-
Die Erfindung bezieht sich auf das
Bestimmen des spezifischen elektrischen Widerstandes von geologischen
Formationen, durch die ein mit einer metallischen Verrohrung versehenes
Bohrloch verläuft.
-
Die Wichtigkeit der Protokollierung
des spezifischen elektrischen Widerstandes bei der Suche nach Öl ist wohlbekannt.
Es ist bekannt, dass der spezifische elektrische Widerstand einer
Formation im wesentlichen von dem Fluid, das es enthält, abhängt. Eine
Formation, die Salzwasser, das leitend ist, enthält, besitzt einen spezifischen
elektrischen Widerstand, der viel niedriger ist als bei einer mit Kohlenwasserstoffen
gefüllten
Formation, weshalb Messungen des spezifischen elektrischen Widerstandes
von unschätzbarem
Wert für
das Lokalisieren von Kohlenwasserstoffvorkommen sind. Das Protokollieren
des spezifischen elektrischen Widerstandes wird seit vielen Jahren
vielfach durchgeführt,
insbesondere mit Hilfe einer Vorrichtung, die Elektroden enthält, jedoch
besitzen gegenwärtige
Techniken ein Anwendungsfeld, das auf unverrohrte Bohrlöcher oder "offene Bohrlöcher", wie sie in der
Fachsprache der Erdölindustrie
heißen,
begrenzt ist. Die Gegenwart im Bohrloch eines metallischen Futterrohrs,
das einen spezifischen elektrischen Widerstand besitzt, der im Vergleich
zu typischen Werten für
geologische Formationen sehr klein ist (etwa 2 × 10-7 Ω·m für ein Stahlfutterrohr
im Vergleich zu Werten im Bereich von 1 Ω·m bis 1000 Ω·m für eine Formation)
stellt ein großes
Hindernis für
das Senden von elektrischen Strömen
in die das Futterrohr umgebenden Formationen dar. Im Ergebnis ist
es insbesondere nicht möglich,
Messwerte des spezifischen elektrischen Widerstandes in Bohrlöchern, in
denen gefördert
wird, zu erhalten, da solche Bohrlöcher mit einer Verrohrung versehen
sind.
-
Es wäre deshalb von großem Vorteil,
wenn eine Messung des spezifischen elektrischen Widerstandes in
Abschnitten von verrohrten Bohrlöchern möglich gemacht
würde.
Solche Messungen, die in einem Bohrloch, in dem gefördert wird,
auf der Höhe des
Vorkommens, vorgenommen werden, würden das Lokalisieren der Wasser-Kohlenwasserstoff-Grenzflächen und
somit das Überwachen,
wie sich die Lagen solcher Grenzflächen mit der Zeit verändern, um
so das Verhalten des Kohlenwasserstoffreservoirs und die Gewinnung
aus diesem zu überwachen,
ermöglichen.
Es wäre
auch möglich,
einen Messwert des spezifischen elektrischen Widerstandes in einem
Bohrloch (oder einem Bohrlochabschnitt) zu erhalten, für das keine
Messwerte erfasst wurden, bevor die Verrohrung angebracht wurde,
um insbesondere Kenntnis über
das Reservoir zu erlangen und optional produktive Schichten, die
zu Beginn nicht lokalisiert wurden, zu erfassen.
-
In der Literatur sind Vorschläge zu diesem Thema
gemacht worden. Das in der Patentschrift
US 2 459 196 angeführte grundlegende Messprinzip
besteht darin, zu bewirken, dass ein Strom längs des Futterrohrs fließt, unter
der Bedingung, dass Strom in die Formation entweicht oder an diese
verloren geht. Ein solcher Verlust ist eine Funktion des spezifischen elektrischen
Widerstandes der Formation: je stärker die Formation leitend
ist, desto größer ist
der Stromverlust. Durch Messen des Stromverlustes kann der spezifische
elektrische Widerstand der Formation bestimmt werden. Der Stromverlust
kann durch Messen des Spannungsabfalls zwischen Elektroden, die
in verschiedenen Tiefen im Bohrloch angeordnet sind, berechnet werden.
Die Patentschrift
US 2 729 784 beschreibt
ein Messverfahren, das zwei Paare von Messelektroden a, b und b,
c verwendet, die längs des
Futterrohrs voneinander beabstandet sind, wobei die Elektroden a
und c im Prinzip von der Elektrode b gleichbeabstandet sind. Beiderseits
der Messelektroden sind Stromelektroden angeordnet, um Ströme in entgegengesetzten
Richtungen in das Futterrohr einzuleiten. Eine Rückkopplungsschleife regelt den
eingeleiteten Strom, damit die äußeren Messelektroden
dasselbe Potenzial besitzen, um so die Auswirkung des Widerstandes
des Futterrohrs, der in den durch die Messelektroden definierten
Abschnitten (a, b) und (b, c) schwankt, aufzuheben. Ein Wert für den Kriechstrom
auf der Höhe
der mittleren Elektrode b wird erhalten, indem der Spannungsabfall
an jedem der Elektrodenpaare a, b und b, c gemessen wird und die
Differenz zwischen den Spannungsabfällen gebildet wird, wobei feststeht,
dass die Differenz zum Kriechstrom proportional ist.
-
Die französische Patentschrift 2 207
278 sieht die Verwendung von drei Messelektroden vor, die wie in
der Patentschrift
US 2 729 784 zur
Messung des Stromkriechverlustes gleichmäßig beabstandet sind, und beschreibt
ein Verfahren in zwei Schritten: einem ersten Schritt zum Messen
des Widerstandes des durch die äußeren Messelektroden definierten
Futterrohrabschnitts, wobei in diesem Schritt bewirkt wird, dass
Strom längs
des Futterrohrs fließt,
derart, dass kein Entweichen in die Formation eintritt; und einem
zweiten Schritt, in dem Strom in die Formation entweichen kann.
Zu diesem Zweck ist ein Stromeinleitungssystem vorgesehen, das eine Emissionselektrode
und zwei Rückführelektroden umfasst,
wobei die nähere
der Messelektroden während
des ersten Schritts aktiv ist und sich die andere Messelektrode
an der Oberfläche
befindet und während
des zweiten Schritts aktiv ist.
-
Die Patentschrift
US 4 769 186 beschreibt ein Verfahren
in zwei Schritten derselben Art wie das in der obenerwähnten französischen
Patentschrift 2 207 278 beschriebene Verfahren und unter Verwendung
derselben Elektrodenkonfiguration. Sie sieht eine Schaltung zum
Aufheben der Auswirkung des sich zwischen zwei Futterrohrabschnitten
verändernden
Widerstandes vor. Die Schaltung umfasst Verstärker, die mit jedem Messelektrodenpaar
verbunden sind, um an ihren Ausgängen
jeweilige Spannungsabfälle
zu liefern. Einer der Verstärker
ist ein Regelverstärker,
dessen Verstärkung
während
des ersten Schritts so eingestellt wird, dass die Differenz zwischen
den Ausgängen
des Verstärkers
aufgehoben wird. Die Patentschrift
US
4 820 989 beschreibt eine gleiche Kompensationstechnik.
-
Eine Aufgabe der Erfindung ist, diese
Kompensationsfunktion in einfacher und wirksamer Weise vorzusehen.
-
Die Erfindung sieht ein Verfahren
zum Überwachen
einer geologischen Formation, durch die ein verrohrtes Bohrloch
verläuft,
vor, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass:
in
einem ersten Schritt in das Futterrohr an einem ersten Punkt, der
in Längsrichtung
von der Formation beabstandet ist, ein Strom eingeleitet wird, um
zu bewirken, dass in die Formation ein Strom kriecht, und Elektroden,
die zwei aufeinander folgende Abschnitte des Futterrohrs definieren,
die sich auf der Höhe
der Formation befinden, dazu verwendet werden, die jeweiligen Potenzialabfälle längs der
Abschnitte zu messen;
in einem zweiten Schritt in das Futterrohr
an einem zweiten Punkt, der in Längsrichtung
von der Formation beabstandet ist und sich auf der dem ersten Punkt gegenüberliegenden
Seite befindet, ein Strom eingeleitet wird, um zu bewirken, dass
in die Formation ein Strom kriecht, und die Elektroden dazu verwendet werden,
die Potenzialabfälle
längs dieser
Abschnitte zu messen;
entsprechende Messungen der beiden Schritte
kombiniert werden, um die Werte zu erhalten, die einem Stromkreis
entsprechen, der durch das Futterrohr zwischen den beiden Einleitungspunkten
gebildet ist und im wesentlichen frei von jeglichem Kriechen in die
Formation ist; und
der Kriechstrom, der den spezifischen elektrischen Widerstand
der Formation angibt, auf der Grundlage der im ersten Schritt und
im zweiten Schritt vorgenommenen Messungen und der Werte, die sich
aus der Kombination ergeben, bestimmt wird.
-
Die Erfindung wird verständlicher
beim Lesen der folgenden Beschreibung, die mit Bezug auf die begleitende
Zeichnung gegeben wird, worin:
-
1 die
Prinzipien der Messung des spezifischen elektrischen Widerstandes
in einem verrohrten Bohrloch zusammenfasst;
-
2 schematisch
die zur Umsetzung dieser Prinzipien entworfene Bohrlochvorrichtung
zeigt; und
-
die 3A, 3B und 3C verschiedene Betriebszustände der
in 2 gezeigten Vorrichtung zeigen.
-
Das Prinzip der Messung des spezifischen elektrischen
Widerstandes in einem verrohrten Bohrloch besteht darin, zu bewirken,
dass Strom längs des
Futterrohrs fließt,
bei einer Rückführung, die
entfernt stattfindet, um zu ermöglichen,
dass Strom in die geologischen Formationen, durch die das Bohrloch
verläuft,
kriecht, und den Kriechstrom auszuwerten: bei jeder gegebenen Höhe innerhalb
des Bohrlochs ist die spezifische elektrische Leitfähigkeit
der das Bohrloch umgebenden Formation um so größer, je höher der Kriechstrom ist. Dies
lässt sich
mathematisch durch eine exponenziell abnehmende Beziehung für den durch
das Futterrohr fließenden
Strom ausdrücken,
wobei die Stärke
der Abnahme bei irgendeiner gegebenen Höhe eine Funktion des Verhältnisses
des spezifischen elektrischen Widerstandes Rt der Formation zum
spezifischen elektrischen Widerstand Rc des Futterrohrs ist.
-
Das Diagramm in 1 zeigt einen Abschnitt eines Bohrlochs 10,
das eine Achse X-X' besitzt
und mit einem metallischen Futterrohr 11 versehen ist.
Die gewünschte
Höhe (oder
Tiefe), in der die Messung vorgenommen wird, ist mit b bezeichnet.
Es wird ein Gehäuseabschnitt
(a, c) betrachtet, der sich beiderseits der Höhe b erstreckt. Wenn ein Strom durch
das Futterrohr fließt,
bei einer Rückführung, die entfernt
(d. h. an der Oberfläche)
stattfindet, lässt sich
der Stromverlust an die Formation in Form eines Stromlaufplans durch
einen Nebenschlussstromkreis oder Shunt, der zwischen der Höhe b des
Futterrohrs und unendlich angeordnet ist, ausdrücken. Der Widerstand des Shunts
repräsentiert
den spezifischen elektrischen Widerstand Rt der Formation auf der Höhe der Elektrode
b. Unter Anwendung des Ohmschen Gesetzes lässt sich schreiben: Rt = k(Vb,∞/Ifor), (1)wobei k eine
geometrische Konstante ist, die durch Eichmessungen bestimmt werden
kann, Vb,∞ das
auf unendlich bezogene Potenzial des Futterrohrs auf Höhe b ist
und Ifor der Kriechstrom auf Höhe
b ist.
-
Durch Approximieren einer diskreten
Abweichung kann ein Stromverlust auf Höhe b als Differenz zwischen
dem Eingangsstrom auf Höhe
b und dem Ausgangsstrom beschrieben werden. Der Kriechstrom Ifor
wird somit als Differenz zwischen den Strömen Iab und Ibc (die als konstant
angenommen werden), die in den Futterrohrabschnitten (a, b) bzw.
(b, c) fließen,
ausgedrückt: Ifor = Iab – Ibc (2)oder Ifor = Vab/Rab – Vbc/Rbc, (2')wobei
Vab und Vbc die Potenzialabfälle
längs des Abschnitts
(a, b) bzw. längs
des Abschnitts (b, c) des Futterrohrs sind und Rab und Rbc die Werte
des Widerstandes des Abschnitts ab und des Abschnitts bc des Futterrohrs
sind. Es wird anfänglich
angenommen, dass der an das Futterrohr angelegte Strom ein Gleichstrom
ist.
-
Angesichts des Verhältnisses
zwischen dem spezifischen elektrischen Widerstand des Futterrohrs und
den gewöhnlichen
Werten des spezifischen elektrischen Widerstandes der Formationen,
das im Bereich von 107 bis 1010 liegt,
ist der Stromverlust über eine
Länge,
die einer Auflösung
entspricht, die für eine
Messung des Formationswiderstandes annehmbar ist, z. B. im Bereich
von 30 cm bis 1 m, sehr klein. Die Differenz zwischen den Potenzialabfällen Vab und
Vbc, die dem Stromverlust zugeschrieben werden kann, ist deshalb
normalerweise eine sehr kleine Größe. Im Ergebnis können selbst
kleine Unbestimmtheiten, die die Ausdrücke der Differenz betreffen,
einen großen
Einfluss haben. Aus bestimmten Gründen (stellenweise Korrosion,
Ungleichförmigkeit des
Futterrohrmaterials oder Schwankung in der Dicke) können die
Widerstandswerte pro Einheitslänge der
Futterrohrabschnitte (a, b) und (b, c) von dem Wert, der den nominellen
Eigenschaften des Futterrohrs entspricht, abweichen und darüber hinaus
untereinander verschieden sein. Eine Unbestimmtheit betrifft auch
die Längen
der Futterrohrabschnitte (a, b) und (b, c), da die Längen von
den Lagen der Kontaktpunkte, an denen die Elektroden mit dem Futterrohr
in Kontakt sind, abhängen,
wobei die Lagen nur mit einer relativ geringen Genauigkeit bekannt
sind.
-
2 zeigt
schematisch eine Vorrichtung zur Umsetzung der obenbeschriebenen
Prinzipien.
-
Die Vorrichtung umfasst eine Sonde 12,
die geeignet ist, in einem Ölbohrloch 10,
das mit einem Futterrohr 11 versehen ist, verschoben zu
werden, und am Ende eines elektrischen Kabels 13, das es mit
einer Oberflächenanlage 14 verbindet,
die Datenerfassungs- und Datenverarbeitungsmittel und eine Versorgung
mit elektrischer Energie 16 umfasst, aufgehängt ist.
Die Sonde 12 ist mit drei Messelektroden a, b und c versehen,
die in Kontakt mit dem Futterrohr angeordnet werden können, wodurch
Futterrohrabschnitte (a, b) und (b, c) einer Länge, die geeigneterweise im
Bereich von 40 cm bis 80 cm liegt, definiert werden. In der gezeigten
Ausführungsform
sind die Elektroden a, b und c an Armen 17 angebracht,
die an der Sonde 12 angelenkt sind. Durch einen Mechanismus
an sich bekannten Typs, der hier nicht im Detail beschrieben werden
muss, können
diese Arme von der Sonde ausgeschwenkt werden, um die Elektroden
in einen Kontakt mit dem Futterrohr zu bringen, und dann in ihre
eingefahrene Position zurückgestellt
werden, sobald die Messungen abgeschlossen sind. Die Elektroden
sind so beschaffen, dass, sobald sie mit dem Futterrohr in Kontakt
sind, ihre Positionen so stationär
wie möglich
bleiben und dass der elektrische Kontakt mit dem Futterrohr optimal
ist.
-
Eine Sonde dieses Typs kann auf der
Grundlage des Instruments ausgeführt
sein, das von Schlumberger kommerziell für den "CPET"-Dienst verwendet
wird, wie in der Patentschrift
US
5 653 514 angegeben ist. Jenes Instrument, das so beschaffen ist,
dass es den kathodischen Schutz des Futterrohrs und dessen Korrosionszustand
bewertet, ist mit zwölf Messelektroden
versehen, die über
vier Höhen
oder Ebenen verteilt sind, die in Längsrichtung voneinander beabstandet
sind, wobei der Abstand zwischen den Ebenen etwa 60 cm beträgt und die
drei Elektroden auf jeder Ebene symmetrisch um die Achse des Instruments,
d. h. mit einem Winkelabstand von 120° zwischen benachbarten Elektroden,
angeordnet sind.
-
Um den spezifischen elektrischen
Widerstand der Formation zu messen, reichen drei Elektroden a, b
und c aus. Jedoch ist es möglich,
eine größere Anzahl
von Ebenen, z. B. wie bei dem obenerwähnten Instrument vier Ebenen,
zu verwenden, die zwei Gruppen aus drei aufeinander folgenden Ebenen
bilden, um mehr Information zu sammeln und Messwerte, die zwei verschiedenen
Tiefen entsprechen, gleichzeitig zu erfassen. In solchen Fällen ist jede
der drei aufeinander folgenden Elektroden mit den obenbeschriebenen
Verarbeitungsschaltungen verbunden. Hinsichtlich der Anzahl von
Elektroden pro Ebene reicht eine einzige Elektrode aus.
-
Die Sonde ist mit Stromelektroden,
nämlich einer
oberen Elektrode In1 und einer unteren Elektrode In2, versehen,
die beiderseits der Elektroden a und c in einem Abstand von den
Elektroden a und c angeordnet sind, der von derselben Größenordnung wie
der Abstand zwischen den Elektroden a und c oder etwas größer als
dieser, z. B. einige Meter, sein kann. Beiderseits des Mittelabschnitts
der Sonde sind isolierende Armaturen 18 wie etwa die AH169-Armaturen,
die von Schlumberger gewöhnlich
verwendet werden, angebracht, wobei der Mittelabschnitt Messelektroden
a, b und c trägt,
damit er von den Stromelektroden In1 und In2 isoliert ist. Die Stromelektroden
In1 und In2 können
in der Art von herkömmlichen
Zentralisierern für
verrohrte Bohrlöcher
ausgeführt
sein. Die Räder,
die normalerweise an solchen Zentralisierern als Elemente, die mit
dem Futterrohr in Kontakt kommen, vorgesehen sind, können dann
durch Elemente, die als Stromelektroden dienen, ersetzt sein, wobei
zum Anschluss an die eine Elektrode bildenden Elemente elektrische
Leiter vorgesehen sind.
-
Die Vorrichtung ist außerdem mit
einer Fernrückführungselektrode
In3, die vorzugsweise auf Oberflächenebene
am Bohrlochkopf (wenn das Bohrloch tief genug ist) oder in einem
gewissen Abstand vom Bohrlochkopf angeordnet ist, und mit Mitteln
zum Speisen der Stromelektroden, um die verschiedenen, weiter unten
mit Bezug auf die 3A bis 3C beschriebenen Stromkreise
einzurichten, versehen. Die Mittel umfassen die obenerwähnte Oberflächen-Stromquelle 16 und
je nach Fall eine zusätzliche
Quelle, die sich in der Sonde befindet, sowie geeignete Schaltkreise.
-
Die in den 3A bis 3C gegebenen
Diagramme zeigen Messschritte, die den verschiedenen Stromweiterleitungskreisen,
die durch die obenbeschriebene Vorrichtung eingerichtet werden,
entsprechen. Wie weiter unten erläutert wird, reichen zwei (oder
drei) solcher Schritte aus, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen.
-
Diese Diagramme zeigen eine Verarbeitungsschaltung,
die Verstärker
Dab und Dbc, deren Eingänge
mit den Elektroden a und b bzw. mit den Elektroden b und c verbunden
sind und die an ihren Ausgängen
die Spannungsabfälle
Vab und Vbc an den durch die Elektroden definierten Futterrohrabschnitten
ausgeben, und einen Verstärker
Dabc, der mit den Verstärkern
Dab und Dbc verbunden ist und an seinem Ausgang die Differenz Vabc
zwischen den Spannungsabfällen
Vab und Vbc liefert, enthält.
Diese Schaltung befindet sich vorzugsweise in der Bohrlochsonde 12.
Sie wird durch Rechenmittel ergänzt, die
vorzugsweise zu den Datenerfassung- und Datenverarbeitungsmitteln 15 der
Oberflächenanlage gehören, wobei
die Rechenmittel die Spannungen von der Verarbeitungsschaltung und
die anderen sachdienlichen Daten empfangen und die Werte Rt des
spezifischen elektrischen Widerstandes liefern. Die Daten werden
herkömmlicherweise
in digitaler Form über
das Kabel 13 übertragen,
wobei in der Sonde 12 ein mit der Verarbeitungsschaltung
verbundener (nicht gezeigter) Analog-Digital-Umsetzer vorgesehen
ist.
-
Der in 3A gezeigte
Schritt kalibriert das Messsystem, das durch die Messelektroden
a, b und c und die Futterrohrabschnitte 11, die sie definieren, gebildet
ist.
-
In diesem Schritt wird mit Hilfe
des Stromkreises, der durch In1 als Einleitungselektrode und In2
als nahe Rückführungselektrode
gebildet ist, durch Anordnen der Schaltkreise in der geeigneten Position
ein Strom an das Futterrohr angelegt. In dieser Weise dringt im
wesentlichen kein Strom in die das Bohrloch umgebende Formation
ein. Der Strom ist vorzugsweise ein niederfrequenter Wechselstrom, z.
B. mit einer Frequenz im Bereich von 1 Hz bis 5 Hz, jedoch wird
bei der Argumentation weiter unten angenommen, dass der Strom ein
Gleichstrom ist.
-
Wenn der angelegte Strom mit It bezeichnet wird,
ergeben sich die folgenden Ausgangspannungen der Verstärker: VabC =
Rab·It (3) VbcC =
Rbc·It (3') VabcC =
(Rab – Rbc)·It (3'')
-
Der in 3B gezeigte
Schritt verwendet einen Stromanlegekreis, der aus einer oberen Elektrode
In1 und der fernen Elektrode In3 gebildet ist, wobei der angelegte
Strom vom selben Typ wie im ersten Schritt, nämlich ein Wechselstrom mit
derselben Frequenz, ist. Unter diesen Bedingungen wird ein Stromkriechverlust
bewirkt, wie mit Bezug auf 1 beschrieben
worden ist, wobei der Kriechverlust eine Funktion des spezifischen
elektrischen Widerstandes der Formation auf der Höhe der Elektrode
b ist. Wenn der durch die Futterrohrabschnitte (a, b) und (b, c) abwärts fließende Strom
mit Id bezeichnet wird und der Kriechstrom wie oben mit Ifor bezeichnet
wird, ergeben sich die folgenden Ausgangsspannungen der Verstärker: VabT =
Rab·Id (4)
VbcT =
Rbc·(Id – Ifor) (4') VabcT =
(Rab – Rbc)·Id + Rbc·Ifor (4'')
-
Durch Kombinieren dieser Ausdrücke lässt sich
der Kriechstrom Ifor ableiten: Ifor = It·[VabcT – (VabcC·VabT/VabC)]/(VabC – VabcC
(5)
-
Der in 3C gezeigte
Schritt unterscheidet sich vom Schritt in 3B lediglich darin, dass die untere Elektrode
In2 anstelle der oberen Elektrode In1 zum Anlegen von Strom verwendet
wird, wobei die Rückführung durch
die Oberflächenelektrode
In3 vorgenommen wird. Wie im Schritt in 3B kriecht deshalb Strom in die Formation,
jedoch fließt
der Strom durch die Futterrohrabschnitte (a, b) und (b, c) abwärts. Dieser
Strom wird mit Ih bezeichnet, während
die erhaltenen Spannungen mit VabB, VbcB und VabcB bezeichnet
werden.
-
Es sei angemerkt, dass nach dem Überlagerungsprinzip
der Stromkreis, der in 3A gezeigt
ist und aus den Elektroden In1 und In2 gebildet ist, hinsichtlich
der elektrischen Größen (Strom
und Spannung) äquivalent
zur Differenz zwischen dem in 3B gezeigten
Stromkreis und dem in 3C gezeigten
Stromkreis ist, wenn der durch die Elektroden In1 bzw. In2 angelegte
Strom gleich ist. Folglich versinnbildlicht: STROMKREIS
3A = STROMKREIS 3B – STROMKREIS
3C
-
Die Strom- und Spannungswerte in
dem obigen Ausdruck (5) und entsprechend dem in 3A gezeigten Schritt können somit
in Übereinstimmung mit
der Erfindung durch die Differenzen zwischen den entsprechenden
Werten, die jeweils in den in den 3B und 3C gezeigten Schritten erhalten
wurden, ersetzt werden: somit ist VabC =
VacT – VacB usw. Dies macht es möglich, den in 3A gezeigten Schritt durch den in 3C gezeigten Schritt zu
ersetzen. Der Vorteil dieser Lösung
ist der, dass der Stromanlegekreis vereinfacht wird. In diesem Zusammenhang
sei angemerkt, dass der in 3A gezeigte
Schritt entweder eine Stromquelle in der Bohrlochsonde oder eine
Stromquelle an der Oberfläche erfordert,
die über
zwei zusätzliche
Litzen im Kabel 13 angeschlossen ist.
-
Um den spezifischen elektrischen
Widerstand Rt der Formation zu bestimmen, verbleibt, sobald der
Kriechstrom Ifor in dieser Weise berechnet worden ist, noch die
Aufgabe, das Potenzial des Futterrohrs in bezug auf eine Referenz
bei unendlich Vb,∞ zu
bestimmen, wie oben erläutert
wurde. Dies wird, wie es in der obenerwähnten Literatur beschrieben
ist, mit Hilfe einer Referenzelektrode ausgeführt, die an der Oberfläche, fern
von der Oberflächen-Rückführungselektrode
IN3 angeordnet sein kann oder sich vorzugsweise im Bohrloch, z.
B. an dem isolierten Kabelabschnitt oder dem "Zaum",
der die Bohrlochvorrichtung mit dem Kabel verbindet, befinden. Es
ist somit möglich,
die Potenzialdifferenz Vbs zwischen dem Futterrohr auf der Höhe der Messelektrode
b und der Referenzelektrode zu messen. Unter Anwendung der obigen
Gleichung (1) wird das Verhältnis
K·Vbs/Ifor
gebildet, wobei K die obenerwähnte
Konstante ist, um den spezifischen elektrischen Widerstand Rt der
Formation abzuleiten. Diese Messung der Spannung Vbs kann wegen
der Kopplungserscheinungen im Kabel nicht gleichzeitig mit den anderen
obenerwähnten
Messungen vorgenommen werden.