DE1548155C3 - Geoelektrische Bohrloch- MeBlog-Apparatur - Google Patents
Geoelektrische Bohrloch- MeBlog-ApparaturInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine geoelektrische Bohrloch-Meßlog-Apparatur gemäß Oberbegriff des
Patentanspruches.
Nach der DT-PS 5 34 563 ist es bereits bekannt, aus dem elektrischen Wechselstromwiderstand zwischen
mehreren in getrennte Bohrlöcher gebrachten Elektroden Rückschlüsse auf die Beschaffenheit des zwischen
ihnen liegenden Gebietes zu ziehen. Ferner ist ein Versuch beschrieben worden, den elektrischen Widerstand
zwischen einer in ein Bohrloch eingeführten Elektrode und einer anderen, weit von ihr entfernten
Elektrode zur Feststellung des Zusammenhangs von Laugen in einem Salzbergwerk zu benutzen. Zur
Bestimmung des örtlichen elektrischen spezifischen Leitungswiderstandes ist nach dieser Druckschrift eine
Anordnung bekannt, die drei in das mit Schlamm gefüllte, unverrohrte Bohrloch an verschieden langen
isolierten Kabeln hinabgelassene Elektroden aufweist, von der die eine mit einem Pol einer Stromquelle
verbunden ist, die mit ihrem anderen Pol an der Erdoberfläche in der Nähe des Bohrlochmundes geerdet
ist, während die beiden anderen im Bohrloch befindlichen Elektroden als Sonden dienen und mit einem über
Tage angeordneten Spannungsmesser verbunden sind. Auf Grund dieser Anordnung können die bei der
Tiefbohrung durchteuften verschiedenen Bodenschichten erkannt werden, da der örtliche elektrische
spezifische Leitungswiderstand in verschiedenen Teufen gemessen wird.
Nach der DT-PS 8 42 034 ist ein Verfahren zur Bestimmung des Einfallens der von einem Bohrloch
durchteuften Schichten bekannt, bei welchem fortlaufend elektrische Messungen mit Hilfe von mindestens
drei Elektroden durchgeführt werden, die gegenüber der Achse des Bohrloches versetzt, aber im wesentlichen
jeweils in derselben Teufe angeordnet sind, und ständig gegen die Wandung des Bohrloches gedrückt
werden.
Die DT-AS 10 91 248 beschreibt ein Verfahren und Gerät zur Feststellung von Flüssigkeiten in Erdschichten
von einem Bohrloch aus, wobei eine zwischen der Schallgeschwindigkeit, dem spezifischen elektrischen
Widerstand, der auf das Bohrloch bezogenen Teufe,
ίο einer von der Art der Flüssigkeit abhängigen Stoff konstante
und einer konstanten Zahl bestehende Beziehung zugrunde gelegt wird. Das Gerät weist zwei Komponenten
auf, von denen die eine eine vom spezifischen Widerstand, die andere eine von der Schallgeschwindigkeit
abhängige Größe für die Erdschicht liefert, in deren Bereich jeweils die zum Gerät gehörende Sonde im
Bohrloch hängt. Das Gerät arbeitet vorzugsweise auf der Basis, daß der für das Verfahren benötigte
spezifische elektrische Widerstand der durchteuften Schicht durch Messungen von elektrischen Stromstärken
ermittelt wird.
Eine ausführliche Zusammenstellung von Bohrlochmeßverfahren und -geräten, mit denen Aufschlüsse über
die unmittelbar an das Bohrloch angrenzenden Formationen gewonnen werden können, ist in den Proceedings
of the IRE, 1962, S. 2227 bis 2241, veröffentlicht, s. insbesondere S. 2232.
Die US-PS 30 76 138 beschreibt eine Einrichtung mit zwei Stromelektroden in einem vorgegebenen festen
Abstand und wenigstens zwei zwischen diesen liegenden, im festen Abstand zu den anderen und zueinander
liegenden weiteren Elektroden, wobei die gesamte Elektrodenanordnung in einer in das Bohrloch einzufahrenden
Sonde untergebracht ist. .Diese bekannte Anordnung soll vor allem verwendet werden, um
Schichtgrenzen zu bestimmen und damit z. B. die Mächtigkeit von ölführenden, vom Bohrloch durchteuften
Schichten. Weiter soll das Gerät die Berechnung des Verlaufs der Schichten im Bereich des Bohrloches
ermöglichen, gegebenenfalls auch die Ableitung von anderen elektrischen Größen als der Spannungsverteilung.
Ein ähnliches Log-Gerät ist in der US-PS 29 72 101 beschrieben. Dieses Gerät soll dazu dienen, daß das
Ausmaß bestimmt wird, in welchem die Bohrflüssigkeit in die an das Bohrloch angrenzende Erdschicht
eingedrungen ist. Dort wird in einer Tabelle genau erläutert, was unter »kurzen« oder »langen« Elektrodenabständen
zu verstehen ist. »Kurz« ist danach ein Abstand von etwa 8 bis 25", d. h. etwa 20 bis 63 cm. Mit
»lang« wird ein Abstand von etwa 88 bis 153 cm bezeichnet. Diese »langen« und »kurzen« Elektrodenabstände
werden nach der Darstellung im wesentlichen auch in dem Gerät der US-PS 30 76 138 verwendet. Die
Wirkung der Meßanordnung ist damit auf die unmittelbare Nachbarschaft des Bohrloches beschränkt.
Diesem Stand der Technik gegenüber liegt der
Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zu schaffen, welche es gestattet, von einem Bohrloch aus
die Entfernung zur Flanke eines Salzdomes oder eines anderen, in bezug auf den elektrischen Widerstand
anomalen geologischen Körper festzustellen, wobei ein solcher Salzdom oder Körper von einigen Metern bis zu
1000 m und mehr vom Bohrloch entfernt liegen kann.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs angegeben.
Die erfindungsgemäß ausgebildete Einrichtung, die die vorstehend geschilderte Aufgabe löst, gestattet
demnach, die nach generellen Aufschlußarbeiten vermutete Nähe z. B. einer Salzflanke durch Messungen von
einem Bohrloch aus, das z. B. außerhalb der Anschleppungszone keine ölführenden Schichten angetroffen
hat, mit solcher Genauigkeit zu orten, daß danach Folgebohrungen in günstigeren Positionen abgeteuft
werden können, um mögliche ölansammlungen an einer Salzflanke anzufahren.
Falls beim Einsatz der erfindungsgemäß ausgebildeten Einrichtung der aus den Messungen der mit
kürzerem Abstand angeordneten Potentialmeßelektroden gewonnene Durchschnittswert einen kennzeichnenden
Unterschied gegenüber dem Meßwert aufweist, der von den im größeren Abstand angeordneten Potentialmeßelektroden
im gleichen Teufenintervall geliefert wird, so zeigt dieser Unterschied an, daß die das
Bohrloch umgebenden Formationen nicht wirklich gleichförmig im Widerstand bis zu einer unbegrenzten
horizontalen Ausdehnung sind. Falls der bei großem Abstand gemessene Widerstand' größer ist, als der
entsprechende durchschnittliche, bei kleinem Abstand gemessene Widerstand als zu vermutenden Wert
anzeigt, kann im einzelnen geschlossen werden, daß die das Bohrloch umgebenden Formationen durch einen
Körper von verhältnismäßig hohem Widerstand innerhalb einer horizontalen Entfernung vom Bohrloch
unterbrochen werden, die geringer oder von der Größenordnung des Elektrodenabstandes ist, der bei
den mit großem Abstand ausgeführten Messungen verwendet wird.
In der vorstehenden und nachfolgenden Beschreibung wird verschiedentlich auf die Messung von
Widerständen Bezug genommen. Dabei ist es zulässig, Leitfähigkeiten zu messen und in der Berechnung zu
verwenden, falls berücksichtigt wird, daß eine reziproke
Beziehung zwischen Widerstand und Leitfähigkeit besteht und die Durchschnittsermittlung dementsprechend
ausgeführt wird.
Während bekannte Bohrlochmeßanordnungen im wesentlichen auf die Untersuchung der unmittelbar an
das Bohrloch angrenzenden Schichten beschränkt sind, ermöglicht die Erfindung, Aufschlüsse auch über
Bereiche zu erzielen, die wesentlich weiter vom Bohrloch entfernt liegen, wobei der Bereich durch
entsprechende Wahl des großen Abstandes festlegbar ist.
Für die Funktion der erfindungsgemäß ausgebildeten Apparatur ist es wesentlich, daß die Durchschnittsermittlung
in einer mathematisch genauen Weise ausgeführt wird, wie nachfolgend erläutert wird, und daß die
überall vorhandene Anisotropie der Erde berücksichtigt wird, die sowohl durch die heterogene Schichtung der in
den Widerständen verschiedenen Formationen als auch durch die mikroskopische Anisotropie der einzelnen,
auch sonst heterogenen Schichten verursacht wird. Es liegt weiter ein geophysikalisches Modell zugrunde, in
welchem die tatsächlich regellos heterogene und anisotrope leitende Erde in der ersten Ordnung durch
ein homogenes, aber anisotropes Medium ersetzt worden ist, dessen Leitfähigkeitskomponenten in ^
vertikaler und in horizontaler Richtung einfache arithmetische Durchschnitte der entsprechenden Leitfähigkeitskomponenten
der tatsächlichen Erde sind. In einer solchen Theorie erster Ordnung kann das Potential an einem Punkt oder die Potentialdifferenz
zwischen zwei Punkten, falls eine Stromquelle an einer dritten Stelle vorhanden ist, dadurch berechnet werden,
daß die Formel für das elektrische Potential verwendet wird, das auf einer Punktstromquelle in einem
homogenen anisotropen Medium beruht.
Zur Vereinfachung wird weiter bei der theoretischen Betrachtung angenommen, daß mit Ausnahme der
Abweichung; die die in einem unbekannten Abstand seitlich liegende, zu erkundende große Struktur
verursacht, die seitlichen Abweichungen der elektrischen Parameter vernachlässigbar sind. Danach besteht
die Mittlung der Leitfähigkeitskomponenten innerhalb des Mediums darin, daß über die vertikale Änderung
dieser Komponenten gemittelt wird. Es wird im folgenden angenommen, daß nur eine vertikale
Abweichung von Bedeutung ist, und daß keine kennzeichnende seitliche oder azimutale Änderung in
den elektrischen Parametern auftritt
Innerhalb des Rahmens einer solchen Theorie erster Ordnung sind die erforderlichen Größen, die zur
Feststellung des Potentials an einem Punkt und demnach der Potentialdifferenz zwischen zwei Punkten
gebraucht werden:
a) die geometrischen Koordinaten der betreffenden Punkte,
b) der totale, aus der Punktquelle austretende elektrische Strom,
c) die durchschnittliche horizontale Leitfähigkeit Bh,
unter Berücksichtigung der vertikalen Verände-■ rung, und
d) der durchschnittliche vertikale Widerstand ρν,
unter Berücksichtigung der vertikalen Veränderung.
In einem solche homogenen anisotropen Medium ist das elektrische Potential auf Grund einer punktförmigen
Stromquelle / in dem Bohrloch, bewertet in einer Entfernung Z über oder unter dieser Quelle und in
einem radialen Abstand r von dem Bohrloch, gegeben durch Φο(γ, Z), wobei
(D
/2Z2
Die Formel (1) vernachlässigt die Wirkung der Bohrtrübe als wesentlichen Leitungsweg. In der
Gleichung (1) ist A2r das Quadrat der gesamten
Anisotropie, welches die Wirkungen der Schichtungsanisotropie und der Mikroanisotropie oder Punktanisotropie
umfaßt. Es ist gegeben durch
'•τ — Qv ση ■
Bei Verwendung der einfachen Theorie erster Ordnung zur Deutung von mit großem Abstand
aufgenommenen Potentialdifferenzen ergibt sich eine Schwierigkeit in Verbindung mit der Bewertung des
durchschnittlichen senkrechten Widerstandes ρ ν. Die Zweideutigkeit des Widerstandes besagt, daß in einem
anisotropen Medium mit senkrechten und seitlichen Widerstandskomponenten Messungen der Potentialdifferenzen
in einem senkrechten Bohrloch für den Fall einer im Bohrloch vorhandenen Punktquelle und unter
Vernachlässigung des Bohrloches selbst nur zur Bestimmung des seitlichen oder horizontalen Widerstandes
ausreichen und nicht von der senkrechten Komponente abhängen. Übliche mit kurzem Abstand
arbeitende Elektrik-Log-Verfahren messen allgemein gesprochen entweder oh oder qh, und nicht ρ ν, d. h. allein
die seitlichen Komponenten.
An Stelle irgendeiner den Wert ρ ν betreffenden
Information kann statt ρ vdie Näherung
fu verwendet werden. In einem solchen Fall wird A2r
ersetzt durch den ungefähren Ausdruck
'■r ~ L'ii"11 ■
(4)
Der Durchschnitt qh wird dadurch erhalten, daß die Reziprokwerte der Werte von owgemittelt werden, falls
diese letzteren unmittelbar bei der mit kurzem Abstand ausgeführten Elektrik-Log-Messung erhalten werden,
wie z. B. bei dem Induktionslog.
Zusätzliche Informationen aus Bohrlochlogs, die in derselben und irgendwelchen benachbarten Bohrungen
aufgenommen worden sind, können verwendet werden, um genauer die örtliche Anisotropie λ (Z) der
Sedimente in einer Teufe Z abzuschätzen. In solchen Fällen kann ρν unmittelbar aus qh oder oh erhalten
werden. Andere Abschätzungen, die in ihrer Art weniger ausführlich sind, können gleichfalls für das
Verhältnis von ρν: qh gemacht werden. Diese Betrachtungen beruhen auf Informationen, die durch Kernen
der betreffenden Abschnitte oder andere Log-Messungen gewonnen worden sind und die relativen Anteile
der verschiedenen Gesteinsarten angeben, die in den betreffenden Erdschichten vorhanden sind. Diese
Informationen können ihrerseits verwendet werden, um die Größe der örtlichen Anisotropie λ (Z) in einer
bestimmten Schicht zu bestimmen.
Die Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungsfiguren näher erläutert Es zeigt
F i g. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäß ausgebildeten Einrichtung, die in einem im
seitlichen Abstand von einem Salzdom befindlichen Bohrloch im Einsatz ist,
F i g. 2 eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung
der theoretischen Grundlage für die Anordnung von Potentialmeßelektroden im größeren Abstand und
F i g. 3 und 4 weitere Darstellungen von erfindungsgemäßen Ausbildungen.
In F i g. 1 ist ein Bohrloch dargestellt, welches die
Flanke eines Salzdomes 12 um einen nicht bekannten Abstand Xo verfehlt hat. Dieser Abstand Xo ist
ausreichend groß, so daß öl, welches sich gewöhnlich in porenhaltigen Schichten, wie 14 und 16, ansammelt, in
den Schichten nicht an der von dem Bohrloch 10 durchteuften Stelle enthalten ist. Wie weiter vereinfacht
dargestellt ist, sind die Schichten 14 und 16 durch den Salzaufbruch 12 angeschleppt, so daß das öl sich
entlang den Flanken 18 des Salzdomes 12 ansammeln kann. In der Praxis kann der Abstand Xo zwischen 75
und 800 m betragen. Die allgemeine Lage des Salzdomes 12 ist aus gravimetrischen und seismischen
Aufschlußmessungen bekannt Jedoch ist die Flanke 18 gewöhnlich unregelmäßig ausgebildet, so daß ihre
genaue Lage schwierig von der Erdoberfläche aus zu bestimmen ist. Sie weist möglicherweise auch einen
Überhang 20 auf. Der Überhang 20 begünstigt ebenfalls ^ die Ansammlung von öl in Schichten 22 und 23.
Da die Bohrung 10 als »trocken« bekannt ist, wird eine erfindungsgemäß ausgebildete Apparatur benutzt
um den Abstand Xo zu bestimmen, so daß eine weitere Bohrung, die z. B. durch die punktierten Linien 24
angedeutet wird, unmittelbar die ölhaltigenAbschnitte der Schichten 14, 16 und 22 anfährt. Um die
erforderlichen Messungen zu machen, ist die Strom-Elektrode 26 am unteren Ende des Log-Kabels 28
angeordnet Sie wird mit Energie durch eine Gleichstrom- oder eine niederfrequente Wechselstromquelle
versorgt, die als Generator 30 dargestellt ist. Der elektrische Stromweg durch die Erde wird durch eine
Erdverbindungs-EIektrode 32 geschlossen, die als in die
Spülungsgrube 34 an der Erdoberfläche eingetaucht dargestellt ist Wie bei üblichen elektrischen Log-Verfahren,
bei denen nur die relativen Änderungen im Widerstand der anschließenden Formationen zu bestimmen
sind, so z. B. von der Schicht 13 nach 14 und 14 nach
15, sind außerdem eine oder mehrere Potential-Meß-Elektroden
36 an dem Kabel 28 in einem Abstand von 0,3 bis 7,5 m von der Strom-Elektrode 26 angeordnet.
Bei der Ausführungsform nach F i g. 1 mißt die Elektrode 36 ein Potential im Bohrloch in der
Nachbarschaft der Strom-Elektrode 26. Dieses Potential wird auf einem Registrierstreifen 42 durch einen von
dem Galvanometer 44 gesteuerten Stift 41 aufgezeichnet Wie in der Elektrik-Log-Technik bekannt ist, ist die
Größe des an der Elektrode 36 beobachteten Potentials in linearer Beziehung zum Widerstand der Erdschicht in
der Umgebung der Strom-Elektrode 26. Der Streifen 42 wird durch die Rolle 45 und den Motor 46
weitergezogen. Die Drehung des Motors 46 ist mit der Bewegung der Meßsonde durch das Bohrloch mittels
eines Kabellängenanzeigegerätes 48 synchronisiert. Die Marke 43 auf dem Streifen 42 fällt mit der Lage des
Stiftes 41 und anderer Stifte zusammen, wenn die Sonde sich in einer der Marke zugeordneten Teufe befindet. In
F i g. 1 stellt die Marke 43 eine Teufe von 5000 Fuß (etwa 1500 m) dar. Die Spur 47 des Stiftes 41 auf dem
Streifen 42 ist daher eine Aufzeichnung des Widerstandes eines kleinen Volumens der Erdschichten, die
unmittelbar das Bohrloch umgeben, wobei die Messung durch die im kurzen Abstand liegende Elektrode 36
erfolgt Das Galvanometer 70 und der Stift 71 zeichnen eine entsprechende Kurve 72 auf, die jedoch die
Messung des Widerstandes eines größeren Sediment-Volumens im Bereich der Stromelektrode darstellen,
wobei die Beobachtung über eine mit weitem Abstand liegende Elektrode, z. B. Elektrode 54, erfolgt.
Um die Kurve 72 zu verwenden, die Nähe eines Salzdomes mit Bezug auf das Bohrloch anzuzeigen, muß
vorausgesagt werden, welche entsprechenden Werte die Kurve 72 haben würde, falls kein Salz in der
Nachbarschaft des Bohrloches vorhanden wäre. Es ist festgestellt worden, (s. zum Beispiel Ku η ζ und
Moran, Geophysics 23, S. 770 bis 794, 1958), daß die sogenannten »normalen« Elektroden-Anordnungen,
wie die hier beschriebenen, die Horizontalkomponente des Widerstandes in einer Formation messen. Falls die
Formation mit Bezug auf den Widerstand anisotrop ist, entweder auf Grund der MikroStruktur des Gesteins
oder auf Grund der horizontalen Schichtung aus Lagen mit unterschiedlichem Widerstand, zeichnet jede der
Potential-Elektroden eine Kurve auf, die dem mittleren horizontalen Widerstand eines Abschnittes der Formation
entspricht, der angenähert in Dicke gleich dem Abstand der entsprechenden Elektroden von der
Strom-Elektrode ist Der tatsächliche mittlere horizontale Widerstand einer solchen Gruppe von horizontal
geschichteten Leitern ist nicht der Teufenmittelwiderstand, sondern vielmehr das Reziproke der Teufenmittelleitfähigkeit
Dieser Reziprokwert kann auch als harmonischer Teufenmittelwiderstand bezeichnet werden.
Um den tatsächlichen mittleren horizontalen Widerstand instrumental zu bestimmen, empfiehlt es
sich, erst ein Teufenmittel der Leitfähigkeiten der einzelnen Schichten festzustellen und dann den
Kehrwert der Größe zu nehmen. Dieser Reziprokwert ist der gewünschte Schichtwiderstand über den
Teufen-Durchschnitt. Die Apparatur führt diese Arbeitsschritte mit den Messungen aus, die der mit kurzem
Abstand aufgenommenen Kurve entsprechen und bildet einen Voraussagewert für die mit weitem Abstand
aufgenommene Kurve.
In Fig. 1 ist die Kurve 73 der Teufendurchschnittswiderstand,
der aus den die Kurve 47 bildenden Werten erzeugt worden ist. Nach der vorhergehenden Beschreibung
stellt die Kurve 73 den Wert des Widerstandes dar, der in der Kurve 72 aufgezeichnet werden würde, falls
sich kein Salzdom innerhalb des Bereiches befindet, durch den die im langen Abstand liegende Elektrode
beeinflußt wird.
Die Apparatur stellt die Kurve 73 wie folgt her: Das Potential, das durch die im kurzen Abstand liegende
Elektrode 36 gemessen und über die Leitung 56 geführt wird, wird an den Verstärker 57 angelegt. Das
Potentiometer 58 wird verwendet, um einen geeigneten Maßstabsfaktor zu erzielen, und das sich ergebende
Signal wird in die Reziprokeinrichtung 59 eingegeben, die ein Analog-Divisionswerk ist, in welcher die Einheit
durch die eingeführte Größe geteilt wird. Das reziproke Signal wird dann einem Integrator 60 zugeführt, wobei
das Signal der Integrand und die Integrationsveränderliche die Teufe ist, die durch das Potentiometer 6t in eine
Spannung übersetzt wird. In den Integrator 60 wird auch noch ein weiteres Signal von dem Teil der Kurve
47 eingespeist, der an einer vorhergehenden, größeren Teufe aufgezeichnet worden ist, da das Log bei
Aufwärtsfahren der Sonde aufgenommen wird. Das Signal aus der unteren Teufe wird abgezogen, während
das Signal von der geringeren Teufe addiert wird. Das sich ergebende Integral ist proportional einem laufenden
Durchschnitt zwischen den beiden Teufen. Der Widerstand aus der größeren Teufe wird von der Kurve
47 durch eine optische Kurvenfolgeeinrichtung 62 abgelesen. Das Signal aus der Folgeeinrichtung 42 wird
in den Verstärker 63 eingespeist, und das Ausgangssignal des Verstärkers 63 wird einerseits dem Maßstabspotentiometer
65 zugeführt. Das Signal aus dem Potentiometer 65 geht dann in die Reziprokeinrichtung
67 und durch den Vorzeichenänderungsverstärker 69, so daß es subtrahierend in den Integrator 60 eingespeist
wird. Das laufende Teufenmittel zwischen den beiden Teufen, die als 6000 und 5000 Fuß (etwa 1800 und
1500m) in Fig. 1 dargestellt sind, wird durch die
Ausgangsspannung des Integrators 60 wiedergegeben. Diese Spannung wird dem Verstärker 37 und dem
Potentiometer 38 für Maßstabszwecke zugeführt, und dann in die Reziprokeinrichtung 39 für die schließliche
Umkehr eingespeist. Die Endspannung ist daher der tatsächliche mittlere Widerstand und stellt den Kehrwert
des durchschnittlichen reziproken Widerstandes oder der mittleren Leitfähigkeit über das gesamte
Teufenintervall zwischen 5000 und 6000 Fuß dar. Das Signal, welches den tatsächlichen mittleren Widerstand
darstellt, wird dem Galvanometer 35 zugeführt und auf dem Streifen 42 durch den Stift 33 bei der Teufe 5500
Fuß abgetragen (1 Fuß = 0,3048 m).
Das Maßstabspotentiometer 38 ist so eingestellt, daß die Kurve 73 mit der Kurve 72 zusammenfallen würde,
falls kein Salz in dem Bereich vorhanden wäre, der das Signal von der mit weitem Abstand angeordneten
Elektrode 54 beeinflußt. Falls Salz oder ein anderes
Material mit einem massiven Widerstand innerhalb dieses Bereiches liegt, zeigt die Kurve 73 einen
geringeren Widerstand als Kurve 72.
Bezüglich der Größe der Differenz, die zwischen den Kurven 72 und 73 zu erwarten ist, ergibt sich, daß die
größte Differenz auftritt, wenn eine Wand aus Salz mit hohem Widerstand sehr nahe beim Bohrloch liegt. Eine
solche Wand verdrängt nahezu die Hälfte der sonst verfügbaren Schicht, durch die der Log-Strom fließen
ίο könnte. Der scheinbare Widerstand ist bei einer
Elektrodenaufstellung mit weitem Abstand, die das Salz
wahrnimmt, nahezu zweimal so groß wie der Widerstand, bei einer Aufstellung mit kurzem Abstand, die das
Salz nicht wahrnimmt. In einem solchen Fall zeigt die Kurve 72 Werte, die nahezu zweimal so groß wie die der
Kurve 73 in der gleichen Teufe sind, wenn das Salz wahrgenommen wird. In den Fällen, in denen das Salz
nicht so dicht dem Bohrloch benachbart liegt, ist es erforderlich, die oben besprochene Theorie der ersten
Annäherung anzuwenden, um die Entfernung zwischen Bohrloch und Salz zu bestimmen.
Der scheinbare Widerstand kann von der Theorie erster Annäherung für alle Fälle bestimmt werden, in
denen elektrische Potentiale durch irgendeine der Elektroden 36 oder 50 bis 54 gemessen werden, die mit
einem Abstand A von der Stromelektrode entfernt liegen. Hierzu wird r = 0 in der Gleichung (1) der
Theorie erster Annäherung eingesetzt, nämlich
In der Gleichung (5) wird als scheinbarer Widerstand der auf der rechten Seite außer dem Ausdruck HA π Α
vorhandene Faktor angenommen, in Übereinstimmung mit der allgemeinen Formel
Scheinbarer Widerstand
(Potential)
_ 4rr (Elektrodenzwischenabstand)
Stromstärke
Stromstärke
Das Einsetzen von (6) in (5) ergibt, daß, falls kein Salz vorhanden ist, der vorausgesagte scheinbare Widerstand
ρ = ί/ö H ist
Eine Salzflanke im Abstand ΛΌ vom Bohrloch und
parallel zu diesem wirkt als eine isolierende Sperre und führt auf Grund Gleichung (1) zu einem Potential nach
folgender Formel
\Γ\+ΑΧ2Ι\2 ΤΑ2
Die Anwendung von (6) auf (7) führt zu dem Ergebnis, daß in diesem Fall für den scheinbaren Widerstand Qs gilt
1 +
I +AX2.
2IA2J '
Dabei ist der scheinbare Abstand X «= Χο/ιτ. Das
Verhältnis von Qs aus Gleichung (8) zu ρ = 1/öh führt zu
der Gleichung
1. + 4A·2,!-
609 648/20
Hierin ist
Qs der scheinbare Widerstand aus (6), gemessen in
der Anwesenheit von Salz,
ρ der scheinbare Widerstand aus der Theorie erster Annäherung, gemessen in der Abwesenheit von
ρ der scheinbare Widerstand aus der Theorie erster Annäherung, gemessen in der Abwesenheit von
Salz = I/oh,
X der scheinbare Widerstand zwischen Bohrloch
und Salzfläche,
Xo der tatsächliche Abstand zwischen dem Bohrloch
Xo der tatsächliche Abstand zwischen dem Bohrloch
und der Salzfläche, Xo = Xt, und
A der Abstand zwischen der Stromelektrode 26 und der weit davon angeordneten Elektrode 54.
A der Abstand zwischen der Stromelektrode 26 und der weit davon angeordneten Elektrode 54.
Falls das Salz so liegt, daß es keine Wirkung auf im kurzen Abstand erfolgenden Messungen oder irgendwelche
Log-Messungen über kurze Abstände ausübt, die zur Ermittlung von öh angewendet werden, dagegen
ausgesprochen die im weiten Abstand erfolgenden Messungen beeinflußt, dann ist es aus dem Verhältnis
der Widerstände, die mit Hilfe von Gleichung (9) interpretiert werden, möglich, die Entfernung zur
Salzflanke innerhalb der Meßgenauigkeit von Ar abzuschätzen. Unter Bezug auf den bereits erwähnten
Aufsatz von K u η ζ und M ο r a η ergibt sich, daß Werte für die Mikro-Anisotropie, die zwei übersteigen,
unwahrscheinlich sind, selbst in stärker anisotropen Schichten, wie z. B. Tonen. Weiter ist es möglich, genau
den Anisotropie-Beitrag zu berechnen, der sich aus der heterogenen Ablagerung von Schichten mit verschiedenem
an ergibt. Infolgedessen kann λτ mit einiger
Genauigkeit abgeschätzt werden, und zwar tatsächlich innerhalb von 50% ohne weitreichende Informationen,
die über die vom Log verfügbaren hinausgehen. Selbst in extremen Fällen, in denen λτ innerhalb einer
Genauigkeit bekannt ist, die nicht besser als ein Faktor 2 ist, ist Xo dann innerhalb dieses gleichen Faktors
bekannt. Während eine solche Ungewißheit Logmessungen nur einen geringen Wert verleiht, ist in diesem
besonderen Fall die Kenntnis des Abstandes vom Salz innerhalb eines Faktors 2 mehr als angemessen. Zum
Beispiel, falls die Salzflanke als 30 m entfernt berechnet wird, spielt es keine Rolle, ob es 15 m oder 60 m sind. In
keinem Fall ist es möglich, daß eine wirtschaftlich bedeutende ölansammlung zwischen dem trocknen
Bohrloch und der Salzflanke liegt. Andererseits würde eine Bestimmung des Salzes bei 300 m mit einer
Unsicherheit von 2 zu weiteren Aufschlüssen oder Bohrungen führen. Daher kann selbst bei äußerster
Ungewißheit in λτ das vorliegende Verfahren noch angewandt werden, um wirtschaftlich nützliche Ergebnisse
zu bringen.
Eine Betrachtung einiger der praktischen Konsequenzen der Gleichung (9) zeigt, daß eine Berechnung mit
einer Aussage über die Entfernung Bohrloch — Salz nur ausgeführt werden kann, falls das Verhältnis des weiten
Elektrodenabstandes zu dieser Entfernung innerhalb eines gewissen Bereiches liegt. Dies ergibt sich mit
Bezug auf F i g. 2, welche eine graphische Darstellung der Gleichung (9) ist. Die Kurve des Widerstandsverhältnisses
flacht sich zunächst ab und nähert sich asymptotisch dem Wert 2 bei großen Werten des
Verhältnisses von Elektrodenabstand zu Entfernung. Das bedeutet, daß große Änderungen in der Entfernung
Bohrloch — Salz durch nur kleine Änderungen im gemessenen Widerstandsverhältnis dargestellt werden.
In der Praxis kann natürlich das Widerstandsverhältnis nicht mit hoher Genauigkeit gemessen werden. Es ist
nicht vernünftig, eine Genauigkeit zu erwarten, die besser als 10% ist. Die Fig.2 zeigt, daß es bei einer
Genauigkeit von 10% wenig zweckmäßig ist, eine Abstandsberechnung zu versuchen, falls der Elektrodenabstand
größer als das Dreifache der scheinbaren Bohrloch-Salz-Entfernung wäre. Die Kurve ist zu flach
für Werte von AIX, die größer als 3 sind.
Es wird jetzt auf das untere Ende der Kurve in F i g. 2 Bezug genommen. Offenbar könnte eine 10%ige
Änderung in dem gemessenen Widerstandsverhältnis im Bereich von 1,1 bis herunter zur Einheit eine
Änderung im berechneten Wert der scheinbaren Bohrloch-Salz-Entfernung von etwa dem Vierfachen
des Elektrodenabstandes bis Unendlich bedeuten.
Offensichtlich wurden Berechnungen in diesem Gebiet Zweifeln unterliegen.
Mit Rücksicht auf diese Betrachtung läßt sich ein Arbeitsbereich für das Verhältnis AIX (Elektrodenabstand
zu scheinbarem Bohrloch-Salz-Abstand) wählen.
Die Grenzen für den Bereich sind natürlich etwas willkürlich, jedoch sollte die untere Grenze merklich
größer als 0,25, etwa 0,50, und die obere Grenze kleiner als 3,0 etwa 2,0, sein. Falls das Verhältnis von
Elektrodenabstand zu scheinbarer Bohrloch-Salz-Entfernung
niemals größer als 2 und kleiner als 0,5 und die scheinbare Bohrloch-Salz-Entfernung unbekannt ist,
sind Messungen mit mehr als einem Elektrodenpaar erforderlich. Zum Beispiel kann die Apparatur mit einer
Reihe von Elektroden mit aufeinanderfolgenden Abständen in geometrischer Reihe benutzt werden, wobei
jeder Abstand das Vierfache des nächstkleineren Abstandes ist. Es empfiehlt sich sogar, kleinere
Verhältnisse zwischen aufeinanderfolgenden Abständen, Verhältnisse von nur 2,0 bis 2,5 zu verwenden. Eine
geeignete Gruppe weiter Abstände beträgt z. B. 50,100,
200,500,1000 und 2000 Fuß (etwa 15,30,60,150,300 und
600 m).
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Behandlung der mittels der Meßsonde aus dem
Bohrloch erhaltenen Informationen an der Oberfläche abgewandelt und die Handhabung von mehr als 2 mit
weitem Abstand liegenden Potential-Meß-(Widerstands-Meß-)Elektroden
vorgesehen. Für Zwecke dieser Besprechung ist es zweckmäßig, λτ als Einheit
anzunehmen. In der vereinfachten Darstellung dieser Apparatur in F i g. 3 sind einige gesonderte Datenverarbeitungseinheiten
der ersten Ausführungsform zusammengefaßt worden. Zum Beispiel die Einheit 75, die als
ein mit 3 Anschlüssen versehener Kasten dargestellt ist, bildet eine Zusammenfassung von solchen Bestandteilen,
die in der oberen rechten Ecke der F i g. 1 dargestellt sind: Reziprok-Einrichtungen 39, 59 und 67;
Verstärker 57, 37, 63 und 69; Potentiometer 58, 38 und 65, und Integrator 60. Auf die vorhergehende Beschrei-
5j bung wird Bezug genommen, um anzuzeigen, daß eine
zusammengesetzte Einheit zwei Spannungen aufnehmen kann, von denen die eine einen momentanen Wert
des Signals und die andere einen vorher aufgezeichneten Wert des gleichen Signals darstellt Die zusammengesetzte
Einheit kann ein Spannungssignal liefern, das den laufenden harmonischen Durchschnitt des gegebenen
Signals zwischen den gegebenen Werten darstellt.
Auch zeigt zum Zweck der Vereinfachung F i g. 3 nur drei mit weitem Abstand aufgenommene Widerstandswerte
und einen mit kurzem Abstand aufgenommenen Widerstandswert, die aufgezeichnet werden. Wie oben
erwähnt, kann eine für die Praxis geeignete Anordnung mit 6 im weiten Abstand aufgenommenen Werten
arbeiten. Zum Zweck der Erläuterung wird angenommen, daß die in F i g. 3 dargestellten weiten Abstände
200, 500 und 1000 Fuß betragen (etwa 60, 150 und 300 m).
Nach Fig.3 stammt das in kurzen Abstand
aufgenommene Widerstandssignal von einer Elektrode im Bohrloch 10, wird über ein Kabel 76 und durch den
Verstärker 77 hindurch dem Galvanometer 44 zugeführt und steuert den Stift 41, um die im kurzen Abstand
aufgenommene Widerstandskurve 47 auf dem Streifen 42 aufzuzeichnen. Das in kurzem Abstand aufgenommene
Signal läuft jedoch auch durch die Leitung 78 und wird auf der Magnettrommel 79 aufgezeichnet. Die
Trommel 79 gehört zu einer Art, die allgemein für Rechenzwecke und in Datenverarbeitungseinrichtungen
verwendet wird. Ihre Oberfläche kann durch entsprechende Magnetköpfe magnetisiert oder gelöscht
\ werden. Nach F i g. 3 läuft die Trommel synchron mit der Bewegung des Log-Kabels im Bohrloch, wie der
! Streifen in Fig. 1, so daß eine 180°-Drehung der Trommel 1000 Fuß (300 m), 90° 500 Fuß (150 m) und 36°
200 Fuß (60 m) darstellen.
^ In gleicher Weise wie das über die Leitung 76
φ aufwärts geführte, mit kurzem Abstand aufgenommene Signal geht das in 200 Fuß Abstand aufgenommene
Signal über die Leitung 80 und den Verstärker 81 auf das Galvanometer 82 und steuert den Stift 82, um die Spur
84 zu erzeugen. Das in 500 Fuß Abstand aufgenommene Signal geht über die Leitung 86 zum Verstärker 87 und
dann zum Galvanometer 88 und veranlaßt die Aufzeichnung der Spur 90 auf dem Streifen 42 durch den
Stift 89. Das in 1000 Fuß Abstand aufgenommene Signal geht durch die Leitung 92 und Verstärker 92 zum
Galvanometer 94, um den Stift 95 zu betätigen.
Drei der obenerwähnten zusammengesetzten Einheiten sind in Fig.3 dargestellt. Jede von ihnen hat den
Zweck, ein laufendes Mittel des im kurzen Abstand aufgenommenen Signals aufzunehmen, um es entlang
der zugeordneten, im weiten Abstand aufgenommenen Kurve abzutragen. Die zusammengesetzte Einheit 75
empfängt das momentan eintreffende, mit kurzem Abstand aufgenommene Signal über die Leitung 97 und
außerdem das im kurzen Abstand aufgenommene Signal, das 1000 Fuß unterhalb der momentanen Teufe
und 180° auf dem Umfang der Magnettrommel entfernt aufgezeichnet worden ist, über die Leitung 98. Das
momentane Signal wird addiert und das vorhergehende Signal abgezogen in einer laufenden Integration, wie
oben erläutert, und der sich ergebende, richtig gemittelte Wert wird aus der zusammengesetzten
Einheit 75 durch die Leitung 99 heraus- und dem Galvanometer 100 zugeführt, um den Stift 101 zur
Aufzeichnung der Spur 102 zu betätigen, die das 1000-Fuß-Mittel der im kurzen Abstand aufgenommenen
Kurve darstellt und zum Vergleich mit der tatsächlich gemessenen 1000-Fuß-Kurve 96 dient
In einer entsprechenden Weise wird das aufgezeichnete, im kurzen Abstand aufgenommene Signal von der
Magnettrommel an der 90°-Stelle 103 abgelesen, die eine Teufendifferenz von 500 Fuß darstellt. Das Signal
wird durch die Leitung 104 der zusammengesetzten Einheit 105 zugeführt. In die Einheit 105 wird auch das
momentan aufgenommene Signal durch die Leitung 97 eingespeist. Ebenso wie die zusammengesetzte Einheit
75 ein laufendes Mittel über 1000 Fuß erstellt, liefert die zusammengesetzte Einheit 105 ein laufendes Mittel über
500 Fuß, und der Wert dieses Mittels wird auf dem Streifen 42 als Kurve 106 mittels des Galvanometers 107
und des Stiftes 108 abgetragen. Auch wird in gleicher Weise das aufgezeichnete, im kurzen Abstand aufgenommene
Signal von der Magnettrommel an der 36°-Stelle 109 abgelesen, die eine Teufendifferenz von
200 Fuß darstellt Dieses Signal wird durch die Leitung 111 der zusammengesetzten Einheit 110 zugeführt. Die
Einheit 110 nimmt auch das momentan aufgenommene Signal über die Leitung 97 auf. In der Einheit 110 wird
das laufende Mittel über 200 Fuß erstellt, und der Wert
ίο dieses Mittels wird auf dem Film 42 als Kurve 112
mittels Galvanometer 113 und Stift 114 abgetragen.
Die 200-Fuß-Kurve 84 zeigt keinen hervorstechenden Überschuß über die gemittelte Kurzabstandskurve 112.
Falls ein Salzdom in der Nähe ist, ist demnach die nächste Stelle des Salzdomes viel mehr als 200 Fuß
entfernt. Die 500-Fuß-Kurve 90 zeigt keinen bemerkenswerten Überschuß bei Teufen, die größer als 6000
Fuß (1800 m) sind. Ein bedeutsamer Überschuß von angenähert etwa 20% über die entsprechende gemittelte
Kurzabstandskurve 106 tritt dagegen bei weniger als 6000 Fuß auf. Aus F i g. 2 ist abzuleiten, daß ein 20%iger
Überschuß einem Verhältnis zwischen Elektrodenabstand und Salzentfernung von etwa 0,4 entspricht; das
ergibt, daß in Teufen von 5000 bis 5500 Fuß (1500 bis 1650 m) das Bohrloch etwa 1200 Fuß (360 m) von einem
Salzdom entfernt ist (500 · 1/0,4 = 1250). Eine Bestätigung dieser Abschätzung liefert die 1000-Fuß-Kurve,
welche einen merklichen Überschuß über die entsprechende gemittelte Kurzabstandskurve 102 zeigt, sogar
in der größten dargestellten Teufe, bei angenähert 6500 Fuß (1950 m). Die Kurve 102 zeigt einen klären
Überschuß von etwa 40% bei 5500 Fuß (1650 m). Mit Hilfe der F i g. 2 ist abzuschätzen, daß bei 5500 (1650 m)
die Wand eines Salzdomes etwa 1000 Fuß (300 m) entfernt ist (1000 · 1 = 1000). In der Annahme, daß alle
diese Daten bedeutsam sind, kann somit abgeleitet werden, daß ein Salzüberhang, wie in F i g. 1 dargestellt,
ermittelt worden ist und in Teufen zwischen 5000 bis 6000 Fuß (1500 und 1800 m) in der Größenordnung von
1000 Fuß (300 m) vom Bohrloch entfernt ist. Dabei ist
die Entfernung am unteren Teil des Domes größer.
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen weisen sogenannte Analog-Recheneinrichtungen auf,
welche die kontinuierlich sich ändernden Spannungen behandeln. Die in der erfindungsgemäß ausgebildeten
Apparatur ausgeführten Arbeitsschritte können auch mit Digital-Einrichtungen ausgeführt werden, die
diskrete Spannungsablesungen verarbeiten. Die digitale Verarbeitung der Information hat gewisse grundsätzliehe
Vorzüge, z. B. bei der Verarbeitung von intermittierend eintreffenden Signalen, etwa, wenn zwei oder mehr
Nachrichtensignale auf einer Kabelleitung übertragen werden und die Zeit für diese aufgeteilt werden muß.
Eine digitale Verarbeitungsanordnung ist in Fig.4 schematisch dargestellt.
In F i g. 4 kommt ebenso wie in F i g. 3 das Signal von der mit kurzem Abstand liegenden Elektrode über die
Kabelleitung 76 und geht durch den Verstärker 77. In F i g. 4 wird jedoch das verstärkte Kurzabstandssignal in
ein Digital-Voltmeter 115 eingespeist. Die Signale von den mit langen Abständen, wie 200 Fuß (60 m), 500 Fuß
(150 m) und 1000 Fuß (300 m), angeordneten Elektroden gehen über die Kabelleitungen 80, 86, und 92 und
werden den Verstärkern 81, 87 und 93, wie oben erwähnt, zugeführt.
Die digitalen Spannungen aus dem Meßgerät 115 werden auf dem Band 116 durch den magnetischen
Aufzeichnungs- und Lesekopf 117 aufgezeichnet. Sie
werden dann unmittelbar oder zu einer gewünschten späteren Zeit in den Digitalrechner 118 eingeführt,
welcher das Reziproke aus jeder diskreten Spannungsablesung bildet, die Reziprokwerte über die
gewünschten Teufenmittlungsintervalle summiert und das Reziproke der Summe bildet und das Ergebnis auf
den entsprechenden Digital-Analog-Umwandler überträgt.
In Fig.4 sind drei Digital-Analog-Umwandler eingezeichnet: 119 zur Behandlung des 200-Fuß-(60 m) t0
Mittels, 120 zur Behandlung des 500-Fuß-(150 m) Mittels und 121 zur Behandlung des 1000-Fuß-(300 m) Mittels.
Der Umwandler 119 speist das Galvanometer 113 zur
Abtragung der 200-Fuß-Mittelkurve, wie oben in Verbindung mit der vorhergehenden Ausführungsform
erläutert wurde. Entsprechend speist der Umwandler 120 das Galvanometer 107 und der Umwandler 121 das
Galvanometer 100. Die hinter den Galvanometern 113, 107 und 100 liegenden Bestandteile und deren Aufgaben
sind die gleichen wie in Verbindung mit Fig.3 beschrieben.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich durch die digitale Aufzeichnung zur Berücksichtigung der Wirkung des λτ
auf die Berechnung der Entfernung von der Salzflanke, so daß dieselbe Aufzeichnungs- und Recheneinrichtung
verwendet werden kann, um einen laufenden Wert von λτ zu berechnen. Ein zweckmäßiger Weg zur Ausführung
dieser Rechnung besteht darin, fortlaufend den Wert der Eigenpotential-Kurve auf dem Band 116
aufzuzeichnen und das Rechenwert 118 zu verwenden, um daraus die Grenzen jeder Schicht in einer
Sand-Ton-Lithologie zu bestimmen. Diese Information, die durch das Rechenwerk mit dem gemessenen
Horizontal-Widerstand jeder Schicht und mit einem vorher bestimmten und festgelegten Wert für die
Mikro-Anisotropie in jeder Art von Lithologie kombiniert wird, erlaubt die Abtragung von λτ unmittelbar auf
dem Film 42, wodurch eine genauere Abschätzung der Entfernung zum Salz erleichtert wird.
Wenn eine oder mehrere Leitungen eines Log-Kabels zur Führung von Signalen von mehr als einer Elektrode
verwendet werden, kann ein Zeitaufteilungsverfahren verwendet werden, z.B. gemäß US-Patentschriften
27 79 912 und 29 17 704. Für die Zwecke der vorliegenden
Erfindung müssen die Spannungen von den verschiedenen Elektroden in verschiedenen Abständen
zu verschiedenen Zeiten oder Entfernungsabständen abgefragt werden, wenn die Log-Sonde aus dem
Bohrloch herausgefahren wird. Vorzugsweise wird die Spannung der im kurzen Abstand liegenden Elektrode
etwa in 1-Fuß-Schritten (0,3 m-Schritten) abgefragt Die
Spannung von einer im Abstand von 200 Fuß (60 m) liegenden Elektrode braucht nur alle 50 Fuß (15 m)
abgefragt zu werden, die von der 500-Fuß-(150 m)Elektrode alle 100 Fuß (30 m) usw. Eine Eigenpotential-Kurve
kann auch über das Kabel unter Ausnutzung eines Zeitaufteilungssystems übertragen werden.
Die günstigste Stromfrequenz für die im weiten Abstand aufzunehmende Messung ist nicht unter allen
Umständen die gleiche. Die günstigste Frequenz wird durch zwei einander entgegengesetzte Anforderungen
bestimmt. Für die Durchdringung von Formationen über große Abstände soll vorzugsweise die Frequenz so
niedrig wie möglich sein. Falls jedoch die Frequenz so niedrig wie diejenige der natürlichen tellurischen
Ströme wird, die in der Erde zu dieser Zeit und an der Stelle der Log-Arbeiten fließen, werden die tellurischen
Potentiale eine Fehlerquelle. Es ist festgestellt worden, daß eine Frequenz in der Größenordnung von 1 Hertz
für die anfänglichen Arbeiten zweckmäßig ist: Niedrigere Frequenzen können dann verwendet werden, falls die
von den tellurischen Spannungen herrührenden Störungen dies zulassen.
Die vorstehenden Beispiele für den Einsatz der Apparatur zeigen, wie ein Salzdom festgestellt werden
kann. Mit der Apparatur können jedoch auch von einem Bohrloch aus andere Körper aufgefunden werden, die
einen hohen Widerstandsunterschied zeigen, z. B. Anhydrit- und Karbonat-Massen und Eruptiv-Gesteine,
ferner Verwerfungen oder Einbrüche, die durch Mineralien abgedichtet sind, die einen hohen Widerstand
aufweisen. Bei den zuletzt genannten Anwendungen können extreme Widerstandsunterschiede zwischen
den vom Bohrloch durchteuften Schichten festgestellt werden. In solchen Fällen hängt die
Gültigkeit der Theorie erster Annäherung von der Genauigkeit ab, mit welcher Φο (r, Z) der Gleichung (1)
tatsächlich das Potential in einem beliebig heterogenen anisotropen Medium wiedergibt, in welchem eine
Punktquelle angeordnet ist und für das keine seitliche oder azimutale Änderung in der elektrischen Leitfähigkeit
vorhanden ist, sondern nur eine vertikale (Z) Abhängigkeit. Das Potential Φ (r, Z) genügt in einem
solchen Fall der von der Quelle fortlaufenden elektrischen Kontinuität, die gegeben ist durch
D Φ
Dr o„(Z) DZ
D Φ
Oy(Z)- =0. (10)
Eine Funktion der Art Φο (r, Z) nach (1) genügt der
Gleichung (10) im Grenzfall des konstanten oh und av.
Numerische Lösungen, die für die Gleichung (10) in einem Rechenwerk erstellt worden sind, haben bestätigt,
daß eine genaue Lösung der Gleichung (10) von Φο der Gleichung (1) für entsprechend große Zwischenelektroden-Abstände
um nur 1 bis 5% für verschiedene typische Fälle abweicht, in denen oh(Z) aus Felddaten
entnommen worden ist und av = oh angenommen wurde (mikroisotroper Fall).
Mit Hilfe der numerischen Verfahren und bei vorgegebenem σh(Z) und unter Annahme der Mikroisotropie
kann festgestellt werden, ob die Theorie erster Ordnung eine ausreichende Lösung für die Gleichung
(10) bei entsprechendem Zwischenelektrodenabständen ist oder nicht Wenn die Theorie erster Annäherung
nicht ausreicht, können die obenerwähnten numerischen Verfahren angewendet werden, um die Gleichung (10)
zu lösen, die dann eine Basis zur Auswertung der mit großem Abstand gemessenen Werte bildet. Diese
Theorie höherer Ordnung erfordert natürlich eine zusätzliche quantitative Auswertung, kann jedoch bei
manchen Einsätzen der Apparatur erforderlich sein.
Weitere Ausgestaltungen der Apparatur sehen z. B. vor, die Widerstände der Erdformationen um die
Bohrung herum zu mitteln. Die Widerstandswerte können einzeln aus einer üblichen im kurzen Elektrodenabstand
aufgenommenen Widerstandskurve abgelesen werden. Momentane Werte werden in regelmäßigen
Zwischenräumen von etwa 5 Fuß (1,5 m) ausgewählt Von diesen Widerstandswerten werden dann die
Kehrwerte genommen und über ein erwünschtes Intervall, wie 500 oder 1000 Fuß (150 oder 300 m)
addiert. Von der Summe wird dann wieder der Kehrwert genommen und bei einem Teufenwert
abgetragen, der in der Mitte zwischen den beiden Enden
des Teufenintervalles liegt. Das Verfahren wird wiederholt, indem der momentane Wert des nächsten
Intervalles von etwa 5 Fuß (1,5 m) zur Summe addiert und von dieser das unterste Intervall in der vorhergehenden
Summation abgestrichen wird. Dieser zweite Wert wird dann in einer Höhe von 5 Fuß (1,5 m) über
dem vorhergehenden Mittelwert abgetragen. Das Verfahren wird über irgendein gewünschtes Intervall
wiederholt, um eine Kurve wie die Kurve 73 in F i g. 1 oder 102 in F i g. 3 zu entwickeln.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
609 048.20
Claims (1)
- Patentanspruch:Geoelektrische Bohrloch-Meßlog-Apparatur mit einer ersten Stromspeiseelektrode am bohrlochseitigen Ende eines Log-Kabels, einer zweiten Stromspeiseelektrode als Erdrückleiter an der Erdoberfläche, mindestens zwei Potentialmeßelektroden mit je unterschiedlichem Abstand zu der ersten Speiseelektrode, mit einer an die Speiseelektroden angeschlossenen Gleich- oder niederfrequenten Wechsel-Stromquelle, sowie mit an die Potentialmeßelektroden jeweils angeschlossenen Meß- und Registriereinrichtung einschließlich datenverarbeitender Geräte, dadurch gekennzeichnet, daß die an einer Mehrzahl von Punkten innerhalb des von der mit größerem Abstand angeordneten Potentialmeßelektrode (54) überspannten Teufenintervalls von einer mit kürzerem Abstand angeordneten Potentialmeßelektrode (36) gemessenen elektrischen Widerstandswerte summiert und diese Summe durch die Anzahl der zugehörigen Meßpunkte geteilt wird und der gewonnene Mittelwert mit dem von der in größerem Abstand angeordneten Potentialmeßelektrode (54) im vorgenannten Teufenintervall gemessenen elektrischen Widerstandswert zum Gewinnen des gesuchten Vermeßwertes für die Vermessung von Salzdomen oder ähnlichen geologischen Körpern hohen elektrischen Eigenwiderstands verglichen wird.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEC0038623 | 1966-03-28 | ||
DEC0038623 | 1966-03-28 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1548155A1 DE1548155A1 (de) | 1970-10-22 |
DE1548155B2 DE1548155B2 (de) | 1976-04-08 |
DE1548155C3 true DE1548155C3 (de) | 1976-11-25 |
Family
ID=
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