Formationsporosität unabhängig sind, in Richtung des hochenergetischen Endes verschoben.

Die Spektren von 5 veranschaulichen, dass der Abstand zwischen Detektor und Quelle einen Energiebereich bestimmt, in dem das von der Formation (z. B. Porosität) unabhängige Zementbewertungsverfahren angewendet werden kann. Je größer der Abstand zwischen Detektor und Quelle, desto kleiner ist der von der Formationsporosität unabhängige Energiebereich. Und ein Energiebereich kann immer auf eine solche Weise gewählt werden, dass er in Bezug auf die Formationseigenschaften unempfindlich ist, während dessen Spektrenform und Zählraten in diesem Bereich nur die Qualität des Zements hinter dem Futterrohr reflektieren können.

Verschiedene andere Werkzeugdesignparameter können auch den Energiebereich, in dem die Detektorspektren von der Formationsporosität unabhängig sind, ändern. Zum Beispiel können zusätzlich zum Einstellen des Zwischenraums zwischen Detektor und Quelle, so wie zuvor beschrieben, die Detektorkollimatorgröße und der Detektorkollimatorwinkel so angepasst und eingestellt werden, dass diese in einem Energiebereich resultieren, in dem die Detektorspektrenreaktion von der Formationsporosität unabhängig ist. Innerhalb dieses Energiebereichs wird die Detektorspektrenreaktion durch die Zementqualität innerhalb des Rings zwischen Futterrohr und Formation bestimmt. Durch Analysieren der Gesamtzählraten, der Spektrenform und der Spektrenamplitude werden die Zementqualitätsinformationen erlangt.

6 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Durchführen von Zementbewertung in einer Untertageumgebung gemäß verschiedenen Beispielen der Offenbarung. Das Verfahren kann in Block 601 ein Erzeugen eines Gammastrahls aus einer Quelle in den Zement, der in der geologischen Formation angeordnet ist, beinhalten. In Block 603 werden Photonen, die von der geologischen Formation und dem Zement reflektiert werden, was aus einer Interaktion des Zements mit dem Gammastrahl resultiert, an einem Detektor, der einen Kollimator umfasst, erkannt, sodass die Werkzeugdesignparameter (z. B. ein Abstand zwischen Detektor und Quelle, ein Kollimatorwinkel und/oder eine Kollimatorgröße) angepasst werden, um ein Energiespektrum unabhängig von der geologischen Formation bereitzustellen. Zum Beispiel ist der Abstand zwischen Detektor und Quelle so eingestellt, dass das empfangene Energiespektrum an dem Detektor nur auf den materialgefüllten Ring zwischen dem Futterrohr und der Formation reagiert. Dieser Schritt kann ferner ein Digitalisieren der erkannten Zählraten von unterschiedlicher Energie in Mehrkanalspektren umfassen, wobei die Mehrkanalspektren durch die geologische Formation nicht wesentlich beeinflusst werden.

In Block 605 wird die Qualität des Zements basierend auf den Energiespektren der erkannten Photonen (z. B. die Photonenzählrate, die Spektrenform und die Spektrenamplitude) bestimmt. Zum Beispiel ist eine relativ geringere Photonenzählrate ein Anzeichen für eine höhere Zementqualität als bei einer relativ höheren empfangenen Photonenzählrate. In einem weiteren Beispiel kann das Bestimmen der Qualität des Zements basierend auf den Energiespektren der erkannten Photonen ein Bestimmen der Energiespektren in einem Bereich von 300 keV bis 500 keV umfassen, so wie in der Einfügung 510 von 5 angemerkt.

7 ist ein Schaubild mit Darstellung eines Bohrsystems 764 gemäß verschiedenen Beispielen der Offenbarung. Das System 764 beinhaltet eine Bohranlage 702, die sich an der Oberfläche 704 eines Bohrlochs 706 befindet. Die Bohranlage 702 kann eine Abstützung für einen Bohrstrang 708 bereitstellen. Der Bohrstrang 708 kann betrieben werden, um den Drehtisch 710 zum Bohren des Bohrlochs 712 durch die unterirdischen Formationen 104 zu durchdringen. Der Bohrstrang 708 kann ein Bohrgestänge 718 und eine Bohrgarnitur (BHA) 720 (z. B. Bohrstrang) umfassen, die sich möglicherweise an dem unteren Abschnitt des Bohrgestänges 718 befinden.

Die BHA 720 kann Schwerstangen 722, ein Bohrlochschneidwerkzeug 724 einschließlich des Messwerkzeugs 210 und eine Bohrkrone 726 beinhalten. Die Bohrkrone 726 kann betrieben werden, um das Bohrloch 712 zu erzeugen, indem sie die Oberfläche 704 und die unterirdischen Formationen 104 durchdringt. Das Bohrlochschneidwerkzeug 724 kann irgendeine einer Anzahl unterschiedlicher Arten von Werkzeugen einschließlich des Messwerkzeugs 210 umfassen. Das Messwerkzeug 210 kann in MWD/LWD-Vorgängen innerhalb eines Bohrlochs 712, das bereits mit Futterrohr und Zement gefüttert wurde, verwendet werden. Ein Verwenden des Messwerkzeugs 210 während der MWD/LWD-Vorgänge kann Daten an die Oberfläche (z. B. hartverdrahtet, Telemetrie) zu bereits gefütterten und zementierten Abschnitten des Bohrlochs 712 bereitstellen, während andere Abschnitte des Bohrlochs 712 gerade gebohrt werden.

Während der Bohrvorgänge innerhalb des gefütterten Bohrlochs 712 kann der Bohrstrang 708 (möglicherweise einschließlich des Bohrgestänges 718 und der BHA 720) durch den Drehtisch 710 gedreht werden. Obwohl nicht gezeigt, kann zusätzlich oder alternativ die BHA 720 außerdem durch einen Motor (z. B. einen Schlammmotor), der sich im Bohrloch befindet, gedreht werden. Die Schwerstangen 722 können verwendet werden, um die Bohrkrone 726 zu beschweren. Die Schwerstangen 722 können außerdem dazu betrieben werden, die Bohrgarnitur 720 zu versteifen, damit die Bohrgarnitur 720 das zusätzliche Gewicht auf die Bohrkrone 726 übertragen kann und wiederum dazu beiträgt, dass die Bohrkrone 726 die Oberfläche 704 und unterirdischen Formationen 714 durchdringt.

Während Bohrvorgängen innerhalb des gefütterten Bohrlochs 712 kann eine Schlammpumpe 732 Bohrfluid (Fachmännern gelegentlich auch als „Bohrschlamm“ bekannt) aus einer Schlammgrube 734 durch einen Schlauch 736 in das Bohrgestänge 718 und nach unten zu der Bohrkrone 726 pumpen. Das Bohrfluid kann aus der Bohrkrone 726 herausströmen und durch einen ringförmigen Bereich 740 zwischen dem Bohrgestänge 718 und den Seiten des Bohrlochs 712 zu der Oberfläche 704 zurückgeleitet werden. Das Bohrfluid kann dann zu der Schlammgrube 734 zurückgeleitet werden, wo solches Fluid gefiltert wird. In einigen Beispielen kann das Bohrfluid verwendet werden, um die Bohrkrone 726 zu kühlen sowie um während Bohrvorgängen eine Schmierung für die Bohrkrone 726 bereitzustellen. Zusätzlich kann das Bohrfluid verwendet werden, um Bohrklein aus der unterirdischen Formationen zu entfernen, das durch den Betrieb der Bohrkrone 726 erzeugt wird.

Eine Arbeitsstation 792, die eine Steuerung 796 beinhaltet, kann Module umfassend Hardwareschaltungen, einen Prozessor und/oder Speicherschaltungen, die Softwareprogrammmodule und -objekte speichern können, und/oder Firmware und Kombinationen davon, die dazu konfiguriert sind, das Verfahren von 7 auszuführen, beinhalten. Zum Beispiel kann die Arbeitsstation 792 mit der Steuerung 796, gemäß den zuvor beschriebenen Verfahren, dazu konfiguriert sein, Zählraten von unterschiedlicher Energie in Mehrkanalspektren zu digitalisieren und formationsunabhängige Energiespektren zu erzeugen und die Spektrenform und -amplitude dazu zu verwenden, die Zementqualität zu bestimmen. Die Steuerung 796 kann dazu konfiguriert sein, eine Photonenzählrate, eine Amplitude und eine Form der Energiespektren zu bestimmen, um die Qualität des Zements zu bestimmen.

Somit können in verschiedenen Beispielen Komponenten eines Systems, das dazu betrieben werden kann, Erkennung von hochenergetischen Photonen so wie hier beschrieben oder auf eine ähnliche Weise durchzuführen, in Kombinationen von hardware- und/oder prozessorausgeführter Software realisiert werden. Diese Implementierungen können eine maschinenlesbare Speichervorrichtung mit maschinenausführbaren Anweisungen wie etwa eine computerlesbare Speichervorrichtung mit computerausführbaren Anweisungen beinhalten. Ferner kann eine computerlesbare Speichervorrichtung eine physische Vorrichtung sein, die durch eine physische Struktur innerhalb der Vorrichtung dargestellte Daten speichert. Eine solche physische Vorrichtung ist eine nicht flüchtige Vorrichtung. Beispiele für maschinenlesbare Speichervorrichtungen können unter anderem Festwertspeicher (Read Only Memory, ROM), Schreib-Lese-Speicher (Random Access Memory, RAM), eine Magnetplatten-Speichervorrichtung, eine optische Speichervorrichtung, einen Flash-Speicher und andere elektronische, magnetische und/oder optische Speichervorrichtungen beinhalten.

8 ist ein Schaubild mit Darstellung eines Wireline-Systems 864 gemäß verschiedenen Beispielen der Offenbarung. Das System 864 kann, als Teil eines Wireline-Messvorgangs in einem gefütterten und zementierten Bohrloch 712, einen Wireline-Messwerkzeugkörper 820 umfassen, der das Messwerkzeug 210 wie zuvor beschrieben beinhaltet.

Eine Bohrplattform 786, die mit einem Bohrturm 788 ausgestattet ist, der ein Hubwerk 890 stützt, ist ersichtlich. Das Bohren von Öl- und Gasbohrlöchern wird üblicherweise unter Verwendung eines Strangs von Bohrgestängen ausgeführt, die miteinander verbunden sind, um einen Bohrstrang zu bilden, der durch einen Drehtisch 710 in ein gefüttertes Bohrloch 712 abgesenkt wird. Hier wird angenommen, dass der Bohrstrang vorübergehend aus dem Bohrloch 712 entfernt worden ist, um zu ermöglichen, dass der Wireline-Messwerkzeugkörper 820 wie etwa ein Fühler oder eine Sonde mit dem Messwerkzeug 210 durch ein Wireline- oder Messkabel 874 (z. B. Slickline-Kabel) in das Bohrloch 712 abgesenkt wird. Typischerweise wird der Wireline-Messwerkzeugkörper 820 bis auf den Boden des Bereichs von Interesse abgesenkt und anschließend mit einer im Wesentlichen konstanten Geschwindigkeit nach oben gezogen. In einer Ausführungsform befindet sich das Messwerkzeug 210 unmittelbar neben der Wand des Bohrlochs 712.

Während der Aufwärtsfahrt können auf einer Reihe von Tiefen verschiedene Instrumente verwendet werden, um Qualitätsmessungen an dem Futterrohr und der Zementverkleidung des Bohrlochs 712 wie zuvor beschrieben durchzuführen. Die Wireline-Daten können an eine Oberflächenmesseinrichtung (z. B. Arbeitsstation 792) zur Verarbeitung, Analyse und/oder Speicherung kommuniziert werden. Die Messeinrichtung 792 kann über elektronische Ausrüstung für verschiedene Arten von Signalverarbeitung, so wie zuvor beschrieben, verfügen. Die Arbeitsstation 792 kann über eine Steuerung 796 verfügen, die mit dem Messwerkzeug 210 über die Wireline 874 oder Telemetrie gekoppelt ist, um Daten von dem Messwerkzeug in Bezug auf die erkannten Photonen zu erhalten und die Energiespektren, die die Zementqualität anzeigen, zu erzeugen.

9 ist ein Blockdiagramm eines Beispielsystems 900, das dazu betreibbar ist, um die Aktivitäten von mehreren Verfahren zu implementieren, gemäß verschiedenen Beispielen der Offenbarung. Das System 900 kann ein Werkzeuggehäuse 906 mit dem Messwerkzeug 210, so wie in 2 veranschaulicht, beinhalten. Das System 900 kann dazu konfiguriert sein, gemäß den hierin enthaltenen Lehren betrieben zu werden, um formationsunabhängige Zementbewertungsmessungen durchzuführen, um die Qualität des Zements zwischen dem Futterrohr und der Formation zu bestimmen. Das System 900 von 9 kann so implementiert sein wie in den 7 und 8 unter Bezugnahme auf die Arbeitsstation 792 und die Steuerung 796 dargestellt.

Das System 900 kann eine Steuerung 920, einen Speicher 930 und eine Kommunikationseinheit 935 beinhalten. Der Speicher 930 kann so strukturiert sein, dass er eine Datenbank beinhaltet. Die Steuerung 920, der Speicher 930 und die Kommunikationseinheit 935 können dazu angeordnet sein, als eine Verarbeitungseinheit betrieben zu werden, um den Betrieb des Messwerkzeugs 210 zu steuern und alle hier offenbarten Verfahren auszuführen. Die Verarbeitungseinheit kann dazu konfiguriert sein, erkannte Photonenzählraten zu digitalisieren, um Mehrkanalenergiespektren mit einer Amplitude und Form über einem Energiebereich zu erzeugen, was ein Ergebnis einer Änderung der Qualität des Zements und somit unabhängig von der Formation ist.

Die Kommunikationseinheit 935 kann Kommunikation unter Tage für entsprechend gelegene Sensoren in einem Bohrloch beinhalten. Solche Kommunikationen unter Tage können ein Telemetriesystem beinhalten. Die Kommunikationseinheit 935 kann Kombinationen von verdrahteten Kommunikationstechnologien bei Frequenzen, die laufende Messungen nicht beeinflussen, nutzen.

Das System 900 kann außerdem einen Bus 937 beinhalten, wobei der Bus 937 eine elektrische Leitfähigkeit unter den Komponenten des Systems 900 bereitstellt. Der Bus 937 kann einen Adressbus, einen Datenbus und einen Steuerbus einschließen, die jeweils unabhängig konfiguriert oder in einem integrierten Format sind. Der Bus 937 kann unter Verwendung einer Reihe von unterschiedlichen Kommunikationsmedien, die die Verteilung von Komponenten des Systems 900 ermöglicht, umgesetzt werden. Der Bus 937 kann ein Netzwerk beinhalten. Die Verwendung des Busses 937 kann durch die Steuerung 920 geregelt werden.

Das System 900 kann (eine) Anzeigeeinheit(en) 960 als eine verteilte Komponente auf der Oberfläche eines Bohrlochs beinhalten, die mit Anweisungen, die in dem Speicher 930 gespeichert sind, verwendet werden kann/können, um eine Benutzerschnittstelle zu implementieren, um den Betrieb des Werkzeugs 906 oder von Komponenten, die innerhalb des Systems 900 verteilt sind, zu überwachen. Die Benutzerschnittstelle kann dazu verwendet werden, Parameterwerte für Schwellenwerte einzugeben, sodass das System 900 autonom im Wesentlichen ohne Benutzereingriff in einer Vielzahl von Anwendungen betrieben werden kann. Die Benutzerschnittstelle kann auch Handbetrieb und Änderung der Steuerung des Systems 900 für einen Benutzer bereitstellen. Eine solche Benutzerschnittstelle kann in Verbindung mit der Kommunikationseinheit 935 und dem Bus 937 betrieben werden. Viele Beispiele können dadurch umgesetzt werden. Einige Beispiele dieser Beispiele werden nun beschrieben.

Beispiel 1 ist eine Verfahren zur Zementbewertung, umfassend: Erzeugen eines Gammastrahls, aus einer Quelle, in den Zement, der in einer geologischen Formation angeordnet ist; Erkennen, mit einem Detektor, von Photonen, die aus Gammastrahleninteraktionen durch ein Futterrohr und den Zement resultieren; Digitalisieren der erkannten Photonenzählraten von unterschiedlicher Energie in Mehrkanalenergiespektren, wobei ein Abstand zwischen der Quelle und dem Detektor so eingestellt ist, dass die Mehrkanalenergiespektren durch die geologische Formation nicht wesentlich beeinflusst werden; und Bestimmen einer Qualität des Zements basierend auf den Mehrkanalenergiespektren.

In Beispiel 2 kann der Gegenstand von Beispiel 1 ferner beinhalten, wobei die Energiespektren innerhalb eines vorgegebenen Energiebereichs von der geologischen Formation unabhängig sind. In Beispiel 3 kann der Gegenstand von Beispiel 1–2 ferner beinhalten, wobei die Energiespektren von einer Porosität, Dichte oder Mineralogie der geologischen Formation unabhängig sind.

In Beispiel 4 kann der Gegenstand von Beispiel 1–3 ferner beinhalten, wobei das Erzeugen des Gammastrahls ein Erzeugen eines Photonenstroms von einer Cäsium-137-Quelle umfasst.

In Beispiel 5 kann der Gegenstand von Beispiel 1–4 ferner beinhalten, wobei das Bestimmen der Qualität des Zements ein Bestimmen der Qualität des Zements basierend auf der erkannten Photonenzählrate, der Energiespektrenform oder Energiespektrenamplitude umfasst.

In Beispiel 6 kann der Gegenstand von Beispiel 1–5 ferner beinhalten, wobei der Abstand zwischen Detektor und Quelle so eingestellt ist, dass die Energiespektren nur auf einen materialgefüllten Ring zwischen dem Futterrohr und der Formation reagieren.

In Beispiel 7 kann der Gegenstand von Beispiel 1–6 ferner beinhalten, wobei das Bestimmen der Qualität des Zements basierend auf den Energiespektren der erkannten Photonen ein Bestimmen der Energiespektren in einem Bereich von 300 keV bis 500 keV umfasst.

In Beispiel 8 kann der Gegenstand von Beispiel 1–7 ferner ein Erhöhen des Energiebereichs als Reaktion auf ein Verringern des Durchmessers eines Detektorkollimators beinhalten.

In Beispiel 9 kann der Gegenstand von Beispiel 1-8 ferner ein Erhöhen des Energiebereichs als Reaktion darauf, dass der Kollimator mehr in Richtung der Quelle abgewinkelt ist, beinhalten.

Beispiel 10 ist ein Messwerkzeug umfassend: eine radioaktive Quelle, die einen Photonenstrom erzeugt; einen Detektor, der in dem Werkzeug in einem Abstand von der radioaktiven Quelle angeordnet ist, wobei der Detektor Photonen erkennt, die aus Photoneninteraktionen durch den Zement, der in einer geologischen Formation angeordnet ist, resultieren; und eine Steuerung, die mit dem Detektor gekoppelt ist, um erkannte Photonenzählraten von unterschiedlicher Energie in Mehrkanalenergiespektren zu digitalisieren, wobei der Abstand zwischen der Quelle und dem Detektor so eingestellt ist, dass die Mehrkanalenergiespektren durch die geologische Formation nicht wesentlich beeinflusst werden, wobei die Steuerung ferner eine Qualität des Zements basierend auf den Mehrkanalenergiespektren bestimmt.

In Beispiel 11 kann der Gegenstand von Beispiel 10 ferner beinhalten, wobei die radioaktive Quelle eine Gammastrahlenquelle umfasst.

In Beispiel 12 kann der Gegenstand von Beispiel 10–11 ferner einen Detektorkollimator, der mit dem Detektor gekoppelt ist, und mit einem Winkel in Richtung der radioaktiven Quelle, wobei der Detektorkollimatorwinkel so eingestellt ist, dass das Energiespektrum von der geologischen Formation unabhängig ist, beinhalten.

In Beispiel 13 kann der Gegenstand von Beispiel 10–12 ferner beinhalten, wobei die Steuerung eine Amplitude und eine Form der Energiespektren bestimmt, um die Qualität des Zements zu bestimmen.

In Beispiel 14 kann der Gegenstand von Beispiel 10–13 ferner beinhalten, wobei die Steuerung ferner die Qualität des Zements basierend auf einer erkannten Photonenzählrate bestimmt.

Beispiel 15 ist ein System umfassend: ein Untertagewerkzeug beinhaltend ein Messwerkzeug, wobei das Messwerkzeug Folgendes umfasst: eine radioaktive Quelle, um einen Photonenstrahl zu übertragen; einen Detektor, der in dem Werkzeug in einem Abstand von der radioaktiven Quelle angeordnet ist, wobei der Detektor Photonen erkennt, die aus Photonenstrahlinteraktionen durch Zement in einer geologischen Formation resultieren; und eine Steuerung, die mit dem Detektor gekoppelt ist, um erkannte Photonenzählraten in Mehrkanalenergiespektren zu digitalisieren, wobei der Abstand zwischen der Quelle und dem Detektor so eingestellt ist, dass die Mehrkanalenergiespektren durch die geologische Formation nicht wesentlich beeinflusst werden.

In Beispiel 16 kann der Gegenstand von Beispiel 15 ferner beinhalten, wobei das Untertagewerkzeug in einem Wireline-Werkzeug angeordnet ist.

In Beispiel 17 kann der Gegenstand von Beispiel 15–16 ferner beinhalten, wobei das Untertagewerkzeug in einem Bohrstrangwerkzeug angeordnet ist.

In Beispiel 18 kann der Gegenstand von Beispiel 15–17 ferner beinhalten, wobei der Zement zwischen einem Futterrohr und der geologischen Formation angeordnet ist.

In Beispiel 19 kann der Gegenstand von Beispiel 15–18 ferner beinhalten, wobei die Steuerung ferner eine Qualität des Zements als Reaktion auf die Mehrkanalenergiespektren bestimmt.

In Beispiel 20 kann der Gegenstand von Beispiel 15–19 ferner beinhalten, wobei die Steuerung ferner die Qualität des Zements basierend auf einer Amplitude, Photonenzählraten und einer Form der Mehrkanalenergiespektren bestimmt.

Obwohl hierin konkrete Beispiele veranschaulicht und beschrieben werden, wird es einschlägigen Fachleuten ersichtlich sein, dass jede Anordnung, für die ins Kalkül gezogen wird, dass sie den gleichen Zweck erfüllt, die gezeigten konkreten Beispiele ersetzen kann. Verschiedene Beispiele verwenden Permutationen und/oder Kombinationen von hierin beschriebenen Beispielen. Es versteht sich, dass die oben stehende Beschreibung als Veranschaulichung und nicht als Einschränkung dienen soll und dass die hierin verwendete Phraseologie oder Terminologie dem Zwecke der Beschreibung dient. Kombinationen der oben genannten Beispiele und anderer Beispiele werden für Fachmänner nach dem Durchlesen der oben stehenden Beschreibung offensichtlich.