JPH0348472B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は全体として、地層に掘られている試錐
孔の電気的探査を含む、炭化水素の探査に関する
ものであり、更に詳しくいえば、試錐孔に沿つて
動かされる装置により試錐孔の壁へ向つて注入さ
れる個々の測定電流の導入の採用と、測定とを行
う非常に集中された試錐孔探査に関するものであ
る。

発明の背景 電気的な試錐孔検層は良く知られており、各種
の装置と技術が提案されている。試錐孔の電気的
探査においては、電極からの電流が試錐孔内部の
装置から地層中に導入される。この電流が一定に
保たれるものとすると、モニタ電極で測定される
電圧は探査される地層の抵抗率に比例する。他の
電極により集束される電流を生ずる電極を用い
て、試錐孔の壁から希望の距離において地層の抵
抗率を決定するそのような電気的探査において大
きな進歩があつた。電流を集束する電気的探査の
技術および装置の一例が米国特許第2712629号と
第2750557号に開示されている。米国特許第
2712629号には、パツドにとりつけられている電
極群が、区分されているくぼみの中に埋込まれて
いる連続防護電極によりある間隔をおいて囲まれ
る中央測定電極で形成されるものとして記述され
ている。米国特許第2750557号には、パツドにと
りつけられている電極が、電気的に直接接続され
ているセグメントすなわちボタンで構成されてい
るものとして記述されている。

米国特許第3521154号に開示されている技術で
は、複数の測定電極が複合束電極として１つのパ
ツド上にとりつけられ、一対の測定電極が試錐孔
に沿う装置の移動方向に沿つて整列させられ、１
個の測定電極が水平方向に移動させられて、抵抗
率測定のＳ／Ｎ比を効果的に向上させるための技
術を提供している。

大きな測定電極アレイにより地層を探査する技
術が提案されている。たとえば、米国特許第
2930969号およびカナダ特許第685727号を開示さ
れたい。米国特許第2930969号では、可撓線によ
り電気的に接続されるボタンでそれぞれ構成され
た複数の電極が提案されている。それらのボタン
と可撓線はつぶすことができる管の表面に埋込ま
れる。前記カナダ特許では、測定装置またはパツ
ドにとりつけられて、地層の電気的探査のために
別々に測定できる測定電流を順次導入する小さな
電極ボタン・アレイが提案されている。そのカナ
ダ特許に示されているように、電極ボタンは、電
極ボタンが円周方向に隔てられて水平平面内に置
かれ、それらの電極を順次励振し、それらの電極
からの測定電流を順次測定する装置が開示されて
いる。

1977年６月５日〜８日に開催されたSPWLA第
18回年次検層シンボジウム（SPWLA
Eighteenth Annual Logging Symposium）に
提出されたベツク（J.Beck）他による「南部テ
キサスにおけるフラクチヤード白亜紀炭化素の油
層評価（Reservoir Evaluation of Fractured
Cretaceous Carbonates in Soutb Texas）」と
いう論文には、抵抗率デイツプ・メータ装置を用
いて試錐孔の壁の中のフラクチヤーを識別する技
術が述べられている。この装置はいくつかのパツ
ドを用い、各パツドは測定電極を有し、各測定電
極からは電流が試錐孔の壁に注入される。フラク
チヤーの存在は、種々のパツドからの測定電流の
違いから識別できる。測定電流のそのような違い
は、たとえば、導電度がより高い導電性の泥のフ
ラクチヤーへの侵入により、フラクチヤーを指示
することがある。ある特殊な技術においては、探
査装置が試錐孔に沿つて動かされる間に回転させ
られる場合には、垂直方向のフラクチヤーを指示
させるために、４個の各パツド上に小さな測定電
極が用いられる。

それら公知の技術は試錐孔を囲んでいる地層に
ついての有用な情報を与えるが、それら公知技術
によつては、フラクチヤーや薄い層の存在又は方
向の決定に用いるに十分な精度と確度で抵抗率の
異常を検出できない。

発明の概要 本発明の一般的な目的は、試錐孔壁を電気的に
探査するための改良した方法と装置を得ることで
ある。本発明のより具体的な目的は、フラクチヤ
ーや薄い層の存在又は方向の決定に用いるに十分
に高い精度と確度とをもつて試錐孔の壁を検査で
きる試錐孔探査技術を提供することにある。

この目的およびその他の目的は、試錐孔の軸線
に沿つて動かされる電流発生器により試錐孔が掘
られている地層を探査する方法があつて、試錐孔
に沿つて動かされている電流発生器のパツドか
ら、空間的に分離している測定電流を試錐孔の壁
から地層中に注入する過程と、測定電流が注入さ
れる地層部分中のフラクチヤリングと層序を示す
抵抗率異常を検出できるように分離している電流
の大きさを測定する過程と、を備備え、前記分離
しているる側定電流は微小な抵抗率異常を検出で
きるように選択された横断面を有し、かつ前記試
錐孔表面の前記測定電流が注入される領域が、電
流発生器が試錐孔に沿つて動かされるにつれて、
試錐孔の壁の円周方向に連続する部分をカバーす
るように、前記分離している測定電流相相互間の
間隔が選択されることを特徴とする試錐孔が掘ら
れている地層を探査する方法によつて達成され
る。

本発明の別の面は、地層中に掘られている試錐
孔の軸線に沿つて試錐孔探査装置を動かすことに
より試錐孔の壁を探査するために電極保持パツド
を有する試錐孔探査装置に用いるための装置であ
つて、試錐孔の壁に押しつけられるパツドを備
え、このパツドは試錐孔の壁に面する複数の測定
電極を保持し、個々に測定可能な測定電流を試錐
孔の壁にそれぞれ注入するために前記電極は電気
エネルギー源に電気的に接続され、前記電極は前
記パツド上にアレイ状に配列され、試錐孔探査装
置が試錐孔に沿つて動かされるにつれて前記電極
が試錐孔の円周方向に互いに重なり合う部分内へ
前記測定電流を注入するように、前記電極相互間
の円周方向に沿つた間隔が選択されており、それ
により、前記試錐孔探査装置が試錐孔の軸線に沿
つて動かされた時に前記試錐孔の壁の円周方向に
連続する領域に前記それぞれの測定電極から個々
に測定できる測定電流が注入されることを特徴と
する試錐孔探査装置に用いるための装置を含む。

実施例の詳細な説明 以下、図面を参照して本発明を詳しく説明す
る。まず第１図を参照する。この図には、地層２
６に掘られている試錐孔２４の中にケーブル２２
により吊り下げられている試錐孔探査装置２０が
示されている。ケーブル２２は地上の制御装置２
８に連結される。この制御装置２８は、探査装置
２０により行われた測定の結果を処理して、記録
器３０へ記録データを与える汎用デジタル信号処
理装置を含む。制御装置２８には適切な制御器
と、電気検層装置および電気検層技術で周知のや
り方で、ケーブル２２を通じて探査装置２０内の
電気装置へ電力を供給する電源も設けられる。

探査装置２０にはパツド30.1と30.2のような複
数のパツド３０が設けられる。それらのパツド３
０は、パツド３０を試錐孔２４の壁３４に押しつ
ける機構３２にとりつけられる。それらの機構３
２はばねまたは油圧アクチユエータで構成できる
が、いずれも周知のものであるから説明は省略す
る。

パツド３０に設けられている測定電極３６のア
レイ３５から測定電流を地層２６に注入し、各測
定電極３６から測定電流の大きさをモニタするこ
とにより試錐孔探査を行うために探査装置２０を
用いることが望まれる。複数の小さなな測定電極
３６を用いて、フラクチヤリングと層序を探すた
めに試錐孔３４を探査できるように、浅い深度の
探査を行う。

第２図にもつとよく示されているように、探査
装置２０が試錐孔２４に沿つて動かされる時に、
測定電極３６の組合わされた作用により、個々の
測定できる測定電流が、円周方向に重なり合う試
錐孔部分に注入されるように、測定電極３６はパ
ツド３０の上に直線アレイ３５として配置され
る。これは、第２図に示す例では、測定電極を
別々の行40.1と40.2に配置し、円周方向に連続す
る電極、たとえば36.1と36.1、の中心間隔Ｓが、
円周方向に測つたそれらの電極の寸法より小さい
ようにして個々の電極３６を配置することにより
得られる。

表面４２が導電性であるパツド３０の上に測定
電極３６は面一になるように設けられる。測定電
極は絶縁体４４によつて囲まれる。それらの絶縁
体は測定電極３６をパツド３０の導電面４２から
電気的に分離するためのものである。しかし、こ
の装置の動作中は、いくつかの測定電極３６とパ
ツドの導電面４２は実効的に同電位である。第２
図に示す実施例では測定電極３６は丸いボタン形
として示されているが、たとえば前記カナダ特許
に示されているように、別の形とすることもでき
る。

測定電極３６は適当な低周波定電流源５０（第
５図）から電流を供給できる。測定電極３６へは
電源５０から導体５４と、実効的に独立している
電流検出トランス５８の低インピーダンス１次巻
線５６を介して電流が供給され、パツド３０の導
電面４２へは電源５０から導体５２を介して電流
が供給される。このようにして電流を供給するこ
とにより、測定電極３６はパツドの導電面４２と
ほぼ同電位となる。電源５０から出た電流のため
の帰路５７が地上近く、または探査装置２０に設
けられている電極へ、あるいはブリツドル
（bridle）（すなわち、電気的無限遠）に接続され
る。トランス５８の２次巻線６０にはそれぞれの
測定電極から流れる電流を表す測定信号が生ず
る。

その測定信号は線６２を介して順次標本化およ
び保持器６４へ与えられる。この標本化および保
持器はアナログ−デイジタル（Ａ／Ｄ）変換器を
含む。この保持器６４は線６２を介して供給され
る各測定信号を標本化する。そして、標本化した
ら、その標本をデジタル形式に変換して、それを
信号処理装置６６へ与える。この標本化および保
持器６４は周知のものであるから、それについて
の説明は省略する。

測定電極３６の寸法と、ある１つのパツド３０
に設けられる測定電極３６の数は、試錐孔の適切
な円周部分を探査するため、およびフラクチヤリ
ングと層序を示す抵抗率異常の向きを検出および
決定するための分解能を得るために必要なものに
ふさわしいように選択される。第１，２図では、
19個の測定電極より成るアレイ６８が用いられ
る。しかし、深い方へ移動させられた後は、各ア
レイは円周方向に連続な部分にわたつて実際に測
定電流を発生する。その円周方向に連続する部分
の別々の部分は別々に測定できる。

測定電極３６の寸法と、円周方向の間隔はある
特定のやり方で選択される。電極の空間的な帯域
幅はその寸法により定められる。その空間的な帯
域幅の中における測定電流密度の空間的な分布の
正確な再現は、円周方向では、電極の間隔（実効
的な重なり合い）により決定され、軸線方向で
は、試錐孔の中の探査装置２０の動く速さと標本
化速度により決定される。アレイ３５または６８
のような電極アレイを用いて測定電流の密度を正
確に再現する能力は、電極３６の実効的な重り合
いが増大するにつれて向上するが、分解能は個々
の電極の空間的な帯域幅により制限される。

第２図を参照して、測定電極３６の寸法はそれ
ぞれの空間的帯域幅を決定する。このことは、任
意の１つの領域（空間周波数）における抵抗率異
常を検出するためには、測定電極の表面積をなる
べくできるだけ小さくするようにすることを意味
する。しかし、表面積をあまり小さくすると、検
出した測定電流中のノイズレベルが高くなる。一
般的に、測定された電極の表面積は、帯域幅およ
びノイズ・レベルとの間の二律背反として選択さ
れる。測定電極３６は特徴となる１つの寸法すな
わち直径ｄを有する。その場合には、測定できる
最高の空間周波数は約１／ｄとすることができ
る。すなわち、任意の走査速度においては、検出
できる最高の空間周波数成分は１／ｄ台である。
測定電流密度を適切に再現するためには、軸線方
向（試錐孔に沿う）と円周方向における最高の空
間周波数の少くとも２倍の率で標本化を行うこと
が求められる。測定電極３６は約５mmの直径に作
ることができる。

測定電極密度を正確に再現するためには電極を
狭い間隔をおいて配置せねばならない。しかし、
電極の寸法は有限であるから、希望の確度が得ら
れるように、測定電極を円周方向に無限小の間隔
で配置することはできない。しかし、個々の電極
の電流検出「窓」の中に含まれる空間周波数成分
を再現するためには、各電極自体の寸法により定
められる帯域幅にほぼ含まれる電流密度の空間周
波数成分を、エイリエイシング（aliasing）とし
て知られている効果、すなわち、高い空間周波数
が低い周波数の仮装された形をとり、後者とは区
別できなくなる効果、を生ずることなしに、再現
できるようにするアレイを生ずるためにのみ十分
な重なり合いを必要とする。

したがつて、電極の寸法をひとたび決定する
と、電極36.1と36.2のような、円周方向に連続す
る電極の間の中心間隔Ｓは、アレイ全体がそれら
の最高空間周波数成分を再現できるように選択さ
れる。

測定電流密度を円周方向に正しく表すために、
電極３６は連続する行で配置される。円周方向に
連続して配置されていると考えられるそれらの測
定電極の中心間隔Ｓは、測定電極の最大円周方向
成分ｘの半分に等しいか、それより小さいように
なるべく定める。円形測定電極の場合にはｘはｄ
に等しい。円形ボタン測定電極の場合には（第２
図）、Ｓ≦ｄ／２という関係が選択され、非常に
薄い絶縁リング４４で近似される。

軸線方向の分解能は円周方向の分解能と同じ作
用により支配される。試錐孔の軸線に垂直な平面
内にある抵抗率異常を再現するために、測定電極
行40.1，40.2の各電極を軸線方向の異常の最高空
間周波数の少なくとも２倍の率で標本化するのに
十分な率で標本化することにより、軸線方向の重
り合いが達成される。電極３６の円周方向配置の
選択におけるのと同様に、各電極自体の寸法によ
り定められる帯域幅の中にほぼ含まれる空間周波
数成分を再現できるのに十分な高さに標本化率は
選択される。

軸線方向に隔てられている行40.1と40.2の標本
は、円周方向の寸法と深さの寸法との双方に対し
て測定電流を正確に表すために、深さ方向に移動
させられる。

パツド上の測定電極アレイにより実際よりはる
かに多くの試錐孔の壁を探査することが望まし
い。したがつて、円周方向の寸法が実際より大き
いアレイ３５がパツド３０に設けられる。しか
し、パツド３０の寸法は大きくすると試錐孔の壁
との間の摩擦力が大きくなり、全てのパツド３０
からの影響を考慮に入れると探査装置２０を試錐
孔に沿つて動かすことが困難になるから、パツド
３０の寸法をあまり大きくすることはできない。
更に、電気的な端部効果が近の測定電極の抵抗率
測定を妨げることがないように、測定電極アレイ
は円周すなわち側縁部７０，７２（第２図）のよ
うな縁部まで直接延びてはならない。そのような
端部効果により、測定電流がずらされて円周方向
の分解能が低下させられることになる。したがつ
て、導電面４２の側面方向へ延びる部分の最小幅
「Ｗ」はなるべく維持して、アレイ３５の側面方
向端部における電界の不当な拡がりを阻止せねば
ならない。

測定電極３６の実用的なパツド３０とアレイ６
８（第５図）には、幅が約10cmで、直径が５mmの
円形測定電極が10個設けられる完全に円周方向の
パツドが含まれる。それら10個の測定電極は多く
の行７４，７６（第５，６図）においてできるだ
け狭い間隔で配置される。絶縁リング４４は幅が
１mm台と非常に細く作られる。種々の行において
円周方向に連続して配置される測定電極の間の円
周方向の重なり合いは、測定電極３６の最大の円
周方向寸法の約半分になるべくする。測定電流密
度の正確な再現を最にするために半分またはそれ
以上の重なり合いが望ましい場合に、一対以上の
行７４，７６が求められる。たとえば、第６図
は、それぞれ13個の測定電極を有する３本の直線
行40.1〜40.3に沿つてパツド３０上に配置された
測定電極３６のアレイ７７を示す。円周方向に連
続して配置されている電極の中心間隔Ｓは、円周
方向の重り合いが円形電極３６の直径の少くとも
50％となるようにするのに十分なほど狭い。絶縁
リング４４の厚さを考慮に入れると少くとも３行
の行４０を必要とする。実用的なパツド７８とア
レイ７７には、各行に含まれている隣い合う電極
の中心間隔が約3d／２で、幅が約14cmである全
円周方向のパツドが含まれる。たとえば、測定に
おいて冗長性を持たせることが望ましい場合に
は、測定電極行４０を更に付加できる。

第２，５，６図に示されているような測定電極
アレイにより、フラクチヤリングと層序を示す抵
抗率異常の向きを検出し、決定するのに有用な情
報を得ることができる。円形測定電極の直径の10
分の１台の厚さのフラクチヤから有用な情報を得
ることができる。向きは、試錐孔の軸線に垂直な
平面とすることができる基準平面を基準にでき
る。測定電極３６により検出できる最小のフラク
チヤーはそれらの寸法ばかりでなく、流体で充さ
れているフラクチヤと地層との間に抵抗率のコン
トランストにも依存する。

第７図に示す実施例においては、測定電極３６
のアレイ８０はパツド８２上に円のようなループ
状に配置される。このループ・アレイは、それか
らの任意の１つの向きに沿つて測定電極３６が交
差されるような中心８４の周囲に形成される。パ
ツド８２の導電面４２には、測定電極３６が、そ
れぞれの表面が導電面４２と面一となるようにし
て、埋込まれる。測定電極３６が、第２，５図に
示されているように、絶縁体４４より囲まれてい
る様子が示されている。

電流の供給と検出は、前記した実施例と同様
に、定電流源５０と、測定電流検出トランス５８
と、順次標本化およびＡ／Ｄ変換器６４とでそれ
ぞれ行われる。

アレイ８０のような閉ループ・アレイにより、
トランス５８によつて検出された測定電流を走査
することによつて広い角度範囲にわたつて、フラ
クチヤ38.1と38.2のようなフラクチヤの整列の向
きを決定できる。したがつて、本発明の技術によ
り、フラクチヤにより呈示される対照となる抵抗
率を、電極３６からの測定電流を順次モニタする
ことによつて検出できる。１つの測定電極がフラ
クチヤに交差すると、電源５０からの全平均電流
がほぼ一定に保たれているとしても、検出電流が
急に増大することになる。フラクチヤのない均質
な地層から生ずる応答を減少させるために、信号
処理装置６６のメモリ８４に格納されている。ア
レイ８０中の測定電極36.3，36.4のような直径上
の両端で向き合う一対の電極から測定信号は回路
手段８６で組合わされる。そのような組合せ動作
には、電極36.3と36.4のような直径の両端で向き
合う電極からの測定信号の平均値を求める動作を
なるべく含まれる。連続する組合せが既知の向き
の測定線を実際に定める。ピーク値検出器８８に
おいて、連続する組合せを走査することにより、
測定電極対の２個の電極の下にあるフラクチヤを
表すピーク値を検出できる。

ピークの組合せ値を生じた測定電極対は既知で
あるから、試錐孔の全軸線に交わる平面のような
基準平面に対する電極対の向きが回路９０で決定
され、線92.1に対する相対的な向きの角度すなわ
ち整列角度θは記録器９４で記録できる。

そのようなフラクチヤ検出と整列決定の強調技
術を採用できる。たとえば、第８図に示されてい
るように、第７図のアレイ８０のそれぞれの測定
線に沿う組合わされた測定信号を、信号処理装置
６６（第７図）に格納してから、ある特定の時間
すなわち閉ループの完全に走査する時間にわたつ
て平均し、その平均値を用いて極端な値、たとえ
ば、フラクチヤを表すピーク値または最小値を検
出できる技術１００が示されている。

この技術１００は、所定数の測定信号を累算す
るブロツク１０２で始まり、次に、ブロツク１０
４においてその平均値を求める。その累算動作
は、１つの完全に閉じられているアレイ８０を囲
む測定線に沿つて、または一部あるいはある特定
の時間に対して、全ての組合わされた測定信号対
に対して行うことができる。

現在の平均値を維持するために平均値は常に更
新される。この平均値はブロツク１０６において
組合わされた測定信号と比較され、ブロツク１０
８において、どの組合せが、所定の百分率すなわ
ち一定量だけ、平均値より大きいか、小さいかを
決定する。そのような条件は、測定信号が導電度
と抵抗率のいずれを表すかに応じて、最小値また
は最大値に対して起る。いずれの場合でもピーク
値はフラクチヤを表す。フラクチヤの向きはブロ
ツク１１０で決定でき、適切なフラクチヤ整列は
ブロツク１１２において視覚的に記録されまたは
後で表示あるいは解析のために信号処理装置のメ
モリへ与えられる。

第７図に示す実施例を更に精密なものとするた
めに、フラクチヤを検出すべき検出線に交差する
対照測定線に沿うピーク値についても測定電極は
順次調べられる。たとえば、第７図を参照して、
測定線92.9に沿つてフラクチヤが一対の測定電極
36.3と36.4の下に存在すると、標本化された測定
電流から低い抵抗率値が測定される。しかし、測
定線92.2に角度αで交わる測定線92.3を有する測
定電極36.5，36.6に対しては、抵抗率は対照的に
高いピーク値となる。角度αが約90度であると、
測定線に沿う対照抵抗率測定値により、フラクチ
ヤ38.1の存在が確認される。

第９図は第７図に示す装置で得られた測定され
たフラクチヤ整列を確認するための技術２００を
示するものである。ブロツク１２２においては、
第７図の回路８６で形成された組合わせが走査さ
れて、第７図の回路８８で決定されたピークと最
高のコントラスすなわち対称を成す値を生ずる電
極対を決定する。これは、そのピーク値が最大値
を表すものとすると、それと対照を成すピーク値
が最小値であり、その逆もまた真であることを意
味する。

ブロツク１２４では、この対照ピークを生じた
測定電極についての測定線９２の向きが決定さ
れ、ブロツク１２６でその向きが記録される。対
照ピークの向きが、第７図の回路９０において決
定されたピークの向きの所定の角度範囲内にある
ことがブロツク１２８において見出されると、そ
のことは、ブロツク１１２におけるフラクチヤ整
列を確実に認めるものとしてブロツク１３０で記
録される。前記角度範囲は交差角度αの値につい
ての範囲であつて、たとえば80゜＜α＜100゜とす
ることができる。

以上の説明ではパツド３０を導電性パツドであ
る、すなわち、その露出面４２が導電性であると
したが、絶縁パツドを用いると有利なこともあ
る。その場合には、測定電極３６は定電流源へ接
続され、集束電極なしに絶縁パツドにとりつけら
れる。しかし、導電パツドは試錐孔の壁に対する
パツド３０の傾斜にあまり感じないから、導電パ
ツドの方が好ましい。

絶縁パツドを用いる本発明の別の実施例（第
３，４図）では、試錐孔接触面４２が絶縁されて
いるパツド１４０が形成される。パツド１４０の
中央には、僅かに隔てられている測定電極３６の
閉ループアレイ１４４により囲まれた電極１４２
が配置される。側定電極３６は、第２図に示され
ている直線行について述べたようにして、アレイ
１４４のループに沿つて見て、互いに重り合つて
いる。アレイ１４４は円形であるが、長円、正方
形、長方形その他の形を用いることもできる。中
央電極１４２と戻り電極５７の間に低周波電源１
４６が接続される。電極５７はケーブル２２の外
装などの離れている場所を用いることができる。

測定電極３６と離れている戻り電極５７との間
の電位差を検出するために、順次標本化および
Ａ／Ｄ変換器（保持器）６４などを使用できる。
この保持器６４はその電位差を表す測定信号を信
号処理装置６６へ与える。戻り電極ではなくてあ
る基準電極に対する電位差を測定することもでき
る。

試錐孔の均質な壁に向き合う時は、中央電極１
４２からの等電位線は中央電極１４２と同心の円
に沿う。パツド１４０がフラクチヤと交差する
と、その通常の高い導電度が等電位線をひずませ
る。その場合には、フラクチヤの上方の測定電極
３６が共通のピーク移電流を与え、その電流は前
記した技術を用いて検出される。フラクチヤは、
それぞれの近似直交整列に対する最大と最小の測
定信号を生ずる測定電極対を識別することによ
り、確実に検出できる。

第３図に示す絶縁パツド装置は動的に集束され
る電極にも用いることができる。これは、米国特
許第2750557号または第2712629号に開示されてい
るように、部分的に示されている電極A₁，M₁，
M₂のような、アレイ１４４を囲む電極を付加す
ることにより行うことができる。その場合には、
集束を制御するために適切な平衡回路１４８が用
いられる。電極M₁から行われるような接地接続
部１５０を回路網６４に加えて、電極M₁に対す
る測定電極３６の種々の電位の標本化と比較を可
能にする。次に、パツド１４０の下の地層クラツ
クによりひき起された電位のひずみを検出するた
めに信号処理装置を用いることができる。

以上、本発明の電気探査法および装置を用いて
試錐孔の壁の異常を検出するいくつかの技術を説
明したが、その利点は以上の説明からわかるであ
ろう。本発明の実施例は発明の要旨を逸脱しない
範囲で種々改変できる。たとえば、定電流源５０
を用いる代りに定電源を使用できる。

以上説明したように、本発明によれば、試錐孔
探査装置が試錐孔に沿つて動くにつれて、試錐孔
の壁の所定方向に沿つて連続する領域にわたつて
複数の測定電極から測定電流が注入されるよう
に、複数の測定電極の配置が選択されている。そ
のため、上記所定方向での測定電極の間隔は測定
電極の寸法より小さくなるため、抵抗率測定にお
ける高い空間周波数と高いＳ／Ｎ比とが得られ、
測定電極の寸法より小さい厚さのフラクチヤ層の
存在が検出できる。また、本発明の別の面によれ
ば、試錐孔壁に電気信号を注入する場所を囲むよ
うに測定電極のアレイが配置され、注入された電
気信号の各分離した部分を各測定電極が測定する
ようになつている。そのため、広い角度範囲にわ
たつてフラクチヤが層の向きを決定できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はパツドを有する本発明の試錐孔探査装
置の斜視図およびブロツク図、第２図は本発明の
一実施例に従つて測定電極が配置されているパツ
ドの側面図、第３図は本発明の別の実施例に従つ
て測定電極が配置されているパツドの側面図、第
４図は第３図に示すパツドの平面図、第５図は本
発明の装置に用いられるパツドの側面図と回路の
ブロツク図、第６図は本発明に従つて測定電極ア
レイが配置されているパツドの部分側面図、第７
図は本発明の装置のパツドの部分側面図と回路の
ブロツク図、第８，９図は第７図に示す装置から
整列情報を得るために用いられる信号処理装置の
動作を示す流れ図である。 ２０…試錐孔探査装置、３０，８２…パツド、
３５，６８…測定電極アレイ、３６…測定電極、
５０…電源、６４…標本化および保持器、６６…
信号処理装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 試錐孔の軸線に沿つて動かされる電流発生器
   により試錐孔が掘られている地層を探査する方法
   であつて、 試錐孔に沿つて動かされている電流発生器のパ
   ツドから、試錐孔の壁の空間的に分離している複
   数の領域にて測定電流を地層中に注入する過程
   と、 測定電流が注入される地層部分中のフラクチヤ
   リングと層序を示す抵抗率異常を検出できるよう
   に、前記分離している複数領域にて注入される電
   流の大きさを測定する過程と、を備え、 前記分離している複数領域は微小な抵抗率異常
   を検出できるように選択された寸法を有し、かつ
   前記複数領域が、電流発生器が試錐孔に沿つて動
   かされるにつれて、試錐孔の壁の円周方向に重な
   り合い部分を生じるように、前記複数領域の前記
   円周方向の相互間の間隔が選択されることを特徴
   とする試錐孔が掘られている地層を探査する方
   法。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の方法であつて、
   前記複数領域の円周方向の間隔は、前記重なり合
   いを得るように、前記領域の円周方向の寸法の半
   分にほぼ等しいか、またはそれより大きく選択さ
   れることを特徴とする方法。 ３ 特許請求の範囲第１または２項記載の方法で
   あつて、前記測定電流を注入する前記過程は、 第１の行において所定の円周方向間隔で互いに
   隔てられている第１の複数の分離している領域に
   て測定電流を前記地層中に注入する過程と、 第２の行に配置されている第２の複数の分離し
   ている領域にて測定電流を前記地層中に注入する
   過程と、を更に備え、前記第２の領域での測定電
   流を前記第１の領域での測定電流と組合わせて前
   記地層の円周方向に連続する部分へ注入するため
   に、前記第２の複数の領域は前記第１の複数の領
   域電流から変位させられており、かつ、円周方向
   に配列させられることを特徴とする方法。 ４ 特許請求の範囲第３項記載の方法であつて、
   前記測定電流を注入する前記過程は、第３の行に
   おける少くとも第３の複数の分離している領域に
   て測定電流を地層中に注入する過程を更に備え、
   分離している前記領域の前記複数の行が前記重な
   り合いを生じさせるように、分離している前記領
   域の円周方向の寸法の半分に少くとも等しいか、
   またはそれより大きい範囲まで、分離している前
   記領域の間隔が選択されることを特徴とする方
   法。 ５ 特許請求の範囲第３項記載の方法であつて、
   前記第１と第２の分離している領域の行は、互い
   に平行で、かつ試錐孔の軸線を横切る平面に平行
   であることを特徴とする方法。 ６ 特許請求の範囲第３項記載の方法であつて、
   前記測定電流を注入する前記過程は、共通の中心
   の周囲にわん曲している複数行における分離して
   いる領域にて測定電流を注入し、かつそれら複数
   行における測定電流が組合わされて、前記地層へ
   の測定電流の空間的に連続な閉ループ状の注入が
   行われることを特徴とする方法。 ７ 特許請求の範囲第６項記載の方法であつて、
   前記分離している領域は同心状の円形ループに沿
   つて配置されることを特徴とする方法。 ８ 特許請求の範囲第６または７項記載の方法で
   あつて、前記分離している領域の予め定めた対に
   ついて電流測定値を比較して、前記対をなす領域
   間に引かれた直線に沿つた特性に依存する微小な
   抵抗率異常を地層部分中で検出することを特徴と
   する方法。 ９ 特許請求の範囲第８項記載の方法であつて、
   前記比較過程は、前記対をなす領域から得た電流
   測定値を組合わせる過程を更に備え、任意の一対
   をなす領域間に引かれた直線と別の対をなす領域
   間に引かれた直線とが所定の角度で交わり、前記
   一対の領域間の直線に抵抗率異常が沿う時に対照
   となる抵抗率指示が前記別の対から得られるよう
   に、前記所定の角度が選択されていることを特徴
   とする方法。 １０ 特許請求の範囲第９項記載の方法であつ
   て、前記所定の角度は約90度台であることを特徴
   とする方法。 １１ 地層中に掘られている試錐孔の軸線に沿つ
   て試錐孔探査装置を動かすことにより試錐孔の壁
   を探査するために電極保持パツドを有する試錐孔
   探査装置に用いるための装置であつて、 試錐孔の壁に押しつけられるパツドを備え、こ
   のパツドは試錐孔の壁に面する複数の測定電極を
   保持し、個々に測定可能な測定電流を試錐孔の壁
   にそれぞれ注入するために前記電極は電気エネル
   ギー源に電気的に接続され、前記電極は前記パツ
   ド上にアレイ状に配列され、試錐孔探査装置が試
   錐孔に沿つて動かされるにつれて前記電極の試錐
   孔の円周方向に沿つた位置が互いに重なり合うよ
   うに、前記電極相互間の円周方向に沿つた間隔が
   選択されており、それにより、前記試錐孔探査装
   置が試錐孔の軸線に沿つて動かされた時に前記試
   錐孔の壁の円周方向に連続する領域に前記それぞ
   れの測定電極から個々に測定できる測定電流が注
   入されることを特徴とする試錐孔探査装置に用い
   るための装置。 １２ 特許請求の範囲第１１項記載の装置であつ
   て、前記測定電極のアレイは少くとも第１と第２
   の離隔されている測定電極行で形成され、それら
   測定電極行の測定電極は前記測定電極行に沿つて
   隔てられ、かつそれら測定電極行からの前記個々
   に測定できる測定電流により空間的に実質的に連
   続な電流が形成されるように前記測定電極の寸法
   が定められることを特徴とする装置。 １３ 特許請求の範囲第１１または１２項記載の
   装置であつて、円周方向に配列された測定電極の
   中心間隔は、前記測定電極の前記円周方向に沿う
   位置が、前記測定電極の前記円周方向に沿う寸法
   の半分にほぼ等しいか、それよりも大きい範囲で
   重なり合うように選択されることを特徴とする装
   置。 １４ 特許請求の範囲第１１，１２または１３項
   記載の装置であつて、前記測定電極は直線行に行
   つて配置されることを特徴とする装置。 １５ 特許請求の範囲第１４項記載の装置であつ
   て、前記測定電極は少くとも３行の直線行に沿つ
   て配置されることを特徴とする装置。 １６ 特許請求の範囲第１１，１２または１３項
   記載の装置であつて、前記測定電極は同心円の行
   に沿つて配置されることを特徴とする装置。 １７ 特許請求の範囲第１１〜１６項のいずれか
   に記載の装置であつて、前記パツドは導電面を有
   し、前記測定電極は前記パツドの表面に埋め込ま
   れ、薄い絶縁体が前記測定電極を囲み、前記測定
   電極と前記導電面は同電位となるように電気的に
   接続されることを特徴とする装置。 １８ 特許請求の範囲第１１項記載の装置であつ
   て、前記測定電極は前記パツド上の所定の中心の
   周囲にアレイ状に配置され、前記アレイの中心か
   らほぼ全ての方向に前記測定電極が配置されて、
   個々に測定できる測定電流を測定することによ
   り、前記測定電極のアレイに向き合う前記試錐孔
   の壁内の地層中のフラクチヤーを示す抵抗率異常
   の向きの検出と決定を可能にするように、前記測
   定電極の寸法と互いの間隔とが定められることを
   特徴とする装置。 １９ 特許請求の範囲第１８項記載の装置であつ
   て、前記中心の周囲のループに沿つた前記測定電
   極の位置が互いに重なり合うようにして、測定電
   極はアレイ状に配列されることを特徴とする装
   置。 ２０ 特許請求の範囲第１８または１９項記載の
   装置であつて、測定電極は前記中心を中心とする
   円に沿つて分布されることを特徴とする装置。 ２１ 特許請求の範囲第１８〜２０項記載の装置
   であつて、測定電極は前記中心を中心とする少く
   とも第１と第２の同心円に沿つて配置されること
   を特徴とする装置。 ２２ 特許請求の範囲第１８〜２１項記載の装置
   であつて、 個々の前記測定電極からの測定電流の大きさを
   それぞれ表す測定信号を発生する手段と、 前記中心の周囲の連続する測定電極の対からの
   信号を比較する手段と、 を備え、前記各対をなす測定電極は前記中心に関
   して所定の場所に配置されることを特徴とする装
   置。 ２３ 特許請求の範囲第２２項記載の装置であつ
   て、前記各対をなす測定電極は前記中心の両側に
   位置させられることを特徴とする装置。 ２４ 特許請求の範囲第２２項記載の装置であつ
   て、前記比較手段は、 前記測定信号を標本化して、標本化された前記
   測定信号を表すデジタル値を発生する手段と、 前記測定電極対からの前記測定電流を表すデジ
   タル値を比較する手段と、 を含むことを特徴とする装置。 ２５ 特許請求の範囲第１１または１４項記載の
   装置であつて、互いに交差している複数の測定線
   に沿つて配置されている複数の測定電極対からの
   信号の差を比較して、前記測定線の１本に沿う微
   小な抵抗率異常を検出するための信号を発生する
   手段を備えることを特徴とする装置。 ２６ 特許請求の範囲第１７項記載の装置であつ
   て、前記アレイの縁部において電界が不当に拡が
   ることを阻止するために、前記アレイは前記導電
   面の縁部から所定の距離の所に位置させられるこ
   とを特徴とする装置。 ２７ 地層中に掘られている試錐孔の軸線に沿つ
   て試錐孔探査装置を動かすことにより試錐孔の壁
   を探査するために電極保持パツドを有する試錐孔
   探査装置に用いるための装置であつて、 試錐孔の壁に押しつけられるパツドを備え、こ
   のパツドは試錐孔の壁に面して個々に動作する複
   数の測定電極を保持し、 それらの測定電極はパツド上にアレイ状に配置
   され、それら測定電極のアレイは前記パツド上の
   地層中へ電気信号を注入するための場所を囲んで
   おり、かつ前記パツド上の前記場所から地層中に
   注入された電気信号の空間的に分離した各部分を
   各測定電極がそれぞれ測定するように、前記測定
   電極の前記パツド上での位置が選択されており、
   更に、前記電気信号の測定された各分離した部分
   にそれぞれ対応した測定信号であつて、前記電気
   信号の注入場所の周囲における前記電気信号の空
   間的分布を表す測定信号を発生する測定信号発生
   手段を有することを特徴とする試錐孔探査装置に
   用いる装置。 ２８ 特許請請求の範囲第２７項記載の装置であ
   つて、前記測定電極アレイは多くの測定電極行を
   有するループの形で配置され、前記電気信号が注
   入される場所からほぼ全ての方向に測定電極が配
   置されるように、前記測定電極の前記ループに沿
   う位置が重なり合うことを特徴とする装置。 ２９ 特許請求の範囲第２８項記載の装置であつ
   て、前記測定電極アレイは所定の中心の周囲に配
   置され、前記電気信号を地層に注入するために前
   記中心に配置される電極がさらに設けられている
   ことを特徴とする装置。 ３０ 特許請求の範囲第２７，２８または２９項
   記載の装置であつて、前記アレイは円形のループ
   に沿つて配置されることを特徴とする装置。 ３１ 特許請求の範囲第２７項記載の装置であつ
   て、前記パツドはソース電極を有する絶縁パツド
   であり、前記複数の測定電極は前記ソース電極の
   周囲のループに沿つて配置され、 地層中に注入するための測定電流をソース電極
   に供給するための手段と、 前記測定電極の電位を検出するための手段と、 検出された電位を比較して測定電流の注入によ
   りひき起された電位の乱れを検出する手段と、を
   備えることを特徴とする装置。 ３２ 特許請求の範囲第３１項記載の装置であつ
   て、前記電位検出手段は所定の測定電極対の間の
   電位を検出することを特徴とする装置。 ３３ 特許請求の範囲第３１項記載の装置であつ
   て、前記電位検出手段は測定電極と、試錐孔探査
   装置上に配置されている基準電極との間の電位を
   検出することを特徴とする装置。 ３４ 特許請求の範囲第２８または２９項記載の
   装置であつて、前記パツドは絶縁部を有し、前記
   アレイの前記電極は電圧測定電極であつて、前記
   絶縁部内に設けられることを特徴とする装置。 ３５ 試錐孔が掘られている地層の抵抗率を測定
   するために試錐孔装置に接続されるようになつて
   いる装置であつて、 試錐孔の壁と電気的に交信するための、物理的
   に隔てられている電極のアレイを含むパツドを備
   え、 前記電極アレイは選択された測定パターンに沿
   つて所定方向へ所定距離にわたつて分布してお
   り、前記所定距離は、前記電極の前記所定方向の
   寸法より大きく、前記所定方向において前記各電
   極の位置は前記アレイ中の少くとも１つの他の電
   極の位置と部分的に重なつており、前記測定パタ
   ーンに沿つて前記アレイ全体にわたつて前記電極
   位置同士の重なり合いが存在することを特徴とす
   る装置。 ３６ 特許請求の範囲第３５項記載の装置であつ
   て、前記電極位置の部分的重なり合いは前記電極
   の前記寸法の少くとも50％を占めることを特徴と
   する装置。 ３７ 特許請求の範囲第３５または３６項記載の
   装置であつて、前記電極の寸法と形は一様である
   ことを特徴とする装置。 ３８ 特許請求の範囲第３５または３７項記載の
   装置であつて、前記電極のアレイは同心の複数の
   閉じたパターンを構成し、前記選択された測定パ
   ターンに沿つて、各閉じたパターンの各電極は、
   別の閉じたパターンの少くとも他の１つの電極の
   位置に重なり合うことを特徴とする装置。 ３９ 特許請求の範囲第３８項記載の装置であつ
   て、前記同心の閉じたパターンは同心円行であ
   り、前記選択された測定パターンは円であること
   を特徴とする装置。 ４０ 特許請求の範囲第３８または３９項記載の
   装置であつて、前記パツドは誘導部を有し、前記
   電極はそれから電気的に絶縁されて、その導電部
   と同じ電位であることを特徴とする装置。 ４１ 特許請求の範囲第４０項記載の装置であつ
   て、前記アレイの縁部において電界が不当に拡が
   ることを阻止するために、前記アレイは前記導電
   部の縁部から所定の距離の所に位置させられるこ
   とを特徴とする装置。 ４２ 特許請求の範囲第４１項記載の装置であつ
   て、前記パツドは絶縁部を有し、前記アレイの前
   記電極は電圧測定電極であつて、前記絶縁部内に
   設けられることを特徴とする装置。