JPH06273537A - 環状電極及び方位角電極を使用した検層方法及び装置 - Google Patents

環状電極及び方位角電極を使用した検層方法及び装置

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JPH06273537A
JPH06273537A JP31766092A JP31766092A JPH06273537A JP H06273537 A JPH06273537 A JP H06273537A JP 31766092 A JP31766092 A JP 31766092A JP 31766092 A JP31766092 A JP 31766092A JP H06273537 A JPH06273537 A JP H06273537A
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    • G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/18—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation specially adapted for well-logging
    • G01V3/20—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation specially adapted for well-logging operating with propagation of electric current
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 方位角固有抵抗測定と同時的に従来のタイプ
の深固有抵抗測定を得ることを可能とする電極を具備す
る検層技術を提供する。 【構成】 本装置は、本体上に装着された環状電流電極
及びその上方及び下方に配設したガード電極Ａ２，Ａ′
２を有し、第一測定電流Ｉｏが中央電流電極Ａｏから射
出され、フォーカス電流がガード電極Ａ２，Ａ′２から
射出される。第一出力信号が第一測定電流Ｉｏに応答し
て発生され、ガード電極Ａ２のうちの一つは二つの長手
軸方向に離隔された部分を有し、互いに円周方向に離隔
されている複数個の方位角電流電極Ａａｚi からなるア
レイがこれら二部分間に配設される。電極Ａａｚi から
射出される第二測定電流Ａａｚi がガード電極Ａ２の二
部分から射出される電流により長手軸方向にフォーカス
される。第二出力信号が第二測定電流Ｉａｚi に応答し
て発生し、ボアホール周りの複数個の方向においての地
層の固有抵抗を表わす。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ボアホールが設けられ
た地層の固有抵抗を評価するウエルロギング即ち検層技
術に関するものであって、更に詳細には、電極を使用し
た電気的検層方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】長年の間市販されており且つ「Ｄｕａｌ
Ｌａｔｅｒｏｌｏｇ」という名称で知られている電極
を有するウエルロギング（検層）装置は米国特許第３，
７７２，５８９号（Ｓｃｈｏｌｂｅｒｇ）に記載されて
いる。その装置は、固有抵抗を測定するために地層内に
電気的測定電流を送給するために使用される環状電極か
らなるアレイを有している。これらの測定電流は、ガー
ド電極により射出される軸方向電流により、ボアホール
の軸に対して垂直なディスクの形態を有する環状ゾーン
の形態にフォーカス即ち合焦される。その装置は、典型
的に３５Ｈｚ及び２８０Ｈｚである異なった周波数にお
いて電流を射出することにより、地層の深い固有抵抗を
測定すると共に（ＬＬｄモード）及び地層の浅い固有抵
抗を測定する（ＬＬｓモード）。
【０００３】上記装置の欠点は、その長手軸方向の分解
能（即ち、ボアホールの長手軸方向）が劣っているとい
う点であり、それは約１メートルである。更に、ある場
合においては、特に逸れているか又は水平なボアホール
においては、ボアホールの周りの該装置によりスキャン
される環状ゾーンが、異なった地層の層を有しており、
且つほとんど意味のない平均測定を与える。従って、ボ
アホールの周りの複数個の方位角方向において固有抵抗
測定を得ることが望ましい。
【０００４】ボアホールの軸の周りの複数個の方位角方
向において地層の固有抵抗を検知する検層装置は公知で
ある。これらの装置は、地層の割れ目又はディップに関
する情報を得ることを目的としている。例えば、英国特
許第９２８，５８３号（ブリティッシュペトローリエム
カンパニーリミテッド）は、検層ゾンデの周辺部周りに
円周方向に分布した複数個の方位角測定電極からなるア
レイを記載している。該測定電極の周りのガード電極
が、測定電極の各々により射出された電流をフォーカス
させるために軸方向電流を射出させることを可能として
いる。これらの装置における問題は、方位角測定電流の
効果的なフォーカス動作を得ることである。方位角電極
で得られる半径方向探査深さは、通常、公知のタイプの
深Ｌａｔｅｒｏｌｏｇ装置で得られるものよりも一般的
に小さい。従って、方位角固有抵抗測定に加えて従来の
深Ｌａｔｅｒｏｌｏｇ測定を与えることが所望される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、方位角固有
抵抗測定と同時的に従来のタイプの深固有抵抗測定を得
ることを可能とする電極を具備するロギング（検層）技
術を提供することを目的とする。この様な組合わせの測
定は種々の問題を提起する。第一に、従来の深固有抵抗
測定装置の特性を維持することが望まれる。更に、各タ
イプの測定の他方に対する影響が可及的に小さいもので
あるように減少すべきである。最後に、深い測定におけ
るフォーカス動作の品質を維持しながら、方位角測定の
ために効果的なフォーカス動作を得ることが重要であ
る。
【０００６】本発明の別の目的とするところは、上述し
た問題を解消することを可能とする深固有抵抗測定と方
位角固有抵抗測定との結合を提供することである。本発
明の更に別の目的とするところは、高い分解能で固有抵
抗測定を与える電極を具備する検層技術を提供すること
である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の第一の側面にお
いては、ボアホールを有する地層の固有抵抗を評価する
方法が提供され、該方法は、ボアホールに沿って移動可
能な長尺状の本体上に配設した環状電流電極を介して地
層内に第一電気的測定電流を射出し、前記環状電流電極
の両側において前記本体上に長手軸方向に配設した環状
ガード電極により射出される軸方向電流により前記第一
測定電流をフォーカスし、前記第一測定電流に応答して
地層の固有抵抗を表わす第一出力信号を発生する、上記
各ステップを有している。本方法は、更に、二つの長手
軸方向に離隔した部分を具備するガード電極を使用し、
前記二つの部分の間において前記本体上に配設されてお
り且つ互いに円周方向に離隔されている複数個の方位角
電流電極からなるアレイを介して地層内に第二電気的測
定電流を射出し、前記ガード電極の二つの部分により射
出された軸方向電流により長手軸方向において前記第二
測定電流をフォーカスし、且つ前記第二測定電流に応答
してボアホールの周りの複数個の方向において地層の固
有抵抗を表わす第二出力信号を発生する、上記各ステッ
プを有している。
【０００８】好適実施形態においては、前記第一出力信
号は環状モニタ電極上で検知された電位（Ｖｏ）を環状
電流電極により射出された電流（Ｉｏ）で割算した比を
表わす深固有抵抗信号（Ｒａ）である。第二出力信号は
方位角固有抵抗信号（Ｒａｚi ）であり、それらの各々
はモニタ電極上で検知される電位（Ｖａｚi ）を方位角
電流電極により射出される電流（Ｉａｚi ）で割算した
比を表わしている。更に、付加的な出力信号（Ｒｈｒ）
が発生され、それは方位角電流（Ｉａｚi ）の和の関数
である。
【０００９】本発明の別の側面によれば、ボアホールを
有する地層の固有抵抗を評価する装置が提供され、該装
置は、ボアホールに沿って移動可能な長尺状の本体、前
記本体上に装着された環状電流電極、前記環状電流電極
の両側において前記本体上に配設されたガード電極、前
記電流電極を介して第一電気的測定電流を射出する手
段、前記ガード電極を介して電気的フォーカス電流を射
出する手段、且つ前記第一測定電流に応答し地層の固有
抵抗を表わす第一出力信号を発生する手段を有してい
る。選択したガード電極は、互いに長手軸方向に離隔さ
れた二つの部分を有しており、且つ互いに円周方向に離
隔されている複数個の方位角電流電極からなるアレイが
該選択した電極のこれら二つの部分の間に配設されてい
る。更に、本装置は、前記方位角電流電極から第二電気
的測定電流を射出する手段、且つ前記第二測定電流に応
答してボアホールの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二出力信号を発生する手段を有して
いる。
【００１０】ガード電極は、好適には、第一（Ａ１，
Ａ′１）及び第二（Ａ２，Ａ′２）対の環状電極を有し
ており、該第二対のガード電極は第一対の両側に配設さ
れている。該選択したガード電極は、該第二対（Ａ２，
Ａ′２）における電極の一つとすることが可能である。
該選択したガード電極の両方の部分が方位角電極の両側
において比較的長い距離に亘り延在しているので、方位
角電流の効果的なフォーカス動作を得ることが可能であ
る。
【００１１】
【実施例】図１を参照すると、ボアホール１１を有する
地層１０の固有抵抗を評価する検層装置が、マルチ導体
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上
を通過し且つボアホールに沿ってゾンデ１２を移動させ
るウインチ１５上に巻着されている。ウインチ１５は表
面装置１５の一部を構成している。
【００１２】ゾンデ１２は長尺状の本体１７を構成すべ
く端部同士を接合した四つのセクションを有している。
上部セクション２０は密封した金属ハウジングであり、
以下に詳細に説明する電気回路を収納している。第一中
間セクション２１は筒状本体２２を有しており、それは
互いに円周方向に離隔されている複数個の方位角電極か
らなるアレイ２３を担持している。第二中間セクション
２４は第一中間セクション２１の底部に固着されてお
り、それは従来のＬａｔｅｒｏｌｏｇ型の測定を行なう
ために使用される環状電極を担持している。底部セクシ
ョン２５は金属本体２６を有しており、それは、板ばね
２８からの駆動の下でボアホール１１の壁に対して当接
すべく適合された４個の中心位置決め用シュー２７を有
している。測定用シュー２７が中心位置決めシュー２７
の一つの底端部に蝶番で装着されており、それはボアホ
ールの壁に対して個別的なスプリング３１により付勢さ
れる。この測定用シュー３０は、従来のタイプの球状に
フォーカスした微小固有抵抗測定を実施するための従来
の電極が嵌め込まれている。
【００１３】ゾンデ１２は、米国特許第３，７７２，５
８９号（Ｓｃｈｏｌｂｅｒｇ）に記載されているＤｕａ
ｌ Ｌａｔｅｒｏｌｏｇ技術を実施するための複数個の
環状電極からなる第一アレイを有している。その特許に
記載される如く、中間セクション２４は中央電極Ａｏ、
互いに接続されると共に電極Ａｏの両側に配設されてい
る第一対のモニタ電極Ｍ１，Ｍ′１、第一対の電極Ｍ
１，Ｍ′１の両側に配設されている第二対のモニタ電極
Ｍ２，Ｍ′２、互いに接続されると共に第二対の電極Ｍ
２，Ｍ′２の両側に配設されている第一対のガード電極
Ａ１，Ａ′１を担持している。該ゾンデは、更に、互い
に接続されている第二対のガード電極Ａ２，Ａ′２を有
しており、ガード電極Ａ２は中間セクション２１の本体
２２により形成されており、且つガード電極Ａ′２は底
部セクション２５の本体２６により形成されている。
【００１４】Ｄｕａｌ Ｌａｔｅｒｏｌｏｇ技術におい
ては、二つの異なった半径方向の探査深さにおいての地
層の固有抵抗は、二つの異なった周波数ｆ１及びｆ２に
おいて電流を送給することにより測定される。浅い測定
の場合（ＬＬｓモード）、交流測定電流が中央電極Ａｏ
により第一周波数ｆ１（例えば、２８０Ｈｚ）において
射出され、その測定電流は一対の電極Ａ１，Ａ′１及び
一対の電極Ａ２，Ａ′２の間に送給される補助電流によ
りフォーカスされる。さらなる詳細については、上述し
たＳｃｈｏｌｂｅｒｇ特許を参照するとよい。
【００１５】ＬＬｄモードにおける深い測定の場合に
は、低周波数ｆ２（例えば、３５Ｈｚ）において交流電
流が使用され、それは同様に電極Ａｏにより射出され
る。この測定電流は電極Ａ１，Ａ′１及びＡ２，Ａ′２
の両方から射出される同じ周波数の補助電流によりフォ
ーカスされる。これらの補助電流は、フィードバックル
ープ回路により制御され、該回路は二対の電極Ｍ１，
Ｍ′１及びＭ２，Ｍ′２の間の電位差を実質的にゼロに
維持する。従って、この測定電流はディスク形状をして
おり且つボアホールの軸に対して直交するゾーン内に維
持される。この従来技術は、ＬＬｄタイプの測定信号を
得るために本発明装置により使用される。図３Ａ及び３
Ｂに示した回路の一部はこの様なＬＬｄモード測定のた
めに必要な機能を実施する。
【００１６】従来のＬＬｄ及びＬＬｓモード測定を実施
することを可能とする電極に加えて、図１の装置は、図
２により詳細に示した方位角電極及びその他の電極から
なるアレイ２３を有している。
【００１７】図２はゾンデの中間セクション２１を示し
ている。このセクションの金属筒状本体２２は電極Ａ２
を形成しており、それは上部部分と底部部分とを有して
いる。電極Ａ２のこれら二つの部分の間には分離された
中央セクションが設けられており、それは互いに電気的
に接続されている一対の環状モニタ電極Ｍ３及びＭ４を
担持している。これら二つの環状電極Ｍ３及びＭ４の間
には、１２個の方位角電流電極Ａａｚi からなるアレイ
２３が設けられており、それらの電極は互いに円周方向
に離隔されている。尚、ｉは１乃至１２の範囲内のイン
デックスである。これらの方位角電流電極の各々は実質
的に矩形状の形状をしており、長手軸方向に長尺となっ
ており、本体から絶縁されており、且つ方位角モニタ電
極Ｍａｚi を取囲んでいる。各方位角モニタ電極Ｍａｚ
i は本体及びそれを取囲む電極Ａａｚi の両方に対して
絶縁されている。それも実質的に矩形形状であり、且つ
関連する電流電極のほぼ全長に亘り延在している。
【００１８】図示した実施例においては、環状モニタ電
極Ｍ３及びＭ４は電極Ａ２の部分と方位角電極のアレイ
２３との間に位置されている。これらのモニタ電極は、
電極Ａ２の上部部分が電極Ｍ４の下側に延在し且つ電極
Ａ２の底部部分が電極Ｍ３の上方に延在するように、電
極Ａ２の各部分内に位置させることが可能である。
【００１９】ボアホールの周りの複数個の方向において
固有抵抗測定を得るために、電流が方位角電流電極Ａａ
ｚi から地層内へ射出される。これらの電流は、方位角
モニタ電極Ｍａｚi 、環状モニタ電極Ｍ３及びＭ４、ガ
ード電極Ａ２の二つの部分を包含する活性フィードバッ
クループシステム乃至はサーボ制御システムにより長手
軸方向及び方位角方向にフォーカスされる。長手軸方向
のフォーカスの場合には、補助電流が電極Ａ２により射
出される。更に、方位角測定電流をサーボ制御するため
のシステムは、これらの電流の間で相互的な方位角フォ
ーカス動作を与える。
【００２０】従来装置の受動的なフォーカス動作は、電
極の接触インピーダンスにおける差により高度に乱され
る場合のあることが判明している。前述した方位角電極
を使用する装置においては、探査電流電極及びガード電
極が測定電流をフォーカスするために同一の電位に維持
される。これらの電極がボアホールの流体内に浸漬され
ると、これらの電極の接触インピーダンスが互いに非常
に異なったものとなる場合がある。電流が射出されてい
る間に、電流電極の電位はもはやそれと対面するボアホ
ール流体の電位と等しいものではなく、接触インピーダ
ンスにより乗算される射出された電流の積の関数である
エラーを包含する。この電流電極の電位におけるエラー
は、測定電流のフォーカス動作を劣化させる場合があ
る。この現象は、ボアホール軸の周りの円周方向に指向
された複数個の測定電流の場合には特に問題である。
【００２１】図１及び２の装置においては、方位角測定
電流Ｉａｚi の射出は、各方位角モニタ電極Ｍａｚi と
一組の電気的に相互接続された環状モニタ電極Ｍ３，Ｍ
４との間の電位差を実質的にゼロに維持するように制御
される。方位角固有抵抗測定は、環状モニタ電極Ｍ３，
Ｍ４のうちの一つの電位Ｖａｚi を方位角測定電流Ｉａ
ｚi で割算したＶａｚi ／Ｉａｚi の比をとることによ
り得られる。一般的な場合においては、各方位角固有抵
抗測定は、方位角モニタ電極Ｍａｚi 上で検知される電
位を関連する方位角電流電極Ａａｚi から射出された電
流で割算した比の関数である。図示例においては、電位
Ｖａｚi は、モニタ電極Ｍａｚi ，Ｍ３，又はＭ４の何
れか一つの上で検知することが可能である。
【００２２】本装置のダウンホール及び表面回路を図３
Ａ及び３Ｂに模式的に示してある。図３Ａを参照する
と、ダウンホール回路がセクション２０及び２１内に設
けられている。上述した電極は図の右側に模式的に示し
てあり、説明を簡単化するために、電極Ｍａｚi と電極
Ａａｚi のみが示されている。
【００２３】周波数３５Ｈｚにおける交流電流Ｉｔがケ
ーブル１３の一つ又はそれ以上の導体４０により地表か
らダウンホールのゾンデへ送給される。この全電流Ｉｔ
はダウンホールにおいて低抵抗直列抵抗４１により検知
され、該抵抗の端子は増幅器４２へ接続され、増幅器４
２は３５Ｈｚの周波数に中心位置決めされたバンドパス
フィルタ４３に接続されている。全電流Ｉｔの位相が位
相検知器回路４４により検知される。全電流Ｉｔのダウ
ンホール測定及びその位相の検知は、ケーブル１３に沿
っての伝達により導入されることのある歪を無視するこ
とを可能としている。全電流の一部が導体４５を介して
電極Ａ２及びＡ′２へ送給され、これらの電極は低抵抗
銅バー４６により電気的に相互接続されている。以下に
説明する如く、この全電流は該電流電極と地表上に位置
されている遠隔電極Ｂとの間に流れる。
【００２４】本装置は、２８０Ｈｚの交流電流でＬＬｓ
モードで動作するために使用される回路を有している。
これらの回路は、説明の便宜上図３Ａには示していな
い。当業者は、上述したＳｃｈｏｌｂｅｒｇ特許におけ
る詳細な記載を参照することにより、何ら問題なく図３
Ａ及び３Ｂの回路内にこの様な回路を付加することが可
能である。従来の態様において、これらの回路は浅い固
有抵抗信号を与え、該信号は深さの関数として地表上で
記録される。従って、本明細書の説明は、３５Ｈｚにお
ける低周波数モードで動作する回路の説明を行なう。図
３Ａに示した回路の一部は従来のＬＬｄモード測定を行
なうためのものである。
【００２５】電極Ａｏから射出された測定電流をフォー
カスさせるために、モニタ電極Ｍ１，Ｍ′１とＭ２，
Ｍ′２との間の電位差をフィードバックループが実質的
にゼロに維持する。モニタ電極Ｍ１及びＭ２は差動変圧
器５０の第一一次側巻線へ接続されており、且つモニタ
電極Ｍ′１及びＭ′２は同一の変圧器の第二一次巻線へ
接続されている。変圧器５０の二次巻線はブロードバン
ドフィルタ回路５１の入力端へ接続しており、該回路５
１は高い利得の増幅を有しており且つその出力端は変圧
器５２の一次巻線へ接続されている。変圧器５２の二次
巻線の一端は電極Ａｏへ接続しており、且つその他端は
測定変圧器５３の一次巻線の一端に接続されており、そ
の他端は銅バー５４により短絡されているガード電極Ａ
１，Ａ′１へ接続されている。測定変圧器５３の二次側
は増幅器５５へ接続されており、増幅器５５の出力端は
３５Ｈｚの周波数が中心とされているバンドパスフィル
タへ接続されている。フィルタ５６の出力は、電極Ａｏ
により射出された電流Ｉｏを表わす交流信号を供給す
る。
【００２６】別のフィードバックループが、３５Ｈｚの
周波数において、ガード電極Ａ１，Ａ′１及びＡ２，
Ａ′２を短絡させている。一対の相互接続されたモニタ
電極Ａ１＊，Ａ′１＊がガード電極Ａ１，Ａ′１の近傍
に配設されている。別の一対の相互接続されたモニタ電
極がガード電極Ａ２，Ａ′２の近傍に配設されている。
これら二対の電極は高利得差動増幅器回路６０の入力端
へ接続しており、該増幅器回路６０は３５Ｈｚの周波数
においてフィルタ機能を有しており且つその出力端は変
圧器６１の一次巻線へ接続されている。変圧器６１の二
次側巻線はガード電極Ａ′１とガード電極Ａ′２との間
に接続されている。
【００２７】モニタ電極Ｍ１又はＭ２のうちの一方、本
例においてはＭ２が測定増幅器６２の入力端へ接続して
おり、測定増幅器６２の他方の入力端へ遠隔基準電極Ｎ
として作用するケーブルのアーマへ接続されている。増
幅器６２の出力は３５Ｈｚの周波数が中心とされている
バンドパスフィルタ６３へ印加され、且つその出力端は
電極Ｍ２と電極Ｎとの間の電位差Ｖｏに対応する交流信
号を供給する。上述した回路はＳｃｈｏｌｂｅｒｇ特許
に記載されているようなＬＬｄ動作モードに対して必要
とされる機能を実施する。
【００２８】図３Ａに示した装置は、更に、方位角固有
抵抗信号を発生する回路を有している。短絡された環状
モニタ電極Ｍ３及びＭ４は測定増幅器６４の入力端へ接
続されており、その他方の入力端はケーブルアーマ上の
基準電極Ｎへ接続されている。増幅器６４の出力は３５
Ｈｚの周波数が中心とされているバンドパスフィルタへ
印加され、それは電極Ｍ３，Ｍ４と基準電極Ｎとの間の
電位差を表わす交流信号Ｖａｚi を供給する。
【００２９】各方位角モニタ電極Ｍａｚi は高利得差動
増幅器回路６８i の入力端へ接続されており、該増幅器
回路も３５Ｈｚにおいてフィルタ機能を有している。各
回路６８i の他方の入力端は環状モニタ電極Ｍ３，Ｍ４
へ接続しており、且つその出力端は電圧−電流変換器に
より構成される電流源６９i へ接続されている。電流源
６９i からの出力電流はガード電極Ａ２と目下考慮中の
モニタ電極Ｍａｚi に対応する方位角電流電極Ａａｚi
との間に印加される。このループは、電極Ｍ３，Ｍ４と
対応する方位角モニタ電極との間の電位差をゼロに維持
するような態様で方位角電流Ｉａｚi の各々を制御す
る。
【００３０】回路６８i からの出力信号は、更に、測定
増幅器７０i へ印加され、次いで３５Ｈｚの周波数が中
心であるバンドパスフィルタ７１i へ印加され、方位角
電極Ａａｚi により射出された測定電流を表わす交流信
号Ｉａｚi を与える。図３Ａにおいて点線で示した如
く、本装置は、測定電流Ｉａｚi を供給する１２個の同
一のチャンネルを有している。
【００３１】信号Ｉｏ，Ｖｏ，Ｖａｚi ，Ｉｔ及び１２
個の信号Ｉａｚi がマルチプレクサ７３へ印加され、該
マルチプレクサの出力は可変利得増幅器７４へ印加され
次いでアナログ・デジタル変換器７５へ印加される。ア
ナログ・デジタル変換器７５からのデジタル出力は位相
感度検知器（ＰＳＤ）機能及びローパスフィルタ機能を
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）により構成されるデジタルプロセサ回路７６
へ印加される。検知器機能のために必要とされる位相基
準は、全ダウンホール電流Ｉｔと同期されるべく回路４
４から来る。プロセサ回路７６は、更に、アナログ・デ
ジタル変換器７５への入力信号のダイナミックレンジを
減少させるために可変利得増幅器７４へ制御信号を供給
する。
【００３２】電流又は電圧Ｉｏ，Ｖｏ，Ｖａｚi ，Ｉｔ
及びＩａｚi の振幅を表わすマルチプレクスされたデジ
タル信号が遠隔測定回路７７へ印加され、該信号をケー
ブル１３を介して地表へ変調し且つ送信する。
【００３３】図３Ｂに示した如く、ダウンホール信号は
遠隔測定回路８０により地表において受取られ且つ復調
され、且つそれらは、次いで、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マイ
クロバックスコンピュータとすることが可能なコンピュ
ータ８１へ入力する。コンピュータ８１は信号Ｉｏ，Ｖ
ｏ，Ｖａｚi ，Ｉｔ及びＩａｚi をデマルチプレクス即
ち脱多重化し、且つそれは次式を使用して地層固有抵抗
信号Ｒａ，Ｒｓ，Ｒａｚi 及びＲｈｒを計算する。
【００３４】Ｒａ＝ｋ1 ・Ｖｏ／Ｉｏ Ｒｓ＝ｋ2 ・Ｖｏ／Ｉｔ Ｒａｚi ＝ｋ3 ・Ｖａｚi ／Ｉａｚi Ｒｈｒ＝ｋ4 ・Ｖａｚi ／ΣＩａｚi 尚、ｋ1 ，ｋ2 ，ｋ3 ，ｋ4 はダウンホールゾンデの幾
何学的形状に依存する所定の定数である。ＲａはＬＬｄ
型の深固有抵抗測定であり、Ｒｓは周りの地層の固有抵
抗測定であり、Ｒａｚi はボアホールの周りの固有抵抗
の１２個の方位角測定であり、且つ導電度１／Ｒａｚi
の平均値に対応するＲｈｒは高い長手軸方向分解能を有
する地層固有抵抗の測定である。
【００３５】これらの種々の固有抵抗信号は、オプチカ
ルレコーダ及び磁気的デコーダを有することが可能な記
録装置８２内に深さの関数として記録される。記録の前
に、信号Ｒａｚi 及びＲｈｒは信号Ｒａ及びＲｓとは異
なった深さにおいてダウンホールゾンデで得られたもの
であるという事実を考慮に入れるために、従来の態様で
深さ補正が行なわれる。
【００３６】３５Ｈｚ電流源８３が、ケーブル１３の一
つ又はそれ以上及び地表上に配置した帰還電極Ｂを介し
て全電流Ｉｔを供給する。電流Ｉｔはコンピュータ８１
から制御信号を受取る可変利得増幅器により制御され
る。この制御信号は、測定信号のダイナミックレンジを
最小とすべく設計されている。最小とする一つの例は、
Ｖｏ・Ｉｏの積を一定に維持するＳｃｈｏｌｂｅｒｇ特
許に記載されている技術がある。
【００３７】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。特に、複数個の方位角電極からなるアレイは、例え
ば、Ｌａｔｅｒｏｌｏｇ ３、Ｌａｔｅｒｏｌｏｇ
９、又は球状フォーカス型装置などの環状電極によりフ
ォーカスされるその他の検層装置と結合させることも可
能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ボアホール内に懸架された電極ゾンデを有す
る本発明の一実施例に基づいて構成された検層装置を示
した概略図。
【図２】 図１のゾンデにより使用される方位角電極の
形態を示した概略図。
【図３Ａ】 図１の検層装置内のダウンホール回路を示
した概略回路図。
【図３Ｂ】 図１の検層装置における地表回路を示した
概略回路図。
【符号の説明】
１０ 地層 １１ ボアホール １２ ゾンデ １３ ケーブル １７ 長尺状本体 ２０ 上部セクション ２１ 第一中間セクション ２２ 筒状本体 ２３ 方位角電極アレイ ２４ 第二中間セクション ２５ 底部セクション ２７ 中心位置決めシュー ３０ 測定用シュー

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ボアホールを持った地層の固有抵抗を評
    価する方法において、前記ボアホールに沿って移動可能
    な長尺状の本体上に配設した環状電流電極を介して地層
    内に第一電気的測定電流を射出し、前記環状電流電極の
    両側で前記本体上の長手軸方向に配設したガード電極に
    より射出される軸方向電流により前記第一測定電流をフ
    ォーカスさせ、尚前記ガード電極のうちの選択した一つ
    が２個の長手軸方向に離隔した部分を有しており、前記
    第一測定電流に応答して地層の固有抵抗を表わす第一出
    力信号を発生し、前記選択したガード電極の二つの部分
    の間で前記本体上に配設されており互いに円周方向に離
    隔されている方位角電流電極のアレイを介して地層内に
    第二電気的測定電流を射出し、前記選択したガード電極
    の二つの部分により射出された軸方向電流により長手軸
    方向に前記第二測定電流をフォーカスさせ、前記第二測
    定電流に応答してボアホールの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二出力信号を発生する、
    上記各ステップを有することを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 請求項１において、前記第一測定電流を
    フォーカスさせるステップが、第一対及び第二対のガー
    ド電極を介して軸方向電流を射出し、前記第二対のガー
    ド電極が前記第一対の両側に配設されており、且つ前記
    選択したガード電極が前記第二対の電極のうちの一つで
    あることを特徴とする方法。
  3. 【請求項３】 請求項１又は２において、前記第一測定
    電流をフォーカスさせるステップが、前記環状電流電極
    と前記ガード電極との間において前記本体上に配設され
    ている第一対及び第二対の環状モニタ電極の間に表われ
    る電位差を検知し、且つ検知された電位差を実質的にゼ
    ロに維持するような態様で前記軸方向電流の射出を制御
    することを特徴とする方法。
  4. 【請求項４】 請求項３において、前記第一出力信号を
    発生するステップが、環状モニタ電極上で検知された電
    位を前記環状電流電極により射出した電流で割算した比
    の関数として深固有抵抗信号を発生することを特徴とす
    る方法。
  5. 【請求項５】 請求項１乃至４のうちの何れか１項にお
    いて、前記第二出力信号を発生するステップが、各方位
    角電流電極に対し方位角固有抵抗信号を発生し、各方位
    角固有抵抗信号がモニタ電極上で検知された電位を前記
    方位角電流電極の一つにより射出された電流で割算した
    比の関数であることを特徴とする方法。
  6. 【請求項６】 請求項５において、更に、前記方位角電
    流電極により射出された電流の和の関数として付加的な
    出力信号を発生するステップを有することを特徴とする
    方法。
  7. 【請求項７】 請求項１において、更に、前記方位角電
    流電極の各々の近傍において前記本体上にそれぞれ配設
    された方位角モニタ電極上の電位を検知すると共に方位
    角電流電極のアレイの両側に配設した２個の付加的な環
    状モニタ電極上の電位を検知し、且つ長手軸方向及び方
    位角方向に前記第二測定電流をフォーカスさせるために
    前記検知した電位に応答して前記第二測定電流の射出を
    制御する、上記各ステップを有することを特徴とする方
    法。
  8. 【請求項８】 請求項７において、前記第二測定電流を
    制御するステップが、前記方位角モニタ電極の各々の上
    の検知した電位と前記付加的な環状モニタ電極上の検知
    した電位との間の電位差を決定し、且つ前記決定した電
    位差を実質的にゼロに維持するように前記方位角電流電
    極の各々により射出される電流を制御する、上記各ステ
    ップを有することを特徴とする方法。
  9. 【請求項９】 ボアホールを有する地層の固有抵抗を評
    価する装置において、前記ボアホールに沿って移動可能
    な長尺状の本体、前記本体上に装着した環状電流電極、
    前記環状電流電極の両側で前記本体上に配設したガード
    電極、尚前記ガード電極のうちの選択した一つは長手軸
    方向に離隔した二つの部分を具備しており、前記電流電
    極を介して第一電気的測定電流を射出する手段、前記ガ
    ード電極を介して電気的フォーカス電流を射出する手
    段、前記第一測定電流に応答し地層の固有抵抗を表わす
    第一出力信号を発生する手段、前記選択したガード電極
    の二つの部分の間に配設されており且つ互いに円周方向
    に離隔されている方位角電流電極からなるアレイ、前記
    方位角電流電極から第二電気的測定電流を射出する手
    段、前記第二測定電流に応答しボアホールの周りの複数
    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。
  10. 【請求項１０】 請求項９において、第一対及び第二対
    のガード電極が設けられており、前記第二対のガード電
    極は前記第一対の両側に配設されており、前記選択した
    ガード電極が前記第二対の電極のうちの一つであること
    を特徴とする装置。
  11. 【請求項１１】 請求項１０において、前記選択したガ
    ード電極が前記第二対のうちの上側の電極であることを
    特徴とする装置。
  12. 【請求項１２】 請求項９乃至１１のうちの何れか１項
    において、前記フォーカス電流を射出する手段が、前記
    環状電流電極と前記ガード電極との間において前記本体
    上に配設されている第一対及び第二対の環状モニタ電
    極、前記第一対及び第二対のモニタ電極の間で検知され
    る電位差を実質的にゼロに維持する手段、を有すること
    を特徴とする装置。
  13. 【請求項１３】 請求項１２において、前記第一出力信
    号を発生する手段が、前記環状モニタ電極のうちの一つ
    の上における電位を検知する手段、前記環状電流電極に
    より射出される電流を検知する手段、前記検知した電位
    を前記検知した電流で割算した比の関数として深固有抵
    抗信号を発生する手段、を有することを特徴とする装
    置。
  14. 【請求項１４】 請求項９乃至１３のうちの何れか１項
    において、前記第二出力信号を発生する手段が、モニタ
    電極上の電位を検知する手段、前記方位角電流電極の各
    々により射出される電流を検知する手段、各々が検知し
    た電位を前記方位角電流電極のうちの一つにより射出さ
    れた検知された方位角電流で割算した比の関数である複
    数個の方位角固有抵抗信号を発生する手段、を有するこ
    とを特徴とする装置。
  15. 【請求項１５】 請求項１４において、更に、前記検知
    した方位角電流の和の関数として付加的な出力信号を発
    生する手段を有することを特徴とする装置。
  16. 【請求項１６】 請求項９において、更に、各々がそれ
    ぞれの方位角電流電極の近傍において前記本体上に配設
    されている複数個の方位角モニタ電極、前記方位角電極
    からなるアレイの両側に配設した２個の付加的な環状モ
    ニタ電極、前記方位角モニタ電極上の電位を検知すると
    共に前記付加的な環状モニタ電極上の電位を検知する手
    段、前記方位角及び付加的なモニタ電極上で検知した電
    位に応答し前記第二測定電流を長手軸方向及び方位角方
    向にフォーカスさせるような態様で前記第二測定電流の
    射出を制御する手段、を有することを特徴とする装置。
  17. 【請求項１７】 請求項１６において、前記第二測定電
    流の射出を制御する手段が、前記方位角モニタ電極の各
    々における検知した電位と前記付加的な環状モニタ電極
    上で検知した電位との間の電位差を決定する手段、前記
    決定した電位差を実質的にゼロに維持する手段、を有す
    ることを特徴とする装置。
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GB2141549A (en) Method and apparatus for exploration of geological formations in boreholes

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