<Desc/Clms Page number 1>
Verfahren zur Auswertung fortlaufender Messungen von Erdformationen
EMI1.1
quelle oder ein Bohrloch abgesenkt, wobei man Hinweise über den Einfluss der umgebenden Formationen auf das durch die Spule bewirkte elektromagnetische Feld erhält. Im allgemeinen werden derartige Hinweise durch Beobachtung der Spannung erhalten, die in einer Empfängerspule induziert wird, die koaxial zu der Senderspule und im längsseitigen Abstand zu derselben in das Bohrloch abgesenkt ist.
In dem Fall, bei dem eine einzige Senderspule und eine einzige Empfängerspule zusammen angewandt werden, wird die Anordnung als ein "Zweispulen-System" bezeichnet. Es wird eine erheblich verbesserte Leistung durch die Anwendung der Fokussierungsverfahren erzielt, die sich durch die Anwendung einer beliebigen Kombination von mehr als einer Senderspule und/oder mehr als einer Empfängerspule ergeben. Eine sich dieser Verfahren bedienende Vorrichtung hat einen erheblichen wirtschaftlichen Erfolg gehabt.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Auswertung fortlaufender, eine Eigenschaft der durch ein Bohrloch durchteuften Erdformationen in Abhängigkeit von der Tiefe betreffender Messungen durch Kombination mehrerer Messergebnisse und besteht im wesentlichen darin, dass die Messergebnisse synchron mit der Bewegung der Messeinrichtung fortlaufend gespeichert werden und dass fortlaufend einige der gespeicherten Werte gleichzeitig abgegriffen und derart kombiniert werden, dass verbesserte fortlaufende Werte für die Eigenschaft der Erdformationen in Abhängigkeit von der Tiefe erhalten werden. Die Erfindung betrifft ferner Einzelheiten an einem solchen Verfahren.
Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens weist ein Spulensystem auf, das geeignet ist, in ein Bohrloch abgesenkt zu werden. Mit dem Spulensystem wird eine elektrische Energiequelle verbunden, um hiedurch ein elektromagnetisches Feld zu erzeugen. Es ist eine an das Spulensystem angekoppelte Signalvorrichtung vorgesehen, um auf Grund einer elektrischen kennzeichnenden Eigenschaft des zu dem Spulensystem benachbart angeordneten Materials ein Signal zu ergeben. Es werden entsprechende Vorrichtungen für die Verschiebung des Spulensystems durch das Bohrloch angewandt, so dass die Signalvorrichtung ein Informationssignal liefert, das eine elektrische kennzeichnende Eigenschaft der Erdformation als eine Funktion der Lage des Spulensystems in dem Bohrloch darstellt.
Eine Vorrich- tung zur Speicherung des Signales ergibt eine reproduzierbare Aufzeichnung des Informationssignales, und es ist eine Reproduktionsvorrichtung mit der Vorrichtung zur Speicherung des Signales zusammen angeordnet, um so gleichzeitig eine Vielzahl reproduzierter Signale zu ergeben, die den im Abstand zueinander angeordneten Örtlichkeiten in dem Bohrloch entsprechen. Die Vorrichtung weist weiterhin Rechnungsanordnungen auf, um so ein Ausgangssignal zu ergeben, das eine ausgewählte Kombination der erhaltenen Signale darstellt. Weiterhin weist diese Vorrichtung eine Anzeigeanordnung auf, die auf das Ausgangssignal anspricht.
Durch das erfindungsgemässe Verfahren werden die Genauigkeit der Induktionsanzeigen verbessert und verlässlicher, so dass auch dünne Lagerstätten genau ansprechen, und auch eine verbesserte senkrechte Auflösung zeigen, wobei überdies die Wirkungen benachbarter oder vorspringender Lagerstätten auf kleinstmöglichen Wert gebracht sind u. dgl. mehr.
Nach den verschiedenen erfindungsgemässen Ausführungsformen kann das Spulensystem jede beliebige Anzahl an Spulen, wie eine einzige Spule oder eine einzige Senderspule und eine einzige Empfängerspule oder irgendeine Kombination von Sender- und Empfängerspulen aufweisen.
Weiterhin können Signale angewendet werden, die zwei oder mehr Stationen oder Örtlichkeiten in dem Bohrloch entsprechen.
Die Erfindung wird weiterhin unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.
Fig. l ist ein schematisches Diagramm eines erfindungsgemässen Induktions-Anzeigesystems für Erdölquellen. Fig. 1 a ist ein im einzelnen ausgeführtes Schaltdiagramm eines Bauelementes, wie es in der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung enthalten ist. Die Fig. 2 und 3 sind graphische Darstellungen, die typische
<Desc/Clms Page number 2>
senkrechte Empfindlichkeits-Charakteristiken für die in der Fig. 1 gezeigte Vorrichtung aufzeigen. Die Fig. 4,5 und 6 sind vereinfachte Darstellungen von Erdformationen, die durch ein Bohrloch durchteuft werden, die für das Verständnis gewisser bei dem Entwurf der erfindungsgemässen Vorrichtung in Anwendung kommenden Berechnungen zweckmässig sind.
Fig. 7 erläutert eine Abwandlung, die an der Vorrichtung nach Fig. 1 gemäss einer weiteren erfindungsgemässen Ausführungsform durchgeführt werden kann. Die Fig. 8 und 9 sind graphische Darstellungen, die typische senkrechte Empfindlichkeits-Kurven bezüglich der in Fig. 7 dargestellten erfindungsgemässen Ausführungsform aufzeigen. Fig. 10 ist eine schematische Darstellung von Erdformationen, die durch ein Bohrloch durchteuft werden, und die zur
EMI2.1
Vorrichtung angewandt werden. Fig. 11 ist ein schematisches Diagramm der erfindungsgemässen Vorrichtung, die eine weitere Ausführungsform darstellt. Die Fig. 12,13, 14 und 15 sind graphische Darstellungen, auf denen bezüglich der in Fig. 11 gezeigten Vorrichtung typische senkrechte Empfindlichkeits-Kurven aufgetragen sind.
Fig. 16 erläutert eine Abwandlungsform, die an den entweder in Fig. 1 oder Fig. 11 gezeigten Vorrichtungen ausgeführt werden kann. Die Fig. 17 und 18 sind graphische Darstellungen, die typische senkrechte Empnndlichkeits-Kurven für eine Form der erfindungsgemässen Vorrichtung der in Fig. 16 gezeigten Art erläutern. Fig. 19 erläutert eine weitere Abwandlungsform, die entweder mit der erfindungsgemässen Vorrichtung nach Fig. 1 oder Fig. 11 ausgeführt werden kann. Die Fig. 20 und 21 sind graphische Darstellungen, die typische senkrechte Empfindlichkeits-Kurven für eine besondere Anordnung der Vorrichtung derart darstellen, wie es in der Fig. 19 gezeigt ist.
In Fig. 1 ist eine Quelle 10 einer Wechselspannung gezeigt, die durch Leiter 11 eines gepanzerten elektrischen Kabels 12 zu einer Senderspule 13 eines Spulensystems verbunden ist, das auch eine Empfängerspule 14 aufweist. Das Spulensystem 13, 14 wird durch das Kabel 12 in einem Bohrloch 15 aufgehängt, das die Erdformationen 16 durchteuft, und das leer oder mit dem üblichen Bohrschlamm 17, wie gezeigt gefüllt sein kann.
Die Empfängerspule 14 ist im längsseitigen Abstand von der Senderspule 13 angeordnet und mit den Leitern 18 des Kabels 12 verbunden, das sich zu der Erdoberfläche erstreckt. Das Zweispulensystem 13, 14 kann eine derartige Bauart aufweisen, wie es in der Arbeit von H. G. Doll mit dem Titel "Introduction to Induction Logging and Application to Logging of Wells Drilled with Oil-Base Mud", veröffentlicht in den Petroleum Transactions der AIME, Juni 1959, beschrieben ist. Wie dort besprochen, ergibt sie elektromagnetische Anordnung 13, 14 in den Leitern 18 ein Signal, das proportional zu der Leitfähigkeit der Erdformationen 16 ist.
Die Leiter 18 sind mit einem Eingangskreis eines Phasenselektivkreises 19 verbunden, der von der Quelle 10 aus ein Bezugssignal empfängt, und an seinen Ausgangsleitungen ein Signal ausgewählter Phase liefert. Der Kreis 19 kann z. B. ein derartiger Kreis sein, dass derselbe aus dem Signal der Leitungen 18 nur die Komponente auswählt, die die Leitfähigkeit darstellt, wobei die Signalkomponenten anderer Phasen (d. h., Signalkomponenten der Suszeptibilität) ausgeschlossen werden. Somit stellt das Signal, das an den Ausgangsleitungen 20 auftritt, genau die Leitfähigkeit der Formationen 16 dar.
Das Spulensystem 13, 14 wird in dem Bohrloch vermittels des Kabels 12 und einer Winde (nicht gezeigt) in der üblichen Weise abgesenkt und angehoben, und hiedurch kann durch Aufzeichnung des Signales der Leitungen 20 als Funktion der Tiefe eine kontinuierliche Anzeige der Leitfähigkeit der Erdformation in bekannter Weise erhalten werden.
Um das Signal der Leitungen 20 erfindungsgemäss zu verarbeiten, wird dieses Signal einem üblichen Modulator 21 zugeführt, der durch die Quelle 22 eines Trägersignales erregt wird, um so in den Leitungen 23 ein moduliertes Signal zu liefern. Die Leitungen 23 sind mit einem Aufzeichnungskopf 24 verbunden, der in bekannter zwangsläufiger Weise einer Aufzeichnungstrommel 25 aus magnetischem Material zugeordnet ist. Drei übliche magnetische Aufnahmeköpfe 26, 27 und 28 sind in zwangsläufiger Weise der
Trommel 25 zugeordnet. Dieselben sind im Abstand zu dem Aufzeichnungskopf 24 und voneinander im Abstand derartig angeordnet, wie es weiter unten beschrieben ist. Der Löschkopf 25 a üblicher Form ist ebenfalls der Trommel 25 zugeordnet und mit einer Wechselstromquelle 25 b verbunden.
Die Aufnahmeköpfe sind mit einzelnen Demodulatoren 29, 30 und 31 üblicher Bauart verbunden, die insgesamt an einem Bewertungs-und Stammkreis angekoppelt sind, der z. B. eine Verzweigung mit einem spezifischen Widerstand der in Fig. 1 a gezeigten Art sein kann, und die aus einzelnen Wider- ständen 32 a, 32 b und 32 c besteht, die mit einem gemeinsamen Widerstand 32 d verbunden sind. Die
Verzweigung 32 stellt somit einen Analogierechner dar, der so angeordnet ist, um einen vorherbestimmten
Bruchteil der Signalamplitude von jedem der Demodulatoren 29, 30 und 31 zu erhalten und die abgeleiteten
Signale, die positiv oder negativ sein können, algebraisch zu kombinieren, um so in den Leitungen 33 ein Ausgangssignal zu liefern.
Die Leitungen 33 sind mit einer üblichen Aufzeichnungsvorrichtung 34 verbunden, in der der Aufzeichnungsstreifen durch ein Messrad 35 angetrieben wird, das mechanisch mit dem Kabel 12 und der Aufzeichnungsvorrichtung 34 über eine geeignete Verbindung, die schematisch durch die gestrichelte Linie 36 angezeigt ist, verbunden ist. Die Verbindung 36 ist ebenfalls an die Trom- mel 25 angekuppelt, so dass die Trommel ebenfalls synchron zu der Bewegung des Spulensystems 13, 14 durch das Bohrloch 15 verschoben wird.
Wie weiter oben ausgeführt, stellt das in den Leitungen 20 entwickelte Signal eine quantitative Be- stimmung der Leitfähigkeit der Erdformationen 16 dar. Die senkrechten Ansprechcharakteristiken
<Desc/Clms Page number 3>
werden durch die Kurve 40 in der Fig. 2 dargestellt, die einen Kurvenzug für einen besonderen Spulensatz 13, 14 darstellt, wobei der relative Beitrag der verschiedenen Bodenschichten bezüglich des Mittelpunktes des Spulensystems 13, 14 gezeigt wird.
Da eine Zweispulen-Sonde, wie das System 13, 14 der Fig. 1, eine sehr grosse Reaktanz-Komponente aufweist, wird im allgemeinen ein Transformator oder eine Spule mit Gegenwindung angewandt, um so die Amplitude dieser Komponente im Vergleich zu dem Wirkteil des Signales zu verringern. Zur Vereinfachung der Erläuterung der Erfindung ist dies jedoch fortgelassen worden. Das lange Kabel 12 kann unter Umständen wesentliche Phasenfehler einführen. Man kann deshalb den Kreis 19 statt, wie dargestellt, über der Erde bequem in einem druckdichten Gehäuse über den Spulen anordnen, an dem z. B. die Spulen13, 14 befestigt sind, so dass die gesamte Spulen- und Phasenselektivkreis-Anordnung durch das Bohrloch hindurchgeführt werden kann.
Bei dem Betrieb der erfindungsgemässen Vorrichtung moduliert das Signal in den Leitungen 20 das Trägersignal der Quelle 22, und das modulierte Signal wird dem Aufzeichnungskopf 24 zugeführt. Da sich die Magnettrommel 25 synchron mit der Bewegung des Spulensystems 13, 14 in dem Bohrloch 15 dreht, wird auf der Trommel als Funktion der Tiefe eine magnetische Wiedergabe des InduktionsanzeigeSignales angezeigt. Das modulierte Signal wird somit gespeichert, so dass anschliessend die magnetischen Aufnahmeköpfe 26, 27 und 28 gleichzeitig drei Signale ergeben, deren Amplituden die Induktions-Anzeigesignale darstellen, die einer Vielzahl von längsseits im Abstand zueinander angeordneten Stationen oder Örtlichkeiten in dem Bohrloch entsprechen.
Nach der Demodulation treten die drei Signale in die Einheit 32 ein, in der vorbestimmte Anteile deren Amplituden arithmetisch kombinieren, und das sich ergebende Ausgangsignal in den Leitungen 33 wird zu der Aufzeichnungsvorrichtung 34 geführt, in der eine kontinuierliche Anzeige als eine Funktion der Tiefe in dem Bohrloch 15 aufgeschrieben wird. Nachdem die auf der Trommel 25 gespeicherten Signale verwendet worden sind, wird die durch die Trommel getragene Information durch eine Löscheinrichtung 25 a gelöscht, und durch den Aufzeichnungskopf 24 kann auf die Trommel eine neue Information aufgebracht werden.
Mit andern Worten wird bei Ziehen nach oben des Spulensystems 13, 14 durch das Bohrloch 15 ein das Induktions-Anzeigesignal darstellendes Signal gespeichert, so dass drei Signale gleichzeitig erhalten werden, die den Induktions-Anzeigesignalen bei einer Mittelstation mo, einer Station m1 unter der Mittel-
EMI3.1
das über die Leitungen 33 der Aufzeichnungsvorrichtung zugeführt wird, eine durch die Kurve 41 dargestellte effektive senkrechte Untersuchungscharakteristik besitzt. Im Vergleich zu einer Ausrüstung ohne Signalverarbeitung (Kurve 40) wird eine wesentliche Verbesserung in der senkrechten Auflösung der Vorrichtung erzielt.
Weiterhin zeigt ein Vergleich der Kurven 40 und 41, dass die erfindungsgemässe Vorrichtung ein verringertes Ansprechen gegenüber Lagerstätten zeigt, die benachbart zu einer bestimmten Lagerstatt angeordnet sind, deren Leitfähigkeit gemessen wird. Man sieht z. B., dass die Kurve 41 einen nahe bei null liegenden Wert von plus oder minus 152 cm an aufweist. Eine stark leitende Schulter-Lagerstätte mit einem Abstand von 152 cm von dem Mittelpunkt der Hauptlagerstätte kann in unzweckmässiger Weise die Leitfähigkeits-Ablesung in der Zweispulen-Vorrichtung beeinflussen, wie die Kurve 40 zeigt. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, wird die das Ansprechcharakteristikum der Kurve 41 aufweisende Vorrichtung wesentlich weniger beeinflusst, wenn nicht sogar durch die Schulterlagerstätte überhaupt unbeeinflusst bleiben.
Das Ausmass der Verbesserung lässt sich besser unter Bezugnahme auf die Fig. 3 überblicken, in der die Kurve 42 ein Kurvenzug des relativen Ansprechens als eine Funktion der Stärke der Lagerstätte für den Teil der Vorrichtung ist, der das Induktions-Ansprechsignal in den Leitungen 20 liefert. Durch Speichern und Konbinieren der Signale in der oben beschriebenen Weise besitzt die sich ergebende Charakteristik eine Art, wie sie durch die Kurve 43 erläutert wird. Ein Vergleich der Kurven 43 und 42 zeigt deutlich, dass die erfindungsgemässen Verfahren und Vorrichtung genauer die Leitfähigkeit relativ dünner Lagerstätten anzeigt.
Es ist somit offensichtlich, dass durch die Erfindung eine verbesserte senkrechte Auflösung und ein verringertes Ansprechen auf Schulterlagerstätten erzielt wird, wobei der verwickelte Charakter des Spulensystems 13, 14 und dessen Grösse nicht beeinflusst werden. Dies stellt naturgemäss eine wichtige Eigenschaft
<Desc/Clms Page number 4>
der Erfindung dar, da verwickelte und übermässig grosse Bohrloch-Instrumente im allgemeinen zu vermeiden sind. Wie sich aus den folgenden Besprechungen ergibt, ist die Erfindung jedoch ebenfalls auf Spulensysteme anwendbar, die das Merkmal der Fokussierungs-Verfahrensweisen aufweisen, wodurch ausgeprägte Verbesserungen in den senkrechten Untersuchungs-Charakteristiken erzielt werden.
Es wurde weiterhin gefunden, dass, obgleich die senkrechte Auflösung verbessert und das Ansprechen auf Schulterlagerstätten verringert wird, die radialen oder seitlichen Untersuchungs-Charakteristiken nicht beeinflusst werden. Somit bedingt bei Erzielung eines tiefen seitlichen Eindringens durch ein Spulensystem dessen Anwendung in Kombination mit der erfindungsgemässen Vorrichtung keine nachteilige Beeinflussung dieses zweckmässigen Merkmales.
Zusammenfassend lässt sich somit feststellen, dass die Energiequelle 10 und die Spule so wirken, dass dieselben an einer Örtlichkeit in dem Bohrloch 15 ein magnetisches Wechselfeld aufbauen, um so in den benachbarten Erdformationen 16 einen elektrischen Wechselstrom-Fluss zu bilden, wodurch in einer ersten durch die Spule 14 in dem Bohrloch definierten Zone ein sich ergebendes magnetisches Wechselfeld induziert wird. Aus der Spule 14 ergibt sich ein erstes Signal auf Grund des sich in der ersten Zone ergebenden magnetischen Wechselfeldes. Vermittels des Kabels 12 wird das Spulensystem 13, 14 von der ersten Örtlichkeit zu einer andern im längsseitigen Abstand zu derselben befindlichen Örtlichkeit verschoben, an der die Energiequelle 10 und die Spule 13 ein magnetisches Wechselfeld herstellen.
Somit fliesst in den benachbarten Erdformationen 16 ein elektrischer Wechselstrom, und in einer zweiten Zone wird ein sich ergebendes magnetisches Wechselfeld induziert. Da die Spulen 13, 14 relativ zueinander feststehend angeordnet sind, befindet sich die zweite Zone in dem gleichen räumlichen Verhältnis zu der andern Örtlichkeit wie die ersten Zone zu der einen Örtlichkeit, und es ergibt sich auf Grund des resultierenden Magnetfeldes durch die Spule 14 ein zweites Signal. Vermittels des Kabels 12 kann das Spulensystem an eine weitere Örtlichkeit verschoben werden, für die sich ein drittes Signal ergibt.
Die ersten, zweiten und dritten Signale werden angewendet, um drei entsprechende Signale zu entwickeln, deren Amplituden ein vorherbestimmtes Verhältnis zueinander aufweisen, und hiebei werden auf Grund einer ausgewählten algebraischen Kombination der augenblicklich vorliegenden Amplituden der drei entsprechenden Signale Anhaltspunkte erhalten, wodurch sich für die Vorrichtung verbesserte Untersuchungs-Charakteristiken ergeben.
Um ein Verfahren zu erläutern, das angewendet werden kann, um die Abstände zwischen den drei Stationen auszuwählen, von denen aus die Signale kombiniert werden sollen, und um die in Anwendung zu bringenden relativen Bewertungen zu bestimmen, sei angenommen, dass der geometrische Faktorwert für den Teil des Systems bis zu den Leitungen 20 ausschliesslich der Speicherung und der Berechnung bekannt ist. So wurden z. B. die Kurven 40 und 42 für ein Zweispulensystem erhalten, bei dem die Spulen im Abstand von 103 cm voneinander angeordnet waren.
Wenn eine Dicke der Lagerstätte angenommen wird, bei der ein 100%iges Ansprechen gewünscht wird, und die Entfernung zwischen den Berechnungshöhen angenommen wird, lassen sich die Bewertungen leicht bestimmen. Unter Anwendung dieser Bewertungen und der im folgenden beschriebenen Berechnungsvorrichmngen wird ein Kurvenzug des sich ergebenden integrierten senkrechten geometrischen Faktors gegen die Stärke der Lagerstätte erhalten, und wenn hiedurch irgendein unzweckmässiges Charakteristikum aufgedeckt wird, z. B. ein Bereich der Dicke der Lagerstätte, für den das Ansprechen über 100% liegt, so kann ein neues Kriterium für die Berechnung aufgestellt und die Berechnung wiederholt werden.
In den Fig. 4 ist ein vereinfachtes Diagramm der Formationen 16 gezeigt, die durch das Bohrloch 15 durchteuft werden und die eine einzige leitende Lagerstätte mit der Leitfähigkeit os aufweisen die eine Dicke 2 a besitzt und durch die nicht leitenden Schultern 0'1 und 0'1'umgeben ist. Die drei Berechnungshöhen sind diagrammförmig bei der Höhe m0, die zwischen den unteren und oberen Höhen m1 und 1ll1' angeordnet ist, gezeigt, wobei die entsprechenden Berechnungsbewertungen durch #) o, Oi und 01'gekenn- zeichnet sind.
Wie in der weiter oben erwähnten Arbeit "Introduction to Induction Logging and Application to Logging of Wells Drilled with Oil-Base Mud" beschrieben, trägt eine Grundschleife mit dem Radius r, die in einer Höhe z bezüglich des Mittelpunktes 0 des Spulensystems angeordnet ist, zu dem Gesamtsignal E ein Elementarsignal e bei, das durch die Gleichung e=KgC (1) gegeben ist, in der C die Leitfähigkeit der Schleife und K eine Konstante der Vorrichtung ist. Der Faktor g hängt ausschliesslich von der Geometrie ab, d. h., von der Abmessung und Lage der Schleife. Aus diesem Grund wird dieser Faktor im folgenden als der "geometrische Faktor" der Schleife oder als der "Geometriefaktor der Einheit" bezeichnet werden. Dieser Teil der Besprechung bezieht sich auf ein InduktionsAnzeigesystem ohne Signalspeicherung und Berechnung.
Somit muss zur Bestimmung der Untersuchungs-Charakteristiken des Systems der geometrische Faktor für verschiedene Fälle von Interesse erhalten werden. Ein derartiger Fall ist das Ansprechen gegenüber einer Lagerstätte gegebener Dicke, wenn das Spulensystem 13, 14 in dem Mittelpunkt der Lagerstätte angeordnet ist.
Dies wird durch den weiter oben erwähnten "integrierten senkrechten geometrischen Faktor" angezeigt.
<Desc/Clms Page number 5>
EMI5.1
EMI5.2
EMI5.3
EMI5.4
in der G (2 a) = der geometrische Faktor für eine Lagerstätte mit einer Dicke von 2 a mit Berechnung, o = g (2 a) = geometrischer Faktor für eine Lagerstätte mit einer Dicke von 2 a bei Anordnung des Spulensystems in der Mitte desselben, gl = geometrischer Faktor für eine Lagerstätte mit einer Dicke 2 a bei Anordnung des Spulensystems bei ml, gl'= geometrischer Faktor für eine Lagerstätte mit einer Dicke von 2 a bei Anordnung des Spulensystems bei ml, ao = Leitfähigkeit der Lagerstätte ist.
(Es ist zu beachten, dass alle weiter oben angegebenen geometrischen Faktoren integrierte senkrechte geometrische Faktoren sind). Teilen durch Oo (eine Konstante) ergibt :
EMI5.5
Der Ausdruck g (2 a) stellt lediglich den integrierten senkrechten geomterischen Faktor für das besondere in Anwendung gebrachte Spulensystem (ohne Berechnung) für eine Lagerstätte mit einer Dicke von 2 a dar, wenn das Spulensystem 13, 14 sich in der Mitte des Bettes befindet, und ist somit eine bekannte Grösse.
EMI5.6
EMI5.7
EMI5.8
sich das Spulensystem 13, 14 bei m1 befindet, in einer Entfernung "b" unter der Mittellinie der Lagerstätte, wie in der Fig.
5 gezeigt, kann der geometrische Faktor für das Spulensystem 13, 14 berechnet werden, das sich in dem Mittelpunkt der Lagerstätte mit der Dicke "c" befindet, und der geometrische Faktor einer Lagerstätte mit der Dicke #d" kann abgezogen werden. Dies ergibr den integrierten senkrechten geometrischen Faktor für zwei Lagerstätten, deren jede eine Dicke von 2 a aufweist, wobei der Mittelpunkt jeder Lagerstätte um eine Entfernung "b" von dem Spulensystem verschoben ist. Da das besondere besprochene Spulensystem symmetrisch ist und somit eine symmetrische senkrechte Untersuchungs-Charakteristik aufweist, beträgt der geometrische Faktor einer derartigen Lagerstätte gerade die Hälfte dieses Wertes.
Somit gilt :
EMI5.9
Somit gilt :
EMI5.10
Kombination der Gleichungen 5 und 7 ergibt :
EMI5.11
Es kann z. B. zweckmässig sein, ein 100% igues Ansprechen für eine Lagerstättendicke zu haben, die das Dreifache der Abstände der Spulen (3L) besitzt, wobei die Basis der Berechnung (2b) das Vierfache der Abstände beträgt.
EMI5.12
(wobei L der Spulenabstand ist).
Einsetzen der Gleichung (9) in die Gleichung (8) ergibt :
EMI5.13
<Desc/Clms Page number 6>
Unter Anwendung der Tabelle I (siehe Seite 7) :
EMI6.1
Um in einem unendlich homogenen Medium (2a = oo) genaue Ergebnisse zu erhalten, ist es wesentlich, dass :
EMI6.2
Einsetzen der Gleichung (11) in die Gleichung (10) :
EMI6.3
Da der Kreis 32 als eine passive Verzweigung mit spezifischem Widerstard gezeigt worden ist, kann derselbe offensichtlich keine Signale grösserer Amplitude entwickeln als diejenige des in Anwendung gebrachten Signales. Es sind jedoch die Verhältnisse der Bewertungen, die bei der Kombinierung der Signale in dem Kreis 32 von Bedeutung sind. Naturgemäss kann der genaue Satz der Bewertungen durch geeignete Verstärkung des Signales in den Leitungen 33 oder durch entsprechende Kalibrierung der durch die Aufzeichnungsvrorichtung 34 erhaltenen Anzeige erzielt werden. Es versteht sich somit bei der Erwähnung von Bewertungsfaktoren oder von Bewertungen im folgenden, obgleich dies gegebenenfalls nicht angegeben ist, dass ein gegebener Satz durch die geeignete Konstante K der Vorrichtung multipliziert werden sollte.
In Fig. 2 sind die Bewertungen 00, 01 und 01'in ihren geeigneten räumlichen Lagen bei Null, +204 cm und-204 cm gezeigt. Die Kurve 41 stellt die senkrechten Untersuchungs-Charakteristiken der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung unter Anwendung dieser Bewertungen dar.
EMI6.4
eines gegebenen Satzes der Bewertungen. In diesem Fall wurden die Bewertungen in den Gleichungen (12) und (13) bestimmt. Das Einsetzen dieser Bewertungen in die Gleichungen (8) zusammen mit der angenommenen Basis der Berechnung 2b = 4L ergibt :
EMI6.5
Unter Anwendung der Gleichung (14) und der Zahlenwerte der Tabelle I karn G (2a) für verschiedene Werte der Dicke 2a der Lagerstätte berechnet werden. Eine derartige Berechnung ist in der Tabelle II erläutert.
Die Kurve 43 und Fig. 3 ist ein Kurvenzug des sich ergebenden integrierten senkrechten geometrischen Faktors G (2a) in bezug auf die Stärke der Lagerstätte, ausgedrückt in der Einheit von jeweils 2, 54 cm.
In Fig. 6 ist eine Situation dargestellt, die eintritt, wenn die Dicke der Lagerstätte über der Gesamtentfernung zwischen den Berechnungshöhen liegt. Wenn die Berechnungshöhe M'zusammen mit der Berechnungshöhe mI betrachtet wird, sieht man, dass das Spulensystem Signale aus dem gesamten Gebiet
EMI6.6
EMI6.7
<Desc/Clms Page number 7>
undTABELLE I Zweispulen-System ohne Signalspeicherung und Berechnung
EMI7.1
EMI7.2
<tb>
<tb> integrierter <SEP> senkrechter <SEP> geometriStärke <SEP> der <SEP> lagerstätte <SEP> (2a) <SEP> scher <SEP> Faktor <SEP> g <SEP> (2a)
<tb> 0 <SEP> 0
<tb> 0, <SEP> 25 <SEP> L <SEP> 0,125
<tb> 0, <SEP> 5 <SEP> L <SEP> 0, <SEP> 25 <SEP>
<tb> 0, <SEP> 75 <SEP> L <SEP> 0,375
<tb> L <SEP> 0,500
<tb> 1, <SEP> 25 <SEP> L <SEP> 0,600
<tb> 1,5 <SEP> L <SEP> 0,666667
<tb> 1, <SEP> 75 <SEP> L <SEP> 0,
<SEP> 714286 <SEP>
<tb> 2 <SEP> L <SEP> 0,7500
<tb> 2,25 <SEP> L <SEP> 0,777778
<tb> 2,5 <SEP> L <SEP> 0,800
<tb> 2,25 <SEP> L <SEP> 0,818182
<tb> 3 <SEP> L <SEP> 0,833333
<tb> 3,5 <SEP> L <SEP> 0,857143
<tb> 4 <SEP> L <SEP> 0,8750
<tb> 4, <SEP> 5 <SEP> L <SEP> 0, <SEP> 888889 <SEP>
<tb> 5 <SEP> L <SEP> 0,900
<tb> 5,5 <SEP> L <SEP> 0,909091
<tb> 6 <SEP> L <SEP> 0,916657
<tb> 6, <SEP> 5 <SEP> L <SEP> 0, <SEP> 923077 <SEP>
<tb> 7 <SEP> L <SEP> 0,928571
<tb> 7,5 <SEP> L <SEP> 0,933333
<tb> 8 <SEP> L <SEP> 0,9375
<tb> 8, <SEP> 5 <SEP> L <SEP> 0, <SEP> 941176 <SEP>
<tb> 9 <SEP> L <SEP> 0,944444
<tb> 9,5 <SEP> L <SEP> 0,947368
<tb> 10 <SEP> L <SEP> 0, <SEP> 950000 <SEP>
<tb>
TABELLE II G (2a) = 1, 27 [g(2a)] - 0,135 [g(2a+4L)-g (4L - 2a)]
L = Spulmahtände
EMI7.3
<tb>
<tb> 2a <SEP> g <SEP> (2a) <SEP> 1,27 <SEP> g <SEP> (2a)
<SEP> g'=g <SEP> (2a+4L) <SEP> g"=g(4L-2a) <SEP> g'-g" <SEP> 0,135 <SEP> (g'-g") <SEP> G(2a)
<tb> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP>
<tb> 0, <SEP> 5 <SEP> L <SEP> 0, <SEP> 250000 <SEP> 0, <SEP> 317500 <SEP> 0, <SEP> 757143 <SEP> 0, <SEP> 818182 <SEP> 0, <SEP> 038961 <SEP> 0, <SEP> 005260 <SEP> 0, <SEP> 312 <SEP>
<tb> 1, <SEP> 0 <SEP> L <SEP> 0, <SEP> 500000 <SEP> 0, <SEP> 635000 <SEP> 0, <SEP> 900000 <SEP> 0, <SEP> 833333 <SEP> 0, <SEP> 066667 <SEP> 0, <SEP> 009000 <SEP> 0, <SEP> 626 <SEP>
<tb> 1, <SEP> 5 <SEP> L <SEP> 0, <SEP> 666667 <SEP> 0, <SEP> 846667 <SEP> 0, <SEP> 904091 <SEP> 0, <SEP> 800000 <SEP> 0, <SEP> 109091 <SEP> 0, <SEP> 014727 <SEP> 0, <SEP> 832 <SEP>
<tb> 2, <SEP> 0 <SEP> L <SEP> 0, <SEP> 750000 <SEP> 0, <SEP> 952500 <SEP> 0, <SEP> 916657 <SEP> 0, <SEP> 750000 <SEP> 0, <SEP> 166657 <SEP> 0, <SEP> 022499 <SEP> 0, <SEP> 930 <SEP>
<tb> 2,
<SEP> 5 <SEP> L <SEP> 0, <SEP> 800000 <SEP> 1, <SEP> 016000 <SEP> 0, <SEP> 923077 <SEP> 0, <SEP> 666667 <SEP> 0, <SEP> 256410 <SEP> 0, <SEP> 034615 <SEP> 0, <SEP> 981 <SEP>
<tb> 3,0 <SEP> L <SEP> 0,833333 <SEP> 1,058333 <SEP> 0,928571 <SEP> 0,500000 <SEP> 0,428571 <SEP> 0,057857 <SEP> 1,000
<tb> 3, <SEP> 5 <SEP> L <SEP> 0, <SEP> 857143 <SEP> 1, <SEP> 088572 <SEP> 0, <SEP> 933333 <SEP> 0, <SEP> 250000 <SEP> 0, <SEP> 683333 <SEP> 0, <SEP> 092250 <SEP> 0, <SEP> 996 <SEP>
<tb> 4, <SEP> 0 <SEP> L <SEP> 0,8750000 <SEP> 1,111250 <SEP> 0,937500 <SEP> 0 <SEP> 0, <SEP> 937500 <SEP> 0, <SEP> 126562 <SEP> 0, <SEP> 985 <SEP>
<tb> 5, <SEP> 0 <SEP> L <SEP> 0,900000 <SEP> 1,1430000 <SEP> 0,944444 <SEP> -0,500000 <SEP> 1,444444 <SEP> 0,195000 <SEP> 0,948
<tb>
wenn angenommen wird, dass g (2a-2b) =-g (2 & -2, kann somit die Gleichung (8) auch angewendet werden,
wenn a > b zusätzlich zu denjenigen Fällen, bei denen a < b ist. Dies ist in der Probeberechnung in der Tabelle II (weiter oben) ausgeführt worden.
Die obige Besprechung eines besonderen Verfahrens zur Auswahl der relativen Örtlichkeiten der Stationen und der Bestimmung der Bewertungen, die den Signalen, die diesen Stationen entsprechen, vermittelt werden sollen, ist legidlich in Form einer Erläuterung angegeben worden, und soll in keiner
<Desc/Clms Page number 8>
Weise den Umfang der Erfindung beschränken. Weitere Verfahrenweisen ergeben sich für den Fachmann.
So kann z. B. das Ergebnis auf einer rein empirischen Grundlage erzielt werden. Somit kann ein Satz der Stationsörtlichkeiten und Bewertungen willkürlich angenommen, und für die angenommenen Bedingungen kennzeichnende Kurven, wie sie in den Fig. 2 und 3 erläutert sind, aufgezeichnet werden. Wenn die Charakteristika unzweckmässige Merkmale zeigen, können die Stationsörtlichkeiten und/oder die Bewertungen in geeigneter Weise verändert und ein anderer Kurvenzug hergestellt werden. Dies kann so oft wiederholt werden, wie es notwendig ist, um eine gewünschte senkrechte Untersuchungs-Charakteristik zu erhalten. Weitere wahlweise Verfahren werden im Zusammenhang mit andern erfindungsgemässen Ausführungsformen, die weiter unten beschrieben sind, diskutiert.
Unter erneuter Bezugnahme auf die Fig. 1 können, da die magnetische Aufzeichnung auf der Trommel 25 die Induktionsanzeige als eine Funktion der Tiefe des Spulensystems 13, 14 darstellt, die relativen Lagen der Aufnahmeköpfe 26, 27 und 28 um den Umfang der Trommel 25 herum so eingestellt werden, dass sich die benötigte Verteilung der Stationsörtlichkeiten ergibt. Kontinuierlich einstellbare Aufnahmeköpfe führen naturgemäss zu einer breiten Auswahl der Örtlichkeiten. Weiterhin können durch geeignete Auswahl der Widerstandswerte der Widerstände 32 32a-32d des Kreises 32 (Fig. 1 a) geeignete Bewertungsfak-
EMI8.1
Schulterstationen (01, 01') zu bestimmen.
Da Zahlenangaben für eine Vielzahl von Höhen in dem Bohrloch erhalten werden müssen, ehe die Leitfähigkeit für eine gegebene Tiefe berechnet werden kann, ist die Aufzeichnungsvorrichtung 34 naturgemäss in einer bekannten Weise angeordnet, so dass sich eine geeignete Tiefenverschiebung ergibt. In dieser Weise können Leitfähigkeitswerte genau mit der Tiefe in wechselseitige Beziehung gesetzt werden.
Bei der Durchführung der Erfindung können soviele Berechnungsstationen oder Örtlichkeiten in dem Bohrloch angewendet werden, wie zur Erzielung eines zweckmässigen Ergebnisses benötigt werden. Somit können, obgleich in der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform drei Stationen aufgezeigt sind, weitere Stationen vorgesehen werden, um so die senkrechte Auflösung der Vorrichtung zu erhöhen und/oder die Wirkung der Schulter-Lagerstätten zu verringern. So kann z.
B. die Vorrichtung nach Fig. 1 in der in Fig. 7 gezeigten Weise modifiziert werden (hiebei sind einander entsprechende Bauelemente durch die gleichen Bezugszeichen angezeigt), um so fünf Berechnungshöhen vermittels der magnetischen Aufnahmeköpfe 45,
EMI8.2
sein kann, jedoch mit zusätzlichen Widerständen versehen ist, die den Widerständen 32 a-32 c ähnlich sind, um so zusätzliche Kanäle verarbeiten zu können.
Bei dem Betrieb wird das Induktionsanzeige- und modulierte Signal in den Leitungen 23 auf der Magnettrommel 25 aufgezeichnet, und die Signale, die den fünf einzelnen Berechnungshöhen entsprechen, ergeben sich durch die magnetischen Aufnahmeköpfe 45-49. Diese Signale werden nach der Demodulation dem Bewertungs- und Kombinierungskreis 55 zugeführt, der ein Ausgangssignal, das die Leitfähigkeit der Formation darstellt, zu der Aufzeichnungsvorrichtung 34 führt. Somit wird eine Aufzeichnung der Leitfähigkeit als Funktion der Tiefe in dem Bohrloch hergestellt.
In den Fig. 8 und 9 sind die Kurven 40 und 42 der Fig. 2 und 3 für Vergleichszwecke reproduziert.
Unter Anwendung der folgenden Stationsörtlichkeiten und Bewertungen werden der durch die Kurve56 in der Fig. 8 dargestellte senkrechte Geometriefaktor und der durch die Kurve 59 dargestellte integrierte senkrechte Geometriefaktor erhalten.
EMI8.3
<tb>
<tb>
(=19. <SEP> 3 <SEP> rieu <SEP> a
<tb> t'J0 <SEP> = <SEP> 1,/ <SEP> 0, <SEP> 379 <SEP> Pfeile <SEP> 56 <SEP> b, <SEP> 56 <SEP> c <SEP>
<tb> (D, <SEP> = <SEP> Os'= <SEP> 0, <SEP> 068 <SEP> Pfeile <SEP> 56 <SEP> d, <SEP> 56 <SEP> e
<tb> m1 <SEP> = <SEP> mi <SEP> = <SEP> 71 <SEP> cm <SEP> vom <SEP> mo
<tb> M, <SEP> = <SEP> M'= <SEP> 214 <SEP> cm <SEP> von <SEP> mn
<tb>
(Die Pfeile 56 a-56 e sind in Fig. 8 in ihren richtigen räumlichen Lagen dargestellt.)
Es lässt sich feststellen, dass die Kurve 56 in Fig. 8 und die Kurve 59 in Fig. 9 eindeutig eine allgemeine Verbesserung gegenüber der Vorrichtung zeigen, die zu dem Ansprechen führt, das durch die Kurven 40, 42 dargestellt ist.
Der durch die Kurve 58 in Fig. 8 dargestellte senkrechte Geometriefaktor und der durch die Kurve 57 in Fig. 9 erläuterte integrierte senkrechte geometrische Faktor wurden unter Anwendung der folgenden Stationsörtlichkeiten und Bewertungen erhalten :
EMI8.4
<tb>
<tb> 0 <SEP> = <SEP> 1, <SEP> 961 <SEP> Pfeil <SEP> 58 <SEP> a <SEP>
<tb> Oi <SEP> = <SEP> 01'= <SEP> 0, <SEP> 392 <SEP> Pfeile <SEP> 58 <SEP> b, <SEP> 58 <SEP> c
<tb> O2 <SEP> = <SEP> E),'= <SEP> 0, <SEP> 088 <SEP> Pfeile <SEP> 58 <SEP> d, <SEP> 58 <SEP> e
<tb> m1 <SEP> = <SEP> mi'= <SEP> 50, <SEP> 8 <SEP> cm <SEP> von <SEP> m.
<tb> m9 <SEP> = <SEP> m,'= <SEP> 162 <SEP> cm <SEP> von <SEP> mn
<tb>
(Die Pfeile 58 a-58 e sind in Fig. 8 in ihren relativen Raumlage dargestellt. )
<Desc/Clms Page number 9>
Die Kurven 56 und 58 in Fig. 8 und die Kurven 59 und 57 in Fig.
9 erläutern nur zwei der veränderten senkrechten Charakteristika, die durch Veränderung der Stationsörtlichkeiten und Bewertungen möglich sind.
Die Bestimmung der Bewertungsfaktoren kann naturgemäss durch die Anwendung eines Verfahrens erleichtert werden, das im Zusammenhang mit den Fig. 4-6 beschrieben ist. Obgleich an Stelle von drei Berechnungsstationen fünf derartige Stationen angewendet werden, ist das Verfahren im allgemeinen das gleiche, und im allgemeinen wird die Bestimmung auf Grund der Voraussetzung ausgeführt, dass die Leitfähigkeiten der Lagerstäten wenigstens einer besonderen Dicke genau wiedergegeben werden sollen.
Da die Anwendung dieses Verfahrens einer Berechnung unter Anwendung von fünf Stationen sehr wohl von dem einschlägigen Fachmann ausgeführt werden kann, wird eine ins einzelne gehende Erläuterung nicht angegeben.
Ein weiteres Verfahren zur Bestimmung der Bewertungsfaktoren 00, 01, 0/, O2 und Os'schliess die Annahmen ein, dass eine mittlere Lagerstätte der Dicke 2 a und der Leitfähigkeit ao zwischen benachbarten Lagerstätten zwischengeordnet ist, die ebenfalls die Dicke 2 a und die Leitfähigkeiten al und 0"1'besitzen, wobei diese Lagerstätten wiederum benachbart zu entsprechenden Lagerstätten sehr grosser Dicke und Leitfähigkeiten #2 und 0"2'angeordnet sind. Dieser Satz an Bedingungen ist in Fig. 10 dargestellt.
Es wird ebenfalls angenommen, dass jeder der Berechnungsstationen ml und M'mit einem Abstand 2 a von der Mitte der Hauptlagerstätte angeordnet ist, und dass jede der Berechnungsstationen m2 und m2'mit einem Abstand 4 a von der Mitte angeordnet ist. In Fig. 10 ist ebenfalls eine Darstellung der räumlichen Verhältnisse zwischen den verschiedenen integrierten geometrischen Faktoren für das Spulensystem 13, 14 angegeben, u. zw. mit den folgenden Bedeutungen : go = geometrischer Faktor für eine Lagerstätte mit der Dicke 2 a, wobei der Messpunkt des Spulen- systems sich in der Mitte desselben befindet ; gl'= geometrischer Faktor für eine Lagerstätte mit der Dicke 2 a, wobei der Messpunkt des Spulen- systems sich bei ml befindet ;
gl = geometrischer Faktor für eine Lagerstätte mit der Dicke 2 a, wobei der Messpunkt des Spulen- systems sich bei Mi'befindet ; g2'= geometrischer Faktor für eine Lagerstätte mit der Dicke 2 a, wobei der Messpunkt des Spulen- systems sich bei m2 befindet ; g = geometrischer Faktor für eine Lagerstätte mit der Dicke 2 a, wobei der Messpunkt des Spulen- systems sich bei m2'befindet ; gs' = geometrischer Faktor für eine Lagerstätte mit der Dicke 2 a, wobei der Messpunkt des Spulen- systems sich 6 a unter dem Mittelpunkt der Hauptlagerstätte befindet ; g = geometrischer Faktor für eine Lagerstätte mit der Dicke 2 a, wobei der Messpunkt des Spulen- systems sich 6a über dem Mittelpunkt der Hauptlagerstätte befindet ;
g4'= geometrischer Faktor für eine Lagerstätte, beginnend an einem Punkt 8 a über dem Messpunkt des Spulensystems, die sich von hier aus nach oben bis unendlich fortsetzt ; g4 = geometrischer Faktor für eine Lagerstätte, beginnend an einem Punkt 8 a über dem Messpunkt des Spulensystems, die sich von hier aus nach unten bis unendlich fortsetzt.
Die Ablesungen Mo, M1, MI', M2 und M2', die an jeder der Stationen m"m"m,', m, und m2'vor der Berechnung erhalten werden, sind die folgenden :
EMI9.1
Um eine richtige Ablesung gegenüber einer homogenen Lagerstätte unbestimmter Dicke zu erhalten, muss die algebraische Summe der Gewichtsfaktoren der Einheit entsprechen, das ist
EMI9.2
somit sollte die berechnete Ablesung ca
EMI9.3
sein. Durch Einsetzen der Gleichungen (16) über (20) in Gleichung (22) ergibt sich, dass
EMI9.4
<Desc/Clms Page number 10>
Da man eine wahre Leitfähigkeitsablesung gegenüber der Hauptlagerstätte erhalten will, sollten die Beiträge der benachbarten Lagerstätten gleich null sein.
Somit sollten die Grössen in jeder der letzten vier Klammern in der Gleichung (23) gleich null sein. Dies ergibt die folgenden vier Gleichungen für die Unbekannten Oi, 0/, 0 und ("', die leicht gelöst werden können.
EMI10.1
EMI10.2
EMI10.3
Unter erneuter Bezugnahme auf die Gleichung (23) beträgt, sobald 01 > 01', und und bekannte sind, der neue geometrische Faktor der Mittel- oder Hauptlagerstätte den folgenden Wert :
EMI10.4
und wenn g (r, z) der geometrische Faktor für eine Schleife des Grundradius r in einer Höhe z über dem Messpunkt ist, beträgt der geometrische Faktor der gleichen Schleife nach der Berechnung
EMI10.5
wobei h die Entfernung zwischen den Berechnungsstationen ist.
Unter Anwendung der Zahlenwerte für den geometrischen Faktor g (r, z), der in der Tabelle I aufgeführt ist, und der abgeleiteten Werte der Bewertungen führt eine arithmetische Operation zu Go (r, z).
Die praktische Anwendung des obigen Verfahrens ist für den einschlägigen Fachmann offensichtlich.
Weiterhin ist dieses Verfahren lediglich als eine weitere Erläuterung angegeben, um so das Verständnis für die Erfindung zu unterstützen, und diese Angaben begrenzen in keiner Weise den Umfang der Erfindung.
Bei der in Fig. 11 gezeigten erfindungsgemässen Ausführungsform wird ein System aus drei Spulen angewendet. Somit wird eine Senderspule 60 durch eine Energie quelle 10 erregt, und eine Hauptemfängerspule 61 ist mit einer Hilfsempfängerspule 62 in Serienkreisverhältnis geschaltet, wobei die Empfängerspulen mit dem Eingangskreis des selektiven Phasenkreises 19 geschaltet sind.
Das Spulensystem 60-62 kann so konstruiert sein, dass dasselbe eine gewünschte seitliche oder radiale Fokussierungs-Charakteristik ergibt. Die Spulen 60 und 61 können z. B. jeweils 48 Wicklungen haben, und im Abstand von 152 cm zueinander angeordnet sein, während die Spule 62 sechs Wicklungen aufweist und zwischen und mit gleichem Abstand von den Spulen 60 und 61 angeordnet ist, sowie relativ zu der Spule 61 einen Phasenverlauf entgegengesetzter Polarität aufweist. Bei dieser räumlichen Anordnung gibt das sich in den Leitungen 20 ergebende Leitfähigkeitssignal ein genaues Bild der Formationen 16, während durch die Leitfähigkeit des Bohrschlammes 17 bedingte Beiträge zu diesem Signal auf einem kleinstmöglichen Wert gehalten, wenn nicht vollständig ausgeschlossen werden.
Weiterhin wird eine gemeinsame Impedanz von null zwischen der Senderspule 60 und der Kombination der Empfängerspulen M und 62 erhalten.
An Stelle der Anwendung eines magnetischen Gedächtnissystems, wie es in der in Fig. 1 erläuterten Vorrichtung zur Anwendung kommt, ist die in Fig. 11 gezeigte Vorrichtung mit einem Speicherungssystem der Kondensator-Art versehen. Somit wird das Signal in den Leitungen 20 einem niederfrequenten Filter 63 zugeführt, das dazu dient, Hochfrequenz-Komponenten auszuscheiden, die nicht einwandfrei als eine Folge der unmittelbaren Schaltung von Kondensatoren gedeutet werden können, wie es weiter unten im einzelnen beschrieben wird. Das Filter 63 ist mit einem Verstärker 64 verbunden, der ein Nachbild seines Eingangssignals an einem Ausgangskreis 65 ergibt.
Um das Signal des Kreises 65 sofort auf eine Vielzahl von Speicherungskondensatoren ssss a-ssss/ auf Grund der Bewegung des Spulensystems 60-62 durch das Bohrloch 15 zu übertragen, weist die Vorrichtung Schaltungsanordnungen in Form eines drehbaren Schalters auf, der einen beweglichen Kontakt- arm 67 besitzt, der angepasst ist, sich längs einer Vielzahl von feststehenden Kontakten 67 auf zu bewegen und mit denselben nacheinander in Eingriff zu kommen, wobei diese Kontakte mit entsprechenden
EMI10.6
Der Arm 67 wird synchron mit der Bewegung des Spulensystems 60-62 vermittels eines Messrades 35 und der Verbindung 36 in Zuordnung zu einem elektromechanischen Antriebssystem verschoben. Das Antriebssystem weist eine Scheibe 69 auf, die zur Ausführung einer Drehbewegung an einer Welle 68 befestigt ist, die vermittels der Verbindung 36 durch das Rad 35 gedreht wird. In die Scheibe sind eine Vielzahl von Schlitzen 69 a-69 d hereingeschnitten, so dass bei Drehen der Scheibe Licht von der Quelle 70
<Desc/Clms Page number 11>
in Impulse moduliert wird, ehe dasselbe auf eine photoelektrische Vorrichtung 71 auffällt, die z. B. ein Phototransistor sein kann. Somit werden an den Ausgangsklemmen 72 des Phototransistors Impulse entwickelt, die eine Zeitverteilung aufweisen, die synchron zu der Bewegung des Spulensystems 60-62 durch das Bohrloch 15 verläuft.
Die Klemmen 72 sind mit dem Eingangskreis eines Multivibrators 73 verbunden, der einen üblichen Schalter 73 a aufweist, so dass derselbe wahlweise durch eine Bedienungperson innerlich oder äusserlich synchronisiert wird. In der äusseren Synchronisierungsanlage des Schalters 73 a steuern die Impulse an den Klemmen 72 den Betrieb des Multivibrators, der seinerseits entsprechende Impulse über die Leitungen 74 an eine elektromagnetische Betätigungsvorrichtung 75 abgibt, die vermittels einer durch die gestrichelte Linie 76 schematisch dargestellten Verbindung mit dem Schaltarm 67 verbunden ist.
Um eine Vielzahl an unabhängigen Kopplungskreisen anzuordnen, wobei derartige Kreise anschliessend an die Speicherkondensatoren 66 angeordnet sind, sind die Kondensatoren vermittels einzelner isolierender Widerstände 77 mit feststehenden Kontakten einer Vielzahl von Schaltern verbunden, die drehbare Kontaktarme 78, 79 und 80 aufweisen. In der in Fig. 11 erläuterten Anordnung sind bewegliche Kontakte 67, 78, 79 und 80 in den entsprechenden Abteilungen eines üblichen drehbaren Stufenschalters angeordnet. Diese Abteilungen liegen parallel zueinander, und eine der Verbindung 76 entsprechende gemeinsame Welle verbindet die Betätigungsvorrichtung 75 mit allen beweglichen Armen.
Die beweglichen Arme sind längsseits ausgerichtet und somit sind die Kondensatoren 66 vermittels deren isolierenden Widerständen 77auf mit geeigneten feststehenden Kontakten der Schalter, einschliesslich der Arme 78, 79 und 80, verbunden, um so eine Vielzahl an Signalen zu ergeben, die den verschiedenen Stationen in dem Bohrloch 15 entsprechen. So ist z. B. der Kondensator 66 a vermittels des Widerstands 77 a mit dem feststehenden Kontakt 78 b des Schalters verbunden, der den beweglichen Arm 78 enthält, und weiterhin mit dem feststehenden Kontakt 79 c des Schalters verbunden, der den beweglichen Arm 79 enthält, und ebenfalls mit dem feststehenden Kontakt 80 d des Schalters verbunden, der den beweglichen Arm 80 enthält.
Die restlichen Verbindungen sind in einer ähnlichen Weise angeordnet. Naturgemäss können die feststehenden Kontakte gegebenenfalls symmetrisch geschaltet werden, und die Arme 78, 79 und 80 können relativ zueinander und zu dem Arm 67 verschoben werden, um so die gewünschte Stationsauswahl zu ergeben.
EMI11.1
stärker sein. Wie gezeigt, sind die Eingangsverbindungen mit den Ablesekreisen 81 und 83 gleich, zeigen jedoch entgegengesetzte Polarität gegenüber denjenigen des Ablesekreises 82, so dass sich eine gewünschte Signalkombination ergibt. Die Ablesekreise 81-83 sind mit einem Kombinationskreis 84 verbunden, der eine Widerstandsverzweigung aufweisen kann, die ähnlich der in Fig. 1 (a) erläuterten ist.
Der Kombinationskreis 84 ist an einen Verstärker 85 angekoppelt, der seinerseits an eine übliche Aufzeichnungsvorrichtung 86 angekoppelt ist, in der das Aufzeichnungsmedium vermittels der Welle 68 angetrieben wird, so dass eine kontinuierliche Anzeige des verarbeiteten Signals als eine Funktion der Tiefe in dem Bohrloch 15 erhalten wird.
Unter erneuter Bezugnahme auf die Schalter, die die beweglichen Arme 67, 78, 79 und 80 aufweisen, ist es offensichtlich möglich, eine Anordnung in Anwendung zu bringen, bei der diese Arme feststehend und um den Umfang einer Trommel verteilt sind, die die Kontakte 67a-67f, 78a-78f, 79a-79f und 80 a-SC/trägt. Naturgemäss sind geeignete Schleifringe für die Verbindungen der verschiedenen Kontakte vorgesehen.
In dem in Fig. 11 gezeigten Schaltmechanismus kann gegebenenfalls ein weiterer Arm angeordnet sein, um sich unmittelbar vor dem beweglichen Arm 67 zu bewegen, um so jeden der Speicherkondensatoren 66 a-66 f vor dem Aufbringen einer Ladung aus dem Ausgangskreis 65 zu entladen. Anderseits kann der Verstärker 64 in einer Weise konstruiert sein, die eine relativ geringe Impedanz in dem Ausgangskreis 65 ergibt, und bezüglich der folgenden Besprechung wird angenommen, dass diese Bauart Anwendung findet.
Es werden zunächst die Charakteristiken des Spulensystems 60-62 und die Auswahl der Örtlichkeiten der Berechnungsstation und der Bewertungsfaktoren vernachlässigt. Unter Berücksichtigung dieser Vernachlässigung verläuft der Betrieb der in Fig. 11 gezeigten Vorrichtung in der folgenden Weise. Sobald das Spulensystem durch das Bohrloch 15 z. B. in einer nach oben gerichteten Richtung verschoben wird, bewirkt das Messrad 35, dass die Scheibe 69 den Lichteinfall auf die photoelektrische Vorrichtung 71 unterbricht, und die sich ergebenden Impulse steuern den Multivibrator 73. Die Impulse des Multi-
EMI11.2
durchgeführt ist, nacheinander zu den Speicherkondensatoren 66 a-66 f zugeführt. Da man annimmt, dass der Verstärker 64 eine relativ geringe Ausgangsimpedanz aufweist, wird jeder Kondensator schnell auf das richtige Ladungspotential gebracht.
Mit andern Worten, wenn ein Kondensator anfänglich nicht geladen ist, wird er auf Grund des Ladungskreises mit geringer Impedanz sehr schnell auf die Höhe des Potentials in den Leitungen 65 geladen. Anderseits bewirkt die Energiequelle geringer Impedanz, wenn ein
<Desc/Clms Page number 12>
Kondensator einen höheren Ladungswert auf Grund eines vorhergehenden Ladungszustandes aufweist, dass der Kondensator schnell auf den richtigen Ladungswert entladen wird. Es ist somit offensichtlich, dass die Kondensatoren einzelne Ladungspotentiale aufweisen, die das die Leitfähigkeit darstellende Signal darstellen, das in den Leitungen 20 für aufeinanderfolgende und sich im längsseitigen Abstand zueinander befindende Örtlichkeiten längs des Bohrloches 15 erhalten wird.
Es wird angenommen, dass eine ausreichende Anzahl von feststehenden Kontakten 67 a-67 f und entsprechende Speicherkondensatoren angewendet werden, so dass bei normalen Anzeigegeschwindigkeiten sich das Informationssignal nicht wesentlich in der Amplitude zwischen den Kontakten verändert. So ist z. B. eine Stufe oder ein Kontakt pro 12, 7 cm Bohrlochtiefe erfolgreich angewendet worden. Weiterhin werden schnelle Veränderungen in der Signalhöhe, die durch scharfe Leitfähigkeitskontraste oder Vorgänge durch Streufelder verursacht werden, durch das Filter 63 ausgeschieden. Wenn eine höhere Genauigkeit gewünscht wird, kann naturgemäss die Anzahl der Kontakte und der entsprechenden Speicherkondensatoren erhöht werden.
Gleichzeitig mit der Bewegung des beweglichen Armes 67 tasten die beweglichen Arme 78, 79 und 80 wirksam die Kondensatoren 66 as dergestalt ab, dass sich drei Signale entwickeln, die drei im längsseitigen Abstand zueinander in dem Bohrloch 15 angeordnete Stationen darstellen. Diese Signale oder Höhen werden Ablesekreisen 81, 82 und 83 zugeführt. Wenn man annimmt, dass das Signal in dem Kreis 82 auf Grund der in Anwendung gebrachten Eingangsverbindungen positiv ist, weisen die den Kreisen 81 und 83 zugeführten Signale eine negative Polarität auf. Ausgewählte Anteile dieser Signale werden in dem Kreis 84 arithmetisch addiert oder kombiniert, und das sich ergebende verarbeitete Signal wird dem Verstärker 85 zugeführt, dessen Ausgangssignal in der Aufzeichnungsvorrichtung 86 als eine Funktion der Tiefe in dem Bohrloch aufgezeichnet wird.
Vor dem Beginn des Betriebes kann der Schalter 73 a dergestalt angeordnet sein, dass die StufenschplterBetätigungsvorrichtung 75 eine kontinuierliche Folge von im Inneren erzeugten Impulsen erhält, um den Schaltarm 67 durch einen gesamten Zyklus zu verschieben, wodurch die Kondensatoren 66 a-66f auf entsprechende Ladungswerte gebracht werden. Naturgemäss kann diese Betriebsweise für Prüfungszwecke angewendet werden.
Obgleich durch die in Fig. 11 gezeigte Vorrichtung nur drei Berechnungsstationen erhalten werden, kann offensichtlich durch die zusätzliche Anordnung von Abteilungen in den Stufenschaltern jede gewünschte Anzahl von Stationen vorgesehen werden.
Obgleich irgendeines der verschiedenen weiter oben beschriebenen Verfahren zur Bestimmung der
Stationsörtlichkeiten und der Bewertungsfaktoren angewendet werden kann, wird nunmehr ein weiteres Verfahren erläutert, das sich einer Charakteristik des Spulensystems 60-62 bedient, die als der senkrechte geometrische Faktor bezeichnet wird. Eine derartige Charakteristik für ein Spulensystem, bei dem 2D, der Abstand zwischen den Spulen 60 und 61, Fig. 11, gleich 152 cm ist, ist durch die Kurve 87 in Fig. 12 dargestellt, die einen Kurvenzug relativer Empfindlichkeit als eine Funktion der Entfernung von dem Mittelpunkt des Spulensystems darstellt.
Man sieht, dass im Gegensatz zu einer ähnlichen Charakteristik für ein Zweispulen-System mit senkrechter Symmetrie, die Kurve 87 eine Anwendung der Erfindung auf ein
Spulensystem erläutert, das eine nicht symmetrische senkrechte Untersuchungs-Charakteristik zeigt.
Es wird angenommen, dass die Vorrichtung nach der Berechnung in der Lage ist, genau die Leitfähigkeit einer Lagerstätte mit einer Dicke von 3 m anzuzeigen. Somit ist es notwendig, dass die abschliessend erhaltene senkrechte Untersuchungs-Charakteristik bei plus 152 cm und minus 152 cm eine Nullempfindlichkeit aufweist, und auf Grund der Charakteristiken der Kurve 87, Fig. 12, in dem Gebiet unter der Mittellinie-dieselbe zeigt einen flachen Anteil in dem Gebiet von null angenähert bis 75 cm- wird angenommen, dass eine Station m1 89 cm unter o und eine Station 89 cm über mo angeordnet ist.
Wenn g (z) der senkrechte geometrische Faktor ist, der durch die Kurve 87 in Fig. 12 dargestellt ist, und wenn g, ... gn die aufeinanderfolgenden Annäherungen der senkrechten geometrischen Faktoren nach der Berechnung sind und wenn z die Entfernung von dem Mittelpunkt des Spulensystems 60-62 ist und wenn 1 und Z2 dieselben Örtlichkeiten aufweisen, bei denen gn (z) = 0 ist, gilt g ( )-Wi -89) = 0 (32)
EMI12.1
Da die Anwendung der Bewertung wl' (die später bestimmt wird) jedoch dazu neigt, die gesamte sich ergebende Kurve zu drücken, und hiedurch die Bedingung zu verletzen, dass die relative Empfindlichkeit bei plus 152 cm null sein sollte, wird für W1 ein Wert von 0, 32 angenommen. Bei Anwendung lediglich dieses Bewertungsfaktors bei plus 89 cm wird die sich ergebende relative Empfindlichkeitskurve durch die Kurve 88 in Fig. 12 erläutert. Um der Bedingung zu genügen, dass die relative Empfindlichkeit bei minus 152 cm null ist, ist es notwendig, dass )- < +89) =0 (33) ist. Aus der Kurve 88 ersieht man, dass gl (z,') = 0, 0022 und gi (zs +89 cm) = 0, 0096 ist.
Auflösen für w/ergibt einen Wert von-0, 23. Die sich ergebende relative Empfindlichkeit wird durch die Kurve 89
<Desc/Clms Page number 13>
der Fig. 12 erläutert. Um eine genaue Ablesung in einer unbestimmt dicken homogenne Lagerstätte zu erhalten, sollte die Summe der Bewertungen gleich 1 sein. Die abschliessenden Bewertungen sind proportional zu den so bestimmten w-Werten, für eine Vereinheitlichung ist es jedoch notwendig, dass
EMI13.1
ist. Somit sind die tatsächlichen Werte für die Bewertungsfaktoren 00 = 2,222, El = 0,711 und 01'= 0, 511. In Fig. 13 ist die sich ergebende normalisierte Kurve 90 zusammen mit der Kurve 87 gezeigt, die für Vergleichszwecke nochmals dargestellt ist.
Naturgemäss können die soeben beschriebenen Schritte erneut wiederholt werden, um so aufeinanderfolgende Empfindlichkeitskurven zu erhalten, bis eine Kurve der gewünschten Form erzielt ist. So können z. B. die Stationsörtlichkeiten in jeder einer Serie von Annäherungen abgeändert und/oder die Werte der Bewertungen aufeinanderfolgend verändert werden, bis sich ein gewünschtes Ergebnis ergibt. Anderseits werden zusätzliche Stationen weiterhin das Ansprechen über und unter einer Lagerstätte ausgewählter Dicke verringern. Somit kann eine weitere Station bei plus 2, 52 m angewendet werden, um so die senkrechte Charakteristik benachbart zu plus 228 bis plus 380 cm zu verringern. Weiterhin kann eine fünfte oder sechste oder irgendeine Anzahl weiterer Stationen vorgesehen sein, wenn dies als zweckmässig erachtet wird.
Um die durch die in Fig. 11 gezeigte Ausrüstung erzielte Verbesserung besser zu verstehen, ist der integrierte senkrechte geometrische Faktor in endlichen Lagerstätten für den Anteil der Ausrüstung, die ein Signal in den Leitungen 20 (Fig. 11) ergibt, durch die Kurve 91 in Fig. 14 erläutert. Unter Anwendung der Stations- örtlichkeiten und Bewertungsfaktoren, die in der obigen Besprechung bestimmt worden sind, weist die Ausrüstung, die das der Aufzeichnungsvorrichtung 86 zugeführte Signal abgibt, einen integrierten senkrechten geometrischen Faktor auf, der durch die Kurve 92 dargestellt wird. Offensichtlich wird die senkrechte Auflösung verbessert, und das Ansprechen auf benachbarte Lagerstätten verringert. In der Fig. 15 ist dieses Merkmal wiederum erläutert.
Die Kurve 93 stellt das relative Ansprechen einer Sonde auf eine Lagerstätte halbunbestimmter Dicke als eine Funktion der Entfernung von der Lagerstättengrenze zu der Mitte des Spulensystems ohne die Anwendung der vorliegenden Erfindung dar, während die Kurve 94 das Ansprechen erläutert, das durch die erfindungsgemässe Ausrichtung erzielt wird.
Obgleich das Spulensystem in der in Fig. 11 erläuterten Vorrichtung so angeordnet ist, dass sich eine tiefe seitliche Untersuchung (seitliches Fokussieren) ergibt, kann eine erfindungsgemässe Vorrichtung bequem mit dem Spulensystem zusammen angeordnet werden, das sowohl ein seitliches als auch ein senkrechtes Fokussieren zeigt. Wie in Fig. 16 gezeigt, kann somit das Spulensystem eine Senderspule 100 und Empfängerspulen 101, 102 und 103 aufweisen, die im Abstand zu der Senderspule und voneinander in der angegebenen Ordnung angeordnet sind.
Die Senderspule kann jede gewünschte Anzahl an Wicklungen besitzen, um so eine geeignete passende Impedanz zu ergeben, und die Empfängerspulen können in der folgenden Weise angeordnet sein :
EMI13.2
<tb>
<tb> Spule <SEP> Abstand <SEP> von <SEP> der <SEP> Spule <SEP> in <SEP> m <SEP> Anzahl <SEP> der <SEP> Wicklungen
<tb> 1, <SEP> 12--24 <SEP>
<tb> 102 <SEP> 1, <SEP> 68 <SEP> +100 <SEP>
<tb> 103 <SEP> 2, <SEP> 52--64 <SEP>
<tb>
Naturgemäss können alle angegebenen Zahlen der Wicklungen der Empfängerspule mit einem gemeinsamen Faktor multipliziert werden, um so eine richtige Impedanzanpassung zu erzielen. Das Spulensystem der Fig. 16 kann in jeder der Vorrichtungen der in den Fig. 1 und 11 erläuterten Typen eingebaut werden.
Hiebei wird jedoch für elf Berechnungsstationen in einer Weise Vorsorge getragen, wie sie durch die vorangehenden Besprechungen offensichtlich ist.
Bei Anordnung des Spulensystems in der obigen Weise wird das Ansprechen auf die Bohrlochflüssig- keit 17 kleinstmöglich auf Grund der seitlichen Fokussierung gehalten, und zwischen der Senderspule und der Kombination der Empfängerspulen 101-103 ergibt sich eine gemeinsame Impedanz von null.
Auf Grund der Spule 103 wird weiterhin ebenfalls ein Grad senkrechten Fokussieren erzielt, wie es durch den relativ scharfen Scheitel in der Kurve 104 der Fig. 17 bewiesen wird, die einen Kurvenzug der relativen Empfindlichkeit als eine Funktion der senkrechten Entfernung für das Spulensystem 100-103 darstellt.
Weiterhin wird bei dem Entwurf des Spulensystems 100-103 ein Versuch unternommen, die Verringerungen in der seitlichen Durchdringung kleinstmöglich zu halten. Naturgemäss kann die Tiefe des Durchdringens durch Verlängerung der gesamten Spulenanordnung erhöht werden.
Der Messpunkt für jedes Spulensystem kann als die senkrechte Höhe definiert werden, die gleiche Flächen der senkrechten Ansprechkurve abschneidet. Somit befindet sich für das Spulensystem der Fig. 16 der Messpunkt, der durch die gestrichelte Linie 105 in Fig. 17 dargestellt ist, 65 cm unter dem Mittelpunkt der Senderspule 100.
Die Örtlichkeiten und Bewertungen, die den Berechnungsstationen zugeführt werden, können durch irgendeines der weiter oben beschriebenen verschiedenen Verfahren erhalten werden. Ein Satz von Zahlenangaben, der sich als geeignet erwiesen hat, ist in der folgenden Tabelle III zusammengestellt,
<Desc/Clms Page number 14>
in der alle Entfernungen in bezug zu der letzten Station gesetzt sind, die diejenige darstellt, die zu d ( Zeitpunkt eingenommen wurde, bei dem der berechnete Wert auf der in der Aufzeichnungsvorrichtung (Fig. 1) erzielten Anzeige aufgeschrieben wird. Es ist zu beachten, dass sich alle Berechnungsstation
EMI14.1
sind, bearbeitet, können bequem elf Bzrechnungsstationen vorgesehen werden.
TABELLE III
EMI14.2
<tb>
<tb> !,, <SEP> ! <SEP> Bewertungsfaktor, <SEP> der
<tb> Entfernung <SEP> unter <SEP> der <SEP> an <SEP> der <SEP> Station <SEP> in
<tb> Nr. <SEP> der <SEP> Station <SEP> letzten <SEP> Station <SEP> in <SEP> m <SEP> Anwendung <SEP> gebracht
<tb> wird
<tb> l <SEP> 6, <SEP> 35-0, <SEP> 0830 <SEP>
<tb> 2 <SEP> 5, <SEP> 6 <SEP> +0, <SEP> 0830 <SEP>
<tb> 3 <SEP> 4, <SEP> 57 <SEP> +0, <SEP> 1417 <SEP>
<tb> 4 <SEP> 3, <SEP> 8-0, <SEP> 3638 <SEP>
<tb> 5 <SEP> 3, <SEP> 05-0, <SEP> 6559 <SEP>
<tb> 6 <SEP> 2, <SEP> 28 <SEP> +1, <SEP> 2780 <SEP>
<tb> 7 <SEP> 2, <SEP> 03 <SEP> +0, <SEP> 6000 <SEP>
<tb> 8 <SEP> 1, <SEP> 78-0, <SEP> 2200 <SEP>
<tb> 9 <SEP> 1, <SEP> 02 <SEP> +0, <SEP> 2980 <SEP>
<tb> 10 <SEP> 0, <SEP> 762-0, <SEP> 1250 <SEP>
<tb> 11 <SEP> 0 <SEP> +0,
<SEP> 0470 <SEP>
<tb>
EMI14.3
wird eine zweckmässige scharfe senkrechte Auflösung erzielt. Dies ist ebenfalls aus Fig. 18 ersichtlic in der die Kurve 107 das relative Ansprechen für den Anteil der Ausrüstung bis zu den Leitungen erläutert, und die Kurve 108 stellt das relative Ansprechen der vollständigen Ausrüstung dar. Aus d Kurve 108 kann entnommen werden, dass angenähert 90% des senkrechten geometrischen Faktors in ein Lagerstätte mit einer Dicke von 1, 02 m vorliegt. Weiterhin lässt sich aus der Betrachtung der Zwei der Kurve 108, Fig. 18, die sich den Werten Null und Eins asymptotisch nähern, ersehen, dass dieselbe an keiner Stelle um mehr als 1, 5% von jedem der Werte abweichen. Somit werden die Schulterwirkung auf einem kleinstmöglichen Wert gehalten.
Im allgemeinen werden durch die Anwendung eines nicht symmetrischen Spulensystems in der e findungsgemässen Vorrichtung ausgezeichnete Gesamtcharakteristiken bezüglich der Fokussierung erh : ten, ohne dass die Länge des Spulensystems übermässig erhöht wird. Zusätzlich sind eine ausgezeichne Durchdringungstiefe und verringerte Wirkungen der leitenden Schultern besondere erfindungsgemä Merkmale.
Es ist offensichtlich, dass das Spulensystem oder/und die Stationsörtlichkeiten und die Bewertung faktoren in geeigneter Weise modifiziert werden können, um so andere Charakteristiken zu erhalte An Stelle der Spule 102 können z. B. zwei Spulen mit jeweils 50 Wicklungen in Serie geschaltet und gerin fügig voneinander getrennt werden, wodurch die Schwankungen 106 der Fig. 17 verringert werden. Wei es zweckmässig ist, die Anzahl der Berechnungsstationen zu verringern, kann dies weiterhin dadurch erzil werden, indem das Spulensystem modifiziert wird. So können z. B. die Berechnungsstationen 10 und (Tabelle III) in Fortfall gebracht werden, indem die Anzahl der Wicklungen der Empfängerspule 11 verringert w r 1.
Ein Spulensystem der weiter unten beschriebenen Art kann ebenfalls bei der Durchführung der vo liegenden Erfindung in Anwendung gebracht werden. Dieses System ist in Fig. 19 erläutert, bei dem d
EMI14.4
EMI14.5
<tb>
<tb> Spule <SEP> Abstand <SEP> von <SEP> der <SEP> Spule <SEP> 110 <SEP> in <SEP> m <SEP> Anzahl <SEP> der <SEP> Wicklungen
<tb> 110--4
<tb> 111 <SEP> 1, <SEP> 52-15
<tb> 112 <SEP> 1, <SEP> 78 <SEP> +60
<tb> 113 <SEP> 0, <SEP> 762 <SEP> +60
<tb> 114 <SEP> 1, <SEP> 02-15
<tb> 115 <SEP> 2, <SEP> 54-4
<tb>
EMI14.6
ohne Berechnung. Unter Anwendung der Berechnungsstationen m1 und ni,', die 2, 03 m von m0 angeordn sind, und der Bewertung 00 = 1, 32 und 01 und 01'= 0, 16 wird der sich ergebende senkrechte geometriscl Faktor durch die Kurve 117 dargestellt.
In Fig. 21 sind die integrierten geometrischen Faktoren vor ur
<Desc/Clms Page number 15>
nach der Berechnung durch die Kurven 118 und 119 gezeigt. Aus den Fig. 20 und 21 ist die durch die erfindungsgemässe Vorrichtung erzielbare Verbesserung in eindeutiger Weise zu entnehmen.
Aus den obigen Besprechungen ist ebenfalls offensichtlich, dass die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit Spulensystemen verschiedener Arten angewendet werden kann. Sowohl symmetrische als auch asymmetrische Systeme können Anwendung finden, und jede gewünschte Anzahl an Berechnungsstationen kann angewendet werden. Es kann z. B. ein Induktionsanzeige-System unter Anwendung einer einzigen Spule in bequemer Weise zusammen mit der erfindungsgemässen Vorrichtung angeordnet werden.
Hiebei kann entweder das durch dieses System erhaltene Leitfähigkeitssignal oder das Suszeptibilitäts-
EMI15.1
lungen der Berechnungsstationen anzuwenden.
Die Bewertungsfaktoren können durch Anwendung eines Verfahrens bestimmt werden, das tatsächlich die geometrische Faktorkurve um einen Betrag verschiebt, der gleich der Verschiebung zwischen den Stationen ist. Der sich ergebende geometrische Faktor kann z. B. eine Form aufweisen, die einem Anteil der ursprünglichen geometrischen Faktorkurve entspricht, die auf einem kleinstmöglichen Wert gehalten werden soll. Somit werden zwei Bewertungen festgestellt, die eine geometrische Faktorkurve ergeben, die praktisch gleiche Form und Amplitude wie der obige Anteil besitzt, jedoch entgegengesetzte Polarität zeigt.
Gegebenenfalls können mehrfache Spulensysteme gleichzeitig angewendet werden. Es können z. B. zusätzliche Spulen in jeder der in den Fig. 1, 11, 16 oder 19 gezeigten Vorrichtung vorgesehen werden, so dass sich ein weiterer unterschiedlicher räumlicher Abstand bezüglich der Hauptspule ergibt. Das zusätzliche Spulensystem kann mit einer andern Frequenz oder Zeitfolge bezüglich des vorliegenden Spulensystems erregt werden, so dass zwei Induktions-Anzeigesignale erhalten werden können. Naturgemäss kann jedes oder beide der Signale erfindungsgemäss unter Erzielung einzelner Aufzeichnungen verarbeitet werden.
Anderseits kann eine zusammengesetzte Aufzeichnung, die eine Kombination eines verarbeiteten Signals für ein Spulensystem und ein nicht verarbeitetes Signal aus einem andern Spulensystem enthält, erhalten werden, um so eine zusätzliche Information bezüglich der der Untersuchung unterworfenen Erdformationen zu erhalten. Naturgemäss können zusätzlich zu der mit der erfindungsgemässen Vorrichtung erhaltenen Information in zweckmässiger Weise gleichzeitig erzielte Messungen angewendet werden, die unter Verwendung von Elektroden für die Aufzeichnung eines spontanen Potential- und/oder Erdformationswiderstandes erhalten werden. Das gleiche trifft für Vorrichtungen zum Feststellen einer natürlichen oder induzierten Radioaktivität zu, oder Vorrichtungen zum Messen einer akustischen Eigenschaft der Erdformationen, wie die Schallgeschwindigkeit.
Ein weiteres Verfahren zur Anwendung der vorliegenden Erfindung besteht darin, das Signal in den Leitungen 20 (Fig. 1) auf einem kontinuierlichen magnetischen Band od. dgl. entweder in analoger oder Ziffernform aufzuzeichnen. Anschliessend wird das Signal in einem Berechnungsmechanismus abgelesen, der einen geeigneten Gedächtnis- und Berechnungskreis aufweist. Hiebei kann jede der verschiedenen im Handel befindlichen Rechenvorrichtungen mit einem geeigneten Programm angewendet werden, um die weiter oben im Zusammenhang mit irgendeiner der erfindungsgemässen Ausführungsformen beschriebenen Verfahrensweisen durchzuführen. In dieser Weise können viele Stationen angewendet werden, ohne dass die Vorrichtung, die in das Bohrloch zur Gewinnung einer Anzeige eingeführt wird, übermässig kompliziert wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Auswertung fortlaufender, eine Eigenschaft der durch ein Bohrloch durchteuften Erdformationen in Abhängigkeit von der Tiefe betreffende Messungen durch Kombination mehrerer Messergebnisse, dadurch gekennzeichnet, dass die Messergebnisse synchron mit der Bewegung der Messeinrichtung fortlaufend gespeichert werden und dass fortlaufend einige der gespeicherten Werte gleichzeitig abgegriffen und derart kombiniert werden, dass verbesserte fortlaufende Werte für die Eigenschaft der Erdformationen in Abhängigkeit von der Tiefe erhalten werden.