FR2684453A1 - Procede et dispositif de diagraphie a electrodes annulaires et azimutales. - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé et un dispositif de diagraphie à électrodes. Le dispositif comprend une électrode annulaire de courant (Ao) montée sur un corps et des électrodes de garde (A2, A'2) Un premier courant de mesure (Io) est émis par l'électrode centrale de courant (Ao) et des courants de focalisation sont émis par les électrodes de garde (A2, A'2). Un premier signal de sortie représentatif de la résistivité profonde des formations est élaboré en réponse au premier courant de mesure (Io). Des deuxièmes courants de mesure (Iazi ) émis à partir d'électrodes azimutales de courant sont focalisés longitudinalement par les courants émis par les deux parties de l'électrode (A2). En réponse aux deuxièmes courants de mesure (Iazi ) on élabore des deuxièmes signaux de sortie représentatifs de la résistivité des formations dans plusieurs directions autour du sondage. Un signal de résistivité à haute résolution est calculé en fonction de la moyenne des deuxièmes courants de mesure (Iazi ).
Description
PROCÉDÉ ET DISPOSITIF DE DIAGRAPHIE
À ÉLECTRODES ANNULAIRES ET 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 Une difficulté de ces appareils est d'obtenir une
focalisation efficace des courants de mesure azimutaux.
La profondeur d'investigation radiale obtenue avec des électrodes azimutales est généralement moins élevée que celle obtenue avec un dispositif Laterolog profond de type connu Il est donc souhaitable de fournir des mesures classiques de Laterolog profond en supplément des
mesures de résistivité azimutales.
Un objet de l'invention est une technique de diagraphie à électrodes permettant l'obtention simultanée de mesures de résistivité
profonde de type classique et de mesures azimutales de résistivité.
Une telle combinaison pose divers problèmes Tout d'abord il est souhaitable de garder les caractéristiques des appareils classiques de mesure de résistivité profonde De plus, il faut réduire autant que
possible l'influence de chaque type de mesure l'un sur l'autre.
Enfin, tout en conservant la qualité de focalisation de la mesure profonde, il est important d'obtenir une focalisation efficace pour
les mesures azimutales.
Un autre objet de l'invention concerne une combinaison de mesures de résistivité profonde et de résistivités azimutales qui permet de
résoudre les problèmes ci-dessus.
Un autre objet de l'invention est une technique de diagraphie à
électrodes fournissant des mesures de résistivité à haute résolution.
Selon un premier aspect de l'invention, un procédé pour étudier la résistivité des formations traversées par un sondage comprend les 3 étapes suivantes: émettre dans les formations un premier courant électrique de mesure (Io) par une électrode annulaire de courant disposée sur un corps allongé adapté à être déplacé le long du sondage; focaliser le premier courant de mesure (Io) au moyen de courants électriques auxiliaires émis par des électrodes annulaires de garde (A 2, A'2) disposées longitudinalement sur le corps de part et d'autre de l'électrode annulaire de courant; et élaborer, en réponse au premier courant de mesure (Io), un premier signal de sortie représentatif de la résistivité des formations Le procédé comprend de plus les étapes suivantes: l'une des électrodes de garde (A 2) ayant été réalisée en deux parties longitudinalement espacées l'une de l'autre, émettre dans les formations des deuxièmes courants de mesure (Iazi) par un réseau d'électrodes azimutales de courant espacées circonférenciellement les unes des autres et disposées sur le corps
entre ces deux parties de l'électrode de garde; focaliser longitudi-
nalement les deuxièmes courants de mesure (Iazi) au moyen des courants auxiliaires émis par les deux parties de l'électrode de garde (A 2); et élaborer, en réponse aux deuxièmes courants de mesure (Iazi), des deuxièmes signaux de sortie représentatifs de la résistivité des
formations dans plusieurs directions autour du sondage.
Dans un mode de réalisation préféré, le premier signal de sortie est un signal de résistivité profonde (Ra) représentatif du rapport du potentiel (Vo) détecté sur une électrode annulaire de contrôle à
l'intensité (Io) du courant émis par l'électrode annulaire de courant.
Les deuxièmes signaux de sortie sont des signaux de résistivité azimutaux (Razi), chacun d'entre eux étant représentatif du rapport du potentiel (Vaz) détecté sur une électrode de contrôle à l'intensité (Iazi) du courant émis par une électrode azimutale de courant De plus, on élabore un signal de sortie supplémentaire (Rhr) fonction de
la somme des courants azimutaux (bazi).
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, une électrode annulaire de courant (Ao) montée sur le corps, des électrodes de garde (A 2, A'2) disposées sur le corps de part et d'autre de l'électrode annulaire de courant, des moyens pour émettre un premier courant de mesure par l'électrode de courant (Ao), des moyens pour émettre des 4 - courants de focalisation par les électrodes de garde (A 2, A'2) et des moyens sensibles au premier courant de mesure pour élaborer un premier signal de sortie représentatif de la résistivité des formations Une électrode de garde sélectionnée (A 2) comprend deux parties longitudinalement espacées l'une de l'autre et un réseau d'électrodes azimutales de courant (Aazi) circonférenciellement espacées les unes des autres est disposé entre les deux parties de l'électrode sélectionnée (A 2) En outre, le dispositif comprend des moyens pour émettre des deuxièmes courants électriques de mesure à partir des électrodes azimutales de courant (Aazi) et des moyens pour élaborer, en réponse aux deuxièmes courants de mesure, des deuxièmes signaux de sortie représentatifs de la résistivité des formations dans plusieurs
directions autour du sondage.
De préférence, les électrodes de garde comprennent une première (Al, A'i) et une deuxième (A 2, A'2) paire d'électrodes annulaires, la deuxième paire d'électrodes de garde étant disposée de part et d'autre de la première paire L'électrode de garde sélectionnée est alors l'une des électrodes de la deuxième paire (A 2, A'2) Comme les deux parties de l'électrode de garde sélectionnée s'étendent sur une distance relativement grande de part et d'autre des électrodes azimutales, on obtient une focalisation efficace des courants azimutaux. 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 Mi, Ml'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 M 1, M'1 et une première paire d'électrodes de garde Ai, A'i 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 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.
6 - 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'i 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'i 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'i 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 M 4, est disposé un réseau 23 de douze électrodes azimutales de courant Aazi circonférenciellement espacées les unes des autres, i étant un indice de 1 à 12 Chaque électrode azimutale de courant, de forme sensiblement rectangulaire allongée dans le sens longitudinal est 7 - isolée par rapport au corps et entoure une électrode azimutale de contrôle Maz 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 de courant entraîne alors une mauvaise focalisation Ce phénomène est particulièrement gênant dans le cas de courants azimutaux qui se 8 -
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, H 4 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 Nazi 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 faible résistance Comme on le verra par la suite, le courant total circule entre les électrodes de courant et une électrode B éloignée 9 -
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 MH M'1 et M 2, M'2 de façon à focaliser le courant de mesure émis par l'électrode Ao Les électrodes de contrôle Ml et M 2 sont reliées à un premier enroulement primaire d'un transformateur différentiel 50 et les électrodes de contrôle M'i 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 Ai, A'i 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'i et A 2 A'2 à la fréquence 35 Hz Une paire d'électrodes de contrôle A 1 *, A'i* reliées entre elles est disposée à proximité des électrodes de garde Ai, 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 M 1 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, M 4 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.
est appliqué entre l'électrode de garde A 2 et l'électrode azimutale de courant Aazi correspondant à l'électrode Hazi considérée Cette boucle commande chaque courant azimutal Iazi de façon à annuler la il 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 Iaz.
représentatif du courant de mesure émis par l'électrode azimutale Aazi Comme indiqué en pointillés sur la figure 3 A, le dispositif comprend douze canaux identiques fournissant ces courants de mesure Iaz 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: Ra = k 1 Vo/Io 12 - Rs = k 2 Vo/It
Raz i= 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 càble 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 (8)
1 Procédé pour étudier la résistivité des formations traversées par un sondage comprenant les étapes suivantes: émettre dans les formations un premier courant électrique de mesure (Io) par une électrode annulaire de courant (Ao) disposée sur un corps allongé adapté à être déplacé le long du sondage; focaliser le premier courant de mesure au moyen de courants électriques auxiliaires émis par des électrodes annulaires de garde (A 2, A'2) disposées longitudinalement sur le corps de part et d'autre de l'électrode annulaire de courant; et élaborer, en réponse au premier courant de mesure (Io), un premier signal de sortie représentatif de la résistivité des formations; caractérisé en ce qu'il comprend de plus les étapes suivantes: une électrode de garde sélectionnée (A 2) ayant deux parties longitudinalement espacées l'une de l'autre, émettre dans les formations des deuxièmes courants électriques de mesure (Iazi) par un réseau d'électrodes azimutales de courant (Aazi) espacées circonférenciellement les unes des autres et disposées sur le corps entre ces deux parties; focaliser longitudinalement les deuxièmes courants de mesure (Iazi) au moyen des courants électriques auxiliaires émis par les deux parties de l'électrode de garde sélectionnée (A 2); et élaborer, en réponse aux deuxièmes courants de mesure (Iazi), des deuxièmes signaux de sortie représentatifs de la résistivité des
formations dans plusieurs directions autour du sondage.
2 Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'étape de focalisation du premier courant de mesure est effectuée en émettant des courants électriques auxiliaires par une première paire (Al, A'1) et une deuxième paire (A 2, A'2) d'électrodes annulaires de garde, la deuxième paire d'électrodes de garde étant disposée de part et d'autre de la première paire, et dans lequel l'électrode de garde sélectionnée
est l'une des électrodes (A 2) de la deuxième paire.
3 Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel
l'étape de focalisation du premier courant de mesure comprend les étapes suivantes: détecter la différence de potentiel apparaissant entre une 14 première paire (Ml, M'1) et une deuxième paire (M 2, M'2) d'électrodes annulaires de contrôle disposées sur le corps entre l'électrode annulaire de courant (Ao) et les électrodes annulaires de garde; et commander l'émission des courants auxiliaires de façon à
annuler sensiblement la différence de potentiel détectée.
4 Procédé selon la revendications 3, dans lequel l'étape
d'élaboration du premier signal de sortie consiste à élaborer un signal de résistivité profonde (Ra) fonction du rapport (Vo/Io) du potentiel (Vo) détecté sur une électrode annulaire de contrôle (Ml, M'1, M 2, M'2) à l'intensité du courant (Io) émis par l'électrode
annulaire de courant.
Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel
l'étape d'élaboration des deuxièmes signaux de sortie 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 une électrode de contrôle (M 3, M 4) à l'intensité du courant (Iazi) émis par l'électrode azimutale de courant. 6 Procédé selon la revendication 5, comprenant de plus l'étape consistant à élaborer un signal de sortie supplémentaire (Rhr) fonction de la somme des courants (Iazi) émis par les électrodes azimutales. 7 Dispositif pour étudier la résistivité des formations traversées par un sondage ( 11) comprenant: un corps allongé ( 17) adapté à être déplacé le long du sondage; une électrode annulaire de courant (Ao) montée sur le corps; des électrodes de garde (A 2, A'2) disposées sur le corps de part et d'autre de l'électrode annulaire de courant (Ao); des moyens ( 50, 51, 52) pour émettre un premier courant électrique de mesure (Io) par l'électrode de courant (Ao); des moyens ( 60, 61) pour émettre des courants électriques de focalisation par les électrodes de garde (A 2, A'2); et des moyens ( 81) sensibles au premier courant de mesure (Io) pour élaborer un premier signal de sortie représentatif de la résistivité des formations; - caractérisé en ce qu'une électrode de garde sélectionnée (A 2) comprend deux parties longitudinalement espacées l'une de l'autre; et en ce que le dispositif comprend:
un réseau ( 23) d'électrodes azimutales de courant (Aazi) circon-
férenciellement espacées les unes des autres et disposées entre les deux parties de l'électrode sélectionnée (A 2); des moyens ( 68, 69 f) pour émettre des deuxièmes courants électriques de mesure (Iazi) à partir des électrodes azimutales de courant (Aazi); et des moyens ( 81) pour élaborer, en réponse aux deuxièmes courants de mesure (Iaz,), des deuxièmes signaux de sortie représentatifs de la résistivité des formations dans plusieurs directions autour du sondage. 8 Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend une première paire (Al, A'1) et une deuxième paire (A 2, A'2) d'électrodes annulaires de garde, la deuxième paire d'électrodes de garde étant disposée de part et d'autre de la première paire, l'électrode de garde sélectionnée étant l'une des électrodes (A 2) de
la deuxième paire.
9 Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'électrode de garde sélectionnée est l'électrode supérieure (A 2) de
la deuxième paire.
Dispositif selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé
en ce que les moyens pour émettre les courants de focalisation comprennent: une première paire (Ml, M'1) et une deuxième paire (M 2, M'2) d'électrodes annulaires de contrôle disposées sur le corps entre l'électrode annulaire de courant (Ao) et les électrodes annulaires de garde; et des moyens ( 50, 51, 52) pour sensiblement annuler la différence de potentiel détectée entre la première (Ml, M'l) et la deuxième paire
(M 2, M'2) d'électrodes de contrôle.
11 Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que les moyens pour élaborer le premier signal de sortie comprennent: des moyens ( 62, 63) pour détecter le potentiel (Vo) apparaissant 16 - sur une électrode annulaire de contrôle (M 1, M'1, M 2, M'2); des moyens ( 53, 55, 56) pour détecter l'intensité (Io) du courant émis par l'électrode annulaire de courant (Ao); et des moyens ( 81) pour élaborer un signal de résistivité profonde (Ra) fonction du rapport (Vo/Io) du potentiel détecté (Vo) à
l'intensité détectée (Io) de courant.
12 Dispositif selon l'une des revendications 7 à 11, caractérisé
en ce que les moyens pour élaborer les deuxièmes signaux de sortie comprennent: des moyens ( 64, 65) pour détecter le potentiel (Vaz) apparaissant sur une électrode de contrôle (M 3, M 4); des moyens ( 70 i, 71 i) pour détecter l'intensité du courant (Iazi) émis par chaque électrode azimutale de courant (Aazi); et des moyens ( 81) pour élaborer des signaux de résistivité azimutaux (Razi) chacun fonction du rapport (Vaz/Iazi) du potentiel détecté
(Vaz) à l'intensité détectée (Iazi) de courant azimutal.
13 Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comprend de plus des moyens ( 81) pour élaborer un signal de sortie supplémentaire (Rhr) fonction de la somme des intensités détectées
(Iazi) des courants azimutaux.
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