FR2463939A1 - Perfectionnement a la methode et aux dispositifs de mesure de la resistivite electrique de formations geologiques - Google Patents
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Abstract
METHODE ET DISPOSITIF DE MESURE DE LA RESISTIVITE ELECTRIQUE DES FORMATIONS GEOLOGIQUES TRAVERSEES PAR UN SONDAGE. CETTE METHODE CONSISTE A DETERMINER L'EVOLUTION DU POTENTIEL ELECTRIQUE DE PART ET D'AUTRE D'UNE ELECTRODE CENTRALE ET NOTAMMENT A LOCALISER LES DEUX NIVEAUX DE SONDAGE OU LE GRADIENT DE POTENTIEL ELECTRIQUE EST NUL. ELLE PERMET DE MESURER LA RESISTIVITE ELECTRIQUE DE LA FORMATION GEOLOGIQUE SITUEE ENTRE CES DEUX NIVEAUX. APPLICATION A LA PROSPECTION.
Description
La présente invention concerne des perfectionnements à la méthode et aux
dispositifs de mesure de la.résistivité électrique des formations géologi7
ques traversées par un sondage.
A l'heure actuelle, les sondes de mesure de la résistivité émettent dans les formations un courant électrique principal au moyen d'une électrode
centrale. Une focalisation déterminée des lignes du courant principal est obte-
nue à l'aide d'un courant auxiliaire émis dans les formations par deux électro-
des de garde situées de part et d'autre de l'électrode centrale. Les valeurs mesurées avec les sondes selon l'art antérieur sont des valeurs moyennes qui
ne représentent pas toujours, avec la précision souhaitée, les variations brus-
ques de la résistivité des couches géologiques adjacentes traversées par un sondage. Les perfectionnements proposés par la présente invention ont pour but de pallier cet inconvénient en permettant une mesure plus précise de la
résistivité électrique des formations géologiques traversées par un sondage.
L'invention pourra être bien comprise et tous ses avantages appa-
ra tront clairement à la lecture de la description de l'invention illustrée
par les figures annexées parmi lesquelles: - la figure 1 montre schématiquement le principe de fonctionnement d'une sonde selon l'art antérieur, - les figures 2 et 3 représentent deux sondes de mesure selon l'art antérieur, - la figure 4 illustre un premier mode de réalisation d'une sonde de mesure selon la présente invention, - la figure 5 est un schéma synoptique des circuits électroniques associés à la sonde, - les figures 6 à 8 D illustrent le fonctionnement de la sonde, - les figures 9 et 10 représentent une sonde de mesure simplifiée, - les figures 11 et 12 montrent l'application de l'invention à une sonde de mesure à focalisation sphérique, - les figures 13 à 17 schématisent diverses variantes de réalisation des sondes
de mesure et des électrodes qui les équipent.
La figure 1 montre schématiquement le principe de fonctionnement des sondes de mesure de résistivité selon l'art antérieur. La sonde comporte une électrode centrale 1 qui émet dans les terrains un courant électrique i. Deux électrodes de garde 2 et 3 situées de part et d'autre de l'électrode centrale 1, émettent dans les formations géologiques un courant auxiliaire I qui assure
une focalisation du courant i.
Le dispositif 4 d'alimentation de la sonde permet de maintenir cons-
tant le courant i et de faire varier le courant auxiliaire ou courant de garde
I pour que les trois électrodes 1, 2 et 3 soient au même potentiel électrique.
Dans ces conditions, la connaissance du courant i et du potentiel électrique
de l'électrode centrale 1 permet de déduire la résistivité de la nappe 5 hachu-
rée sur la figure 1 et dans laquelle circule la quasi totalité du courant i émis par l'électrode 1, comme le montrent les lignes de courant représentées
en trait continu.
Mais, il est également possible de maintenir constant le potentiel de l'électrode centrale 1 et de mesurer la valeur du courant i émis par cette électrode pour déterminer la conductivité de la nappe 5, ce qui permet de
connaître la résistivité.
Pour effectuer des mesures plus précises, on a préconisé l'utilisa-
tion de sondes à sept électrodes du type de celle schématisée sur la figure 2.
Cette sonde comporte entre les électrodes de garde 2 et 3 et l'élec-
trode principale 1 des couples d'électrodes de mesure 6-7 et 8-9 respectivement.
Ces deux couples d'électrodes sont électriquement connectés en parallèle.
Pour effectuer la mesure, on modifie l'intensité du courant de garde I émis par les électrodes 2 et 3 pour que les électrodes de mesure 6 à 9 soient
au même potentiel. La tension de l'électrode 1 permet de déterminer la résisti-
vité de la couche 5, connaissant la valeur du courant i, qui est généralement maintenu constant. Comme on peut le voir sur la figure 2, l'épaisseur de la
nappe 5 concernée par la mesure et dans laquelle circule la totalité du cou-
rant i est égale à la distance d entre les couples d'électrodes de mesure 6-7
et 8-9.
Ce type de sonde a permis d'obtenir une meilleure focalisation
du courant émis par l'électrode principale 1.
D'autres sondes fonctionnant sur le même principe ont été réa-
lisées. La figure 3 montre une sonde dite à focalisation sphérique qui permet de déterminer la résistivité d'une zone limitée de forme sphérique,
ombrée, sur la figure. L'électrode centrale 1 est alimentée par un courant va-
riable i qui circule entre l'électrode 1 et les électrodes d'extrémités 12 et 13 éloignées l'une de l'autre. Ce courant est ajusté de telle sorte que les électrodes de mesure 6, 7, 8 et 9 soient au même potentiel électrique alors qu'un courant I circulant entre l'électrode 1 et les électrodes de garde 2 et 3 maintient un potentiel de référence constant entre les électrodes de mesure 6 à 9 et deux électrodes de contrôle 10 et 11 placées entre l'électrode 1 et les
électrodes 2 et 3.
Dans ces conditions, la valeur du courant i est proportionnelle à la conductivité électrique de la portion ombrée de formation géologique, ce
qui permet de déterminer également la résistivité électrique.
Pour réaliser des mesures plus localisées, on a proposé des sondes fonctionnant sur le principe de la sonde illustrée par la figure 2, dans lesquelles les électrodes, sont portées par un patin en contact avec la paroi du puits. On a également construit des sondes du type de celles de la figure 2, dans lesquelles le retour du courant de mesure et de garde se fait par deux électrodes 12, 13 pas très éloignées l'une de l'autre de façon à obtenir une
focalisation moins efficace et différentes profondeurs d'investigation.
Toutes ces sondes selon l'art antérieur sont décrites en détail dans la publication de l'Institut Français du Pétrole, Collection Science et
Technique du Pétrole, no 13, intitulée "Théorie et Interprétation des Diagra-
phies" de Robert DESBRANDES (chapitres 6 et 7) et publiée aux Editions Technip
en 1968, et dans la littérature spécialisée.
Les résultats obtenus avec ces sondes sont relativement précis lorsque les mesures sont effectuées en milieu homogène, mais cette précision
est notablement affectée lorsqu'on réalise des mesures dans des zones de ter-
rains o la résistivité varie rapidement. De plus, la focalisation du courant de mesure qui dépend de paramètres géométriques de la sonde (position relative des électrodes, dimensions des électrodes, etc...) ne peut être modifiée en
cours de mesure.
La présente invention permet d'éliminer, ou tout au moins de réduire très fortement ces inconvénients, en proposant un nouveau type de
sonde perfectionnée illustrée schématiquement sur la figure 4.
La sonde comporte un corps de sonde C équipé d'électrodes re-
liées à un ensemble de traitement et d'alimentation T incorporé à la sonde.
Pour la clarté de la figure, cet ensemble a été représenté à l'extérieur du corps de-sonde. La sonde est supportée par un cable de manoeuvre non représenté et l'ensemble T est relié par un câble de transmission L à un appareillage A de traitement des informations en surface. Eventuellement, le câble L peut gtre intégré au câble de manoeuvre de la sonde comme cela est bien connu de l'homme de l'art. L'ensemble T et l'appareillage A sont représentés plus en
détail sur la figure 5 à laquelle on se réfère également pour la description
de la sonde.
La sonde est pourvue d'une électrode centrale Ao reliée par un conducteur 100 à une source d'alimentation de courant électrique 101 (fig. ). Le courant électrique i délivré par l'alimentation 101 est mesuré par un
dispositif approprié 102 qui peut ou non, être intégré à l'alimentation 101.
Le courant i se referme sur la masse constituée par la gaine exposée à la boue des appareils, ou l'armature du câble, ou encore sur une
électrode non représentée.
De part et d'autre de l'électrode centrale A sont placées deux électrodes de garde A1 et A2, reliées respectivement par des conducteurs
103 et 104 à deux alimentations électriques 105 et 106 réglables et indépen-
dantes. L'alimentation 105 alimente l'électrode A1 avec un courant
électrique I1 dont la valeur est mesurée par un dispositif 107.
L'alimentation 106 délivre à l'électrode A2 un courant électri-
que I2 mesuré par un dispositif 108.
Les courants de garde I et I se referment sur des électrodes plus ou moins éloignées, schématisées en B1 et B2' Les dispositifs 107 et 108 de mesure des courants I 1 et I2
peuvent être ou non intégrés aux alimentations 105 et 106.
L'énergie électrique fournie aux alimentations de courant 101, 105 et 106 est délivrée par une alimentation générale 109, composant l'appareillage de surface A, et transmise par un conducteur 110 du câble L. Entre l'électrode centrale A et l'électrode de garde A1 est placé un ensemble de plusieurs électrodes de mesure M1, M2, M3, M4... De la même façon, entre l'électrode centrale et l'électrode de garde A2, est placé
un ensemble de plusieurs électrodes de mesure MI'1, M'2, Mi'3, M'4.. De préfé-
rence, mais non exclusivement, les électrodes de garde et les deux ensembles d'électrodes de mesure sont disposés symétriquement par rapport à l'électrode centrale A0.' De plus, le nombre d'électrodes de mesure qui doit être au moins
égal à deux, peut varier comme cela apparaîtra à l'évidence de ce qui suit.
Les électrodes de mesure M M M'1... M' servent à mesu-
1 4' 4 14
rer le potentiel électrique entre l'électrode centrale A et les électrodes
de garde A1 et A2.
Le fonctionnement de la sonde selon l'invention est expliqué
en se référant aux figures 6 et 7.
La première représente en trait continu le potentiel électri-
que V de part et d'autre de l'électrode centrale, en supposant que la sonde fonctionne dans un milieu homogène et que les courants de focalisation I1 et I2 émis par les électrodes de garde A et A soient 6gaux.La courbe en trait
2 1 2
interrompu représente le gradiént de potentiel, c'est-à-dire la dérivée pre-
mière du potentiel électrique V en fonction de la distance 1 mesurée par rap-
port à l'électrode centrale, c'est-à-dire dV dl On voit sur la figure 6 que le gradient de potentiel est nul à une distance 1 de l'électrode centrale A pour des conditions déterminées de o
fonctionnement de la sonde. Cela signifie que le courant i alimentant l'élec-
trode principale A0 est totalement émis dans les formations et circule, au voi-
sinage immédiat de la sonde, dans une nappe d'épaisseur 2 1. En effet, à la
distance 1 de part et d'autre de l'électrode centrale A., le gradient de poten-
tiel étant nul, il ne peut circuler de courant électrique dans une direction
ayant une composante parallèle à l'axe de la sonde.
En milieu homogène, lorsque les électrodes A., A1 et A2 sont au même potentiel électrique et lorsque le courant i émis par l'électrode A0 est maintenu constant, la distance l est fonction des courants I1 et I2 émis par les électrodes de garde. Ainsi, par exemple, le réglage des courants I et I2 peut assurer une focalisation intense du courant émis par l'électrode A0, ce courant i circulant alors dans une nappe de terrain d'épaisseur 2 1 comme le montre la partie gauche de la figure 7. Pour d'autres valeurs de réglage des courants de garde, la focalisation du courant i s'effectuera dans une nappe d'épaisseur 2 l'o, comme représenté sur la partie droite de la figure 7. Bien entendu, avec des courants de garde I et I2 différents, la distance 1 pour laquelle le gradient de potentiel est nul, est différente de part et d'autre de l'électrode centrale A En ajustant correctement la valeur des courants de garde, la distance 2 1 peut varier entre une valeur minimale voisine de la dimension de l'électrode centrale mesurée parallèlement à l'axe de la sonde et une valeur
supérieure à la distance séparant les électrodes de garde.
Les ensembles d'électrodes de mesure MV... M4 et MI1... M'4
permettent de mesurer les valeurs du potentiel électrique en différents en-
droits. On voit donc que leur nombre n'est limité que par des considérations
de fabrication de la sonde permettant d'assurer une bonne isolation des élec-
trodes, etc... et de la précision de mesure désirée. De préférence, ces élec-
trodes de mesure seront disposées dans les zones o l'on désire obtenir un
gradient de potentiel nul.
Les potentiels des électrodes M1, M2, M3, Mh... et M'1, Mi2, M'3, M'a sont mesurés et transmis par des conducteurs 111 à 118. (fig. 4 et 5) à un convertisseur analogique-digital 119 qui, pour la commodité de la figure , a été représenté en deux parties. Ce convertisseur reçoit également les valeurs des potentiels électriques des électrodes A0, A1 et A2, ainsi que les valeurs des courants i, I. et I2 mesurés par les dispositifs 102, 107 et 108.
Toutes les informations de courant et tension indiquées ci-
dessus sont transmises à un microprocesseur 120 également représenté en deux parties sur la figure 5. Ce microprocesseur 120 a été programmé pour calculer les valeurs minimales de la tension V1 i et V2 i correspondant aux points de gradients nuls définis ci-dessus entre l'électrode A et les électrodes de garde A1, A2 et déterminer les distances 11 et 12 entre l'électrode centrale
A0 et les endroits o se produisent ces minima de tension électrique.
Le circuit 120 délivre un signal représentatif de la distance 11. Ce signal est appliqué à un circuit comparateur 121 qui reçoit également un premier signal de consigne d'un circuit 122 du type PROM convenablement programmé selon le désir de l'utilisateur de la sonde. Ce signal de consigne
représente la valeur théorique désirée pour la longueur 1. Le circuit compa-
rateur 121 délivre alors un signal de commande représentatif de l'écart entre
les signaux appliqués sur ses entrées.
Ce' signal de commande modifie de façon correspondante le cou-
rant I délivré par l'alimentation 105 à l'électrode de garde A1 jusqu'à annu.-
lation du signal de commande.
De la même façon, le circuit 120 délivre un signal représenta-
tif de la distance 12. Ce signal est appliqué à un circuit comparateur 123 qui reçoit également un second signal de consigne du circuit 122. Ce second signal de consigne représente la valeur théorique désirée pour la longueur 12* Le circuit comparateur 123 délivre alors un signal de commande représentatif de
l'écart entre les signaux appliqués sur ses entrées. Ce signal de commande mo-
difie de façon correspondante le courant I2 délivré par l'alimentation 106 à
l'électrode de garde A2, jusqu'à annulation du signal de commande.
Lorsque les valeurs des deux signaux de commande sont annulées, le circuit 120 transmet à un circuit de codage 124)pouvant être de tout type connu1des signaux représentatifs des valeurs des courants i, Il et I2 émis respectivement par l'électrode centrale A0 et les électrodes de garde A1 et A2, des valeurs des tensions minimales V et V m et des distances 1 2et1 min 2 nn1 et 12* Après codage, toutes ces informations sont transmises en surface a travers le câble L et par tout procédé connu. Ces informations décodées par un décodeur 125, sont transmises à un calculateur 126 qui détermine: - la résistivité R1 = f (V1 min' 1) La fonction f est définie à l'aide d'un modèle physique, ana- logique, ou mathématique, qui tient compte de la géométrie de la sonde et du
sondage, les couches géologiques étant considérées comme planes et perpendi-
culaires à l'axe du sondage, - la résistivité R = f (V2 min' 2) - le rapport 1 est une information redondante qui est reliée au rapport des
résistivités Ri par une relation également définie sur modèle.
R2
Ces trois grandeurs, ainsi que les valeurs 11, 1 sont enregis-
trées en 127 en fonction de la profondeur à laquelle se trouve la sonde et qui est indiquée à l'appareillage de surface A par un signal p.
- En pratique, seul le courant i est maintenu constant. La pro-
grammation du circuit 122 est réalisée pour que les distances 11 et 12 soient égales en permanence. A chaque position de la sonde dans le puits, on effectue une série de mesures en faisant varier successivement la valeur 11 = 12 = 1 entre deux valeurs extrêmes prédéterminées 10 et l'0 comme représenté, par
exemple, sur la figure 6,en modifiant la valeur de I1 et I2.
Les enregistrements obtenus sont alors du type de ceux sché-
matisés sur les figures 8 A à 8 D, qui montrent respectivement les valeurs de R1 et R2, lorsqu'on fait varier la focalisation du courant i entre les valeurs et 1'0 pur a) I1 > 12 qui correspond à R1 > R2 b) I1 < - I2 qui correspond à R1 < R2 c) I1 = 12 qui correspond à R1 = R2 d) I1 12 qui montre le cas o la résistivité mesurée passe par un minimum. Ceci signifie habituellement qu'un "anneau" d'eau salée, donc conductrice, s'est rassemblé à une certaine distance du sondage. La méthode
selon l'invention est particulièrement efficace pour détecter cette situation.
Bien entendu, on ne sortirait pas du cadre de la présente in-
vention en utilisant une programmation du circuit 122 conduisant à des mesures pour lesquelles les distances 11 et 1 seraient différentes. Il est également possible de prévoir une modification de la programmation,en cours de mesuredu
circuit 122>par l'intermédiaire de liaisons)non représentéesavec la surface.
Dans le cas o, lors des mesures, on ne désire pas faire varier la focalisation du courant émis par l'électrode centrale A0, il est possible
d'utiliser une sonde simplifiée comme représentée à la figure 9.
Cette sonde diffère de celle illustrée sur la figure 5 par le fait que chaque groupe d'électrodes de mesure ne comporte que deux électrodes MiM2 et M 21-M' 2 Chaque couple est placé de telle sorte que les électrodes soient situées de part et d'autre de l'endroit o l'on désire que la relation
grad V = 0 soit vérifiée.
L'appareillage T peut alors être simplifié comme le montre la figure 10. Les potentiels des électrodes M1 M2sont appliqués sur les entrées d'un circuit comparateur 121a qui délivre un signal de commande fonction de l'écart de tension entre les électrodes M1 et M2. Ce signal de commande modifie de façon correspondante le courant I1 délivré par l'alimentation 105 jusqu'à
ce que l'écart de tension entre les électrodes M et M2 s'annule.
De la même façon, le courant I délivré par l'alimentation 106 est modifié par un signal issu d'un comparateur 123a, jusqu'à annulation de
la différence de potentiel entre les électrodes M'1 et M'2.
La figure 11 montre l'application de l'invention à une sonde
à focalisation sphérique du type de celle décrite sur la figure 3.
A désigne l'électrode centrale placée entre les électrodes o de garde A1' A2' tandis que M 0 et MI0 désignent des électrodes de contrôle respectivement interposées entre les électrodes A A1 et AA. Aux extrémités de la sonde, sont placées des électrodes B1 et B2. Les électrodes de mesure M1, M2, M 3e M4... sont interposées entre les électrodes A, et B1, tandis que symétriquement, des électrodes de mesure M'1, M'2, M'3, M'i... sont placées
entre les électrodes A2 et B2. Toutes ces électrodes sont reliées à l'appareil-
lage T dont le schéma synoptique est représenté sur la figure 12.
délivre un électrodes un courant électrodes Une alimentation 101 a est reliée aux électrodes A0 et B1 et courant i réglable. De même, une alimentation 101 b reliée aux
A0 et B2, délivre un courant réglable i'.
Une alimentation 105, réunie aux électrodes A1 et A0^ produit électrique réglable 11 alors qu'une alimentation 106 connectée aulx
A0 et A2 délivre un courant I2.
Dans ces conditions, l'électrode centrale AO émet un courant égal à la somme des courants i + i' + I1 + I2o électrique xions avec Les alimentations 101 a, 101 b, 105 et 106 reçoivent l'énergie
qui leur est transmise par un conducteur 110 du câble L, les conne-
ce câble n'ayant pas été représentées pour la clarté de la figure.
Les valeurs des tensions de toutes les électrodes ainsi que
les valeurs des courants i, i', I1 et I2, respectivement mesurés par des dis-
positifs appropriés schématisés en 102 a, 102 b, 107 et 108, sont transmis à un circuit convertisseur analogique-digital 119 puis, après transformation, à un circuit microprocesseur 120. Ce dernier détermine les valeurs des tensions minimales V1 min et V2 min qui apparaissent entre les couples d'électrodes A1-B1 et À2-B2, ainsi que les distances 11 et 12 de l'électrode centrale A0 aux endroits o se produisent les minima de tension électriques V1 min et V2 min' 1 min 2 min Sont également déterminés les potentiels de référence V1 Ref et V2 Ref définis comme les différences entre le potentiel de l'électrode M et la valeur V1 min et entre le potentiel de l'électrode M'0 et la valeur V2 min Les valeurs des courants i, i', I1, I2 des tensions minimales V1 i V2min et des distances 1 et 1 sont transmises en surface par le 1 mi' 2min1 2
câble L après codage dans un circuit approprié 124.
Les valeurs de 11 et V1Ref sont comparées à des valeurs de
consigne dans un comparateur 121 b qui délivre des signaux de commande des ali-
mentations 101 a et 105 pour modifier les courants délivrés par des alimenta-
tions jusqu'à annulation des signaux de commande.
De même, les valeurs de 12 et V2 Ref sont comparées à des valeur: de consigne dans un comparateur 123 b qui délivre des signaux de commande des
alimentations 101 b et 10;6 pour modifier les courants délivrés par ces alimen-
tations jusqu'à annulation des signaux de commande.
Les différentes valeurs de consigne nécessaires pour faire
varier la focalisation du courant émis par l'électrode centrale A sont four-
nies par un circuit du type PROM qui a été convenablement programmé.
L'appareillage de surface traite les informations délivrées par la sonde et indique pour chaque position de la sonde dans le puits les valeurs de la résistivité des terrains lorsqu'on fait varier la focalisation entre deux
valeurs limites.
Dans les modes de réalisation qui précèdent, les différentes
électrodes ont une forme générale annulaire (fig. 13) et sont disposées coaxia-
lement sur le corps de sonde. Les mesures effectuées avec de telles sondes
concernent donc les couches de terrain réparties tout autour de l'axe du puits.
Pour effectuer des mesures plus localisées, on peut utiliser une sonde schématisée sur la figure 14. Toutes les électrodes sont portées par un patin P solidaire du corps de sonde C. Grâce à des bras articulés B, le patin
P est mis en contact avec la paroi du puits lorsqu'on effectue la mesure.
La figure 15 montre schématiquement une vue frontale du patin P équipé des électrodes A0, A1, A2, M1.. M4, M'1... M' ces électrodes étant disposées sur une même droite qui peut être parallèle ou perpendiculaire
à l'axe du corps de sonde.
La figure 16 représente une autre réalisation du patin P, comportant, à titre d'exemple, seulement deux ensembles d'électrodes disposées perpendiculairement, ces deux ensembles utilisant la même électrode centrale A0.. Bien entendu, on ne sortirait pas du cadre de la présente invention en disposant plus de deux ensembles d'électrodes autour de l'électrode centrale
A0, ces ensembles étant correctement répartis pour éviter toute interaction.
Les électrodes portées par le patin P pourront avoir des for-
mes différentes. Chaque électrode pourra être formée d'un plot, comme représent
sur la partie droite de la figure 16 ou de plusieurs plots reliés électrique-
ment entre eux (partie inférieure de la figure 16), de barettes rectilignes (partie supérieure de la figure 16) ou encore être en forme de secteur (partie
gauche de la figure 16).
Bien entendu, les ensembles d'électrodes du patin P pourront être identiques à l'ensemble d'électrodes représenté sur la figure 4 et permettre une investigation latérale des formations géologiques, ou correspondre
à l'ensemble d'électrodes schématisé sur la figure 11 et permettre une investi-
gation sphérique des terrains.
La figure 17 représente une autre variante de réalisation de la
sonde qui diffère de celle illustrée par la figure 4 par le fait qu'elle com-
porte quatre ensembles d'électrodes ayant tous pour électrode centrale l'élec-
trode A0. Ces quatre ensembles sont placés le long de quatre génératrices de
la sonde disposées à quatre vingt dix degrés l'une de l'autre, Dar exemDle.
Plus généralement, on pourrait en-avoir 2 n. n étant un nombre entier, avec
-un écart angulaire égal à 360 entre électrodes consécutives.
2 n
Les mesures effectuées par chaque ensemble permettent de carac-
tériser la résistance électrique des terrains.
Les différences de potentiel appartenant à deux ensembles de mesure diamétralement opposés, permettent de caractériser l'anisotropie et donc le pendage des formations géologiques lorsque cette différence de potentiel est mesurée au niveau d'électrodes de mesure situées dans la zone o la composante
du gradient de potentiel parallèle à l'axe de la sonde est sensiblement nul.
On pourrait aussi avoir un nombre impair d'électrodes, trois par exemple, ce qui diminuerait la complexité de la sonde, mais augmenterait
celle du calculateur pour caractériser le pendage.
Ainsi, les différences de potentiel mesurées entre les électro-
des de mesure affectées de l'indice 4, telles que M4 - N4, Mi4 - 4, G4 K4 ou G'4 K'4 indiquent la valeur détaillée du pendage des formations géologiques
situées au voisinage immédiat de la paroi du sondage, tandis que les différen-
ces de potentiels relevées entre les électrodes de mesure affectées de l'indi-
ce 1 telles que M1 - N1, M'1 - N'1, G1 - K1, G'1 -K'1 fournissent des valeurs
24 63939
globales du pendage des formations géologiques plus éloignées de l'axe du sondage.
L'appareillage T de la sonde se déduit aisément de celui illus-
tré par la figure 5 et complété comme il est bien connu des spécialistes pour le traitement des signaux indiquant le pendage des fozmations géologiques (Voir, par exemple, C. et M. Schlumberger et H.G. Doll "The electromagnetic
teleclinometer and dipmeter" - World Petroleum Congress, Londres 1933).
Claims (14)
1. - Méthode de mesure de la résistivité électrique de formations géologiques
traversées par un sondage comportant l'émission dans les formations géologi-
ques d'un courant électrique principal par une électrode centrale, et l'émis-
sion de courants électriques de focalisation au moyen de deux électrodes de garde disposées symétriquement par rapport à l'électrode centrale, ces élec- trodes étant placées dans le sondage, caractérisée en ce que - on détermine l'évolution du potentiel électrique de part et d'autre de l'électrode centrale, dans la directiôn des électrodes de garde,
- on localise une portion des formations géologiques en fonction de l'évolu-
tion ainsi déterminée, - connaissant les valeurs du courant électrique principal, des courants de focalisation et des potentiels-électriques de l'électrode centrale et des électrodes de garde, on détermine une valeur de la résistivité électrique des formations géologiques, et - on affecte cette valeur de la résistivité à ladite portion localisée des
formations géologiques.
2. - Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'on localise les deux niveaux du sondage o les gradients du potentiel électrique de part et d'autre de l'électrode centrale sont nuls, et on affecte la valeur déterminée de la résistivité à la portion des formations géologiques délimitée entre ces deux profondeurs, cette portion s'étendant à une distance d'autant plus grande de l'axe du sondage que les deux profondeurs o les gradients de potentiel
sont nuls, sont plus rapprochées l'une de l'autre.
3- - Méthode selon la revendication 2, caractérisée en ce que pour une même position de l'électrode centrale dans le sondage, on fait varier les valeurs
des courants de focalisation et on détermine pour chaque valeur de ces cou-
rants une valeur correspondante de la résistivité électrique des formations géologiques.
4. - Méthode selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'on fait varier
indépendamment l'une de l'autre les valeurs des courants de focalisation.
5. - Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'on détermine l'é-
volution du potentiel électrique de part et d'autre de l'électrode centrale par une pluralité de mesures ponctuelles effectuées à l'aide d'électrodes de mesure.
6. - Sonde de mesure de la résistivité électrique de formations géologiques tra-
versées par un sondage, cette sonde étant associée à un appareillage de surface d'exploitation des signaux délivrés par la sonde et comportant un corps équipé d'un ensemble d'électrodes comprenant une électrode centrale, au moins deux
électrodes de garde et deux groupes d'électrodes de mesure dont chacuncom-
prend au moins deux électrodes, ces deux groupes étant disposés symétriquement par rapport à l'électrode centrale, caractérisée en ce que les électrodes de mesure sont électriquement indépendantes les unes des autres et en ce que la sonde comporte des alimentations électriques réglables indépendamment les unes
des autres et qui comprennent une alimentation en courant électrique de l'élec-
trode centrale et une alimentation en courant électrique pour chacune des élec-
trodes de garde, des moyens de mesure du potentiel électrique des différentes électrodes de l'ensemble, des moyens de traitement de signaux représentatifs
des potentiels électriques des différentes électrodes et des courants électri-
ques émis par l'électrode centrale et les électrodes de garde, et des moyens de réglage des courants délivrés par les différentes alimentations, ces moyens
de réglage agissant en fonction de signaux délivrés par lesdits moyens de trai-
tement pour modifier les valeurs de courant autour de valeurs prédéterminées.
7. - Sonde de mesure selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'elle com-
porte des moyens automatiques adaptés à modifier périodiquement lesdites valeurs prédéterminées des courants émis par l'électrode centrale et les électrodes de
garde en fonction de valeurs prédéterminées correspondant à des positions arbi-
trairement choisies à l'avance des points o l'on désire voir apparaître une
valeur nulle du gradient de potentiel.
8. - Sonde de mesure selon la revendication 7, caractérisée en ce que lesdits moyens de traitement des signaux sont adaptés à mesurer les distances réelles à l'électrode centrale des points o les gradients de potentiels sont nuls, et
en ce que lesdits moyens de réglage modifient les valeurs des courants électri-
ques émis jusqu'à ce que les valeurs des distances réelles ainsi mesurées soient
égales aux valeurs prédéterminées.
9. - Sonde de mesure selon une des revendications 6 à 8, caractérisée en ce que
les électrodes, en forme d'anneau, sont portées coaxialement par le corps de sonde.
10.- - Sonde de mesure selon une des revendications 6 à 8, caractérisée en ce
que les diverses électrodes sont sensiblement ponctuelles et disposées selon
une m1me génératrice du corps de sonde.
11. - Sonde de mesure selon la revendication 10, caractérisée en ce qu'elle
comporte une pluralité d'ensembles d'électrodes disposées suivant des généra-
trices distinctes du corps de sonde, les électrodes centrales de chaque ensem-
ble étant au même potentiel électrique.
12. - Sonde de mesure selon une des revendications 6 à 8, caractérisée en ce
que les diverses électrodes sont de forme sensiblement ponctuelles et sont portées par un patin articulé sur le corps de sonde pour venir en contact avec
les formations géologiques.
13. - Sonde de mesure selon la revendication 12, caractérisée en ce qu'elle
comporte deux ensembles d'électrodes dont les électrodes centrales sont confon-
dues.
14. - Sonde de mesure selon la revendication 11, caractérisée en ce qu'elle
comporte quatre ensembles d'électrodes disposées sur des génératrices diamétra-
lement opposées et des moyens de détermination du pendage des formations géo-
logiques à partir des différences de potentiels mesurées à un même niveau de
la sonde.
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