JP3324817B2 - ボアホールの幾何学的特性を検査する検層方法及び装置 - Google Patents
ボアホールの幾何学的特性を検査する検層方法及び装置Info
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
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- E21B47/08—Measuring diameters or related dimensions at the borehole
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ボアホール即ち穿孔の
幾何学的特性を検査する方法及び装置に関するものであ
って、更に詳細には、ゾンデ周りの複数個の方向におい
て検層用ゾンデとボアホール壁との間の距離を検知する
方法及び装置に関するものである。本発明は、更に、固
有抵抗測定を補正するためにボアホールが延在する地層
の方位角固有抵抗を検査するための検層用方法及び装置
に対するこの様な技術の適用に関するものである。
幾何学的特性を検査する方法及び装置に関するものであ
って、更に詳細には、ゾンデ周りの複数個の方向におい
て検層用ゾンデとボアホール壁との間の距離を検知する
方法及び装置に関するものである。本発明は、更に、固
有抵抗測定を補正するためにボアホールが延在する地層
の方位角固有抵抗を検査するための検層用方法及び装置
に対するこの様な技術の適用に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ゾンデ周りの複数個の方向において検層
用ゾンデとボアホール壁との間の距離を検知する検層用
装置は公知である。この様な装置の目的は、複数個のボ
アホール直径を測定することである。この様なマルチカ
リパツールの機械的実現化の一例は米国特許第４，２５
１，９２１号（Ｆｉｎｋ）に記載されている。その装置
は、ボアホールの壁と接触されるべく構成された関節を
有するアームと該アームの拡開度を測定するシステムを
有している。その装置は、多数の機械的な可動部品を必
要とし、従って摩耗が発生し且つ複雑なボアホール即ち
穿孔においてジャミングが発生する危険性を有してい
る。
用ゾンデとボアホール壁との間の距離を検知する検層用
装置は公知である。この様な装置の目的は、複数個のボ
アホール直径を測定することである。この様なマルチカ
リパツールの機械的実現化の一例は米国特許第４，２５
１，９２１号（Ｆｉｎｋ）に記載されている。その装置
は、ボアホールの壁と接触されるべく構成された関節を
有するアームと該アームの拡開度を測定するシステムを
有している。その装置は、多数の機械的な可動部品を必
要とし、従って摩耗が発生し且つ複雑なボアホール即ち
穿孔においてジャミングが発生する危険性を有してい
る。
【０００３】この様なマルチカリパ装置の音響をベース
とした別の具体例が米国特許第４，８２７，４５７号
（Ｓｅｅｍａｎ ｅｔ ａｌ．）に記載されている。そ
の装置は、ボアホール壁に接触することなしに複数個の
ボアホール直径を測定する利点を有している。しかしな
がら、それは、比較的高価な多数の音響センサを必要と
する。
とした別の具体例が米国特許第４，８２７，４５７号
（Ｓｅｅｍａｎ ｅｔ ａｌ．）に記載されている。そ
の装置は、ボアホール壁に接触することなしに複数個の
ボアホール直径を測定する利点を有している。しかしな
がら、それは、比較的高価な多数の音響センサを必要と
する。
【０００４】米国特許第４，０８７，７４０号（Ｓｕａ
ｕ）は、ボアホールの平均直径を決定する電極を具備す
る検層装置を記載している。その装置においては、主に
地層内へ流れる第一電流が供給され、それと共に主にボ
アホール流体内を流れる第二電流が供給される。これら
の第一及び第二電流に応答して二つの固有抵抗信号が派
生され、且つこれら二つの固有抵抗信号が結合されてボ
アホールの平均直径を決定する。この装置はボアホール
内のゾンデの偏心に関する情報を与えるものではなく、
又ボアホールの断面形状に関する情報を与えるものでも
ない。
ｕ）は、ボアホールの平均直径を決定する電極を具備す
る検層装置を記載している。その装置においては、主に
地層内へ流れる第一電流が供給され、それと共に主にボ
アホール流体内を流れる第二電流が供給される。これら
の第一及び第二電流に応答して二つの固有抵抗信号が派
生され、且つこれら二つの固有抵抗信号が結合されてボ
アホールの平均直径を決定する。この装置はボアホール
内のゾンデの偏心に関する情報を与えるものではなく、
又ボアホールの断面形状に関する情報を与えるものでも
ない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の一目的とする
ところは、ボアホール壁と接触することなしにボアホー
ル内のゾンデの偏心に関する情報及び／又はボアホール
の断面の形状に関する情報を採取するための検層技術を
提供することである。
ところは、ボアホール壁と接触することなしにボアホー
ル内のゾンデの偏心に関する情報及び／又はボアホール
の断面の形状に関する情報を採取するための検層技術を
提供することである。
【０００６】本発明の別の目的とするところは、電極を
使用することにより検層用ゾンデとボアホール壁との間
の複数個の半径方向距離を検知する検層技術を提供する
ことである。
使用することにより検層用ゾンデとボアホール壁との間
の複数個の半径方向距離を検知する検層技術を提供する
ことである。
【０００７】本発明の更に別の目的とするところは、ボ
アホール即ち穿孔が延在する地層の方位角固有抵抗を測
定する検層技術であって、ゾンデの偏心及び／又はボア
ホールの断面形状の不規則性を考慮に入れて測定を補正
することが可能な検層技術を提供することである。
アホール即ち穿孔が延在する地層の方位角固有抵抗を測
定する検層技術であって、ゾンデの偏心及び／又はボア
ホールの断面形状の不規則性を考慮に入れて測定を補正
することが可能な検層技術を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の第一の側面によ
れば、長尺のゾンデ本体が懸架されるボアホール即ち穿
孔の幾何学的特性を検査する検層方法が提供され、その
場合に、該本体上において円周方向に離隔された方位角
電流電極（Ａａｚi ）からなるアレイと該本体上に配設
した環状電流電極（Ａ）との間に電流（Ｉｃi ）を供給
し、該環状電極（Ａ）は、供給された電流が主にボアホ
ール流体を介して流れるような態様で、方位角電極（Ａ
ａｚi ）からなるアレイから長手軸方向に離隔されてい
る。出力信号（Ｒｃi ）が発生され、該信号は電流が流
れるゾーンの固有抵抗の関数であり、その際にゾンデ周
りの複数個の方向において前記本体とボアホール壁との
間の距離に関する情報を採取する。
れば、長尺のゾンデ本体が懸架されるボアホール即ち穿
孔の幾何学的特性を検査する検層方法が提供され、その
場合に、該本体上において円周方向に離隔された方位角
電流電極（Ａａｚi ）からなるアレイと該本体上に配設
した環状電流電極（Ａ）との間に電流（Ｉｃi ）を供給
し、該環状電極（Ａ）は、供給された電流が主にボアホ
ール流体を介して流れるような態様で、方位角電極（Ａ
ａｚi ）からなるアレイから長手軸方向に離隔されてい
る。出力信号（Ｒｃi ）が発生され、該信号は電流が流
れるゾーンの固有抵抗の関数であり、その際にゾンデ周
りの複数個の方向において前記本体とボアホール壁との
間の距離に関する情報を採取する。
【０００９】好適には、電流（Ｉｃi ）の供給は、該電
流が互いに等しく且つ一定の振幅（Ｉｃ）であるような
態様に制御する。方位角電流電極（Ａａｚi ）と関連す
る方位角モニタ電極（Ｍａｚi ）と電流環状電極（Ａ）
と関連する環状電極（Ｍ）との間において供給された電
流（Ｉｃi ）により発生される電圧差（△Ｖｃi ）が検
知され、且つ各々が電流（Ｉｃ）により検知された電圧
（△Ｖｃi ）を割算した比（△Ｖｃi ／Ｉｃ）の関数で
あるように出力信号（Ｒｃi ）が発生される。本発明方
法を実施するための検層装置は、ボアホール即ち穿孔に
沿って変位させることが可能であるように構成された長
尺のゾンデ本体と、前記本体上に配設されており円周方
向に離隔された方位角電流電極（Ａａｚi ）からなるア
レイと、方位角電流電極（Ａａｚi ）からなるアレイと
環状電流電極（Ａ）との間に供給される電流が主にボア
ホール（穿孔）の流体を介して流れるように前記方位角
電極からなるアレイから長手軸方向に離隔された環状電
流電極（Ａ）と、方位角電極（Ａａｚi ）と環状電極
（Ａ）との間に電流（Ｉｃi ）を供給する手段と、電流
が流れるボアホールのゾーンの固有抵抗の関数である出
力信号（Ｒｃi ）を発生する手段と、を有しており、そ
の際に前記ゾンデ周りの複数個の方向において前記本体
と前記ボアホールの壁との間の距離に関する情報を供給
することを特徴としている。
流が互いに等しく且つ一定の振幅（Ｉｃ）であるような
態様に制御する。方位角電流電極（Ａａｚi ）と関連す
る方位角モニタ電極（Ｍａｚi ）と電流環状電極（Ａ）
と関連する環状電極（Ｍ）との間において供給された電
流（Ｉｃi ）により発生される電圧差（△Ｖｃi ）が検
知され、且つ各々が電流（Ｉｃ）により検知された電圧
（△Ｖｃi ）を割算した比（△Ｖｃi ／Ｉｃ）の関数で
あるように出力信号（Ｒｃi ）が発生される。本発明方
法を実施するための検層装置は、ボアホール即ち穿孔に
沿って変位させることが可能であるように構成された長
尺のゾンデ本体と、前記本体上に配設されており円周方
向に離隔された方位角電流電極（Ａａｚi ）からなるア
レイと、方位角電流電極（Ａａｚi ）からなるアレイと
環状電流電極（Ａ）との間に供給される電流が主にボア
ホール（穿孔）の流体を介して流れるように前記方位角
電極からなるアレイから長手軸方向に離隔された環状電
流電極（Ａ）と、方位角電極（Ａａｚi ）と環状電極
（Ａ）との間に電流（Ｉｃi ）を供給する手段と、電流
が流れるボアホールのゾーンの固有抵抗の関数である出
力信号（Ｒｃi ）を発生する手段と、を有しており、そ
の際に前記ゾンデ周りの複数個の方向において前記本体
と前記ボアホールの壁との間の距離に関する情報を供給
することを特徴としている。
【００１０】好適には、本装置は、環状帰還電極（Ａ）
と関連する環状モニタ電極（Ｍ）及び各方位角電流電極
（Ａａｚi ）と関連する方位角モニタ電極（Ｍａｚi ）
を有している。
と関連する環状モニタ電極（Ｍ）及び各方位角電流電極
（Ａａｚi ）と関連する方位角モニタ電極（Ｍａｚi ）
を有している。
【００１１】本発明の第二の側面によれば、ボアホール
（穿孔）が延在する地層の固有抵抗を検査する方法が提
供され、本方法は、ボアホールに沿って移動すべく構成
された長尺のゾンデ本体上に配設されており円周方向に
離隔された方位角電流電極（Ａａｚi ）からなるアレイ
から第一電流（Ｉａｚi ）を供給し、第一電流（Ｉａｚ
i ）が流れるゾーンの固有抵抗を表わす第一出力信号
（Ｒａｚi ）を発生し、主にボアホールの流体を介して
流れる第二電流（Ｉｃi ）を方位角電流電極（Ａａｚ
i ）を介して供給し、且つ第一出力信号（Ｒａｚi ）を
補正するために第二電流（Ｉｃi ）が流れるゾーンの固
有抵抗を表わす第二出力信号（Ｒｃi ）を発生する、上
記各ステップを有しており、前記第二出力信号が前記ゾ
ンデ周りの複数個の方向において前記本体とボアホール
壁との間の距離を表わすことを特徴としている。
（穿孔）が延在する地層の固有抵抗を検査する方法が提
供され、本方法は、ボアホールに沿って移動すべく構成
された長尺のゾンデ本体上に配設されており円周方向に
離隔された方位角電流電極（Ａａｚi ）からなるアレイ
から第一電流（Ｉａｚi ）を供給し、第一電流（Ｉａｚ
i ）が流れるゾーンの固有抵抗を表わす第一出力信号
（Ｒａｚi ）を発生し、主にボアホールの流体を介して
流れる第二電流（Ｉｃi ）を方位角電流電極（Ａａｚ
i ）を介して供給し、且つ第一出力信号（Ｒａｚi ）を
補正するために第二電流（Ｉｃi ）が流れるゾーンの固
有抵抗を表わす第二出力信号（Ｒｃi ）を発生する、上
記各ステップを有しており、前記第二出力信号が前記ゾ
ンデ周りの複数個の方向において前記本体とボアホール
壁との間の距離を表わすことを特徴としている。
【００１２】好適には、第一電流（Ｉａｚi ）は第一周
波数で供給され、且つ第二電流（Ｉｃi ）は第一周波数
と異なる第二周波数で供給される。第一周波数における
補助電流が方位角電極（Ａａｚi ）からなるアレイの両
側で該本体上に配設されている環状電流電極（Ａ２）に
よって地層内へ供給され、第一電流（Ｉａｚi ）をフォ
ーカス、即ち焦点を合わせる。第二電流（Ｉｃi ）は、
同一の振幅で、方位角電極（Ａａｚi ）と環状電流電極
（Ａ２）との間に供給される。
波数で供給され、且つ第二電流（Ｉｃi ）は第一周波数
と異なる第二周波数で供給される。第一周波数における
補助電流が方位角電極（Ａａｚi ）からなるアレイの両
側で該本体上に配設されている環状電流電極（Ａ２）に
よって地層内へ供給され、第一電流（Ｉａｚi ）をフォ
ーカス、即ち焦点を合わせる。第二電流（Ｉｃi ）は、
同一の振幅で、方位角電極（Ａａｚi ）と環状電流電極
（Ａ２）との間に供給される。
【００１３】第二出力信号（Ｒｃi ）の各々は、モニタ
方位角電極（Ｍａｚi ）と環状モニタ電極（Ｍ３，Ｍ
４）との間で検知される電圧差（△Ｖｃi ）を第二電流
（Ｉｃi ）の振幅（Ｉｃ）で割算した比（△Ｖｃi ／Ｉ
ｃ）の関数である。第一出力信号を補正するために、次
式を使用して補正係数（Ｃｅｘi ）を表わす信号を発生
する。
方位角電極（Ｍａｚi ）と環状モニタ電極（Ｍ３，Ｍ
４）との間で検知される電圧差（△Ｖｃi ）を第二電流
（Ｉｃi ）の振幅（Ｉｃ）で割算した比（△Ｖｃi ／Ｉ
ｃ）の関数である。第一出力信号を補正するために、次
式を使用して補正係数（Ｃｅｘi ）を表わす信号を発生
する。
【００１４】Ｃｅｘi ＝１２Ｒｃi ΣＲｃi 本発明の第二の側面に基づく装置は、ボアホールに沿っ
て変位すべく構成された長尺のゾンデ本体と、前記本体
上において円周方向に離隔された方位角電流電極（Ａａ
ｚi ）からなるアレイと、前記方位角電流電極（Ａａｚ
i ）からなるアレイの両側において前記本体上に長手軸
方向に配設した２個の環状ガード電極（Ａ２）と、前記
方位角電流電極（Ａａｚi ）を介して第一電流（Ｉａｚ
i ）を供給する手段と、前記ゾンデ周りの複数個の方向
において地層の固有抵抗を表わす第一出力信号（Ｒａｚ
i ）を発生する手段とを有している。本装置は、更に、
方位角電流電極（Ａａｚi ）を介して第二電流（Ｉｃ
i ）を供給する手段を有しており、該第二電流は主にボ
アホール（穿孔）の流体を介して流れ、且つ、本装置
は、更に、ゾンデ周りの複数個の方向において前記本体
とボアホール壁との間の距離の表示を与えるために第二
電流が流れるゾーンの固有抵抗を表わす第二出力信号
（Ｒｃi ）を発生する手段を有しており、その際に第一
出力信号（Ｉａｚi）を補正することが可能であること
を特徴としている。
て変位すべく構成された長尺のゾンデ本体と、前記本体
上において円周方向に離隔された方位角電流電極（Ａａ
ｚi ）からなるアレイと、前記方位角電流電極（Ａａｚ
i ）からなるアレイの両側において前記本体上に長手軸
方向に配設した２個の環状ガード電極（Ａ２）と、前記
方位角電流電極（Ａａｚi ）を介して第一電流（Ｉａｚ
i ）を供給する手段と、前記ゾンデ周りの複数個の方向
において地層の固有抵抗を表わす第一出力信号（Ｒａｚ
i ）を発生する手段とを有している。本装置は、更に、
方位角電流電極（Ａａｚi ）を介して第二電流（Ｉｃ
i ）を供給する手段を有しており、該第二電流は主にボ
アホール（穿孔）の流体を介して流れ、且つ、本装置
は、更に、ゾンデ周りの複数個の方向において前記本体
とボアホール壁との間の距離の表示を与えるために第二
電流が流れるゾーンの固有抵抗を表わす第二出力信号
（Ｒｃi ）を発生する手段を有しており、その際に第一
出力信号（Ｉａｚi）を補正することが可能であること
を特徴としている。
【００１５】本装置は、好適には、それぞれ電流方位角
電極（Ａａｚi ）と関連するモニタ方位角電極（Ｍａｚ
i ）と、それぞれのガード電極（Ａ２）と関連する２個
のモニタ環状電極（Ｍ３，Ｍ４）を有している。
電極（Ａａｚi ）と関連するモニタ方位角電極（Ｍａｚ
i ）と、それぞれのガード電極（Ａ２）と関連する２個
のモニタ環状電極（Ｍ３，Ｍ４）を有している。
【００１６】
【実施例】図１を参照すると、地層１１を貫通して延在
するボアホール（穿孔）１０を検査するための検層装置
は、多導体ケーブル１３の端部においてボアホール内に
懸架されたゾンデ１２を有している。ケーブル１３は、
滑車１４を介して延在しており且つゾンデ１２をボアホ
ールに沿って移動させるためのウインチ１５に巻着され
ている。ウインチ１５は表面装置１６の一部を構成して
いる。
するボアホール（穿孔）１０を検査するための検層装置
は、多導体ケーブル１３の端部においてボアホール内に
懸架されたゾンデ１２を有している。ケーブル１３は、
滑車１４を介して延在しており且つゾンデ１２をボアホ
ールに沿って移動させるためのウインチ１５に巻着され
ている。ウインチ１５は表面装置１６の一部を構成して
いる。
【００１７】ゾンデ１２は、長尺の本体１７を有してお
り、本体１７は、電気回路を収容する密封した金属から
なる包囲体を有する上部セクション２０と、地層を検査
乃至は調査するためのセンサ（不図示）を装着するのに
適した下部セクション２１を有している。この様なセン
サは、例えば、電極、誘導コイル、原子核センサ、音響
変換器、又はその他の形態のセンサとすることが可能で
ある。これらのセンサに加えて、底部セクション２１
は、ボアホールの幾何学的特性を検知するための一組の
電極２２を担持している。ボアホールの断面の形状及び
寸法に関する情報及びボアホール内のゾンデ１２の偏心
に関する情報は、ボアホールの状態に関する情報を提供
すること自身、又は地層に関して行なった測定値を補正
するためなどのために興味のあるものである。
り、本体１７は、電気回路を収容する密封した金属から
なる包囲体を有する上部セクション２０と、地層を検査
乃至は調査するためのセンサ（不図示）を装着するのに
適した下部セクション２１を有している。この様なセン
サは、例えば、電極、誘導コイル、原子核センサ、音響
変換器、又はその他の形態のセンサとすることが可能で
ある。これらのセンサに加えて、底部セクション２１
は、ボアホールの幾何学的特性を検知するための一組の
電極２２を担持している。ボアホールの断面の形状及び
寸法に関する情報及びボアホール内のゾンデ１２の偏心
に関する情報は、ボアホールの状態に関する情報を提供
すること自身、又は地層に関して行なった測定値を補正
するためなどのために興味のあるものである。
【００１８】図２を参照すると、ゾンデ１２上に配設し
た一組の電極２２を詳細に示しており、該本体の底部セ
クション２１は環状電流電極Ａ、該電流電極Ａと関連し
た環状モニタ電極Ｍ、及び１２個の円周方向に離隔した
方位角電極からなるアレイを担持している。環状電流電
極Ａは、図面に示した如く、モニタ電極Ｍの片側に完全
に配設することが可能であり、又、それは環状電極Ｍの
上側の部分及びその下側の部分を有することが可能であ
る。各方位角電極は、方位角モニタ電極Ｍａｚi を取囲
む方位角電流電極Ａａｚi を有しており、尚、ｉは１乃
至１２の範囲内のインデックスである。
た一組の電極２２を詳細に示しており、該本体の底部セ
クション２１は環状電流電極Ａ、該電流電極Ａと関連し
た環状モニタ電極Ｍ、及び１２個の円周方向に離隔した
方位角電極からなるアレイを担持している。環状電流電
極Ａは、図面に示した如く、モニタ電極Ｍの片側に完全
に配設することが可能であり、又、それは環状電極Ｍの
上側の部分及びその下側の部分を有することが可能であ
る。各方位角電極は、方位角モニタ電極Ｍａｚi を取囲
む方位角電流電極Ａａｚi を有しており、尚、ｉは１乃
至１２の範囲内のインデックスである。
【００１９】方位角電極からなるアレイは、環状電流電
極Ａから長手軸方向に離隔されており、従って方位角電
極と環状電極Ａとの間に供給される電流は主にボアホー
ルの流体を介して流れる。電極Ａ及び電極Ａａｚi の隣
接する端部の間のギャップの長手軸方向における幅は、
ゾンデ１２とボアホール壁との間の検知すべき半径方向
距離と同程度の大きさのものである。好適実施例におい
ては、このギャップは約５ｃｍの幅とさせる。
極Ａから長手軸方向に離隔されており、従って方位角電
極と環状電極Ａとの間に供給される電流は主にボアホー
ルの流体を介して流れる。電極Ａ及び電極Ａａｚi の隣
接する端部の間のギャップの長手軸方向における幅は、
ゾンデ１２とボアホール壁との間の検知すべき半径方向
距離と同程度の大きさのものである。好適実施例におい
ては、このギャップは約５ｃｍの幅とさせる。
【００２０】ゾンデ周りの複数個の方向においてゾンデ
とボアホール壁との間の距離を測定するために、電流Ｉ
ｃi を方位角電流電極Ａａｚi と環状電流電極Ａとの間
に供給即ち通電させる。方位角モニタ電極Ｍａｚi の各
々と環状モニタ電極Ｍとの間に電圧差△Ｖｃi が表われ
る。各電流Ｉｃi が通過するゾーンの見掛けの固有抵抗
Ｒｃi は次式で与えられる。
とボアホール壁との間の距離を測定するために、電流Ｉ
ｃi を方位角電流電極Ａａｚi と環状電流電極Ａとの間
に供給即ち通電させる。方位角モニタ電極Ｍａｚi の各
々と環状モニタ電極Ｍとの間に電圧差△Ｖｃi が表われ
る。各電流Ｉｃi が通過するゾーンの見掛けの固有抵抗
Ｒｃi は次式で与えられる。
【００２１】Ｒｃi ＝ｋ１△Ｖｃi ／Ｉｃi 尚、ｋ１は、ゾンデ１２の形状に依存する定数係数であ
る。各電流Ｉｃi は、地層内に流れる部分と、ボアホー
ル流体を介して流れる別の部分とを有している。各見掛
けの固有抵抗Ｒｃi は、対応する方位角電極Ａａｚi に
対向するゾンデとボアホール壁との間の半径方向距離の
関数であることが判明した。従って、該距離に関する情
報を採取するために、固有抵抗Ｒｃi を表わす信号が発
生される。従って、ボアホール内のゾンデの偏心に関す
る情報及びボアホールの断面に関する存在しうる不規則
な形状に関する情報が、装置の機械的複雑性を増加させ
ることなしに、得られる。
る。各電流Ｉｃi は、地層内に流れる部分と、ボアホー
ル流体を介して流れる別の部分とを有している。各見掛
けの固有抵抗Ｒｃi は、対応する方位角電極Ａａｚi に
対向するゾンデとボアホール壁との間の半径方向距離の
関数であることが判明した。従って、該距離に関する情
報を採取するために、固有抵抗Ｒｃi を表わす信号が発
生される。従って、ボアホール内のゾンデの偏心に関す
る情報及びボアホールの断面に関する存在しうる不規則
な形状に関する情報が、装置の機械的複雑性を増加させ
ることなしに、得られる。
【００２２】図３はこの様な信号を発生する電気回路で
あって本発明の好適実施例を構成する電気回路のブロッ
ク図を示している。この実施例においては、電流Ｉｃi
の振幅は共通の値と等しく維持され、且つ電圧差△Ｖｃ
i が検知される。
あって本発明の好適実施例を構成する電気回路のブロッ
ク図を示している。この実施例においては、電流Ｉｃi
の振幅は共通の値と等しく維持され、且つ電圧差△Ｖｃ
i が検知される。
【００２３】図面の左側において、上述した電極Ａ，
Ｍ，Ｍａｚi ，Ａａｚi が模式的に示されており、単一
の電極Ｍａｚi 及び単一の電極Ａａｚi のみが簡単化の
ために示されている。オシレータ３０が１２個の電源３
３i を制御するために交流電圧を供給する。電流源３３
i の各々からの出力端は、最初に、方位角電流電極Ａａ
ｚi へ接続され、次いで前記電極間に交流電流Ｉｃi を
供給するために環状電流電極Ａへ接続している。従っ
て、１２個の電流源３３は１２個の等しい電流Ｉｃi を
供給する。１２個の等しい電流Ｉｃi の共通の値Ｉｃ
は、増幅器３１によりオシレータ３０のアウトレットに
おいて検知され、増幅器３１の出力は位相感受性検知器
３２へ印加される。
Ｍ，Ｍａｚi ，Ａａｚi が模式的に示されており、単一
の電極Ｍａｚi 及び単一の電極Ａａｚi のみが簡単化の
ために示されている。オシレータ３０が１２個の電源３
３i を制御するために交流電圧を供給する。電流源３３
i の各々からの出力端は、最初に、方位角電流電極Ａａ
ｚi へ接続され、次いで前記電極間に交流電流Ｉｃi を
供給するために環状電流電極Ａへ接続している。従っ
て、１２個の電流源３３は１２個の等しい電流Ｉｃi を
供給する。１２個の等しい電流Ｉｃi の共通の値Ｉｃ
は、増幅器３１によりオシレータ３０のアウトレットに
おいて検知され、増幅器３１の出力は位相感受性検知器
３２へ印加される。
【００２４】各方位角モニタ電極Ｍａｚi と環状モニタ
電極Ｍとの間に各電流Ｉｃi により発生される電圧差△
Ｖｃi は増幅器３４i により検知され、該増幅器の出力
は位相感受性検知器３５i へ印加される。位相感受性検
知器３２及び３５i により必要とされる位相基準はオシ
レータ３０から得られる。Ｉｃ及び電圧差△Ｖｃi の整
流した値は、演算回路３６へ印加され、該演算回路３６
は次式を使用して信号Ｒｃi を発生する。
電極Ｍとの間に各電流Ｉｃi により発生される電圧差△
Ｖｃi は増幅器３４i により検知され、該増幅器の出力
は位相感受性検知器３５i へ印加される。位相感受性検
知器３２及び３５i により必要とされる位相基準はオシ
レータ３０から得られる。Ｉｃ及び電圧差△Ｖｃi の整
流した値は、演算回路３６へ印加され、該演算回路３６
は次式を使用して信号Ｒｃi を発生する。
【００２５】Ｒｃi ＝ｋ１△Ｖｃi ／Ｉｃ 演算回路３６は、更に、偏心係数を表わす１２個の信号
Ｃｅｘi も発生することが可能であり、その場合に、ボ
アホール流体の固有抵抗における変動の影響は次式を使
用して事実上取除かれる。
Ｃｅｘi も発生することが可能であり、その場合に、ボ
アホール流体の固有抵抗における変動の影響は次式を使
用して事実上取除かれる。
【００２６】Ｃｅｘi ＝１２Ｒｃi ／ΣＲｃi これらの係数は、ゾンデ周りの１２個の方法におけるゾ
ンデとボアホール壁との間の相対的な距離の関数であ
る。
ンデとボアホール壁との間の相対的な距離の関数であ
る。
【００２７】上述した実施例においては、演算回路が表
面装置１６内に配設されており、一方その他の回路はゾ
ンデ１２の上部セクション２０内に収納されている。１
３個の整流信号Ｉｃ及び△Ｖｃi は、ゾンデからケーブ
ル１３を介して地表へ送給される。当然、図３に示した
回路の地表とゾンデとの間のその他の任意の分割状態と
させることが可能である。
面装置１６内に配設されており、一方その他の回路はゾ
ンデ１２の上部セクション２０内に収納されている。１
３個の整流信号Ｉｃ及び△Ｖｃi は、ゾンデからケーブ
ル１３を介して地表へ送給される。当然、図３に示した
回路の地表とゾンデとの間のその他の任意の分割状態と
させることが可能である。
【００２８】図４は本発明の別の実施例において信号Ｒ
ｃi を発生する電気回路の回路図を示している。この変
形例においては、電圧差△Ｖｃi の振幅は共通の値と等
しく維持され、且つ検知されるものはそれぞれの電流Ｉ
ｃi である。
ｃi を発生する電気回路の回路図を示している。この変
形例においては、電圧差△Ｖｃi の振幅は共通の値と等
しく維持され、且つ検知されるものはそれぞれの電流Ｉ
ｃi である。
【００２９】オシレータ４０が、環状モニタ電極Ｍと差
動増幅器４４i の入力端のうちの一つとの間に接続した
第一二次巻線を有する変圧器４１の一次巻線へ交流電圧
を供給する。差動増幅器４４i の別の入力端は方位角モ
ニタ電極Ｍａｚi へ接続しており、且つその出力は電流
源４５i へ印加される。電流源４５i からの出力は、最
初に、対応する方位角電流電極Ａａｚi へ供給され且つ
第二に環状電流電極Ａへ供給される。この様に、交流電
流Ｉｃi の供給は、環状モニタ電極Ｍと方位角モニタ電
極Ｍａｚi の各々との間に表われる電圧差△Ｖｃi が一
定の振幅の電圧差△Ｖｃと等しく維持されるような態様
で制御される。１２個の等しい電圧差△Ｖｃi の共通の
値△Ｖｃは、増幅器４２へ接続されており次いで位相感
受性検知器４３へ接続されている変圧器４１の第二二次
巻線により検知される。
動増幅器４４i の入力端のうちの一つとの間に接続した
第一二次巻線を有する変圧器４１の一次巻線へ交流電圧
を供給する。差動増幅器４４i の別の入力端は方位角モ
ニタ電極Ｍａｚi へ接続しており、且つその出力は電流
源４５i へ印加される。電流源４５i からの出力は、最
初に、対応する方位角電流電極Ａａｚi へ供給され且つ
第二に環状電流電極Ａへ供給される。この様に、交流電
流Ｉｃi の供給は、環状モニタ電極Ｍと方位角モニタ電
極Ｍａｚi の各々との間に表われる電圧差△Ｖｃi が一
定の振幅の電圧差△Ｖｃと等しく維持されるような態様
で制御される。１２個の等しい電圧差△Ｖｃi の共通の
値△Ｖｃは、増幅器４２へ接続されており次いで位相感
受性検知器４３へ接続されている変圧器４１の第二二次
巻線により検知される。
【００３０】各方位角電流電極Ａａｚi により供給され
る電流Ｉｃi は、各電流源４４i の出力端上に配置した
低い値の直列抵抗４６i により検知される。各抵抗４６
i の端子は増幅器４７i の入力端へ接続しており、該増
幅器の出力は位相感受性検知器４８i へ印加される。位
相感受性検知器４３及び４８i により必要とされる位相
基準はオシレータ４０からとられる。演算回路４９が次
式を使用して信号Ｒｃi を発生する。
る電流Ｉｃi は、各電流源４４i の出力端上に配置した
低い値の直列抵抗４６i により検知される。各抵抗４６
i の端子は増幅器４７i の入力端へ接続しており、該増
幅器の出力は位相感受性検知器４８i へ印加される。位
相感受性検知器４３及び４８i により必要とされる位相
基準はオシレータ４０からとられる。演算回路４９が次
式を使用して信号Ｒｃi を発生する。
【００３１】Ｒｃi ＝ｋ１△Ｖｃ／Ｉｃi 図４の変形例においては、図３の変形例における如く、
演算回路４９が地表上にある場合には、１３個の信号を
ケーブル１３を介して送信することが必要である。電流
Ｉｃi の振幅を維持するためのサーボ制御がないか、又
は電圧差△Ｖｃi の振幅が一定である場合には、１２個
の電流Ｉｃi 及び１２個の電圧差△Ｖｃi を検知するこ
とも可能である。この様な状況下においては、ケーブル
１４を介して地表へ２４個の信号が送信される。
演算回路４９が地表上にある場合には、１３個の信号を
ケーブル１３を介して送信することが必要である。電流
Ｉｃi の振幅を維持するためのサーボ制御がないか、又
は電圧差△Ｖｃi の振幅が一定である場合には、１２個
の電流Ｉｃi 及び１２個の電圧差△Ｖｃi を検知するこ
とも可能である。この様な状況下においては、ケーブル
１４を介して地表へ２４個の信号が送信される。
【００３２】上述した実施例においては、電圧差が電流
電極から分離されたモニタ電極上で検知される。又、検
知増幅器３４i 及び４４i を環状電流電極Ａ及び／又は
方位角電流電極Ａａｚi へ接続させることも可能であ
る。その場合には、測定値は、電極の接触インピーダン
ス及び接続ワイヤの抵抗に起因するエラーの影響を受け
る。しかしながら、例えば、接触インピーダンスが低い
電極を選択して使用することなどにより、この様なエラ
ーを減少させるための解決方法を見出だすことが可能で
ある。
電極から分離されたモニタ電極上で検知される。又、検
知増幅器３４i 及び４４i を環状電流電極Ａ及び／又は
方位角電流電極Ａａｚi へ接続させることも可能であ
る。その場合には、測定値は、電極の接触インピーダン
ス及び接続ワイヤの抵抗に起因するエラーの影響を受け
る。しかしながら、例えば、接触インピーダンスが低い
電極を選択して使用することなどにより、この様なエラ
ーを減少させるための解決方法を見出だすことが可能で
ある。
【００３３】図５は、ボアホールの幾何学的特性を検知
することにより測定値を補正する地層の固有抵抗を検査
乃至は調査する検層用ゾンデ５０を示している。ゾンデ
５０はケーブル１３により懸架され、長尺状の本体５１
を有しており、本体５１は、電気回路を収容する上部セ
クション５２と、電極を担持する下部（底部）セクショ
ン５３を有している。
することにより測定値を補正する地層の固有抵抗を検査
乃至は調査する検層用ゾンデ５０を示している。ゾンデ
５０はケーブル１３により懸架され、長尺状の本体５１
を有しており、本体５１は、電気回路を収容する上部セ
クション５２と、電極を担持する下部（底部）セクショ
ン５３を有している。
【００３４】下部セクション５３は、米国特許第３，７
７２，５８９号（Ｓｃｈｏｌｂｅｒｇ）に記載される技
術を使用して、深いモードＬＬｄ及び浅いモードＬＬｓ
において公知の「ダブルレイタロログ（Ｄｏｕｂｌｅ
Ｌａｔｅｒｏｌｏｇ）」技術を実施するための第一組の
環状電極Ａｏ，Ｍ１−Ｍ′１，Ｍ２−Ｍ′２，Ａ１−
Ａ′１，Ａ２−Ａ′２を担持している。電極Ａ２は、図
６に詳細に示した如く、方位角電極５４からなるアレイ
を具備する二つの部分から構成されており、それらの間
に配設して環状モニタ電極Ｍ３及びＭ４が設けられてい
る。方位角電極のアレイは、１９９１年１１月２８日付
で出願したフランス特許出願第９１１４７０２号に記載
されるように、方位角固有抵抗を測定するために使用さ
れる。
７２，５８９号（Ｓｃｈｏｌｂｅｒｇ）に記載される技
術を使用して、深いモードＬＬｄ及び浅いモードＬＬｓ
において公知の「ダブルレイタロログ（Ｄｏｕｂｌｅ
Ｌａｔｅｒｏｌｏｇ）」技術を実施するための第一組の
環状電極Ａｏ，Ｍ１−Ｍ′１，Ｍ２−Ｍ′２，Ａ１−
Ａ′１，Ａ２−Ａ′２を担持している。電極Ａ２は、図
６に詳細に示した如く、方位角電極５４からなるアレイ
を具備する二つの部分から構成されており、それらの間
に配設して環状モニタ電極Ｍ３及びＭ４が設けられてい
る。方位角電極のアレイは、１９９１年１１月２８日付
で出願したフランス特許出願第９１１４７０２号に記載
されるように、方位角固有抵抗を測定するために使用さ
れる。
【００３５】図６を参照すると、下部セクション５３の
上部部分を示しており、本体５１は電気的に相互接続さ
れた２個の環状モニタ電極Ｍ３及びＭ４とそれぞれ関連
している二つのガード電極Ａ２を形成している。環状モ
ニタ電極Ｍ３及びＭ４は電極Ａ２と相対的に分離されて
おり、且つそれらは、例えば、電極Ａ２のそれぞれのも
のの内側に位置されている。電極Ｍ４は上部電極Ａ２の
下側に配設させ、一方電極Ｍ３は下部電極Ａ２の上方に
配設させることが可能である。これら二つのガード電極
Ａ２の間に、互いに円周方向に離隔されている１２個の
方位角電極からなるアレイ５４が配設されている。各方
位角電極は、方位角モニタ電極Ｍａｚiを取囲む方位角
電流電極Ａａｚi を有しており、尚ｉは１乃至１２の範
囲内のインデックスである。
上部部分を示しており、本体５１は電気的に相互接続さ
れた２個の環状モニタ電極Ｍ３及びＭ４とそれぞれ関連
している二つのガード電極Ａ２を形成している。環状モ
ニタ電極Ｍ３及びＭ４は電極Ａ２と相対的に分離されて
おり、且つそれらは、例えば、電極Ａ２のそれぞれのも
のの内側に位置されている。電極Ｍ４は上部電極Ａ２の
下側に配設させ、一方電極Ｍ３は下部電極Ａ２の上方に
配設させることが可能である。これら二つのガード電極
Ａ２の間に、互いに円周方向に離隔されている１２個の
方位角電極からなるアレイ５４が配設されている。各方
位角電極は、方位角モニタ電極Ｍａｚiを取囲む方位角
電流電極Ａａｚi を有しており、尚ｉは１乃至１２の範
囲内のインデックスである。
【００３６】ゾンデ周りの複数個の方向において固有抵
抗の測定値を得るために、方位角電流電極Ａａｚi によ
り第一の低い周波数ｆ１において測定電流Ｉａｚi が地
層内に供給される。これらの電流は電極Ａ２により供給
される補助電流によりフォーカスされる。１２個のサー
ボ制御ループにより形成されるサーボ制御システムが、
相互接続された環状モニタ電極Ｍ３及びＭ４と方位角モ
ニタ電極Ｍａｚi の各々との間において検知される各電
圧差△Ｖｃを実質的に相殺させるために測定電流Ｉａｚ
i を制御する。更に、相互接続された環状モニタ電極Ｍ
３及びＭ４の電圧Ｖａｚを検知し、且つ出力方位角信号
Ｒａｚi が発生され、その各々は環状モニタ電極上で検
知される電圧Ｖａｚを次式に従ってそれぞれの方位角電
極により供給される電流Ｉａｚi により割算した値の比
の関数である。
抗の測定値を得るために、方位角電流電極Ａａｚi によ
り第一の低い周波数ｆ１において測定電流Ｉａｚi が地
層内に供給される。これらの電流は電極Ａ２により供給
される補助電流によりフォーカスされる。１２個のサー
ボ制御ループにより形成されるサーボ制御システムが、
相互接続された環状モニタ電極Ｍ３及びＭ４と方位角モ
ニタ電極Ｍａｚi の各々との間において検知される各電
圧差△Ｖｃを実質的に相殺させるために測定電流Ｉａｚ
i を制御する。更に、相互接続された環状モニタ電極Ｍ
３及びＭ４の電圧Ｖａｚを検知し、且つ出力方位角信号
Ｒａｚi が発生され、その各々は環状モニタ電極上で検
知される電圧Ｖａｚを次式に従ってそれぞれの方位角電
極により供給される電流Ｉａｚi により割算した値の比
の関数である。
【００３７】Ｒａｚi ＝ｋ２Ｖａｚ／Ｉａｚi 尚、ｋ２はゾンデの形状に依存する係数である。この技
術は、上掲したフランス特許出願第９１１４７０２号に
詳細に記載されている。
術は、上掲したフランス特許出願第９１１４７０２号に
詳細に記載されている。
【００３８】この様にして採取された方位角固有抵抗測
定値は、ボアホール内のゾンデの偏心によって影響を受
ける。測定値を補正する目的のためにこの偏心に関する
情報を採取するために、方位角電極とボアホール壁との
間の距離も検知される。
定値は、ボアホール内のゾンデの偏心によって影響を受
ける。測定値を補正する目的のためにこの偏心に関する
情報を採取するために、方位角電極とボアホール壁との
間の距離も検知される。
【００３９】これを行なうために、より高い第二の周波
数ｆ２において方位角電流電極Ａａｚi と環状モニタ電
極Ｍ３及びＭ４との間において第二電流Ｉｃi をボアホ
ール流体内に供給する。これらの電流Ｉｃi は互いに等
しく維持され、従ってそれは単に単一の電流Ｉｃを検知
するだけで十分である。更に、方位角モニタ電極Ｍａｚ
i の各々と相互接続された環状モニタ電極Ｍ３及びＭ４
との間に表われる電圧差△Ｖｃi が検知され、且つ第二
出力信号Ｒｃi が発生され、該信号の各々は、それぞれ
の検知された電圧差△Ｖｃi を次式に従って各方位角電
極から供給される電流Ｉｃにより割算した値の比の関数
である。
数ｆ２において方位角電流電極Ａａｚi と環状モニタ電
極Ｍ３及びＭ４との間において第二電流Ｉｃi をボアホ
ール流体内に供給する。これらの電流Ｉｃi は互いに等
しく維持され、従ってそれは単に単一の電流Ｉｃを検知
するだけで十分である。更に、方位角モニタ電極Ｍａｚ
i の各々と相互接続された環状モニタ電極Ｍ３及びＭ４
との間に表われる電圧差△Ｖｃi が検知され、且つ第二
出力信号Ｒｃi が発生され、該信号の各々は、それぞれ
の検知された電圧差△Ｖｃi を次式に従って各方位角電
極から供給される電流Ｉｃにより割算した値の比の関数
である。
【００４０】Ｉｃi ＝ｋ１△Ｖｃi ／Ｉｃ 尚、ｋ１はゾンデの形状に依存する係数である。
【００４１】従って、測定が行なわれる正確な深さにお
いてボアホールの断面の存在しうる不規則な形状に関す
る情報及びボアホール内のゾンデの偏心に関する情報が
得られる。従って、ゾンデがボアホールの軸に対して角
度を持っているか否かはほとんど重要なことではない。
更に、装置の機械的な複雑性が増加されることはない。
なぜならば、方位角固有抵抗測定と幾何学的特性の測定
の両方に対して同一の電極を使用するからである。
いてボアホールの断面の存在しうる不規則な形状に関す
る情報及びボアホール内のゾンデの偏心に関する情報が
得られる。従って、ゾンデがボアホールの軸に対して角
度を持っているか否かはほとんど重要なことではない。
更に、装置の機械的な複雑性が増加されることはない。
なぜならば、方位角固有抵抗測定と幾何学的特性の測定
の両方に対して同一の電極を使用するからである。
【００４２】図７を参照すると、図５のゾンデにおいて
使用される電気回路の好適な実施例が示されている。図
７の右下において、単一の電極Ｍａｚi 及び単一の電極
Ａａｚi と共に、電極Ａ２，Ｍ３，Ｍ４の模式的な表示
が示されている。３５Ｈｚの周波数ｆ１における交流電
流Ｉｔが、地表６０上の供給源から、ケーブル１３内の
一つ又はそれ以上の導体６１を介してダウンホールにお
けるゾンデへ送給される。この全体的な電流Ｉｔが低い
値の直列抵抗６２によりダウンホールにおいて検知さ
れ、該抵抗の端子は増幅器６３へ接続され、増幅器６３
は中心周波数ｆ１を有するバンドパスフィルタ６４へ接
続されている。全電流Ｉｔの位相も位相検知器回路６５
により検知される。ダウンホールにおいて全電流Ｉｔを
測定し且つその位相もダウンホールにおいて測定するこ
とにより、ケーブル１３に沿っての送信に起因して発生
する場合のある歪の影響を取除くことが可能である。全
電流の一部が導体６６を介して電極Ａ２へ印加され、該
電極は接続６７により模式的に示した如く電気的に短絡
状態とされている。この全電流は、電流電極と地表上に
位置している遠隔電極Ｂとの間に流れる。
使用される電気回路の好適な実施例が示されている。図
７の右下において、単一の電極Ｍａｚi 及び単一の電極
Ａａｚi と共に、電極Ａ２，Ｍ３，Ｍ４の模式的な表示
が示されている。３５Ｈｚの周波数ｆ１における交流電
流Ｉｔが、地表６０上の供給源から、ケーブル１３内の
一つ又はそれ以上の導体６１を介してダウンホールにお
けるゾンデへ送給される。この全体的な電流Ｉｔが低い
値の直列抵抗６２によりダウンホールにおいて検知さ
れ、該抵抗の端子は増幅器６３へ接続され、増幅器６３
は中心周波数ｆ１を有するバンドパスフィルタ６４へ接
続されている。全電流Ｉｔの位相も位相検知器回路６５
により検知される。ダウンホールにおいて全電流Ｉｔを
測定し且つその位相もダウンホールにおいて測定するこ
とにより、ケーブル１３に沿っての送信に起因して発生
する場合のある歪の影響を取除くことが可能である。全
電流の一部が導体６６を介して電極Ａ２へ印加され、該
電極は接続６７により模式的に示した如く電気的に短絡
状態とされている。この全電流は、電流電極と地表上に
位置している遠隔電極Ｂとの間に流れる。
【００４３】この回路の一部は、地層の固有抵抗の方位
角測定を行なうために使用される。相互接続された環状
モニタ電極Ｍ３及びＭ４は、測定増幅器７０の入力端へ
接続しており、その他方の入力端は基準電極Ｎへ接続し
ており、該電極はケーブルの外装により構成されてい
る。増幅器７０の出力は周波数３５Ｈｚの中心周波数を
有するバンドパスフィルタ７１へ印加され、且つそれは
基準電極Ｎと電極Ｍ３及びＭ４との間の電圧差を表わす
交流信号Ｖａｚを供給する。
角測定を行なうために使用される。相互接続された環状
モニタ電極Ｍ３及びＭ４は、測定増幅器７０の入力端へ
接続しており、その他方の入力端は基準電極Ｎへ接続し
ており、該電極はケーブルの外装により構成されてい
る。増幅器７０の出力は周波数３５Ｈｚの中心周波数を
有するバンドパスフィルタ７１へ印加され、且つそれは
基準電極Ｎと電極Ｍ３及びＭ４との間の電圧差を表わす
交流信号Ｖａｚを供給する。
【００４４】各方位角モニタ電極Ｍａｚi はプレアンプ
７２i の差動入力端へ接続しており、該プレアンプは広
い周波数帯域を有しており、且つその他方の入力端は環
状モニタ電極Ｍ３及びＭ４へ接続している。各プレアン
プ７２i の出力端は高利得増幅段７３i の入力端へ接続
しており、該高利得増幅段は、３５Ｈｚにおいてフィル
タ機能を有しており、且つそれは電圧−電流変換器によ
り形成される電流源７４i へ接続している。電流源７４
i からの出力電流が、ガード電極Ａ２と検討中の電極Ｍ
ａｚi と関連する方位角電流電極Ａａｚi との間に印加
される。ループ７２i ，７３i ，７４i は、Ｍ３，Ｍ４
と対応する方位角モニタ電極Ｍａｚi との間の電圧差を
相殺させるように各電流Ｉａｚi の供給を制御する。
７２i の差動入力端へ接続しており、該プレアンプは広
い周波数帯域を有しており、且つその他方の入力端は環
状モニタ電極Ｍ３及びＭ４へ接続している。各プレアン
プ７２i の出力端は高利得増幅段７３i の入力端へ接続
しており、該高利得増幅段は、３５Ｈｚにおいてフィル
タ機能を有しており、且つそれは電圧−電流変換器によ
り形成される電流源７４i へ接続している。電流源７４
i からの出力電流が、ガード電極Ａ２と検討中の電極Ｍ
ａｚi と関連する方位角電流電極Ａａｚi との間に印加
される。ループ７２i ，７３i ，７４i は、Ｍ３，Ｍ４
と対応する方位角モニタ電極Ｍａｚi との間の電圧差を
相殺させるように各電流Ｉａｚi の供給を制御する。
【００４５】増幅段７３i の出力信号は測定増幅器７５
i へ印加され、次いで周波数３５Ｈｚの中心周波数を有
するバンドパスフィルタ７６i へ供給され、方位角電極
Ａａｚi により供給された測定電流を表わす交流信号Ｉ
ａｚi を供給する。図４において点線で示した如く、本
装置は１２個の同一のチャンネルを有している。
i へ印加され、次いで周波数３５Ｈｚの中心周波数を有
するバンドパスフィルタ７６i へ供給され、方位角電極
Ａａｚi により供給された測定電流を表わす交流信号Ｉ
ａｚi を供給する。図４において点線で示した如く、本
装置は１２個の同一のチャンネルを有している。
【００４６】信号Ｖａｚ及びＩｔ、及び１２個の信号Ｉ
ａｚi がマルチプレクサ７７へ印加される。タイミング
回路７８が、信号Ｖａｚ，Ｉｔ，Ｉａｚi がサンプルさ
れるタイミングを制御する。
ａｚi がマルチプレクサ７７へ印加される。タイミング
回路７８が、信号Ｖａｚ，Ｉｔ，Ｉａｚi がサンプルさ
れるタイミングを制御する。
【００４７】本回路の別の部分は、方位角電極とボアホ
ール壁との間の半径方向距離を検知すべく作用する。ク
ロック８０が、６４ｋＨｚの周波数ｆ２においてアナロ
グスイッチ８１へパルスを供給し、該アナログスイッチ
８１は同一の周波数で方形波信号を発生し、それはバン
ドパスフィルタ８２へ印加される。フィルタ８２からの
出力に表われる一定の振幅Ｉｃの正弦波電圧が電流源７
４i へ印加され、方位角電極Ａａｚi の各々と電極Ａ２
との間に一定振幅で周波数ｆ２の正弦波電流Ｉｃi を供
給する。
ール壁との間の半径方向距離を検知すべく作用する。ク
ロック８０が、６４ｋＨｚの周波数ｆ２においてアナロ
グスイッチ８１へパルスを供給し、該アナログスイッチ
８１は同一の周波数で方形波信号を発生し、それはバン
ドパスフィルタ８２へ印加される。フィルタ８２からの
出力に表われる一定の振幅Ｉｃの正弦波電圧が電流源７
４i へ印加され、方位角電極Ａａｚi の各々と電極Ａ２
との間に一定振幅で周波数ｆ２の正弦波電流Ｉｃi を供
給する。
【００４８】プレアンプ即ち前置増幅器７２i の各々か
らの出力信号は、主にボアホールの流体を介して流れる
電流Ｉｃi のうちの一つに起因する電圧降下△Ｖｃi で
ある周波数ｆ２においての成分を有している。各プレア
ンプの出力は、マルチプレクサ８３へ供給され、マルチ
プレクサ８３は、更に、フィルタ８２からの出力信号Ｉ
ｃを受取り、且つそれはタイミング回路７８から供給さ
れる信号の制御の下でサンプルされる。マルチプレクサ
８３からの出力信号が増幅器８４へ印加され、増幅器８
４は、周波数ｆ２以外の周波数における信号を除去する
ために６４ｋＨｚの周波数を中心周波数として有するフ
ィルタ機能を有している。増幅器８４からの出力はクロ
ック８０からの６４ｋＨｚにおいての位相基準を有する
位相感受性検知器８９へ供給され、位相感受性検知器８
５に続いてローパスフィルタ８６が設けられている。電
流Ｉｃi の共通振幅に対応し且つ電圧差△Ｖｃi の振幅
に対応するＤＣ信号のシーケンスであるフィルタ８６か
らの多重化された出力信号がマルチプレクサ７７へ供給
される。
らの出力信号は、主にボアホールの流体を介して流れる
電流Ｉｃi のうちの一つに起因する電圧降下△Ｖｃi で
ある周波数ｆ２においての成分を有している。各プレア
ンプの出力は、マルチプレクサ８３へ供給され、マルチ
プレクサ８３は、更に、フィルタ８２からの出力信号Ｉ
ｃを受取り、且つそれはタイミング回路７８から供給さ
れる信号の制御の下でサンプルされる。マルチプレクサ
８３からの出力信号が増幅器８４へ印加され、増幅器８
４は、周波数ｆ２以外の周波数における信号を除去する
ために６４ｋＨｚの周波数を中心周波数として有するフ
ィルタ機能を有している。増幅器８４からの出力はクロ
ック８０からの６４ｋＨｚにおいての位相基準を有する
位相感受性検知器８９へ供給され、位相感受性検知器８
５に続いてローパスフィルタ８６が設けられている。電
流Ｉｃi の共通振幅に対応し且つ電圧差△Ｖｃi の振幅
に対応するＤＣ信号のシーケンスであるフィルタ８６か
らの多重化された出力信号がマルチプレクサ７７へ供給
される。
【００４９】マルチプレクサ７７の出力は、可変利得入
力増幅器を有するアナログ・デジタル変換器９０へ印加
される。変換器９０からのデジタル出力が、デジタル信
号Ｉｔ，Ｖａｚ，Ｉａｚi に関してローパスフィルタ機
能及び位相同期整流機能を実施すべくプログラムされて
いるデジタル信号プロセサ（ＤＳＰ）により構成されて
いるデジタルプロセサ回路９１へ印加される。この整流
機能により必要とされる位相基準は位相検知器回路６５
から与えられる。プロセサ回路９１は、更に、変換器へ
の入力信号の動的範囲を減少させるためにアナログ・デ
ジタル変換器９０の可変利得増幅器へ制御信号を供給す
る。
力増幅器を有するアナログ・デジタル変換器９０へ印加
される。変換器９０からのデジタル出力が、デジタル信
号Ｉｔ，Ｖａｚ，Ｉａｚi に関してローパスフィルタ機
能及び位相同期整流機能を実施すべくプログラムされて
いるデジタル信号プロセサ（ＤＳＰ）により構成されて
いるデジタルプロセサ回路９１へ印加される。この整流
機能により必要とされる位相基準は位相検知器回路６５
から与えられる。プロセサ回路９１は、更に、変換器へ
の入力信号の動的範囲を減少させるためにアナログ・デ
ジタル変換器９０の可変利得増幅器へ制御信号を供給す
る。
【００５０】マルチプレクスされた即ち多重化されたデ
ジタル信号は、電流又は電圧Ｖａｚ，Ｉｔ，Ｉａｚi ，
Ｉｃ，△Ｖｃi の振幅を表わし、且つそれらはケーブル
１３を介して該信号を変調し且つ地表へ送信するのに適
した遠隔回路９２へ印加される。これらのダウンホール
信号は、遠隔回路９３により地表において受信され且つ
復調され、且つ次いで、それらは例えばデジタルイクイ
ップメントコーポレーションにより販売されているよう
なマイクロバックスマイクロコンピュータとすることが
可能なコンピュータ９４に入力される。コンピュータ９
４は、信号Ｖａｚ，Ｉｔ，Ｉａｚi ，Ｉｃ，△Ｖｃi の
デマルチプレクス即ち脱多重化を行ない、且つそれはゾ
ンデとボアホール壁との間の半径方向距離を表わす信号
Ｒｃi と共に、生の地層固有抵抗信号Ｒａｚi を計算
し、且つ、次いで、それは次式を使用して補正した固有
抵抗信号Ｒａｚ（ｃｏｒ）i を計算する。
ジタル信号は、電流又は電圧Ｖａｚ，Ｉｔ，Ｉａｚi ，
Ｉｃ，△Ｖｃi の振幅を表わし、且つそれらはケーブル
１３を介して該信号を変調し且つ地表へ送信するのに適
した遠隔回路９２へ印加される。これらのダウンホール
信号は、遠隔回路９３により地表において受信され且つ
復調され、且つ次いで、それらは例えばデジタルイクイ
ップメントコーポレーションにより販売されているよう
なマイクロバックスマイクロコンピュータとすることが
可能なコンピュータ９４に入力される。コンピュータ９
４は、信号Ｖａｚ，Ｉｔ，Ｉａｚi ，Ｉｃ，△Ｖｃi の
デマルチプレクス即ち脱多重化を行ない、且つそれはゾ
ンデとボアホール壁との間の半径方向距離を表わす信号
Ｒｃi と共に、生の地層固有抵抗信号Ｒａｚi を計算
し、且つ、次いで、それは次式を使用して補正した固有
抵抗信号Ｒａｚ（ｃｏｒ）i を計算する。
【００５１】Ｒａｚi ＝ｋ２Ｖａｚ／Ｉａｚi Ｒｃi ＝ｋ１△Ｖｃi ／Ｉｃ Ｃｅｘi ＝１２Ｒｃi ／ΣＲｃi Ｒａｚ（ｃｏｒ）i ＝Ｒａｚi ／Ｃｅｘｉ 尚、ｋ１及びｋ２はダウンホールゾンデの形状に依存す
る所定の定数である。
る所定の定数である。
【００５２】光学的レコーダ及び磁気的レコーダを有す
ることの可能なレコーダ装置９５において深さの関数と
して種々の固有抵抗信号が記録される。
ることの可能なレコーダ装置９５において深さの関数と
して種々の固有抵抗信号が記録される。
【００５３】理解される如く、上述した実施例において
は、幾何学的な測定を加えることに起因する装置の複雑
性における増加は、既に固有抵抗信号Ｒａｚｉ を採取
するために必要とされる回路を最大限再使用することに
より最小とされている。供給源７４i 及びプレアンプ７
２i は、両方のタイプの測定Ｒａｚi 及びＲｃi に対し
て同時的に使用される。最後に、例えばマルチプレクサ
７７、変換器９０、遠隔回路９２及び９３などのその他
の多数の回路は両方のタイプの測定に対して共通であ
る。
は、幾何学的な測定を加えることに起因する装置の複雑
性における増加は、既に固有抵抗信号Ｒａｚｉ を採取
するために必要とされる回路を最大限再使用することに
より最小とされている。供給源７４i 及びプレアンプ７
２i は、両方のタイプの測定Ｒａｚi 及びＲｃi に対し
て同時的に使用される。最後に、例えばマルチプレクサ
７７、変換器９０、遠隔回路９２及び９３などのその他
の多数の回路は両方のタイプの測定に対して共通であ
る。
【００５４】以上、本発明の具体的実施の態様について
詳細に説明したが、本発明は、これら具体例にのみ限定
されるべきものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱す
ることなしに種々の変形が可能であることは勿論であ
る。
詳細に説明したが、本発明は、これら具体例にのみ限定
されるべきものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱す
ることなしに種々の変形が可能であることは勿論であ
る。
【図１】 ボアホールの幾何学的特性を検査するための
電極を装着したゾンデを有する本発明の検層装置を示し
た概略図。
電極を装着したゾンデを有する本発明の検層装置を示し
た概略図。
【図２】 図１の検層用ゾンデにより担持される電極の
好適な形態を示した概略図。
好適な形態を示した概略図。
【図３】 図１の装置において好適に使用可能な電気回
路を示したブロック図。
路を示したブロック図。
【図４】 図１の装置において使用可能な電気回路の変
形例を示したブロック図。
形例を示したブロック図。
【図５】 ボアホールの検知した幾何学的特性を使用し
て測定値を補正する場合の本発明の２番目の側面に基づ
く地層の固有抵抗（抵抗）を検査する検層用ゾンデを示
した概略図。
て測定値を補正する場合の本発明の２番目の側面に基づ
く地層の固有抵抗（抵抗）を検査する検層用ゾンデを示
した概略図。
【図６】 図５の検層用ゾンデにより担持される電極の
形態を示した概略図。
形態を示した概略図。
【図７】 図５の装置において好適に使用される電気回
路を示したブロック図。
路を示したブロック図。
１０ ボアホール（穿孔） １２ ゾンデ １３ ケーブル １７ 長尺本体 ２０ 上部セクション ２１ 下部セクション ２２ 電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｇ０１Ｂ 7/13 Ｇ０１Ｖ 3/20 (72)発明者 ディラン ハロルド デイビス フランス国， 78220 ビロフレ， リ ュ ジョゼーフ ベルトラン， ２ (72)発明者 ジャン ウッター スミツ フランス国， 75015 パリ， リュ ド ビュイエ， 16 (72)発明者 ジャック ルネ タバノー アメリカ合衆国， テキサス 77005, ヒューストン， ライス ブルバード 3015 (56)参考文献 欧州特許出願公開390637（ＥＰ，Ａ ２) 英国特許出願公開928583（ＧＢ，Ａ) 米国特許4087740（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) E21B 47/08 - 47/18 G01B 7/13 G01V 3/20
Claims (28)
- 【請求項１】 ボアホールの幾何学的特性を検査する検
層方法において、 前記ボアホール内に長尺ゾンデ本体を懸架させ、前記本
体はその上に円周方向に離隔させた方位角電流電極のア
レイと前記方位角電極アレイから長手軸方向に離隔され
た環状電流電極とを具備しており、 供給される電流が主にボアホール流体を介して流れるよ
うな態様で前記方位角電流電極と前記環状電流電極との
間に電流を通流させ、 前記電流の各々が流れるゾーンの固有抵抗を各々が表わ
す複数個の出力信号を発生し、その際に前記ゾンデ周り
の複数個の方向において前記ボアホールの壁と前記本体
との間の距離に関する情報を採取する、 ことを特徴とする方法。 - 【請求項２】 請求項１において、前記方位角電流電極
と前記環状電流電極との間のギャップ幅が、前記本体と
前記ボアホール壁との間の検知されるべき距離と同一程
度の大きさに選択されていることを特徴とする方法。 - 【請求項３】 請求項１において、前記方位角電流電極
と関連する方位角モニタ電極及び前記環状電流電極と関
連する環状電極が前記長尺ゾンデ本体上に配設されてお
り、更に、本方法が、 前記方位角モニタ電極と前記環状電極との間に通流され
る電流により発生される電圧差を検知し、 前記検知した電圧差に応答して前記出力信号を発生させ
る、 ことを特徴とする方法。 - 【請求項４】 請求項３において、更に、前記電流が共
通の値と等しくなるように前記電流の供給を制御するこ
とを特徴とする方法。 - 【請求項５】 請求項４において、前記出力信号を発生
する場合に、 前記電流の共通の値により割算した前記検知された電圧
差の各々の比を決定し、 前記比の関数として前記出力信号の各々を発生する、 ことを特徴とする方法。 - 【請求項６】 請求項１において、前記方位角電流電極
に関連する方位角モニタ電極及び前記環状電流電極に関
連する環状電極が前記長尺ゾンデ本体上に配設されてお
り、更に、 前記方位角モニタ電極と前記環状電極との間の前記電流
により発生される電圧差を共通の値と等しく維持するよ
うに前記電流の供給を制御し、 前記供給された電流の値を検知し、 前記電流の前記検知した値に応答して前記出力信号を発
生する、 ことを特徴とする方法。 - 【請求項７】 請求項６において、前記出力信号を発生
する場合に、 各検知した電流値により割算した前記電圧差の前記共通
の値の比を決定し、 前記比の関数として前記出力信号の各々を発生する、 ことを特徴とする方法。 - 【請求項８】 ボアホールの幾何学的特性を検査する検
層装置において、 前記ボアホールに沿って変位すべく構成された長尺ゾン
デ本体、 前記本体上に配設した環状電流電極、 前記本体上に配設した円周方向に離隔された方位角電流
電極からなり、前記方位角電流電極と前記環状電流電極
との間に流れる電流が主にボアホール流体を介して流れ
るように前記環状電流電極から長手軸方向に離隔されて
いるアレイ、 前記方位角電極と前記環状電極との間に電流を通流させ
る手段、 前記ゾンデ周りの複数個の方向において前記本体と前記
ボアホール壁との間の距離に関する情報を与えるために
各々が前記電流のうちの一つがそれを介して流れるゾー
ンの固有抵抗を表わす複数個の出力信号を発生する手
段、 を有することを特徴とする装置。 - 【請求項９】 請求項８において、更に、 前記本体上に配設された環状電流電極と関連する環状モ
ニタ電極、 前記本体上に配設されており各々が前記方位角電流電極
の対応する一つと関連している複数個の方位角モニタ電
極、 を有することを特徴とする装置。 - 【請求項１０】 請求項９において、更に、 前記電流を共通の値に等しく維持するために前記電流の
供給を制御する手段、 前記方位角モニタ電極の各々と前記環状モニタ電極との
間の電圧差を検知する手段、 前記出力信号の各々を発生するために前記方位角電極に
より供給された電流の共通の値により割算した各検知し
た電圧差の比の関数を決定する手段、 を有することを特徴とする装置。 - 【請求項１１】 請求項９において、更に、 前記方位角モニタ電極の各々と前記環状電極との間の前
記電流により発生される電圧差を共通の値に等しく維持
するために前記電流の供給を制御する手段、 前記方位角電極の各々により供給される前記電流を検知
する手段、 前記出力信号の各々を発生するために前記検知した電流
の各々により割算した前記電圧差の前記共通の値の比の
関数を決定する手段、 を有することを特徴とする装置。 - 【請求項１２】 ボアホールが延在する地層の固有抵抗
を検査する方法において、 ボアホール内に長尺のゾンデ本体を懸架させ、前記本体
はその上に円周方向に離隔した方位角電流電極からなる
アレイを具備しており、 前記方位角電流電極から第一電流を供給し、前記第一電
流は主に前記地層を介して流れ、 前記第一電流が流れるゾーンの固有抵抗を表わす第一出
力信号を発生し、 前記方位角電流電極を介して第二電流を供給し、前記第
二電流は主に前記ボアホールの流体を介して流れ、 前記第二電流が流れるゾーンの固有抵抗を表わす第二出
力信号を発生し、前記第二出力信号は前記ゾンデ周りの
複数個の方向においての前記本体と前記ボアホール壁と
の間の距離を表わしている、 ことを特徴とする方法。 - 【請求項１３】 請求項１２において、前記電流を供給
する場合に、 第一周波数において前記第一電流を供給し、 前記第一周波数と異なる第二周波数において前記第二電
流を供給する、 ことを特徴とする方法。 - 【請求項１４】 請求項１３において、前記方位角電極
のアレイの両側で前記本体上に環状電流電極が配設され
ており、更に、前記第一電流をフォーカスさせるために
前記環状電流電極を介して前記地層内に前記第一周波数
において補助電流を供給することを特徴とする方法。 - 【請求項１５】 請求項１４において、前記電流を供給
する場合に、 前記方位角電極と遠隔帰還電極との間に前記第一電流を
供給し、 前記方位角電極と前記環状電流電極との間に前記第二電
流を供給する、 ことを特徴とする方法。 - 【請求項１６】 請求項１４において、前記方位角電流
電極とそれぞれ関連する方位角モニタ電極及び前記環状
電流電極と関連する環状モニタ電極が前記本体上に配設
されており、更に、 前記方位角モニタ電極と前記環状モニタ電極との間にお
いて前記第一電流により発生される電圧差を検知し、 前記検知した電圧差を実質的にゼロに維持するために前
記第一電流の供給を制御する、 ことを特徴とする方法。 - 【請求項１７】 請求項１６において、更に、 前記方位角電流電極により供給される前記第一電流を検
知し、前記相互接続された環状モニタ電極上の電圧を検
知し、 前記第一出力信号の各々を発生するために前記検知した
第一電流の各々により割算した前記検知した電圧の比の
関数を決定する、 ことを特徴とする方法。 - 【請求項１８】 請求項１６において、 前記第二電流を共通の値に等しく維持するために前記第
二電流の供給を制御し、 前記方位角モニタ電極と前記環状モニタ電極との間の前
記第二電流により発生される電圧差を検知し、 前記第二出力信号の各々を発生するために前記第二電流
の共通の値により割算した前記検知した電圧差の各々の
比の関数を決定する、 ことを特徴とする方法。 - 【請求項１９】 請求項１２において、 前記第二出力信号に応答して補正係数を表わす信号を発
生し、 前記第一出力信号及び前記補正係数に応答して補正した
固有抵抗信号を発生する、 ことを特徴とする方法。 - 【請求項２０】 ボアホールが延在する地層の固有抵抗
を検査する装置において、 前記ボアホールに沿って変位すべく構成された長尺状の
ゾンデ本体、 前記本体上に配設した円周方向に離隔した方位角電流電
極からなるアレイ、 前記方位角電流電極のアレイの両側で前記本体上に長手
軸方向に配設した環状電流電極、 前記方位角電流電極を介して地層内に第一電流を供給す
る手段、 前記第一電流が流れるゾーンの固有抵抗を表わす第一出
力信号を発生する手段、 前記方位角電流電極と前記環状電流電極との間に第二電
流を供給する手段、 前記第二電流が流れるゾーンの固有抵抗を表わし且つ前
記ゾンデ周りの複数個の方向において前記本体と前記ボ
アホール壁との間の距離を表わす第二出力信号を発生す
る手段、 を有することを特徴とする装置。 - 【請求項２１】 請求項２０において、前記電流を供給
する手段が、前記方位角電流電極へそれぞれ接続されて
おり且つ広い周波数帯域に亘って電流を供給すべく構成
された電流源を有することを特徴とする装置。 - 【請求項２２】 請求項２１において、前記電流を供給
する手段が、更に、 前記電流源に接続されており第一周波数において前記第
一電流の供給を制御する手段、 前記電流源に接続されており前記第一周波数と異なる第
二周波数において前記第二電流の供給を制御する手段、 を有することを特徴とする装置。 - 【請求項２３】 請求項２２において、更に、前記第一
電流をフォーカスさせるために前記環状電流電極を介し
て第一周波数において補助電流を供給する手段を有する
ことを特徴とする装置。 - 【請求項２４】 請求項２０において、更に、前記方位
角電流電極とそれぞれ関連しており且つ前記本体上に配
設されている方位角モニタ電極、 前記環状電流電極のそれぞれと関連しており且つ前記本
体上に配設されている２個の環状モニタ電極、 を有することを特徴とする装置。 - 【請求項２５】 請求項２４において、更に、広い周波
数帯域に亘って前記方位角モニタ電極と前記相互接続さ
れた環状モニタ電極との間の電圧差を検知する手段を有
することを特徴とする装置。 - 【請求項２６】 請求項２５において、更に、前記第一
周波数において実質的にゼロの電圧差に維持するために
前記第一電流の供給を制御する手段を有することを特徴
とする装置。 - 【請求項２７】 請求項２４において、 前記第二電流を互いに等しく維持するために前記第二電
流の供給を制御する手段、 前記方位角モニタ電極と前記相互接続された環状モニタ
電極との間の前記第二電流により発生される電圧差を検
知する手段、 前記第二出力信号を発生するために前記第二電流の振幅
により割算した各検知した電圧差の比の関数を決定する
手段、 を有することを特徴とする装置。 - 【請求項２８】 請求項２０において、更に、 前記第二出力信号に応答して補正係数を計算する手段、 補正した固有抵抗信号を発生するために前記補正係数と
前記第一出力信号とを結合する手段、 を有することを特徴とする装置。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| FR9201551 | 1992-02-12 | ||
| FR9201551A FR2687228B1 (fr) | 1992-02-12 | 1992-02-12 | Procede et dispositif de diagraphie pour l'etude de caracteristiques geometriques d'un forage. |
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| JPH07197765A JPH07197765A (ja) | 1995-08-01 |
| JP3324817B2 true JP3324817B2 (ja) | 2002-09-17 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2422993A Expired - Fee Related JP3324817B2 (ja) | 1992-02-12 | 1993-02-12 | ボアホールの幾何学的特性を検査する検層方法及び装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5426368A (ja) |
| EP (1) | EP0556114B1 (ja) |
| JP (1) | JP3324817B2 (ja) |
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| AU (1) | AU666913B2 (ja) |
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| DE (1) | DE69316044T2 (ja) |
| DK (1) | DK0556114T3 (ja) |
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| FR (1) | FR2687228B1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| US6987386B1 (en) | 1986-11-04 | 2006-01-17 | Western Atlas International, Inc. | Determining resistivity of a geological formation using circuitry located within a borehole casing |
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