FR2684452A1 - Procede et dispositif de diagraphie a electrodes azimutales. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé et un dispositif de diagraphie à électrodes. le dispositif comprend un réseau d'électrodes azimutales de courant (Aazi ) espacées circonférenciellement les unes des autres sur un corps et deux électrodes annulaires de garde (A2). Des courants de mesure (Iazi ) sont émis par les électrodes de courant (Aazi ) et des courants de focalisation sont émis par les électrodes de garde (A2). Des électrodes azimutales de contrôle (Mazi ), sont respectivement associées aux électrodes azimutale de de courant (Aazi ). Deux électrodes annulaires de contrôle (M3, M4) sont disposées de part et d'autre du réseau d'électrodes azimutales de courant (Aazi ). Pour la focalisation, un système d'asservissement commande l'émission des courants de façon à annuler sensiblement la différence de potentiel détectée entre les électrodes de contrôle (M3, M4) court-circuitées et chaque électrode azimutale de contrôle (Mazi ). En réponse aux courants de mesure (Iazi ), on élabore des signaux de sortie (Razi ) représentatifs de la résistivité des formations.

Description

PROCÉDÉ ET DISPOSITIF DE DIAGRAPHIE

À ÉLECTRODES AZIMUTALES

L'invention se rapporte aux diagraphies pour l'étude de la résistivité des formations géologiques traversées par un sondage et plus particulièrement à des procédés et dispositifs de diagraphie

électrique à électrodes.

Un dispositif de diagraphie à électrodes commercialisé depuis de nombreuses années et connu sous le nom de Double Laterolog est décrit dans le brevet US 3 772 589 (Scholberg) Ce dispositif comprend un réseau d'électrodes annulaires utilisées pour envoyer des courants électriques de mesure dans les formations afin de mesurer leur résistivité Les courants de mesure sont focalisés dans une zone annulaire ayant la forme d'un disque perpendiculaire à l'axe du sondage, par des courants auxiliaires émis à partir d'électrodes de garde Ce dispositif comprend une mesure de résistivité profonde (mode L Ld) et une mesure de résistivité moins profonde (mode L Ls) effectuées à des fréquences de courant différentes, typiquement 35 Hz

et 280 Hz.

Un inconvénient de ce dispositif est que sa résolution longitudinale (c'est à dire dans la direction longitudinale du sondage) est faible, de l'ordre du mètre De plus, dans certains cas et notamment dans les forages déviés ou horizontaux, la zone explorée annulaire intègre des régions disparates tout autour du sondage et donne une mesure moyenne qui n'a que peu de signification Il est donc souhaitable d'obtenir des mesures de résistivité dans plusieurs

directions azimutales autour du sondage.

2 - On connaît des appareils de diagraphie qui détectent la résistivité des formations selon plusieurs directions azimutales autour de l'axe du sondage Ces dispositifs cherchent à obtenir des indications sur le pendage des formations ou sur les fractures Le brevet britannique GB 928 583 (British Petroleum Company Limited) par exemple, décrit un réseau d'électrodes de mesures azimutales réparties circonférenciellement sur la périphérie d'une sonde Une électrode de garde qui entoure les électrodes de mesure permet d'envoyer un courant auxiliaire pour focaliser les courants émis par chacune des électrodes

de mesure.

Dans une telle sonde, la focalisation des courants de mesure est passive, la condition utilisée pour cette focalisation étant d'émettre les différents courants par des électrodes court-circuitées entre elles Or, la focalisation doit être particulièrement efficace dans le cas d'électrodes de mesure disposées sur le corps de sonde car leur distance d'écartement par rapport à la paroi du sondage peut être élevée, allant jusqu'à une dizaine de centimètres, ces distances d'écartement pouvant être différentes pour différentes directions lorsque la sonde n'est pas centrée dans le sondage Un défaut de cette technique est la qualité souvent insuffisante de sa focalisation. Le brevet français FR 2 611 920 (CNRS) décrit une sonde de diagraphie dans laquelle il est proposé des moyens de correction agissant sur le potentiel des électrodes de courant afin d'améliorer la focalisation La sonde comprend des électrodes de contrôle disposées à une certaine distance en avant des électrodes de courant et des circuits sensibles aux potentiels détectés par ces électrodes de contrôle pour-commander les courants de mesure La réalisation d'une telle sonde, qui nécessite des couronnes concentriques

d'électrodes, est compliquée et difficile.

Un objet de l'invention concerne une technique de diagraphie pour obtenir des mesures azimutales précises de résistivité en vue de la détection de fractures ou autres variations périphériques de

résistivité dans un sondage.

Un autre objet de l'invention est une technique de diagraphie à -3 électrodes azimutales permettant d'obtenir une focalisation efficace

des courants de mesure à la fois longitudinalement et circonféren-

tiellement. Enfin, un autre objet de l'invention est une technique de diagraphie focalisée fournissant une mesure de résistivité à haute

résolution longitudinale.

Selon un premier aspect de l'invention, un procédé pour étudier la résistivité des formations traversées par un sondage comprend les étapes suivantes: émettre dans les formations des courants de mesure (Iazi) par un réseau d'électrodes azimutales de courant espacées circonférenciellement les unes des autres sur un corps allongé adapté à être déplacé le long du sondage; focaliser les courants de mesure (Iazi) au moyen de courants auxiliaires émis dans les formations par des électrodes annulaires de garde disposées longitudinalement sur le corps de part et d'autre du réseau d'électrodes azimutales de courant; et élaborer, en fonction des courants de mesure (Iazi), des signaux de sortie (Razi) représentatifs de la résistivité des formations dans plusieurs directions autour du sondage Le procédé comprend en outre les opérations suivantes: détecter les potentiels apparaissant sur des électrodes azimutales de contrôle disposées sur le corps à proximité de chacune des électrodes azimutales de courant; détecter les potentiels apparaissant sur deux électrodes annulaires de contrôle disposées de part et d'autre du réseau d'électrodes azimutales de courant; et commander l'émission des courants en réponse aux potentiels détectés pour focaliser longitudinalement et azimutalement

les courants de mesure.

De préférence, la focalisation des courants de mesure est effectuée en commandant l'émission des courants de façon à annuler sensiblement la différence de potentiel entre chaque électrode de contrôle azimutale et les électrodes annulaires de contrôle reliées entre elles Les signaux de sortie (Razi) sont élaborés en déterminant, pour chaque électrode azimutale de courant, un signal de résistivité azimutal fonction du rapport du potentiel (Vaz) détecté sur l'une des électrodes annulaires de contrôle à l'intensité du

courant (Iaz) émis par l'électrode azimutale de courant.

4 - Dans un mode de réalisation préféré, on élabore en outre un signal de résistivité à haute résolution fonction de la somme des intensités

des courants (Iazi) émis par les électrodes azimutales de courant.

Selon un autre aspect de l'invention, un dispositif pour étudier la résistivité des formations traversées par un sondage comprend: un corps allongé adapté à être déplacé le long du sondage; un réseau

d'électrodes azimutales de courant (Aazi) espacées circonférencielle-

ment les unes des autres sur le corps; deux électrodes annulaires de garde (A 2) disposées longitudinalement sur le corps de part et d'autre du réseau d'électrodes azimutales de courant (Aazi); des moyens pour émettre des courants de mesure par les électrodes de courant (Aazi) et des courants de focalisation par les électrodes de garde; et des moyens sensibles aux courants de mesure pour élaborer des signaux de sortie représentatifs de la résistivité des formations Des électrodes azimutales de contrôle (Mazi) sont disposées sur le corps à proximité des électrodes azimutales de courant et deux électrodes annulaires de contrôle (M 3, M 4) sont disposées de part et d'autre du réseau d'électrodes azimutales de courant (Aazi) Des moyens sensibles aux potentiels détectés sur les électrodes de contrôle (M 3, M 4, Mazi) commandent l'émission des courants de façon à focaliser

longitudinalement et azimutalement les courants de mesure.

De préférence, chaque électrode azimutale de contrôle (Mazi) est

entourée par une électrode azimutale de courant (Aazi).

Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront

mieux de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non

limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 représente un dispositif de diagraphie selon l'invention comprenant une sonde à électrodes suspendue dans un sondage. La figure 2 représente une configuration d'électrodes azimutales

utilisée sur la sonde de la figure 1.

Les figures 3 A et 3 B sont des schémas des circuits électriques, respectivement au fond et en surface, du dispositif de diagraphie de -

la figure 1.

En référence à la figure 1, un dispositif de diagraphie pour l'étude de la résistivité de formations géologiques 10 traversées par un sondage 11 comprend une sonde 12 suspendue dans le sondage à l'extrémité d'un câble multiconducteur 13 Le câble 13 passe sur une poulie 14 et s'enroule sur un treuil 15 destiné à déplacer la sonde 12 le long du sondage Le treuil 15 fait partie d'une unité de surface 16. La sonde 12 comprend quatre sections fixées bout à bout de façon à former un corps allongé 17 La section supérieure 20 est une enveloppe métallique étanche contenant des circuits électriques qui seront décrits plus en détail par la suite Une première section intermédiaire 21 comprend un corps tubulaire 22 qui porte un réseau 23 d'électrodes azimutales circonférenciellement espacées les unes des autres Une deuxième section intermédiaire 24, fixée à la partie inférieure de la première section intermédiaire 21, porte des électrodes annulaires utilisées pour des mesures de type Laterolog classique Une section inférieure 25 comprend un corps métallique 26 sur lequel sont articulés quatre patins de centrage 27 adaptés à venir en appui sur la paroi du sondage 11 sous l'action de ressorts à lame 28 Un patin de mesure 30 articulé à l'extrémité inférieure d'un patin de centrage 27 est repoussé par un ressort individuel 31 contre la paroi du sondage Ce patin de mesure 30 est équipé d'électrodes classiques pour effectuer une mesure de microrésistivité à

focalisation sphérique de type connu.

La sonde 12 comprend un premier réseau d'électrodes annulaires pour mettre en oeuvre la technique de Double Laterolog décrite dans le brevet US 3 772 589 (Scholberg) Comme décrit dans ce brevet, la section intermédiaire 24 porte une électrode centrale Ao, une première paire d'électrodes de contrôle Ml, M'1 reliées entre elles et disposées de part et d'autre de l'électrode Ao, une deuxième paire d'électrodes de contrôle M 2, M'2 disposées de part et d'autre de la paire Ml, M'1 et une première paire d'électrodes de garde Al, A'1 reliées entre elles et disposées de part et d'autre de la paire M 2, M'2 La sonde comprend en outre une deuxième paire d'électrodes de garde A 2, A'2 reliées entre elles, l'électrode de garde A 2 étant -6 - formée par le corps 22 de la section intermédiaire 21 et l'électrode

de garde A'2 étant formée par le corps 26 de la section inférieure 25.

Selon la technique de Double Laterolog, on mesure la résistivité des formations à deux profondeurs radiales d'investigation par l'envoi de courants électriques à deux fréquences différentes fl et f 2 Pour la mesure peu profonde (mode L Ls) on émet un courant alternatif de mesure à une première fréquence fl (de 280 Hz par exemple) par l'électrode centrale Ao, ce courant de mesure étant focalisé par un courant auxiliaire envoyé entre la paire d'électrodes Ai, A'1 et la paire d'électrodes A 2, A'2 Pour plus de détails, on se reportera au

brevet Scholberg mentionné précédemment.

Pour la mesure profonde en mode L Ld, on utilise un courant alternatif de fréquence f 2 faible (par exemple 35 Hz) émis également par l'électrode Ao Ce courant de mesure est focalisé par des courants auxiliaires de même fréquence émis à la fois par les électrodes Ai, A'l et A 2, A'2 Les courants auxiliaires sont commandés par un circuit d'asservissement qui annule sensiblement la différence de potentiel entre les deux paires d'électrodes Ml, M'1 et M 2, M'2 Le courant de mesure est ainsi maintenu dans une zone en forme de disque perpendiculaire à l'axe du sondage Cette technique connue est reprise dans le dispositif de l'invention pour l'obtention de signaux de mesure de type L Ld Une partie des circuits des figures 3 A et 3 B

accomplit les fonctions nécessaires pour cette mesure en mode L Ld.

En plus des électrodes permettant de faire des mesures classiques en mode L Ls et L Ld, le dispositif de la figure 1 comprend le réseau 23 d'électrodes azimutales et d'autres électrodes représentées plus en

détail sur la figure 2.

La figure 2 représente la section intermédiaire de la sonde 21 Le corps tubulaire métallique 22 de cette section forme une électrode A 2 ayant une partie supérieure et une partie inférieure Entre les deux parties d'électrode A 2, une section centrale isolée porte une paire d'électrodes annulaires de contrôle M 3, M 4 électriquement reliées entre elles Entre les deux électrodes annulaires M 3 et 4, est disposé un réseau 23 de douze électrodes azimutales de courant Aazi circonférenciellement espacées les unes des autres, i étant un indice 7 - de 1 à 12 Chaque électrode azimutale de courant, de forme sensiblement rectangulaire allongée dans le sens longitudinal est isolée par rapport au corps et entoure une électrode azimutale de contrôle Mazi Chaque électrode azimutale de contrôle Mazi est isolée

par rapport au corps et par rapport à l'électrode Aazi qui l'entoure.

Sa forme est aussi sensiblement celle d'un rectangle qui se prolonge

presque sur toute la longueur de son électrode de courant associée.

Dans le mode de réalisation décrit, les électrodes de contrôle annulaires M 3 et M 4 sont situées entre les parties d'électrodes A 2 et le réseau 23 d'électrodes azimutales Ces électrodes de contrôle peuvent aussi être situées à l'intérieur de chaque partie d'électrode A 2 de sorte que la partie supérieure de l'électrode A 2 se prolonge en dessous de l'électrode M 4 et que la partie inférieure de l'électrode

A 2 se prolonge au dessus de l'électrode M 3.

Pour obtenir des mesures de résistivité dans plusieurs directions autour du sondage, on émet dans les formations des courants électriques par les électrodes azimutales de courant Aaz Ces courants sont focalisés longitudinalement et azimutalement par un système d'asservissement actif incluant les électrodes azimutales de contrôle Mazi, les électrodes annulaires de contrôle M 3, M 4 et les deux parties d'électrodes de garde A 2 Pour la focalisation longitudinale, on émet un courant auxiliaire par l'électrode A 2 De plus, le système d'asservissement des courants azimutaux de mesure

assure une focalisation mutuelle en azimut des courants entre eux.

On a trouvé que la focalisation passive des dispositifs de l'art antérieur pouvait être fortement perturbée par les différences d'impédance de contact des électrodes Dans les dispositifs classiques azimutaux en effet, on maintient, pour la focalisation, les électrodes de courant de mesure et les électrodes de garde au même potentiel Lorsque les électrodes sont plongées dans le fluide du sondage, on observe que les impédances de contact de ces électrodes peuvent être très différentes les unes des autres Lors de l'émission de courant, le potentiel d'une électrode de courant n'est plus alors égal au potentiel du fluide du forage en face d'elle mais à un potentiel entaché d'une erreur fonction du produit du courant émis par l'impédance de contact Cette erreur sur le potentiel de l'électrode 8 - de courant entraîne alors une mauvaise focalisation Ce phénomène est particulièrement gênant dans le cas de courants azimutaux qui se

focalisent l'un l'autre.

Dans le dispositif des figures 1 et 2, on commande l'émission des courants de mesure azimutaux Iazi de façon à annuler sensiblement la différence de potentiel entre chaque électrode azimutale de contrôle Mazi et l'ensemble des électrodes annulaires de contrôle M 3, M 4 électriquement reliées entre elles Les mesures de résistivité azimutales sont obtenues en effectuant les rapports Vaz/Iazi entre le potentiel Vaz de l'une des électrodes annulaires de contrôle M 3, 44 et les intensités Iazi des courants de mesure azimutaux Dans le cas général, chaque mesure de résistivité azimutale est fonction du rapport du potentiel détecté sur une électrode de contrôle azimutale Mazi au courant émis par l'électrode azimutale de courant associée Aaz Dans l'exemple décrit, le potentiel Vaz peut être détecté sur

l'une quelconque des électrodes de contrôle Mazi, M 3 ou M 4.

Les circuits de fond et de surface du dispositif sont représentés schématiquement sur les figures 3 A et 3 B. En référence à la figure 3 A, les circuits de fond sont situés dans les sections 20 et 21 A droite de la figure, on a représenté schématiquement les électrodes déjà décrites, une seule électrode Maz 1 et une seule électrode Aaz 1 étant représentées pour simplifier l'exposé. Un courant alternatif It à la fréquence de 35 Hz est envoyé par un ou plusieurs conducteurs 40 du câble 13 de la surface vers la sonde de fond Ce courant total It est détecté au fond au moyen d'une résistance série 41 de faible valeur dont les bornes sont reliées à un amplificateur 42 suivi d'un filtre passe- bande 43 centré sur la fréquence 35 Hz La phase du courant total It est aussi détectée au moyen d'un circuit 44 de détection de phase La mesure au fond du courant total It et la détection de sa phase permet de s'affranchir des distorsions qui ont pu être introduite par la transmission le long du câble 13 Une partie du courant total est appliquée par l'intermédiaire d'un conducteur 45 aux électrodes A 2, A'2 électriquement reliées entre elles par des barres de cuivre 46 de très 9 - faible résistance Comme on le verra par la suite, le courant total circule entre les électrodes de courant et une électrode B éloignée

située en surface.

Le dispositif comprend des circuits utilisés pour fonctionner en mode L Ls avec un courant alternatif de 280 Hz Ces circuits ne sont pas représentés sur la figure 3 A pour simplifier l'exposé L'homme du métier n'aura aucune difficulté à rajouter de tels circuits sur les

figures 3 A et 3 B au vu de leur description détaillée donnée dans le

brevet Scholberg mentionné précédemment Ces circuits fournissent, de façon usuelle, un signal de résistivité peu profonde qui est enregistré, en surface, en fonction de la profondeur L'exposé se borne donc à décrire les circuits fonctionnant en mode basse fréquence

à 35 Hz.

Une partie des circuits de la figure 3 A est consacrée à la mesure

classique en mode L Ld.

Une boucle d'asservissement maintient sensiblement à zéro la différence de potentiel entre les paires d'électrodes de contrôle Ml H'l et M 2, M'2 de façon à focaliser le courant de mesure émis par l'électrode Ao Les électrodes de contrôle M 1 et M 2 sont reliées à un premier enroulement primaire d'un transformateur différentiel 50 et les électrodes de contrôle M'l et M'2 sont reliées à un deuxième enroulement primaire de ce même transformateur Le secondaire du transformateur 50 est connecté aux entrées d'un circuit 51 de filtrage à large bande et d'amplification à gain élevé dont la sortie est appliquée au primaire d'un transformateur 52 Le secondaire du transformateur 52 est relié d'un côté à l'électrode Ao et de l'autre côté à une extrémité du primaire d'un transformateur de mesure 53 dont l'autre extrémité est reliée aux électrodes de garde Al, A'1 court-circuitées entre elles par une barre de cuivre 54 Le secondaire du transformateur de mesure 53 est connecté à un amplificateur 55 dont la sortie est appliquée à un filtre passe-bande centré sur la fréquence 35 Hz La sortie du filtre 56 fournit un

signal alternatif représentant le courant Io émis par l'électrode Ao.

Une autre boucle d'asservissement court-circuite les électrodes de garde Al, A'1 et A 2 A'2 à la fréquence 35 Hz Une paire - d'électrodes de contrôle A 1 *, A'1 * reliées entre elles est disposée à proximité des électrodes de garde Al, A'1 Une autre paire d'électrodes de contrôle reliées entre elles est disposée à proximité des électrodes de garde A 2, A'2 Ces deux paires d'électrodes sont reliées à l'entrée d'un circuit d'amplification différentielle à gain élevé 60 incluant une fonction de filtrage à la fréquence 35 Hz dont la sortie est appliquée au primaire d'un transformateur 61 Le secondaire du transformateur 61 est connecté entre l'électrode de

garde A'1 et l'électrode de garde A'2.

L'une des électrodes de contrôle Ml ou M 2, ici M 2, est reliée à l'entrée d'un amplificateur de mesure 62 dont l'autre entrée est connectée à l'armure du câble qui sert d'électrode de référence éloignée N La sortie de l'amplificateur 62 est appliquée à un filtre passe-bande 63 centré sur la fréquence 35 Hz et dont la sortie fournit un signal alternatif correspondant à la différence de potentiel Vo entre l'électrode M 2 et l'électrode N. Les circuits qui viennent d'être décrits accomplissent les fonctions nécessaires au mode de fonctionnement L Ld tel que décrit

dans le brevet Scholberg.

Le dispositif de la figure 3 A comprend aussi des circuits pour l'élaboration de signaux de résistivité azimutaux Les électrodes annulaires de contrôle M 3, M 4 court-circuitées sont reliées à l'entrée d'un amplificateur de mesure 64 dont l'autre entrée est reliée à l'électrode de référence N sur l'armure du câble La sortie de l'amplificateur 64 est appliquée à un filtre passe-bande centré sur la fréquence 35 Hz qui fournit un signal alternatif Vaz représentatif de la différence de-potentiel entre les électrodes M 3, M 4 et l'électrode de référence N. Chaque électrode azimutale de contrôle Mazi est reliée à l'entrée d'un circuit d'amplification différentielle à gain élevé 68 i ayant aussi une fonction de filtrage à 35 Hz L'autre entrée du circuit 68 i est connectée aux électrodes annulaires de contrôle M 3, 14 et sa sortie est appliquée à une source de courant 69 i formée par un convertisseur tension-courant Le courant de sortie de la source 69 i est appliqué entre l'électrode de garde A 2 et l'électrode azimutale de il - courant Aazi correspondant à l'électrode Nazi considérée Cette boucle commande chaque courant azimutal Iazi de façon à annuler la différence de potentiel entre M 3, M 4 et l'électrode azimutale de

contrôle correspondante.

Le signal de sortie du circuit 68 i est aussi appliqué à un amplificateur de mesure 70 i suivi d'un filtre passe-bande 71 i centré sur la fréquence 35 Hz de façon à fournir un signal alternatif lazi représentatif du courant de mesure émis par l'électrode azimutale Aaz Comme indiqué en pointillés sur la figure 3 A, le dispositif comprend douze canaux identiques fournissant ces courants de mesure Iazi. Les signaux Io, Vo, Vaz, It et les douze signaux Iazi sont appliqués à un multiplexeur 73 dont la sortie est appliquée à un amplificateur à gain variable 74 puis à un convertisseur analogique-numérique 75 Les sorties numériques du convertisseur 75 sont appliquées à un circuit de traitement numérique 76 constitué par un processeur de signal numérique (DSP) programmé pour effectuer une fonction de redresseur synchronisé en phase (PSD) et une fonction de filtre passe-bas La référence de phase nécessaire à la fonction de redressement provient du circuit 44 de façon à être synchronisée avec le courant de fond total It Le circuit de traitement 76 fournit aussi un signal de commande à l'amplificateur à gain variable 74 de façon à réduire la dynamique des signaux d'entrée du convertisseur

analogique-numérique 75.

Les signaux numériques multiplexés représentant les amplitudes des courants ou tensions Io, Vo, Vaz, It et Iazi sont appliqués à des circuits de télémesure 77 adaptés à moduler et à transmettre ces

signaux vers la surface par le câble 13.

Comme représenté sur la figure 3 B, les signaux de fond sont reçus et démodulés en surface par un circuit de télémesure 80 puis entrés dans un ordinateur 81 qui peut être par exemple un micro-ordinateur

Microvax commercialisé par la société Digital Equipment Corporation.

L'ordinateur 81 effectue un démultiplexage des signaux Io, Vo, Vaz, It et Iazi et calcule des signaux de résistivité des formations Ra, Rs, Razi et Rhr selon les équations suivantes: 12 - Ra = k 1 Vo/Io Rs = k 2 Vo/It

Razi = k 3 Vaz/Iaz.

Rhr = k 4 Vaz/E Iaz.

dans lesquelles k 1, k 2, k 3 et k 4 sont des constantes prédéterminées qui dépendent de la géométrie de la sonde de fond Ra est la mesure profonde de résistivité de type L Ld; Rs est une mesure de la résistivité des épontes; Razi sont douze mesures azimutales de résistivité tout autour du sondage et Rhr, qui correspond à une moyenne des conductivités 1/Razi, est une mesure de résistivité des

formations à haute résolution longitudinale.

Ces différents signaux de résistivité sont enregistrés en fonction de la profondeur dans un appareil d'enregistrement 82 qui peut

comprendre un enregistreur optique et un enregistreur magnétique.

Avant enregistrement, les signaux Razi et Rhr sont décalés en profondeur d'une façon classique pour tenir compte du fait qu'ils sont obtenus sur la sonde de fond à un niveau de profondeur différent de

celui des signaux Ra et Rs.

Une source 83 de courant à 35 Hz envoie le courant total It entre un ou plusieurs conducteurs du câble 13 et une électrode de retour B placée à la surface de la terre L'intensité du courant It est commandé au moyen d'un amplificateur à gain variable qui reçoit un signal de commande de l'ordinateur 81 Ce signal de commande est calculé de façon à minimiser la dynamique des signaux de mesure Un exemple de minimisation est donné dans le brevet Scholberg qui

maintient le produit Vo Io constant.

Le mode de réalisation qui vient d'être décrit peut évidemment faire l'objet de nombreuses variantes ou perfectionnements tout en restant dans le cadre de l'invention telle que définie dans les

revendications ci-après En particulier, le réseau d'électrodes

azimutales peut être combiné avec d'autres appareils de diagraphie focalisés à électrodes annulaires, comme par exemple un dispositif de type Laterolog 3, de type Laterolog 9, ou de type à focalisation sphérique. 13 -

Claims (11)

REVENDICATIONS

1 Procédé pour étudier la résistivité des formations traversées par un sondage comprenant les étapes suivantes: émettre dans les formations des courants de mesure (Iazi) par un

réseau d'électrodes azimutales de courant (Aazi) espacées circonféren-

ciellement les unes des autres sur un corps allongé adapté à être déplacé le long du sondage; focaliser les courants de mesure (Iazi) au moyen de courants auxiliaires émis par des électrodes annulaires de garde (A 2) disposées longitudinalement sur le corps de part et d'autre du réseau d'électrodes azimutales de courant (Aazi); et élaborer en fonction des courants de mesure (Iazi) des signaux de sortie (Razi) représentatifs de la résistivité des formations dans plusieurs directions autour du sondage; caractérisé en ce qu'il comprend de plus les étapes suivantes: détecter les potentiels apparaissant sur des électrodes azimutales de contrôle (Mazi) disposées sur le corps à proximité de chacune des électrodes azimutales de courant (Iazi) et les potentiels apparaissant sur deux électrodes annulaires de contrôle (M 3, M 4) disposées de part et d'autre du réseau d'électrodes azimutales de courant; et commander l'émission des courants en réponse aux potentiels détectés pour focaliser longitudinalement et azimutalement lesdits

courants de mesure.

2 Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'étape de commande des courants comprend les étapes suivantes: détecter la différence de potentiel entre chacune des électrodes azimutale de contrôle (Mazi) et les électrodes annulaires de contrôle (M 3, N 4) reliées entre elles; et commander le courant émis par chacune des électrodes azimutales de courant (Aazi) de façon à annuler ladite différence de potentiel détectée.

3 Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel

l'étape d'élaboration des signaux de sortie (Razi) consiste à élaborer, pour chaque électrode azimutale de courant (Aazi), un signal de résistivité azimutal (Razi) fonction du rapport (Vaz/Iazi) du potentiel (Vaz) détecté sur l'une des électrodes de contrôle (Mazi, 14 - M 3, M 4) à l'intensité du courants (Iazi) émis par l'électrode

azimutale de courant.

4 Procédé selon la revendication 3, comprenant de plus l'étape consistant à élaborer un signal de sortie supplémentaire (Rhr) fonction de la somme des intensités des courants (Iazi) émis par les

électrodes azimutales de courant.

Dispositif pour étudier la résistivité des formations traversées par un sondage comprenant: un corps allongé ( 22) adapté à être déplacé le long du sondage; un réseau d'électrodes azimutales de courant (Aazi) espacées circonférenciellement les unes des autres sur le corps; deux électrodes annulaires de garde (A 2) disposées longitudinalement sur le corps de part et d'autre du réseau d'électrodes azimutales de courant (Aazj); des moyens pour émettre des courants de mesure (Iazi) par les électrodes de courant (Aazi) et des courants de focalisation par les électrodes de garde (A 2); et des moyens sensibles aux courants de mesure (Iazi) pour élaborer des signaux de sortie (Razi) représentatifs de la résistivité des formations; caractérisé en ce qu'il comprend de plus: une pluralité d'électrodes azimutales de contrôle (Nazi), chaque électrode azimutale de contrôle étant disposée sur le corps ( 22) à proximité d'une électrode azimutale de courant (Aazj); deux électrodes annulaires de contrôle (M 3, M 4) disposées de part et d'autre du réseau d'électrodes azimutales de courant (Aazi); et des moyens sensibles aux potentiels détectés sur les électrodes de contrôle (Nazi, M 3, M 4) pour commander l'émission desdits courants de façon à focaliser longitudinalement et azimutalement lesdits courants

de mesure (Iazi).

6 Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que chacune des électrodes annulaires de contrôle (M 3, M 4) est incluse

dans l'une des électrodes de garde (A 2).

7 Dispositif selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé

en ce que chacune des électrodes azimutales de contrôle (Mazi) est -

entourée par l'une des électrodes azimutales de courant (Aazi).

8 Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que chacune des électrodes azimutales de courant (Aazi) est de forme

sensiblement rectangulaire allongée dans le sens longitudinal.

9 Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que chacune des électrodes azimutales de contrôle (Mazi) est de forme

sensiblement rectangulaire allongée dans le sens longitudinal.

Dispositif selon l'une des revendications 5 à 9, caractérisé

en ce que le réseau d'électrodes azimutales de courant (Aazi) comprend douze électrodes azimutales de courant régulièrement réparties sur la

périphérie du corps ( 22).

11 Dispositif selon l'une des revendications 5 à 10, caractérisé

en ce que les moyens pour commander l'émission desdits courants comprennent: des moyens ( 68 i, 69 i) pour maintenir à une valeur sensiblement nulle la différence de potentiel entre chaque électrode de contrôle azimutale (Mazi) et les électrodes annulaires de contrôle (M 3, M 4)

reliées entre elles.

12 Dispositif selon l'une des revendications 5 à 11, caractérisé

en ce que les moyens pour élaborer les signaux de sortie comprennent: des moyens ( 64, 65) pour détecter la différence de potentiel (Vaz) entre l'une des électrodes de contrôle (Mazi, M 3, M 4) et une électrode de référence (N); des moyens ( 70 i, 71 i) pour détecter les intensités des courants de mesure (Iazi) émis par les électrodes azimutales de courant (Aazi); et des moyens ( 81) pour élaborer des signaux de résistivité azimutaux (Razi) chacun fonction du rapport (Vaz/Iazi) de la différence de potentiel détectée (Vaz) à l'intensité détectée du courant de mesure (Iazi).

13 Dispositif selon l'une des revendications 5 à 12, caractérisé

en ce qu'il comprend de plus des moyens ( 81) pour élaborer un signal de sortie moyen (Rhr) fonction de la somme des intensités détectées

des courants de mesure (Iazi).