NO303516B1 - FremgangsmÕte og apparat for br°nnlogging - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører brønnlogging for evaluering av resistiviteten til brønnformasjoner som gjennomtrenges av et borehull, og mer spesielt en fremgangsmåte og et apparat for elektrisk brønnlogging ved bruk av elektroder.

Et brønnloggingsapparat med elektroder som har vært kommersielt tilgjengelig i mange år og som er kjent under navnet "Dual Laterolog", er beskrevet i US-patent nr. 3 772 5989 (Scholberg). Dette apparatet omfatter en gruppe ringformede elektroder som benyttes til å sende elektriske målestrømmer inn i formasjonene med det formål å måle deres resistivitet. Målestrømmene blir fokusert i en ringformet sone med form av en skive perpendikulær til borehulIsaksen, ved hjelp av hjelpestrømmer som utsendes av skjermelektroder. Apparatet innbefatter måling av grunnformasjonenes dype resistivitet (LLd-modus) og måling av grunnere resistivitet i formasjonene (LLs-modus) ved å utsende strømmer ved forskjellige frekvenser, typisk 35 Hz og 280 Hz.

En ulempe med den kjente anordningen er at dens langsgående eller longitudinelle oppløsning (dvs. i borehullets langsgående retning) er dårlig, idet den er omkring én meter. I visse tilfeller, og spesielt i borehull som er avbøyde eller horisontale, omfatter i tillegg den ringformede sonen som avsøkes av anordningen omkring borehullet, forskjellige lag av grunnformasjoner, ag gir en gjennomsnittlig måling som har liten mening. Det er derfor ønskelig å oppnå resistivitetsmålinger i en rekke azimutale retninger omkring borehullet.

Det er kjent loggeapparater som detekterer resistiviteten til formasjoner i en rekke azimutale retninger omkring borehullets akse. Disse anordningene forsøker å tilveiebringe informasjon om forkastninger eller om formasjonenes fall, f.eks. britisk patent nr. 928 583 (British Petroleum Company Limited) beskriver en gruppe azimutale måleelektroder fordelt omkretsmessig omkring periferien til en loggesonde. En skjermelektrode som omgir måleelektrodene gjør det mulig å sende ut en hjelpestrøm for å fokusere de strømmene som utsendes av hver av måleelektrodene.

I en slik sonde er målestrøm-fokuseringen passiv, og denne fokuseringen blir oppnådd ved å utsende de forskjellige strømmene via elektroder som er kortsluttet sammen. Dessverre må fokuseringen være spesielt effektiv siden måleektrodene er anordnet på sondelegemet og dermed kan befinne seg i store avstander, opp til omkring 10 cm, fra borehullsveggen, idet slike avstander kan være forskjellige i forskjellige retninger når sonden ikke er sentrert i borehullet. En ulempe med denne passive fokuseringsteknikken er ofte utilstrekkelig kvalitet på fokuseringen.

Fransk patent nr. 2 611 920 (CNRS) beskriver en loggesonde der det er foreslått korreksjonsanordninger som virker på strømelektrodenes potensiale for å forbedre fokuseringen. Sonden omfatter overvåkningselektroder anordnet i en viss avstand foran strømelektrodene og kretser som reagerer på potensialene som detekteres ved hjelp av overvåkningselektrodene for å styre målestrømmene. Det er vanskelig og kom-plisert å lage en slik sonde, som krever konsentriske ringer med elektroder.

Et formål med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en loggeteknikk for å oppnå nøyaktige azimutale resistivitetsmålinger for å detektere forkastninger eller andre periferiske variasjoner av resistiviteten i et borehull.

Et annet formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en loggeteknikk som benytter azimutale elektroder for å mulig-gjøre effektiv fokusering av målestrømmene som skal frem-bringes, både longitiudinalt og omkretsmessig.

Nok et formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en fokusert loggeteknikk som frembringer målinger av resistivitet med høy langsgående eller longitudinal oppløsning.

En første side av oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for evaluering av resistiviteten til grunnformasjoner som gjennomtrenges av et borehull, omfattende følgende trinn: utsendelse av målestrømmer inn i formasjonene via en gruppe azimutale strømelektroder som er omkretsmessig adskilt fra hverandre på et langstrakt legeme egnet for forskyvning langs borehullet; utsendelse av fokuseringsstrømmer ved hjelp av ringformede skjermelektroder anordnet longitudinalt eller langsgående på legemet på motsatte sider av gruppen med azimutale strømelektroder; og generering av utgangssignaler som en funksjon av målestrømmene, idet utgangssignalene er representative for formasjonenes resistivitet i et antall retninger omkring borehullet. Fremgangsmåten omfatter videre detektering av potensialene som opptrer på azimutale overvåkingselektroder anordnet på legemet i nærheten av hver av de azimutale strørnelektroder, og detektering av potensialene som opptrer på to ringformede overvåkningselektroder anordnet på motsatte sider av gruppen med azimutale strømelelektroder; og styring av utsendelsen av strømmene som reaksjon på de detekterte potensialer for å fokusere målestrømmene longitudinalt og azimutalt.

Målestrømmene blir fortrinnsvis fokusert ved å styre utsendelsen av strømmene for å opprettholde potensialdifferansen mellom hver azimutal overvåkningselektrode og de elektrisk tilkoplede ringformede overvåkningselektrodene på hovedsakelig null. De utgående signaler (RazjJer for hver azimutal strømelektrode generert ved å bestemme et azimutalt resistivitetssignal som er en funksjon av forholdet mellom potensialet (Vaz) som er detektert på én av de ringformede overvåkningselektrodene dividert med strømmen (Iaz^) som utsendes av den azimutale strømelektroden.

I en foretrukket utførelsesform blir det også generert et resistivitetssignal med høy oppløsning som en funksjon av summen av strømmene (Iaz^) som utsendes av de azimutale strøm-elektrodene.

En annen side av oppfinnelsen vedrører et apparat for evaluering av resistiviteten til grunnformasjoner som gjennomtrenges av et borehull, omfattende: et langstrakt legeme innrettet for å bli beveget langs borehullet; en gruppe azimutale strømelektroder i omkretsmessig avstand fra hverandre på legemet; to ringformede skjermelektroder anordnet longitudinalt på legemet på motsatte sider av gruppen med azimutale strømelektroder; en anordning for utsendelse av målestrømmer via de azimutale strømelektrodene og fokuseringsstrømmer via skjermelektrodene; og en anordning som reagerer på målestrøm-mene for generering av utgangssignalet som er representative for formasjonenes resistivitet. Azimutale overvåkningselektroder er anordnet på legemet i nærheten av respektive azimutale strømelektroder, og to ringformede overvåkningselektroder er anordnet på motstående sider av gruppen med azimutale elektroder. En anordning som reagerer på de potensialene som detekteres på overvåkningselektrodene, styrer utsendelsen av strømmene på en slik måte at målestrømmene fokuseres longitudinalt og azimutalt.

Hver azimutal overvåkningselektrode (Maz-jj er fortrinnsvis omgitt av en azimutal strømelektrode (Aaz-jJ .

Kjennetegnene og fordelene ved oppfinnelsen fremgår tydeligere av den følgende beskrivelse av et ikke-begrensede eksempel og under henvisning til de vedføyde tegninger, hvor: Fig. 1 viser et loggeapparat ifølge oppfinnelsen, omfattende en elektrodesonde opphengt i et borehull;

fig. 2 viser en utførelsesform av azimutale elektroder som brukes i sonden på fig. 1; og

fig. 3A og 3B er kretsskjemaer over henholdsvis kretsene nede i borehullet og kretsene på overflaten for loggeapparatet på fig. 1.

Det vises til fig. 1, hvor et loggeapparat for evaluering av resistiviteten til grunnformasjoner 10 som gjennomtrenges av ét borehull 11, omfatter en sonde 12 som er opphengt i borehullet ved enden av en flerleder-kabel 13. Kabelen 13 passerer over en skive 14 og blir viklet på en heiseanordning 15 for å bevege sonden 12 langs borehullet. Heiseanordningen

15 utgjør en del av overflateenheten 16.

Sonden 12 har fire seksjoner festet ende mot ende for å danne et langstrakt legeme 17. Toppseksjonen 20 er et for-seglet metallhus som inneholder elektriske kretser som beskrives mer detaljert nedenfor. En første mellomliggende seksjon 21 omfatter et rørformet legeme 22 som bærer en gruppe 23 med azimutale elektroder som er omkretsmessig adskilt fra hverandre. En annen mellomliggende seksjon 24 som er festet til bunnen av den første mellomliggende seksjon 21, bærer ringformede elektroder som benyttes for målinger av konvensjonell laterolog-type. En bunnseksjon 25 omfatter et metall-legeme 26 som har fire sentreringssko 27 innrettet for å ligge an mot borehullsveggen 11 under virkningen av bladfjærer 28. En målesko 30 som er hengslet til den nedre ende av én av sentreringsskoene 27, blir tvunget ved hjelp av en individuell f jaer 31 mot borehullsveggen. Denne måleskoen 30 er utstyrt med konvensjonelle elektroder for utførelse av sfærisk foku-serte mikroresistivitetsmålinger av konvensjonell type.

Sonden 12 omfatter en første gruppe med ringformede elektroder for å realisere den dobbelte laterolog-teknikken som er beskrevet i US-patent nr. 3.772.589. Som beskrevet i dette patentet, bærer den mellomliggende seksjonen 24 en sentral elektrode Ao, et første par med overvåkningselektroder Ml, M'l som er koplet til hverandre og anordnet på motsatte sider av elektroden Ao, et annet par med overvåkningselektroder M2, M'2 anordnet på motsatte sider av paret Ml, M'l, og et første par med skjermelektroder Al, A'l som er forbundet med hverandre og anordnet på motstående sider av paret M2, M'2. Sonden omfatter også et annet par med skjermelektroder A2, A'2 som er forbundet med hverandre, idet skjermelektroden A2 er dannet av legemet 22 til den mellomliggende seksjon 21, og skjermelektroden A'2 er dannet av legemer 26 til bunnsek-sjonen 25.

Ifølge den dobbelte laterolog-teknikken blir resistiviteten til formasjonene ved to forskjellige radiale undersøkel-sesdybder målt ved å sende elektriske strømmer ved to forskjellige frekvenser fl og f2. For den grunne målingen (LLs-modus) blir en målestrøm som er en vekselstrøm utsendt ved en første frekvens fl (f.eks. 280 Hz) ved hjelp av den sentrale elektroden Ao, idet målestrømmen blir fokusert ved hjelp av en hjelpestrøm som sendes mellom paret med elektroden Al, A'l og paret med elektroder A2, A'2. For ytterligere detaljer vises det til ovennevnte US-patent.

For den dype målingen i LLd-modus blir det brukt en vekselstrøm ved en lav frekvens f2(f.eks. 3 5 Hz) som like-ledes utsendes av elektroden Ao. Denne målestrømmen blir fokusert ved hjelp av hjelpestrømmer med samme frekvens som utsendes både av elektrodene Al, A'l og A2, A'2. Hjelpestrøm-mene blir styrt ved hjelp av en tilbakekoplingssløyfe som opprettholder potensialdifferansen mellom de to elektrodepar-ene Ml, M'l og M2, M'2 ved hovedsakelig null. Målestrømmen blir således opprettholdt i en sone som er skiveformet og perpendikulær til borehullets akse. Denne tidligere teknikken blir brukt i apparatet ifølge oppfinnelsen for å tilveiebringe målesignaler av LLd-typen. En del av kretsene som er vist på fig. 3A og 3B utfører de funksjoner som er nødvendige for slike LLd-modusmålinger.

I tillegg til elektrodene som gjør det mulig å utføre konvensjonelle målinger i LLd- og LLs-modus, omfatter apparatet på fig. 1 en gruppe 23 med azimutale elektroder og andre elektroder som er vist mer detaljert på fig. 2.

Fig. 2 viser den mellomliggende seksjonen 21 av sonden. Det rørformede metallegemet 22 til denne seksjonen, danner en elektrode A2 som har et topparti og et bunnparti. Mellom de to partiene av elektroden A2 er det en isolert sentral seksjon som bærer et par ringformede overvåkningselektroder M3 og M4 som er elektrisk forbundet med hverandre. Mellom de to ringformede elektrodene M3 og M4 er det en gruppe 23 med tolv azimutale strømelektroder Maz-^som er omkretsmessig adskilt fra hverandre, hvor. i er en indeks i området 1 til12. Hver av de azimutale strømelektrodene har en hovedsakelig rektangulær form som er langstrakt i den langsgående retning, er isolert fra legemet og omgir en azimutal overvåkningselektrode Maz^. Hver azimutal overvåkningselektrode Maz^er isolert både i forhold til legemet og i forhold til elektroden Aaz^som omgir den. Den har også en hovedsakelig rektangulær form, og den strekker seg over nesten hele lengden av den tilhørende strømelektroden.

I den beskrevne utførelsesformen er de ringformede overvåkningselektrodene M3 og M4 anordnet mellom delene av elektroden A2 og gruppen 23 med azimutale elektroder. Disse overvåkningselektrodene kan også være anordnet innenfor hvert parti av elektroden A2 slik at toppartiet av elektroden A2 strekker seg nedenfor elektroden M4, og bunnpartiet av elektroden A2 strekker seg over elektroden M3.

For å tilveiebringe resistivitetsmålinger i en rekke retninger omkring borehullet, blir elektriske strømmer sendt inn i formasjonene fra de azimutale strømelektrodene Aaz^. Disse strømmene blir fokusert longitudinalt og azimutalt ved hjelp av et aktivt tilbakekoplingssystem eller servo-styresystem som innbefatter de azimutale overvåkningselektrodene Maz^, de ringformede overvåkningselektrodene M3 og M4, og de to partiene av skjermelektroden A2. For longitudinal fokusering blir det utsendt en hjelpestrøm fra elektroden A2. I tillegg tilveiebringer systemet for servostyring av de azimutale målestrømmene gjensidig azimutal fokusering mellom strøm-mene.

Det har vist seg at den passive fokuseringen som benyttes i tidligere kjente anordninger, kan bli sterkt forstyrret av forskjellene i elektrode-kontaktimpedansen. I tidligere beskrevne apparater hvor det benyttes azimutale elektroder, blir målestrøm-elektrodene og skjermelektrodene opprettholdt på samme potensiale for fokusering av målestrømmene. Når elektrodene blir neddykket i fluidet i borehullet, observeres det at kontaktimpedansene til disse elektrodene kan være meget forskjellige fra hverandre. Mens strømmen utsendes, er potensialet til en strømelektrode ikke lenger lik potensialet til borehullsfluidet som vender mot den, men er på et potensiale som omfatter en feil som er en funksjon av produktet av den utsendte strøm multiplisert med kontaktimpedansen. Denne feilen i potensialet til strømelektroden kan forringe fokuseringen av målestrømmen. Dette fenomenet er spesielt brysomt i forbindelse med en rekke målestrømmer som er rettet omkretsmessig omkring borehulIsaksen.

I apparatet på fig. 1 og 2 blir utsendelsen av de azimutale målestrømmer laz^styrt for å opprettholde potensialdifferansen mellom hver azimutal overvåkningselektrode Maz^og gruppen med elektrisk sammenkoplede ringformede overvåkningselektroder M3, M4 ved hovedsakelig null. De azimutale resistivitetsmålinger blir tilveiebragt ved å ta forholdet Vaz^/Iaz^for potensialet Vaz^til én av de ringformede overvåkningselektrodene M3, M4 dividert med de azimutale måle-strømmene Iaz-j^. I det generelle tilfellet er hver azimutal resistivitetsmåling en funksjon av forholdet mellom potensialet detektert på en azimutal overvåkningselektrode Maz^dividert med strømmen som utsendes av den tilhørende azimutale strømelektrode Aaz^. I det beskrevne eksempelet kan potensialet Vaz-j^detekteres på en hvilken som helst av overvåkningselektrodene Maz-^, M3 eller M4.

Apparatets kretser nede i borehullet og på overflaten er vist skjematisk på fig. 3A og 3B.

Det vises til fig. 3A hvor kretsene nede i borehullet er anordnet i seksjonene 20 og 21. De ovenfor beskrevne elektroder er vist skjematisk på høyre side av figuren, idet bare én elektrode Maz^og bare én elektrode Aaz^er vist for å forenkle beskrivelsen.

En vekselstrøm It ved en frekvens på 3 5 Hz ble sendt drevet av én eller flere ledere 40 i kabelen 13 fra overflaten til sonden nede i borehullet. Denne totalstrømmen It blir detektert nede i hullet ved hjelp av en seriemotstand 41 med lav resistans hvis klemmer er koplet til en forsterker 42 fulgt av et båndpassfilter 43 sentrert på frekvensen 35 Hz. Fasen til totalstrømmen It blir også detektert ved hjelp av en fasedetektor-krets .44. Måling av totalstrømmen It og detek-sjonen av dens fase nede i borehullet, gjør det mulig å se bort fra enhver forvrengning som kan ha blitt innført under overføring langs kabelen 13. En del av totalstrømmen blir tilført via en leder 45 til elektrodene A2 og A'2 som er elektrisk forbundet med hverandre ved hjelp av kopperstenger med meget lav resistivitet. Som forklart nedenfor flyter totalstrømmen mellom strømelektrodene og en fjernelektrode B anordnet på overflaten.

Apparatet omfatter kretser som brukes for drift i LLs-modus med en vekselstrøm ved 280 Hz. Disse kretsene er ikke vist på fig. 3A for å forenkle beskrivelsen. En fagmann på området vil ikke ha noen vanskelighet med å tilføye slike kretser på fig. 3A og 3B ved hjelp av den detaljerte beskrivelse som er gitt i det ovennevnte US-patent. På konvensjonell måte tilveiebringer disse kretsene et grunt resistivitetssignal som blir registrert på overflaten som en funksjon av dybden. Foreliggende beskrivelse er derfor begrenset til å beskrive kretsene som virker i lavfrekvent modus ved 35 Hz. En del av kretsene som er vist på fig. 3A, er tilordnet den konvensjonelle LLd-modusmålingen.

En tilbakekoplingssløyfe holder potensialdifferansen mellom parene med overvåkningselektroder Ml, M'l og M2, M'2 på hovedsakelig null for å fokusere målestrømmen som utsendes av elektroden Ao. Overvåkningselektrodene Ml og M2 er koplet til en første primaervikling på en dif f erensiell transformator 50, og overvåkningselektrodene M'l og M'2 er koplet til en annen primaervikling på den samme transformatoren. Sekundærviklingen til transformatoren 50 er koplet til inngangene på en bred-båndet filterkrets 51 som har høy forsterkningsfaktor og som har sine utganger tilkoplet primærviklingen på en transformator 52. En ende av sekundærviklingen til transformatoren 52 er koplet til elektroden Ao, og den andre enden er koplet til én av primærviklingene på en måletransformator 53 hvis andre ende er koplet til skjermelektrodene Al, A'l, som er kortsluttet sammen ved hjelp av en kopperstang 54. Sekundærviklingen til måletransformatoren 53 er koplet til en forsterker 55 hvis utgang tilføres et båndpassfilter sentrert på frekvensen 35Hz. Utgangen fra filteret 56 tilveiebringer et vekselstrømsignal som representerer strømmen Io som utsendes av elektroden Ao.

En annen tilbakekoplingssløyfe kortslutter skjermelektrodene Al, A'l og A2, A'2 ved frekvensen på 35 Hz. Et par sammenkoplede overvåkingselektroder Al*, Aa'l* er anordnet i nærheten av skjermelektrodene Al, A'l. Et annet par med sammenkoplede overvåkningselektroder er anordnet i nærheten av skjermelektrodene A2, A'2. Disse to parene med elektroder er koplet til inngangen på en differensialforsterker-krets 60 med høy forsterkning og omfattende en filterfunksjon ved frekvensen 35 Hz, og med sin utgang tilført primærviklingen på en transformator 61. Sekundærviklingen til transformatoren 61 er koplet mellom skjermelektroden A'l og skjermelektroden A'2.

En av overvåkningselektrodene Ml eller M2, i dette tilfellet M2, er koplet til inngangen på en måleforsterker 62 hvis andre inngang er koplet til armeringen i kabelen som tjener som en fjerntliggende referanseelektrode N. Utgangen fra forsterkeren 62 er koplet til et båndpassfilter 63 sentrert på frekvensen 35 Hz, og hvis utgang frembringer et vekselstrømsignal som svarer til potensialforskjellen Vo mellom elektroden M2 og M.

De ovenfor beskrevne kretser utfører de funksjoner som er nødvendig for LLd-modusen som beskrevet i ovennevnte US-patent.

Apparatet på fig. 3A omfatter også kretser for generering av azimutale resistivitetssignaler. De kortsluttede ringformede overvåkningselektrodene M3 og M4 er koplet til inngangen på en måleforsterker 64 hvis andre inngang er koplet til referanseelektroden N på kabelarmeringen. Utgangen fra forsterkeren 64 er koplet til et båndpassfilter sentrert på frekvensen 35 Hz, og tilveiebringer et vekselstrømsignal Vaz^som er representativt for potensialdifferansen mellom elektrodene M3, M4 og referanseelektroden M.

Hver azimutal overvåkningselektrode Maz^er koplet til inngangen til en differensialforsterker-krets 68^med høy forsterkning som også omfatter en filterfunksjon ved 35 Hz. Den andre inngangen, til hver krets 68^er koplet til de ringformede overvåkningselektrodene M3, M4, og dens utgang er tilført en strømkilde 69^som utgjøres av en spenning/strøm-omformer. Utgangsstrømmen fra kilden 69^blir tilført mellom skjermelektroden A2 og den azimutale strømelektroden haz^som svarer til overvåkningselektroden Maz-^som er under betraktning. Denne sløyfen styrer hver av de azimutale strømmer Iaz-j^på en slik måte at potensialdifferansen mellom M3, M4 og den tilsvarende azimutale overvåkningselektroden holdes på null.

Utgangsignalet fra kretsen 68^blir også tilført en måleforsterker 70^fulgt av et båndpassfilter 71^sentrert på frekvensen 35 Hz for å tilveiebringe et vekselstrømsignal Iaz^som er representativt for den målestrøm som utsendes av den azimutale elektrodenAa<z>i- Som vist med prikkede linjer på fig. 3A, har apparatet 12 identiske kanaler som tilveiebringer målestrømmene Iaz^.

Signalene Io, Vo, Vaz^, It og de tolv signalene Iaz^blir tilført en multiplekser 7 3 hvis utgang er koplet til en forsterker 74 med variabel forsterkning, og så til en analog/ digital-omformer 75. De digitale utgangene 75 blir tilført en digital prosessorkrets 76 som utgjøres av en digital signal-prosessor (DSP) programmert for å utføre en fasefølsom detek-torfunksjon (PSD) og en lavpassfilter-funksjon. Faserefer-ansen som er nødvendig for detektorfunksjonen, kommer fra kretsen 44 for å bli synkronisert med totalstrømmen It. Prosessorkretsen 76 tilveiebringer også et styresignal til forsterkeren 74 med variabel forsterkning for å redusere det dynamiske området til inngangssignalene til analog/digital-omformeren 75.

De multipleksede digitale signalene som representerer amplitydene til strømmene eller spenningene Io, Vo, Vaz^, It og Iaz^blir tilført til telemetrikretser 77 for modulering og overføring av signalene til overflaten via kabelen 13.

Som vist på fig. 3B blir signalene som blir generert nede i hullet, mottatt og demodulert på overflaten ved hjelp av en telemetrikrets 80 og de blir så matet til en datamaskin 81 som kan være en Mikrovax mikrodatamaskin som selges av Digital Equipment Corporation, for eksempel. Datamaskinen 81 demulti-plekser signalene Io, Vo, Vaz^, It og Iaz^, og den beregner resistivitetssignaler Ra, Rs, Razifog Rhr for formasjonen, ved bruk av følgende ligninger:

hvor k]_, k2;k3, og k4er forutbestemte konstanter som avhenger av geometrien til sonden nede i hullet. Ra er en dypere resistivitetsmåling av LLd-typen; Rs er resistivitetsmålingen av de omgivne formasjoner; Raz^er tolv azimutale målinger av resistivitet omkring borehullet; og Rhr som svarer til en

middelverdi av konduktiviteten 1/Raz^er et mål på formasjon-ens resistivitet med stor longitudinal oppløsning.

Disse forskjellige resistivitetssignalene blir registrert som en funksjon av dybden i et registreringsapparat 82 som kan omfatte en optisk registreringsanordning og en magnetskriver. Før registrering blir signalene Raz-^og Rhr dybdekorrigert på konvensjonell måte for å ta i betraktning det faktum at de er tilveiebragt på sonden nede i hullet ved en annen dybde enn signalene Ra og Rs.

En 35 Hz strømkilde 83 leverer totalstrømmen It via én

eller flere ledere i kabelen 13 og en returelektrode B anordnet på jordoverflaten. Strømmen It blir styrt ved hjelp av en forsterker med variabel forsterkning som mottar et styresignal fra datamaskinen 81. Styresignalet er innrettet for å minima-lisere det dynamiske området til målesignalene. Et eksempel

på minimalisering er gitt i ovennevnte US-patent, som opprettholder produktet Vo»Io konstant.

Den utførelsesformen som er beskrevet ovenfor, kan natur-ligvis varieres eller forbedres på mange forskjellige måter innenfor rammen av oppfinnelsen, slik den er definert i de etterfølgende krav. Spesielt kan gruppen med azimutale elektroder kombineres med andre loggeapparater fokusert ved hjelp av ringformede elektroder, slik som f.eks. en Laterolog 3, en Laterolog 9, eller .et apparat med sfærisk fokusering.

Claims (13)

1. En fremgangsmåte for evaluering av resistiviteten til grunnformasjoner som gjennomtrenges av et borehull,karakterisert ved: utsendelse av målestrømmer (Iaz^) i formasjonene via en gruppe med azimutale strømelektroder (Aaz^) som er omkretsmessig adskilt fra hverandre på et langstrakt legeme innrettet for å bli forskjøvet langs borehullet; utsendelse av fokuseringsstrømmer ved hjelp av ringformede skjermelektroder (A2) anordnet longitudinalt på legemet på motstående sider av gruppen med azimutale strømelek-troder (Aaz^); detektering av potensialene som opptrer på azimutale overvåkningselektroder (MazjJanordnet på legemet i nærheten av hver av de azimutale strømelektrodene (Aaz-jj og detektering av potensialene som opptrer på to ringformede overvåkningselektroder (M3, M4) anordnet på motstående sider av gruppen med azimutale strømelektroder; styring av utsendelsen av strømmene som reaksjon på de detekterte potensialer for å fokusere målestrømmene (Iazjj longitudinalt og azimutalt; og generering av utgangssignalet (Raz^) som en funksjon av målestrømmene (Iaz-jO , idet utgangssignalene er representative for resistiviteten til formasjonene i en rekke retninger omkring borehullet.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert vedat styringen av strømmene omfatter: detektering av potensialdifferansene mellom hver av de azimutale overvåkningselektrodene (Maz^) og de ringformede overvåkningselektrodene (M3, M4) som er koplet sammen; og styring av strømmene som utsendes av hver av de azimutale strømelektrodene (AazjJfor å opprettholde de detekterte potensialdifferansene på hovedsakelig null.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2,karakterisert vedat genereringen av utgangssignalene (Raz^) omfatter generering for hver azimutal strøm-elektrode (Aaz^) som et azimutalt resistivitetssignal (RaZjJsom er en funksjon av forholdet (Vas/Iaz^) mellom potensialet (Vaz) detektert på én av overvåkningselektrodene (Maz^,M3, M4) dividert med strømmen (Iaz^) som utsendes av hver azimutal strømelektrode.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert vedgenerering av et ytterligere utgangssignal (Rhr) som er en funksjon av summen av strøm-mene (Iaz^) som utsendes av de azimutale strømelektrodene.

5. Apparat for evaluering av resistiviteten til grunnformasjoner som gjennomtrenges av et borehull omfattende: et langstrakt legeme (22) innrettet for å bli beveget langs borehullet; en gruppe azimutale strømelektroder (AazjJ som er omkretsmessig adskilt fra hverandre på legemet; to ringformede skjermelektroder (A2) anordnet longitudinalt på legemet på motstående sider av azimutale strømelek-troder (Aaz^); en anordning for utsendelse av målestrømmer (Iaz^) via strømelektrodene (AazjJ og fokuseringsstrømmer via skjermelektrodene (A2); og en anordning som reagerer på målestrømmene (Iaz^) for å generere utgangssignaler (Raz^) som er representative for resistiviteten til formasjonene; karakterisert ved: et antall azimutale overvåkningselektroder (Maz-jj som hver er anordnet på legemet (22) i nærheten av en respektiv azimutal strømelektrode (Aas^j.to ringformede overvåkningseleketroder (M3, M4) anordnet på motsatte sider av gruppen med azimutale elektroder (AaZjJ ; og en anordning som reagerer på potensialene som er detektert på overvåkningselektrodene (Maz^, M3, M4) for å styre utsendelsen av strømmene for å fokusere målestrømmene (Iaz-jJ longitudinalt og azimutalt.

6. Apparat ifølge krav 1, karakterisert vedat hver av de ringformede overvåkningselektrodene (M3, M4) er innbefattet i én av skjermelektrodene (A2).

7. Apparat ifølge krav 5 eller 6,karakterisert vedat hver av de azimutale overvåkningselektrodene (Maz^) er omgitt av én av de azimutale strømelektrodene (Aaz^).

8. Apparat ifølge krav 1, karakterisert vedat hver av de azimutale strømelektrodene (Aaz^) hovedsakelig har form av et rektangel som er langstrakt i den longitudinale retning.

9. Apparat ifølge krav 8, karakterisert vedat hver av de azimutale overvåkningselektrodene (Maz^) har en hovedsakelig rektangulær form og er langstrakt i den longitudinale retning.

10. Apparat ifølge noen av kravene 5 til 9,karakterisert vedat gruppen med azimutale strømelektroder (Aaz^) omfatter tolv azimutale strømelektroder som er jevnt fordelt i avstand fra hverandre omkring legemets (22) periferi.

11. Apparat ifølge noen av kravene 5 til 10,karakterisert vedat anordningen for å styre utsendelsen av strømmene, omfatter: anordninger (68, 19) for å holde potensialdifferansene mellom hver azimutal overvåkningselektrode (Mazjj og de til koplede ringformede overvåkningselektrodene (M3, M4) på hovedsakelig null.

12. Apparat ifølge noen av kravene 5 til 11,karakterisert vedat anordningen for generering av utgangssignalene omfatter: anordninger (64, 65) for å detektere potensialdifferansen (Vaz) mellom én av overvåkningseleketrodene (Maz-^, M3, M4) og en referanseelektrode (N); anordninger for å detektere målestrømmene (Iaz^) som utsendes av hver av de azimutale strømelektrodene (Aazjj ; og en anordning (81) for å generere azimutale resistivitetssignaler (Raz^) som hver er en funksjon av forholdet (Vaz/Iaz^) mellom den detekterte potensialdifferanse (Vaz) dividert med den detekterte målestrøm (Iaz^) som utsendes av hver azimutal strømelektrode (Aazjj .

13. Apparat ifølge noen av kravene 5 til 12,karakterisert vedat det videre omfatter en anordning (81) for å generere et middelverdi-utgangssignal (Rhr) som en funksjon av summen av de detekterte målestrømmer (Ia<z>i)<.>