NO310895B1 - Logging av resistiviteten til bergarter rundt en brönn med fokusering beregnet fra effektive driftsmodi for å simulere endriftsmodus - Google Patents
Logging av resistiviteten til bergarter rundt en brönn med fokusering beregnet fra effektive driftsmodi for å simulere endriftsmodus Download PDFInfo
- Publication number
- NO310895B1 NO310895B1 NO19964458A NO964458A NO310895B1 NO 310895 B1 NO310895 B1 NO 310895B1 NO 19964458 A NO19964458 A NO 19964458A NO 964458 A NO964458 A NO 964458A NO 310895 B1 NO310895 B1 NO 310895B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- current
- electrodes
- annular
- probe
- electrode
- Prior art date
Links
- 239000011435 rock Substances 0.000 title 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 96
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 claims description 96
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 94
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 54
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 11
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 31
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 13
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 10
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 3
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 3
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- 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
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Geology (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Control Of Stepping Motors (AREA)
- Eye Examination Apparatus (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse vedrører måleapparater som f.eks. er egnet til bruk i utstyr til oljeleting og produksjon.
Etter at et hull er blitt boret, krever denne type aktivitet mer spesielt at sonder eller sensorer, spesielt elektriske eller elektromagnetiske sonder eller sensorer, blir innført i borehullet for å utføre målinger som blant annet gjør det mulig å måle egenskapene til de fluider som er til stede i grunnen og lagene rundt borehullet, og som også gjør det mulig å finne lagenes fall. Uttrykket «logging» blir brukt til å betegne enhver kontinuerlig registrering som en funksjon av dybden, av variasjoner i en gitt egenskap ved formasjonene rundt et borehull.
En egenskap som det er viktig å kjenne i et borehull, er den omgivende grunnformasjons-resistivitet, uansett om resistiviteten blir målt i alle retninger eller i asimut, dvs. i forskjellige retninger som er perpendikulære til borehullaksen.
Kjennskap til resistiviteten er av fundamental betydning for beregning av metning, og resistivitet kan måles på mange forskjellige måter. Uansett hvilken type apparat som brukes, er målingen alltid basert på det samme prinsipp: • strøm blir utsendt av en senderkilde (f.eks. en elektrode) inn i de omgivende formasjoner; og • en måleanordning anbrakt i en viss avstand fra kilden registrerer den omgivende formasjons reaksjoner på signalet.
Kjente apparater som gjør det mulig å måle de omgivende formasjoners resistivitet, innbefatter apparater av «laterolog»-typen.
Slikt apparat er f.eks. beskrevet i dokument EP-478 409 som angår en teknikk for direkte fokusering av målestrømmen.
Dokument EP-544 583 beskriver også et slikt apparat og en direkte fokuse-ringsteknikk. Dette dokumentet beskriver både en «dyp» (LLd) undersøkelsesmo-dus og en «grunn» (LLs) undersøkelsesmodus. Målinger blir frembrakt, spesielt måling av resistiviteten og asimut-resistiviteten til den omgivende formasjon.
De apparater som er beskrevet i disse to dokumentene, krever at måle-strømmene som utsendes fra den ringformede strømelektrode eller de ringformede strømelektroder i grunnformasjonen, blir fokusert direkte. Det må derfor være sørget for anordninger til å utføre slik fokusering. Det krever generelt en tilbake-koplingssløyfe for å regulere fokuseringsstrømmen eller strømmene som en funksjon av f.eks. et signal som er representativt for et fokuseringspotensial. Det krever teoretisk forsterkning med uendelig forsterkningsgrad, men i praksis må for-sterkningsgraden være begrenset for å sikre stabilitet. Spesielt når det benyttes elektroder til måling av fokuseringspotensial, noe som vanligvis er tilfelle, er elektrodene ikke nøyaktig på det samme potensial på grunn av den endelige forsterkningsgrad, og det innfører feil i målingen. Selv om feilen er meget liten, spesielt med standard-apparater av typen «dobbel laterolog», kan den bli stor når avstan-den mellom elektrodene for måling av fokuseringsspenning er liten for å forbedre apparatets oppløsning.
Oppfinnelsen tilveiebringer fremgangsmåter og apparater, f.eks. til måling av formasjonsegenskaper, som gjør det mulig å unngå bruk av direkte fokusering. I tillegg er den teknikk som beskrives, kompatibel med elektrodearrangementer som allerede finnes på visse sonder.
Oppfinnelsen tilveiebringer for det første en fremgangsmåte til måling av de elektriske egenskapene ved formasjoner omkring et borehull, hvor fremgangsmåten omfatter: • innføring i borehullet av en sonde med et langstrakt legeme forsynt med minst én ringformet strømelektrode og minst to ringformede skjermelektroder anbrakt på hver side av den ringformede strømelektrode; • utsendelse i en første effektiv driftsmodus av sonden, av en strøm ii inn i den omgivende formasjonen fra den ringformede skjermelektrode eller de ringformede skjermelektroder som er anordnet ved en ende av sonden i forhold til strømelektroden eller strømelektrodene, og en strøm i'i fra den andre ringformede skjermelektrode eller de andre ringformede skjermelektroder som er anbrakt ved den annen ende av sonden i forhold til strømelektroden eller strømelektrodene, idet strømmen lo,i som utsendes av den ringformede strømelektrode eller de ringformede strømelektroder, er lik null (0); og • utsendelse i en annen effektiv driftsmodus, av minst én strøm l0,2 fra den ringformede strømelektrode eller de ringformede strømelektroder mot de ringformede skjermelektroder, idet den totale strøm læ som utsendes fra sonden inn i formasjonen, er lik null, idet fremgangsmåten er kjennetegnet ved • å utføre beregnet fokusering på grunnlag av de to ovennevnte effektive driftsmodi for å simulere en driftsmodus hvor;
* minst en strøm l0,c blir fokusert i formasjonen ved å utsende to strømmer kc og l'i,c fra de to ringformede skjermelektrodene som er anordnet på hver side av den ringformede strømelektrode.
Denne fremgangsmåten krever ikke at fokusering blir utført direkte, og den gjør kun bruk av fokusering ved beregning. Siden simuleringen generelt blir utført ved hjelp av beregningsanordninger på overflaten, blir selve måleapparatet bety-delig forenklet. Ettersom ingen fokusering blir utført direkte mens målingene tas, er det i tillegg ikke noe behov for anordninger til styring og/eller regulering av foku-seringsstrøm. Dermed unngås alle tilbakekoplingssløyfer for fokuseringsstrøm-men.
Denne første fremgangsmåten utfører således «dyp» beregnet fokusering (LLd).
Oppfinnelsen tilveiebringer også en fremgangsmåte til måling av de elektriske egenskapene til formasjoner rundt et borehull, hvor fremgangsmåten omfatter: • å innføre en sonde i borehullet, der sonden har et langstrakt legeme forsynt med minst én ringformet strømelektrode; og
<*> mot en første ende i forhold til strømelektroden eller strømelektrodene, første og andre ringformede skjermelektroder; og
<*> mot den annen ende i forhold til strømelektroden eller strømelektrodene, tredje og fjerde ringformede skjermelektroder;
• å utsende i en første effektiv driftsmodus:
strømmer i'2 fra de første og tredje ringformede skjermelektroder mot de andre og fjerde ringformede skjermelektroder; og at strømmen l0,i som utsendes fra den ringformede strømelektrode eller de ringformede strømelektroder og den totale strøm lt,i som utsendes fra sonden inn i formasjonen, begge er lik null; og • å utsende i en annen effektiv driftsmodus minst én strøm lo,2 fra den ringformede strømelektrode eller de ringformede strømelektroder mot de ringformede skjermelektroder, idet den totale strøm lt,2 som utsendes fra sonden inn i formasjonen, er lik null, idet fremgangsmåten er kjennetegnet ved
• å utføre beregnet fokusering for å simulere en driftsmodus der:
<*> minst en strøm l0,c blir utsendt i den omgivende formasjon fra den ringformede strømelektrode eller de ringformede strømelektroder; og <*> strømmen l0,c blir fokusert i formasjonen ved å utsende to strømmer l1iC og fra de ringformede skjermelektroder.
I likhet med den første fremgangsmåten gjør denne fremgangsmåten det mulig å unngå direkte fokusering, idet direkte fokusering erstattes med beregnet fokusering. I likhet med den første fremgangsmåten er denne annen fremgangsmåten kompatibel med elektrodestrukturer som finnes på kjente sonder. Begge fremgangsmåter er også innbyrdes kompatible: de kan realiseres ved å bruke den samme elektrodestruktur på den samme sonde.
Den annen fremgangsmåte gjør det mulig å utføre «grunn» beregnet fokusering (LLs).
I begge tilfeller blir det gjort bruk av en «dyp» første modus og en grunnere annen modus, dvs. to modi med forskjellige undersøkelsesdybder.
Det skal også bemerkes at begge fremgangsmåtene som er beskrevet, implementerer en felles annen modus med grunne inntrengningsstrømmer.
Endelig er det vist at den samme type måling kan tilveiebringes med begge fremgangsmåter: formasjonsresistivitet i alle retninger, formasjonsresistivitet i asimut.
Hver av fremgangsmåtene kan således etterfølges av et trinn hvor signaler blir frembrakt som er representative for en eller flere egenskaper ved de omgivende medier (resistivitet i alle retninger eller asimut-resistivitet).
I alle fall kan det for hver effektiv driftsmodus frembringes signaler som er representative for en «fokuserings»-spenning AVf i (i=1,2) og for en «sonde»-spenning AVSii (i=1,2), og i den annen modus, et signal som er representativt for de strømmer lo,2 som utsendes fra strømelektroden.
Ifølge en første beregningsteknikk blir det utledet en veiekoeffisient for en lineær kombinasjon av de to reelle eller «effektive» driftsmodi av sonden, for å oppnå en beregnet modus for hvilken den resulterende fokuseringsspenning er lik null.
Ved en annen beregningsteknikk som kan anvendes i forbindelse med den første fremgangsmåten som er beskrevet ovenfor, for den første modus, blir det også frembrakt et signal som er representativt for den totale strøm lt,i som sendes inn i formasjonen, og hvor overføringsimpedanser eller koeffisienter blir utledet mellom:
• for det første fokuseringsspenningen og sondespenningen; og
• for det annet den strøm som sendes ut fra strømelektroden eller strøm-elektrodene og den totale strøm som sendes inn i formasjonen.
Ifølge en annen beregningsteknikk, for den første modus, blir det også frembrakt signaler som er representative for spenningsdifferansene mellom for det første de første og andre skjermelektroder og for det annet de tredje og fjerde skjermelektroder, og hvor overføringsimpedanser eller koeffisienter blir utledet mellom: for det første fokuseringsspenningen og sondespenningen; og for det annet den strøm som utsendes fra strømelektroden eller strømelektrodene og spenningsdifferansen mellom de to skjermelektrodene.
Oppfinnelsen angår også et apparat for å utføre den første fremgangsmåten som er beskrevet ovenfor. Oppfinnelsen tilveiebringer således også et apparat til måling av de elektriske egenskapene til formasjoner omkring et borehull, hvor apparatet omfatter: • en sonde med et langstrakt legeme forsynt med minst én ringformet strømelektrode og minst to ringformede skjermelektroder anordnet på hver side av den ringformede strømelektrode, idet apparatet er kjennetegnet ved • en anordning for bruk i en første effektiv driftsmodus for å sende ut en strøm h i den omgivende formasjonen fra en av de ringformede skjermelektrodene, og en strøm i'i fra den annen ringformede skjermelektrode, idet strømmen l0,i som utsendes av den ringformede strømelektrode eller de ringformede strøm-elektroder er lik null; • en anordning for bruk i en annen effektiv driftsmodus for å sende ut minst én strøm l0.2 fra den ringformede strømelektrode eller de ringformede strømelekt-roder mot de ringformede skjermelektroder, idet den totale strøm lt,2 som utsendes fra sonden inn i formasjonen, er lik null; og • en anordning for bruk i begge de ovennevnte effektive driftsmodi til å ut-føre beregnet fokusering på en måte som simulerer en driftsmodus hvor: • minst én strøm lo,c blir sendt inn i den omgivende formasjon fra den ringformede strømelektrode eller de ringformede strømelektroder; og • strømmen lo,c blir fokusert i formasjonen ved å sende to strømmer h,c og r-i,c fra de to ringformede skjermelektrodene som er anordnet på hver side av den ringformede strømelektrode.
Det ovennevnte apparat tjener til å realisere den første fremgangsmåten som er beskrevet ovenfor, med alle de fordeler som dette medfører.
Et annet apparat tjener til å realisere den annen fremgangsmåte som er beskrevet ovenfor. Dette apparatet omfatter: • en sonde med et langstrakt legeme forsynt med mint én ringformet strøm-elektrode og: <*> mot en ende i forhold til strømelektroden eller strømelektrodene, første og andre ringformede skjermelektroder; og <*> mot den annen ende i forhold til strømelektroden eller strømelektrodene, tredje og fjerde ringformede skjermelektroder, idet apparatet er kjennetegnet ved • en anordning for bruk i en første effektiv driftsmodus for å sende: strømmer i2, i'2 fra de første og tredje ringformede skjermelektroder mot de andre og fjerde ringformede strømelektroder; og strømmen l0,i som utsendes fra den ringformede strømelektrode eller de ringformede strømelektroder og den totale strøm lt,i som sendes fra sonden inn i formasjonen, begge er lik null; • en anordning for bruk i en annen effektiv driftsmodus for å sende minst én strøm l0,2 fra den ringformede strømelektrode eller de ringformede strømelektroder mot de ringformede skjermelektroder, idet den totale strøm lt,2 som sendes fra sonden inn i formasjonen er lik null; og
en anordning for implementering av beregnet fokusering på grunnlag av de to ovennevnte effektive driftsmodi for å simulere en driftsmodus hvor: <*> minst én strøm lo,c blir sendt inn i den omgivende formasjon fra den ringformede strømelektrode; og <*> strømmen l0,c blir fokusert i formasjonen ved å sende to strømmer li,c og l'1c fra de to ringformede skjermelektrodene som er anordnet på hver side av den ringformede strømelektrode.
Dette annet apparat er kompatibelt med det første i den forstand at et enkelt verktøy kan brukes til dem begge. I tillegg kan anordningen for realisering av beregnet fokusering, som hovedsakelig er en datamaskinanordning, også være felles. Brukeren har således utstyr som kan brukes etter ønske til dyp beregnet fokusering (LLd) og/eller til grunn beregnet fokusering (LLs).
Begge apparatene implementerer en annen effektiv driftsmodus som er identisk, for derved å forsterke deres kompabilitet ytterligere.
I begge tilfeller kan det være tilveiebrakt anordninger for frembringelse av signaler som er representative for en eller flere egenskaper ved de omgivende medier, for eksempel resistiviteten i alle retninger eller asimut-resistiviteten til formasjonen.
I to varianter kan sonden omfatte:
• enten en enkelt strømelektrode sammen med tre par potensial-målne elektroder anbrakt på hver side av strømelektroden; • eller to ringformede strømelektroder sammen med enten en ringformet potensialelektrode anbrakt mellom de to strømelektrodene, eller en gruppe med asimut-elektroder anbrakt mellom de to strømelektrodene og to par med ringformede potensial-målne elektroder, av hvilke en er anbrakt på hver side av de ringformede strømelektroder.
Den andre varianten gjør det mulig å utføre målinger med høy oppløsning. Det er da også mulig samtidig å utføre målinger med høy oppøsning og målinger med vanlig oppløsning.
Endelige tilveiebringer oppfinnelsen også et apparat for måling av de elektriske egenskapene ved formasjoner omkring et borehull, hvor apparatet omfatter: • en sonde med et langstrakt legeme forsynt med minst én ringformet strømelektrode og: • ved en ende i forhold til strømelektroden eller strømelektrodene, første og andre ringformede skjermelektroder; og • ved den annen ende i forhold til strømelektroden eller strømelektrodene, tredje og fjerde ringformede skjermelektroder, idet apparatet er kjennetegnet ved • en anordning for bruk i en første effektiv driftsmodus for å sende en strøm ii inn i den omgivende formasjon fra de første og andre ringformede strømelektro-der, og for å sende en strøm h fra de tredje og fjerde ringformede skjermelektroder, idet strømmen l0,i som sendes ut av den ringformede strømelektrode eller de ringformede strømelektroder, er lik null; • en anordning for en bruk i en annen effektivt driftsmodus for å sende ut: strømmer i2 og i'2 fra de første og tredje ringformede skjermelektroder mot de andre og fjerde ringformede skjermelektroder; og
■ strømmen l0,i som sendes ut fra den ringformede strømelektroden eller de ringformede strømelektroder og den totale strømmen lt,i som utsendes fra sonden inn i formasjonen, er begge lik null; • en anordning for bruk i en tredje effektiv driftsmodus for å sende minst én strøm lo,2 fra den ringformede strømelektrode eller de ringformede strømelektroder mot de ringformede skjermelektroder, idet den totale strøm lt,2 som sendes fra sonden inn i formasjonen er lik null; og • en anordning for utførelse av en eller flere beregnede fokuseringsoperasjoner på grunnlag av de effektive driftsmodi for å simulere en eller flere driftsmodi der: <*> minst én strøm lo,c blir sendt inn i den omgivende formasjon fra den ringformede strømelektrode; og <*> strømmen lo,c blir fokusert i formasjonen ved å sende to strømmer h,c og l'iiC fra de to ringformede skjermelektrodene som er anordnet på hver side av den ringformede strømelektrode.
I alle tilfeller vil kjennetegnene og fordelene ved oppfinnelsen fremgå kla-rere på bakgrunn av den følgende beskrivelse. Beskrivelsen angår utførelsesfor-mer gitt som forklarende og ikke-begrensende eksempler, og under henvisning til de vedføyde tegninger, hvor: fig. 1 viser et loggeapparat omfattende en sonde som er forsynt med elektroder og som er egnet til å utføre målinger i samsvar med oppfinnelsen;
fig. 2 viser en første utførelsesform av et apparat for gjennomføring av oppfinnelsen;
fig. 3A til 3C er diagrammer som viser effektive driftsmodi for gjennomføring av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen sammen med den modus som er et resultat av å kombinere de effektive modi;
fig. 4A til 4C er diagrammer som viser andre effektive driftsmodi for realisering av en fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen, sammen med den modus som er et resultat av å kombinere de to effektive modi;
fig. 5 og 9 til 12 viser andre elektrodestrukturer for realisering av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen;
fig. 6A til 7B er kurver over hullkorreksjonsfaktorer ved høy oppløsning og ved standard oppløsning;
fig. 8 er en kurve som viser to logger, ved standard oppløsning og ved høy oppløsning;
fig. 13 er et blokkskjema over elektronikken for realisering av en fremgangsmåte ifølge foreliggende oppfinnelse; og
fig. 14 er et elektronisk kretsskjema for overvåkning av spenningen mellom to skjermelektroder.
Den totale realisering av oppfinnelsen er innledningsvis vist skjematisk på fig. 1 hvor man kan se et loggeapparat som gjør det mulig å måle egenskapene til grunnformasjoner 11 som omgir en brønn eller et borehull 10. Apparatet omfatter en sonde 12 som er opphengt i et borehull ved enden av en flerlederkabel 13. Kabelen 13 passerer over en skive 14 og er viklet på en trommel 15 som tjener til å bevege sonden 12 langs borehullet. Trommelen 15 utgjør en del av en overflate-enhet 16 som også kan omfatte anordninger for datamaskin-behandling av data som måles av sonden mens den blir forskjøvet i borehullet.
Sonden 12 har en langstrakt form. Den omfatter et legeme 17 med et topp-parti 20 laget av et metallhus som omslutter elektriske kretser, og et bunnparti 21 som omfatter en gruppe 22 med elektroder som gjør det mulig å bestemme spesielt resistiviteten til omgivende formasjoner eller til boreslammet. Som et eksempel kan sonden brukes i kombinasjon med apparater som beskrevet i dokument FR 2 710 987.
En slik gruppe 22 med elektroder er beskrevet nedenfor i forbindelse med en første utførelsesform, og under henvisning til fig. 2.
Denne figuren er en skjematisk representasjon av gruppen med elektroder oppstilt for seg selv, dvs. uten sondelegeme. Elektrodegruppen omfatter først et par A0, Ao' med ringformede strømelektroder. Mellom disse strømelektrodene er det anbrakt en gruppe med asimut-elektroder AaZi- Der er N slike elektroder fordelt omkring en omkrets av sondelegemet 17. Potensialmålende elektroder M-i, M'i, M2, M'2 og A0<*>, Ao<*>' er tilveiebrakt. På fig. 2 deler elektrodene A0<*> og A0<*>' hver strømelektrode i to deler; dermed er en del av strømelektroden A0 anbrakt over de potensialmålende elektroder A0*, og en del av A0 er anbrakt under en Ao<*>, og det samme gjelder for Ao' og A0<*>'. Dette arrangementet gjør det mulig å utføre målinger som er mer nøyaktige når variasjoner i kontaktimpedansen inntreffer ved overflaten av strømelektroden. Ved hver ende av dette settet med elektroder, er det to par med ringformede elektroder M-i, M'i og M2, M'2 som kalles spennings- eller potensialmålende elektroder. Dessuten er det ved hver ende av sonden minst én skjermelektrode. I eksempelet på fig. 2 er det fire skjermelektroder: første og andre skjermelektroder Ai og A2 er anordnet i topp-partiet av settet med elektroder, mens tredje og fjerde skjermelektroder A'i og A'2 er anbrakt i bunnpartiet av settet med elektroder. Elektrodene A-i* og A-i<*>' er også tilveiebrakt for å måle potensial i slamsøylen nær elektrodene A-t og AV Fig. 2 viser også på skjematisk måte den relative anbringelse av settet med elektroder, av borehullet 10 (innbefattet boreslammet 24), og formasjonene 11. Strømlinjer l0,c, l'o,c og fokuseringsstrømmer l1iC og l'i,c som oppnås ved dyp beregnet fokusering, er også vist. Disse strømmene blir ikke effektivt brukt, men de er utledet fra effektive driftsmodi beskrevet nedenfor under henvisning til fig. 3A til 3C og 4A til 4C.
På fig. 3A til 3C blir det brukt det samme arrangement av elektroder som beskrevet ovenfor under henvisning til fig. 2.
I en første effektiv driftsmodus (fig. 3A) blir strømmer h og i'i med stor inntrengningsdybde i de omgivende formasjoner utsendt fra skjermelektrodene. Ved uendelig vender disse strømmene tilbake til overflaten. I denne første effektive driftsmodus sender strømelektrodene A0 og A'0 ikke ut noen strøm, og potensialdifferansen AVa,i mellom elektrodene Ar og A2 er lik potensialdifferansen mellom elektrodene A'*<->, og A'2 (VAi<*+>VAi<*>' <=>Va2<+>Va2').
Den annen effektive driftsmodus (fig. 3B) sender ut en strøm med liten inntrengningsdybde i de omgivende formasjoner. En strøm lo,2=io+i'o blir utsendt fra strømelektrodene A0, A'0 mot skjermeelektrodene A-i, A2 og A'i, A'2. Her blir igjen potensialdifferansen AVa,2 mellom Ai<*> og A2 holdt lik potensialdifferansen mellom A'<*>i og A'2 (Va-i*+Vai*' =Va2+Va2'). Totalstrømmen lt,2 som utsendes i formasjonen, er null.
Fig. 3C viser målestrømmen lo,c og fokuseringsstrømmene h,c og l'iiC som frembringes ved å bruke beregnet fokusering, f.eks. ved å implementere en av de teknikker som beskrives nedenfor.
Siden begge de effektive driftsmodi på fig. 3A og 3B påfører ovennevnte
betingelse på potensialdifferansen AVa,i (i=1,2), er det mulig å implementere dem ved å bruke elektrodestrukturen på fig. 5. Denne strukturen er i det vesentlige den samme som strukturen som er beskrevet ovenfor, idet den eneste forskjellen er at de ringformede skjermelektroder ved hver ende av sonden er forenet for å danne
enkle ringformede skjermelektroder A og A'. Som i de foregående strukturer gjør strukturen på fig. 5 det mulig å sende strømmer ii og i'i fra skjermelektrodene A, A' (effektiv modus 1) og sende strømmer io o g i'o (total strøm lo,2=io+i'o) fra strøm-elektrodene Ao og A'o til skjermelektrodene A, A' (effektiv modus 2).
Et annet par med effektive driftsmodi som kan benyttes for en beregnet fok-useringsmetode ifølge oppfinnelsen, blir beskrevet nedenfor under henvisning til fig. 4A og 4B. I modusen på fig. 4A blir ingen målestrøm utsendt fra strømelek-trodene i formasjonen (10,1=0), og den totale strøm som sendes fra sonden inn i formasjonen er 0 (lt,i=0). Denne gangen er potensialdifferansen AVa,i=VAr+VAi*'-Va2-Va2' ikke lik null. Ved påtrykking av spenning synes skjermstrømmene i2, i'2, på grunn av konduktiviteten til de omgivende elementer (slam, formasjon), å gå fra skjermelektrodene Ai og A'1 mot elektrodene A2 og A'2: disse strømmene har en inntrengningsdybde som ligger mellom den effektive driftsmodus som er beskrevet ovenfor under henvisning til fig. 3B, og den effektive driftsmodus som er beskrevet ovenfor under henvisning til fig. 3A. Derfor blir inntrengningsdybdene til disse strømmene kalt «middels».
Den effektive driftsmodus på fig. 4B er identisk med den effektive driftsmodus beskrevet ovenfor under henvisning til fig. 3B.
Fig. 4C viser strømmene oppnådd i beregnet modus ved å bruke en teknikk som blir forklart nedenfor. Forskjellen mellom strømstrukturene på fig. 3C og 4C viser at i det første tilfelle (fig. 3C), blir fokusering utført over en stor dybde (dybde-beregnet fokusering, LLd), mens fokusering i det andre tilfelle finner sted bare over en grunnere dybde (grunn beregnet fokusering, LLs).
En sonde eller et apparat for utførelse av oppfinnelsen kan konstrueres for å virke i alle tre ovennevnte modi.
De forskjellige modi (fig. 3A, 3B og 4A) kan realiseres samtidig, ved forskjellige frekvenser. For eksempel kan den modus som bruker strømutsendelse med stor inntrengningsdybde (fig. 3A) implementeres ved 35 Hz, den modus som har strøm utsendt med grunn inntrengningsdybde (fig. 3B, 4B) blir realisert ved 162 Hz, og modusen med strøm som utsendes ved middels inntrengningsdybde (fig. 4A) blir realisert ved 288 Hz. Hvis de valgte frekvenser er like eller nærligg-ende, så blir de effektive driftsmodi fortrinnsvis realisert i rekkefølge.
Mens disse modi blir utført, kan signaler som er representative for en «fokuseringsspenning» AVfj (i=1,2 for hvert tilfelle der hver av de to modi blir realisert), og signaler som er representative for en «sondespenning» AVsj (i=1,2 for hvert tilfelle der hvert av de to modi blir implementert) tas og måles. Et signal eller flere signaler som er representative for formasjonens resistivitet, kan utledes ved simu-lering etter beregning av den fokuserte modus.
Det er således mulig å beregne de respektive vekter som skal gis til de to effektive driftsmodi slik at de kan kombineres på lineær måte for å oppnå en driftsmodus hvor en fokuseringsbetingelse er tilfredsstilt.
I en variant er det mulig å bruke data målt under effektive driftsmodi til å beregne overføringsimpedanser som gjør det mulig å forbinde et fokuseringspotensial og et sondepotensial: enten til den strøm som utsendes fra strømelektroden eller strømelektrod-ene og til den totale strøm som sendes inn i formasjonen;
eller til den strøm som sendes ut fra strømelektroden eller strømelektrod-ene og til spenningsforskjellen mellom de to skjermelektrodene.
Etter at overføringsimpedansene er blitt beregnet, er det mulig å utlede sondespenningsverdier og målestrømverdier for hvilke en fokuseringsbetingelse er tilfredsstilt.
Generelt antas det at en driftsmodus, om den er effektiv eller simulert, er fullstendig beskrevet av dataene fra målestrømmen eller målestrømmene, den totale strøm som sendes inn i formasjonen, en fokuseringsspenning, en sondespenning og en spenningsdifferanse mellom to tilstøtende skjermelektroder. I noen tilfeller kan noen av disse verdiene være uten betydning, noe som er tilfelle på fig. 3A og 3B, hvor sistnevnte verdi er null (AVa = spenningsdifferanse mellom elektrodene Ai og A2 = spenningsdifferanse mellom elektrodene A'i og A'2 = 0).
Ved å kombinere de effektive modi på fig. 4A og 4B, blir likeledes den totale strøm som sendes inn i formasjonen i begge effektive modi lik null. Med den resulterende strøm som sendes inn i formasjonen i den resulterende beregnede modus likeledes lik null.
I elektrodestrukturen på fig. 2:
fokuseringsspenningen kan være spenningen Vi-<<>VZk<>>,
hvor Vi er middelpotensialet til elektrodene M-\ og M'i og <Vzk> er middelpotensialet til asimut-elektrodene AaZk (høy oppløsning); alternativt kan den være V1-V2, hvor Vi (i=1,2) er middelpotensialet til elektrodene Mj og M'i (standard opp-løsning);
sondens spenning er lik VrVr, hvor Vi har den ovenfor angitte betydning, og hvor Vr er fjernreferanse-potensialet, dvs. på kabelen 13.
Den første beregningsteknikk skal nå beskrives mer detaljert. For hver modus blir målestrømmen skrevet l0, sondespenningen blir skrevet AVS og fokuseringsspenningen blir skrevet AVf.
De tilsvarende størrelser for modus nr. i (i=1,2 eller c, hvor c er indeksen for beregnet modus) blir skrevet l0,i, AVSii, og AVfj, hvor i er beskrevet ved hjelp av følgende søylevektor:
Betingelsen for beregnet fokusering blir skrevet: AVf,c=0, og veiingen av de to modi blir skrevet ved å bruke koeffisienten X.. Det er derfor nødvendig å finne X slik at:
Denne likningen er tilfredsstilt for: hvorfra det kan utledes:
Formasjonens resistivitet kan utledes fra:
hvor K" er en koeffisient som avhenger av sondens geometri.
De data som oppnås om spenningene og strømmene i de effektive modi, kan f.eks. måles og så lagres i en datalagringsanordning. Koeffisienten X blir beregnet og resistiviteten blir deretter oppnådd ved f.eks. å bruke en datamaskin av kjent type som er spesielt programmert for realisering av denne type beregning. Datamaskinen kan befinne seg i overflateenheten 16 (se fig. 1) f.eks.
Ifølge en annen beregningsteknikk blir det innledningsvis beregnet en matrise A som gjør det mulig: å bli forbundet ved hjelp av følgende relasjon:
(lt,i, i=1,2, hvor c representerer den totale strøm som sendes inn i formasjonen).
A er en 2 x 3 matrise hvis koeffisienter blir skrevet på følgende måte:
For de første to effektive modi (ved henholdsvis dyp og grunn inntrengning som vist på fig. 3A og 3B) blir det derfor oppnådd fire likninger:
hvorfra det er mulig å utlede de fire koeffisientene eller overføringsimpedansene a, b, d og e.
Betingelsen for dyp fokusering (LLd) blir skrevet: AVf,c = 0 og AVa,c= 0. Den annen del av betingelsen er automatisk tilfredsstilt siden AVa,j = 0 (i=1,2) i begge de effektive driftsmodi som er under betraktning. Deretter er det tilstrekkelig å se etter spenninger AVS og strømmer l0 som tilfredsstiller:
For de to andre effektive modi (henholdsvis med grunn og middels inntrengningsdybder, som vist på fig. 4A og 4B) oppnås følgende fire likninger:
hvorfra det er mulig å utlede fire koeffisienter eller overføringsimpedanser a, b, d og e.
Betingelsen for grunn fokusering blir skrevet AVf,c=0 og lt.^0. Deretter er det tilstrekkelig å se etter spenninger AVC og strømmer l0, som tilfredsstiller:
I alle tilfeller kan formasjonens resistivitet utledes herfra, idet resistiviteten er proporsjonal med:
Proporsjonalitetsfaktoren er forskjellig for de to beregnede fokuserte modi, dvs. dyp modus (LLd) og grunn modus (LLs).
Ved å erstatte overføringsimpedansene med de verdier som er oppnådd fra spenningene og strømmene som er målt for de effektive modi, blir uttrykket redu-sert til det i den første likningen (1) som er angitt ovenfor for resistivitet.
Denne annen beregningsteknikk krever at målte spenninger av strømmer og spenninger for de effektive modi blir lagret, og den innbefatter et påfølgende trinn med beregning av overføringsimpedanser. Beregningen kan utføres ved hjelp av en datamaskin av kjent type programmert på passende måte for å utføre denne type beregning.
Når sonden omfatter en gruppe med asimut-elektroder, som i de strukturer som er beskrevet ovenfor under henvisning til fig. 2 og 5, er det også mulig å realisere målinger av asimut-resistivitet i formasjonen. Det blir således oppnådd en måling av resistiviteten til formasjonen i.en spesiell retning omkring sonden, definert ved en av asimut-elektrodene. Resultatet kan oppnås for en beregnet fokuse-ringsmodus som er dyp (LLd) eller grunn (LLs). Målestrømmene som flyter i formasjonen genererer en spenning i slamsøylen, og denne spenningen blir målt mellom asimut-elektrodene og referanseelektrodene A°<*> og A<0*>'. For hver asimut-elektrode i, er det derfor nødvendig å betrakte spenningsdifferansen AVaZi,j mellom potensialet til asimut-elektroden i og middelpotensialet til elektrodene A0<*> og A0*\ hvor indeksen j=1,2,c betegner en av de to effektive driftsmodi eller den beregnede modus. Asimut-resistiviteten i retning k er proporsjonal med: hvor AVgzi.c (verdien av AVaZi i fokusert modus), er gitt ved:
hvor c betegner en eller flere av de beregnede fokuserte modi, dyp (LLd) eller grunn (LLs).
De målingene som utføres med en elektrodestruktur som beskrevet ovenfor under henvisning til fig. 2 eller 5, er målinger med høy oppløsning: dette skyldes forekomsten i sondens senter, dvs. mellom de to ringformede strømelektrodene Ao og A'0, av en gruppe med spenningsmålende elektroder. Under slike betingel-ser er bredden av en beregnet målestrøm smalere enn når to par med ringformede spenningsmålende elektroder er anbrakt på hver side av strømelektrodene.
Spesielt i strukturen på fig. 2 er det mulig å velge en fokuseringsspenning lik Vr<Vzk>, eller VrV2. Det første tilfelle svarer til måling med høy oppløsning, mens det annet svarer til måling med en «normal» eller «standard» oppløsning.
Å ta målinger med høy oppløsning øker følsomheten for hulleffekter, spesielt ved lav kontrast (forholdet mellom formasjonsresistivitet og slamresistivitet
<10). Ved høy kontrast blir korreksjonen i tillegg mer avhengig av hulldimensjo-nen. Fig. 6A og 6B viser således hvorledes korreksjonsfaktoren for hulleffekten på forholdet Rcor/Ra (hvor Rcor er den virkelige resistiviteten til formasjonen og hvor Ra er den målte resistiviteten til mediet før korreksjon) varierer som en funksjon av forholdet Ra/Rm (eller kontrast, hvor Rm er slamresistiviteten), for dyp beregnet fokusering, henholdsvis ved standard oppløsning og ved høy oppløsning. På disse figurene er kurvene l-VI (1 '-VI') gitt for en hulldiameter som øker i trinn på 5 cm fra 15 cm til 40 cm. Fig. 7A og 7B viser variasjon i den samme parameter for grunn beregnet fokusering, ved standard oppløsning (fig. 7A) og ved høy oppløsning (fig. 7B). Fig. 8 viser et eksempel på en logg oppnådd ved bruk av et apparat av tidli-gere kjent type ved standard oppløsning (kurve A) og ved bruk av et apparat ifølge oppfinnelsen ved høy oppløsning (kurve B). Finere strukturer er klart synlige på kurve B.
Andre utførelsesformer som muliggjør realisering av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, er vist på fig. 9 og 10. På disse to figurene er den midtre del den samme, dvs.:
en ringformet enkelt sentral strømelektrode A0; og
to par med ringformede spenningsmålende elektroder M-i, M'i, M2, M'2 anbrakt på hver side av elektroden Ao.
Elektrodearrangementet på fig. 9 har to skjermelektroder A, A' som hver omfatter et enkelt stykke: denne strukturen gjør det mulig å implementere de effektive driftsmodi som er beskrevet ovenfor under henvisning til fig. 3A og 3B, men ikke den effektive modus på fig. 4A. Elektrodearrangementet på fig. 10 omfatter derimot på hver side av den ovenfor beskrevne sentrale sammenstilling, to par med ringformede skjermelektroder Ai, A'-i og A2, A'2. Ringformede elektroder A/ og A-i<*>' gjør det mulig å måle potensialer i slamsøylen nær de ringformede elektrodene Ai og AV Det er mulig å fastslå en potensialdifferanse AVa mellom elektrodene A^t og A2, og også mellom elektrodene AS og A'2: denne elektrodestrukturen gjør det mulig å implementere de effektive driftsmodi som er beskrevet ovenfor under henvisning til fig. 3A, 3B, 4A og 4B.
I begge tilfeller (fig. 9 og 10) kan fokuseringsspenningen være gitt av differansen V2-V-i, og sondespenningen er gitt ved differansen VrVr, hvor Vi (i=1,2) representerer middelspenningen til elektrodeparet Mi, M'i og Vr er potensialet til en fjernreferanse, f.eks. på kabelen 13.
Disse to strukturene gjør det ikke mulig å utføre målinger med høy oppløs-ning siden ingen av elektrodene som brukes til måling av fokuseringsspenning, er ved midten av strukturen. Ingen av disse to strukturene kan heller brukes til å ut-føre målinger av asimut-resistivitet siden ingen av dem har noen asimut-elektroder. Den likning som er gitt ovenfor for måling av formasjonens resistivitet, kan fortsatt anvendes.
Strukturene på fig. 11 og 12 muliggjør likeledes gjennomføring av en fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen. Disse strukturene omfatter: • på fig. 11: to ringformede strømelektroder Ao og A'o, en sentral strømmål-ende elektrode Mo og to par med ringformede potensialmålende elektroder M-i, M'i, M3, M'3, anbrakt på hver side av strømelektrodene; og • på fig.12: to strømelektroder A0, A'0, en sentral ringformet potensialmålende elektrode Mo, et par med potensialmålende, ringformede elektroder M-i, M'i anbrakt på hver side av strømelektrodene, og et par med ringformede, potensialmålende elektroder Ao<*>, A0<*>' anbrakt midt mellom de strømmålende elektroder A0, A'o og ved å dele dem i to deler; dette arrangementet gjør det mulig å utføre målinger som er mer nøyaktige når det inntreffer kontaktimpedans-variasjoner ved overflatene av elektrodene Ao og A'o.
Disse to elektrodearrangementene innbefatter ringformede skjermelektroder i ett stykke, de er egnet for å realisere bare de effektive driftsmodi på fig. 3A og 3B. Ifølge en variant kan disse to ringformede elektrodene i ett stykke erstattes av strukturer av skjermelektroder ved hver ende av sonden i likhet med strukturene til skjermelektrodene på fig. 10 (A-i, A2, A'i, A'2): idet en slik struktur ville være egnet til å realisere de effektive driftsmodi på fig. 3A, 3B og 4A, 4B.
På grunn av forekomsten av en ringformet spenningsmålende elektrode Mo mellom to strømelektroder i strukturene på fig. 11 og 12, er de i stand til å utføre målinger med høy oppløsning, av samme grunn som forklart ovenfor under henvisning til elektrodestrukturen på fig. 5. Det er mulig å utføre måling med høy opp-løsning og måling med standard oppløsning på samme tid.
I begge tilfeller (fig. 11,12) er fokuseringsspenningen lik VWo, hvor V-i er middelsspenningen til elektrodeparet Mi, M'i, og V0 er spenningen til elektroden Mo. Sondespenningen er lik V3-V1 for strukturen på fig. 11, hvor V3 er middelsspenningen til paret M3, M'3, og den er lik Vi-Vr for strukturen på fig. 12, hvor Vr er potensialet til en fjernreferanse, f.eks. på kabelen 13. Uttrykket for formasjonens resistivitet er fremdeles det samme.
Når det er ønskelig med bare målinger med høy oppløsning (uten standard oppløsning), er det mulig å eliminere elektrodeparet M3, M'3 fra apparatet på
fig. 11-
En elektrisk krets for å realisere en sonde egnet til å utføre målemetoden i henhold til oppfinnelsen ved hjelp av beregnet fokusering, er vist på fig. 13. Ved-kommende elektrodestruktur er den som er beskrevet ovenfor under henvisning til fig. 9. En strømkilde 80, f.eks. anbrakt på overflaten, senderen total strøm ltfor drift av sonden i den første effektive modus. Denne strømmen blir levert via en kabel 82. Det er tilveiebrakt anordninger (motstand 84, forsterker 86, fasemålende krets 88) for måling av fasen til strømmen lt. Strømmen l0 (for drift i den annen effektive modus) blir frembrakt av en generator 90 styrt av en digital prosessor 92, en digital/analog-omformer 94 og et lavpassfilter 96. Fokuseringsspenningen blir oppnådd ved å ta en differanse og forsterke, ved bruk av differensial-forsterkere 98 og 100, som tar differansen mellom spenningene fra parene med ringformede elektroder Mi, M2 og M'1, M'2. Signalene fra differensialforsterkerne blir tilført en summeringskrets 104 hvis utgangssignal blir filtrert (båndpassfilter 106) og deretter tilført en multipliserer 108. Signalene for måling av sondespenningen blir dan-net av differensialforsterkere 110, 112, som forsterker spenningsdifferansene mellom hver av elektrodeparene M-i, M'1 og en fjernreferanse-spenning, f.eks. tatt fra R på kabelen. De resulterende signaler blir matet til en summeringskrets 114 hvis utgangs så blir filtrert (båndpassfilter 116), og det filtrerte utgangssignalet blir deretter tilført multiplisereren 108. Multiplekseren er tilkoplet en analog/digital-omformer 118 som igjen er forbundet med den digitale prosessor 92. Signalet blir deretter overført til en sender 120. Apparatet omfatter også en mottaker 122 og en datamaskin 124.
Når skjermelektrodene ved hver ende av sonden hver er i to stykker, kan det være nødvendig å påtrykke en nullpotensial-differanse mellom de to delene.
En elektrisk krets for overvåkning av potensial-likheten, dvs. mellom elektrodene A-i<*> og A2 på fig. 2, er gitt på fig. 14. På denne figuren er bare toppdelen av sonden over elektrode A0 vist. En elektrode Ai<*> er forbundet med elektrode Ai for å utføre potensial-måling i slamsøylen nær A0. Denne gjør det mulig å unngå effektene av kontaktimpedansen på elektrode A-i. En forsterker 70 leverer et signal proporsjonalt med den målte spenning mellom elektroden A2 og elektroden A-i<*.> En differensialforsterker 72 tjener til å sammenlikne det resulterende signal med jordpotensial. Hvis der er ubalanse mellom spenningene på elektrodene A2 og A-i<*>, leverer forsterker 72 et signal forskjellig fra null til en transformator 74, som så styrer en annen fordeling av strømmer mellom elektrodene A-i og A2. Det er således mulig å påtrykke signalet VAi<*>+Vai<*>'-VA2-Va2' til inngangen til forsterker 70. Elektrodene Ai og A'i og elektrodene A2 og A'2 blir så kortsluttet. Alle kompo-nentene 70 til 74 kan være integrert i sondelegemet som senkes ned i borehullet.
Claims (23)
1. Fremgangsmåte for måling av de elektriske egenskapene ved formasjoner omkring et borehull, der fremgangsmåten omfatter: • å innføre i borehullet en sonde (12) med et langstrakt legeme (17) forsynt med minst én ringformet strømelektrode (A0, A'0) og minst to ringformede skjermelektroder (A, A', A-t, A'i, A2, A'2), anbrakt på hver side av den ringformede strøm-elektrode; • å sende, i en første effektiv driftsmodus av sonden, en strøm ii inn i den omgivende formasjonen fra den ringformede skjermelektrode eller de ringformede skjermelektroder (A, A-i, A2) anbrakt ved en ende av sonden i forhold til strømelek-troden eller strømelektrodene (Ao, A'0) og en strøm ii fra den andre ringformede skjermelektrode eller skjermelektroder (A', AS, A'2) anbrakt ved den annen ende av sonden i forhold til strømelektroden eller strømelektrodene (A0, A'o), idet strøm-men lo,i som sendes ut av den ringformede strømelektrode eller de ringformede strømelektroder er lik null; og • å utsende, i en annen effektiv driftsmodus, minst en strøm (l0,2) fra den ringformede strømelektrode eller de ringformede strømelektroder (Ao, A'o) mot de ringformede skjermelektroder (A, A', A-i, A'i, A2, A'2), idet den totale strøm lt,2 som utsendes fra sonden inn i formasjonen, er lik null;
karakterisert ved• å utføre beregnet fokusering på grunnlag av de to ovennevnte effektive driftsmodi for å simulere en driftsmodus hvor: • minst en strøm lo,c blir sendt inn i den omgivende formasjon fra den ringformede strømelektrode eller de ringformede strømelektroder (Ao, A'o); og • strømmen l0,c blir fokusert i formasjonen ved å sende to strømmer l1cog l'iiC fra de to ringformede skjermelektrodene (A, A', A-i, A'i, A2, A'2) som er anbrakt på hver side av den ringformede strømelektrode.
2. Fremgangsmåte for måling av de elektriske egenskaper ved formasjoner omkring et borehull, der fremgangsmåten omfatter: • å innføre en sonde (12) i borehullet, idet sonden har et langstrakt legeme (17) forsynt med minst én ringformet strømelektrode (A0, A'0); og • mot en første ende i forhold til strømelektroden eller strømelektrodene (Ao, A'o), første og andre ringformede skjermelektroder (Ai, A2); og mot den annen ende i forhold til strømelektroden eller strømelektrodene, tredje og fjerde ringformede skjermelektroder (A'i, A'2); • å utsende i en første effektiv driftsmodus: strømmer i2, i'2 fra de første og tredje ringformede skjermelektroder (A1f A'i) mot de andre og fjerde ringformede skjermelektroder (A2, A'2); og at den strøm l0,i som sendes ut fra den ringformede strømelektrode eller de ringformede strømelektroder og den totale strøm lt,i som sendes ut fra sonden i formasjonen, begge er lik null; og • å utsende i en annen effektiv driftsmodus minst én strøm lo,2 fra den ringformede strømelektrode eller de ringformede strømelektroder (Ao, A'o) mot de ringformede skjermelektroder (A1t A'i, A2, A'2), idet den totale strøm lt,2 som sendes fra sonden inn i formasjonen, er lik null;
karakterisert ved• å utføre beregnet fokusering for å simulere en driftsmodus hvor: • minst en strøm lo,c blir sendt inn i den omgivende formasjon fra den ringformede strømelektrode eller de ringformede strømelektroder; og • strømmen l0,c blir fokusert i formasjonen ved å sende to strømmer l1iC og l'i,c fra de ringformede skjermelektroder.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2,
karakterisert ved : • signaler i hver effektiv driftsmodus, blir frembrakt som er representative foren fokuseringsspenning AVfi (i=1,2) sammen med en sondespenning AVs,i (i=1,2);og • at et signal i den annen modus blir frembrakt som er representativt for strømmen eller strømmene lo,2 som utsendes fra strømelektroden eller strømelek-trodene.
4. Fremgangsmåte ifølge krav 2,
karakterisert ved at et signal som er representativt for formasjonens (11) resistivitet blir frembrakt fra forholdet:
5. Fremgangsmåte ifølge krav 3 eller 4,
karakterisert ved at en veiekoeffisient ( k) blir utledet for å utføre en lineær kombinasjon av de to effektive driftsmodi for en sonde, for å oppnå en beregnet modus hvor den resulterende fokuseringsspenning AVf C er null.
6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, og ifølge krav 3 eller 4, karakterisert ved at det i den første modus også blir frembrakt et signal som er representativt for total strøm lt,i som sendes inn i formasjonen, og hvor overføringsimpedanser eller koeffisienter blir utledet mellom: • for det første fokuseringsspenningen AVf.i (i=1,2) og sondespenningen AVs,i og • for det annet den strøm som sendes ut fra strømelektroden eller strøm-elektrodene l0,i og den totale strøm lg som sendes inn i formasjonen.
7. Fremgangsmåte ifølge krav 2 og 3 eller 4,
karakterisert ved at det i den første modus også blir frembrakt signaler som er representative for spenningsdifferansene AVa,i, AV'a,i mellom de første og andre skjermelektroder (A-i, A2) og de tredje og fjerde skjermelektroder (AV A'2), og hvor overføringsimpedanser eller koeffisienter blir utledet mellom: • for det første fokuseringsspenningen AVfj (i=1,2) og sondespenningen AVSii; og • for det annet den strøm l0,i som sendes ut fra strømelektroden eller strøm-elektrodene og spenningsdifferansen AVa i, AV'a,i mellom to skjermelektroder.
8. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at sonden omfatter: • en enkelt strømelektrode (A0); • første og andre par med potensialmålende elektroder (Mi, MY, M2, M'2) anbrakt på hver side av strømelektroden Ao; • idet fokuseringsspenningen AFf er lik differansen VrV2 for middelspen-ningene til de første og andre par med potensialmålende elektroder (M-i, MY M2, M'2); og • at sondespenningen AVS er lik differansen VrVr mellom middelspenningen til det første par med potensialmålende elektroder (M-i, M'1) og potensialet til en fjernreferanse.
9. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 7, karakterisert ved at sonden omfatter: • to ringformede strømelektroder (A0, A'0); og
enten en ringformet potensialelektrode M0 anbrakt mellom de to strømelektrodene;
eller en gruppe med asimut-elektroder (Aazi) anbrakt mellom de to strømelektrodene; • sammen med første eller andre par med ringformede potensialmålende elektroder (Ml MY Ao*, Ao*').
10. Fremgangsmåte ifølge krav 9,
karakterisert ved: • at fokuseringsspenningen er lik differansen mellom middelspenningen Vi til det første par med ringformede potensialmålende elektroder og enten spenningen Vo til den ringformede potensial-elektrode anbrakt mellom de to strømelek-trodene, eller middelspenningen <VaSi> til gruppen med asimut-elektroder; og • sondespenningen er lik differansen VrVr mellom spenningen til det første par med ringformede potensialmålende elektroder (MrM'i) og fjernreferanse-potensialet.
11. Fremgangsmåte ifølge krav 3,
karakterisert ved at sonden omfatter:<*> to ringformede strømelektroder (A0, A'0); og<*> en gruppe med N asimut-elektroder (AaZi) anbrakt mellom de to strømelektrod-ene (Ao, A'o); og<*> første og andre par med ringformede, potensialmålende elektroder (M-i, MY, Ao<*>, Ao<*>'); • idet fokuseringsspenningen AVf er lik differansen Vi-<Va2i> mellom middelspenningen til det første par med ringformede, potensialmålende elektroder (M1f M'i) og middelspenningen til gruppen med asimut-elektroder; • at sondespenningen AVS er lik differansen mellom middelspenningen til det første par med ringformede, potensialmålende elektroder (M^ M'i) og potensialet Vr til en fjernreferanse; og • at minst ett signal blir frembrakt som er representativt for formasjonens asimut-resistivitet i minst én retning omkring sonden definert ved en av asimut-elektrodene.
12. Fremgangsmåte ifølge krav 11,
karakterisert ved at det blir frembrakt signaler som er representative for N spenninger AVaZi,i og AVazj,2 (i=1, N) på asimut-elektrodene for begge effektive driftsmodi, idet asimut-resistiviteten til formasjonen i retning k blir utledet fra uttrykket:
13. Apparat for måling av de elektriske egenskaper ved formasjoner omkring et borehull, der apparatet omfatter; • en sonde (12) med et langstrakt legeme (17) forsynt med minst én ringformet strømelektrode (A0, A'0) og minst to ringformede skjermelektroder (A, A', A-i, AY A2, A'2), anbrakt på hver side av den ringformede strømelektrode;
karakterisert ved• en anordning for bruk i en første effektiv driftsmodus for å sende en strøm ii inn i den omgivende formasjonen fra en av de ringformede skjermelektroder, og en strøm i'i fra den andre ringformede skjermelektrode, idet strømmen l0,i som sendes ut av den ringformede strømelektrode eller de ringformede strømelektro-der er lik null; • en anordning for bruk i en annen effektiv driftsmodus for å sende minst én strøm lo,2 fra den ringformede strømelektrode eller de ringformede strømelektroder (Ao, A'o) mot de ringformede skjermelektroder (A, A', Ai, A'i, A2, A'2), idet den totale strøm lt,2 som sendes fra sonden inn i formasjonen, er lik null; og • en anordning for bruk i begge de ovennevnte effektive driftsmodus for å utføre beregnet fokusering på en slik måte at en driftsmodus simuleres hvor: • minst én strøm l0lC blir sendt inn i den omgivende formasjonen fra den ringformede strømelektrode eller de ringformede strømelektroder (A0, A'0); og • at strømmen lo,c blir fokusert i formasjonen ved å sende to strømmer l-iiC og l'i,c fra de to ringformede skjermelektrodene som er anordnet på hver side av den ringformede strømelektrode.
14. Apparat for måling av de elektriske egenskaper ved formasjoner som omgir et borehull, der apparatet omfatter: • en sonde (12) med et langstrakt legeme (17) forsynt med minst én ringformet strømelektrode (A0, A'0) og: • mot en ende i forhold til strømelektroden eller strømelektrodene, første og andre ringformede skjermelektroder (A-i, A2); og • mot den annen ende i forhold til strømelektroden eller strømelektrodene, tredje og fjerde ringformede skjermelektroder (A'i, A'2);
karakterisert ved
en anordning for bruk i en første effektiv driftsmodus for å sende: strømmer i2, i'2 fra de første og tredje ringformede skjermelektroder (A^ A'i) mot de andre og fjerde ringformede skjermelektroder (A2, A'2); og at strømmen lo,i som sendes fra den ringformede strømelektrode eller de ringformede strømelektroder og den totale strøm lt,i som sendes fra sonden inn i formasjonen, begge er lik null; • en anordning for bruk i en annen effektiv driftsmodus for å sende minst én strøm l0,2 fra den ringformede strømelektrode eller de ringformede strømelektroder mot de ringformede skjermelektroder, idet den totale strøm lt,2 som sendes fra sonden inn i formasjonen, er lik null; og • en anordning for implementering av beregnet fokusering på grunnlag av de to ovennevnte effektive driftsmodi for å simulere en driftsmodus, hvor: • minst én strøm lo,c blir sendt inn i den omgivende formasjon fra den ringformede strømelektrode; og • strømmen lo,c blir fokusert i formasjonen ved å sende to strømmer l1c og 1<*>1,0 fra de to ringformede skjermelektrodene som er anordnet på hver side av den ringformede strømelektrode.
15. Apparat ifølge krav 13 eller 14,
karakterisert ved anordninger for å frembringe: • i hver modus, signaler som er representative for en fokuseringsspenning AVfj (i=1,2) og en sondespenning AVs,i (i=1,2); og • i den annen modus, et signal som er representativt for strømmen eller strømmene lo,2 som sendes ut fra strømelektroden eller strømelektrodene.
16. Apparat ifølge krav 15,
karakterisert ved anordninger for å frembringe et signal som er representativt for formasjonens resistivitet, på grunnlag av forholdet:
17. Apparat ifølge krav 15 eller 16,
karakterisert ved at anordningen for utførelse av beregnet fokusering tjener til å utlede en veiekoeffisient ( X) for en lineær kombinasjon av de to effektive driftsmodi for sonden, for å oppnå en beregnet modus hvor den resulterende fokuseringsspenning AVf,c er null.
18. Apparat ifølge krav 13 og krav 15 eller 16,
karakterisert ved: • en anordning i den første effektive driftsmodus for å frembringe et signal som er representativt for den totale strøm lt,i (i=1,2) som sendes inn i formasjonen;
og • en anordning for å utføre beregnet fokusering som gjør det mulig å utlede overføringsimpedanser eller koeffisienter mellom: • for det første fokuseringsspenningen AVfii (i=1,2) og sondespenningen AVfj; og • for det annet den strøm lo,i som sendes fra strømelektroden eller strøm-elektrodene og den totale strøm lt,i som sendes inn i formasjonen.
19. Apparat ifølge krav 14 og krav 15 eller 16,
karakterisert ved: • at det er tilveiebrakt anordninger for den første effektive driftsmodus for å frembringe et signal som er representativt for spenningsdifferansene AVa,i, AV'a,i mellom for det første, de første og andre skjermelektroder (A-i, A2) og for det andre, mellom de tredje og fjerde skjermelektroder (A'i, A'2); og • anordninger for å utføre beregnet fokusering som gjør det mulig å utlede overføringsimpedanser eller koeffisienter mellom: • for det første fokuseringsspenningen AVfii og sondespenningen AVs,i; og • for det annet den strøm som utsendes fra strømelektroden eller strøm-elektrodene, og spenningsdifferansen AVaii, AV'aj mellom de to skjermelektrodene.
20. Apparat ifølge et hvilket som helst av kravene 13-19, karakterisert ved at sonden omfatter: • en enkelt strømelektrode (Ao); og • første og andre par med potensialmålende elektroder (M-i, M'i; M2, M'2) anbrakt på hver side av strømelektroden (A0).
21. Apparat ifølge et hvilket som helst av kravene 13-19, karakterisert ved at sonden omfatter: • to ringformede strømelektroder (A0, A'0); og • enten en enkelt ringformet potensial-elektrode (M0) anbrakt mellom de to strømelektrodene; • eller en gruppe med asimut-elektroder (AaZi) anbrakt mellom de to strøm-elektrodene, sammen med første og andre par med ringformede potensialmålende elektroder (Mi, M'i; A0<*>. A0<*>'), hvor ett av de to parene er anbrakt på hver side av de ringformede strømelektroder.
22. Apparat ifølge krav 15,
karakterisert ved at sonden omfatter: to ringformede strømelektroder (A0, A'0); og en gruppe med N asimut-elektroder (Aa2i) anbrakt mellom de to strøm-elektrodene; • sammen med første og andre par med ringformede, potensialmålende elektroder (Ml MY A0<*>, A0<*>'); • idet apparatet videre omfatter anordninger for å frembringe minst ett signal som er representativt for formasjonens asimut-resistivitet i minst én retning omkring sonden, definert ved en av asimut-elektrodene.
23. Apparat for måling av de elektriske egenskaper ved formasjoner omkring et borehull, der apparatet omfatter: • en sonde (12) med et langstrakt legeme (17) forsynt med minst én ringformet strømelektrode (A0, A'0); og • ved en ende i forhold til strømelektroden eller strømelektrodene, første og andre ringformede skjermelektroder (A-i, A2); og • ved den annen ende i forhold til strømelektroden eller strømelektrodene, tredje og fjerde ringformede skjermelektroder (A'i, A'2);
karakterisert ved at • anordninger for bruk i en første effektiv driftsmodus for å sende en strøm ii inn i den omgivende formasjonen fra de første og andre ringformede skjermelektroder, og for å sende en strøm i' i fra de tredje og fjerde ringformede skjermelektroder, idet den strøm l0,i som sendes ut av den ringformede strømelektrode eller de ringformede strømelektroder, er lik null; • anordninger for bruk i en annen effektiv driftsmodus for å sende:' strømmer i2 og i'2 fra de første og tredje ringformede skjermelektroder (Ai, A'i) mot de andre og fjerde ringformede skjermelektroder (A2, A'2); og' at strømmen l0.i som sendes fra den ringformede strømelektrode eller de ringformede strømelektroder, og den totale strøm lt,i som sendes fra sonden inn i formasjonen, begge er lik null; • anordninger for bruk i en tredje effektiv driftsmodus for å sende minst én strøm l0i2 fra den ringformede strømelektrode eller de ringformede strømelektroder (A0, A'0) mot de ringformede skjermelektroder (A, A', A-i, A\, A2, A'2), idet den totale strøm lt,2 som sendes fra sonden inn i formasjonen, er lik null; og • anordninger for å utføre én eller flere beregnede fokuseringsoperasjoner på grunnlag av de effektive driftsmodi for å simulere én eller flere driftsmodi, hvor:<*> minst én strøm lo,c blir sendt inn i den omgivende formasjonen fra den ringformede strømelektrode (Ao, A'0); og<*> at strømmen l0,c blir fokusert i formasjonen ved å sende to strømmer l1rC og l'i,c fra de to ringformede skjermelektroder som er anbrakt på hver side av den ringformede strømelektrode.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9512348A FR2740169B1 (fr) | 1995-10-20 | 1995-10-20 | Procedes et dispositifs de mesure de caracteristiques d'une formation traversee par un trou de forage |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO964458D0 NO964458D0 (no) | 1996-10-18 |
| NO964458L NO964458L (no) | 1997-04-21 |
| NO310895B1 true NO310895B1 (no) | 2001-09-10 |
Family
ID=9483744
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO19964458A NO310895B1 (no) | 1995-10-20 | 1996-10-18 | Logging av resistiviteten til bergarter rundt en brönn med fokusering beregnet fra effektive driftsmodi for å simulere endriftsmodus |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5852363A (no) |
| EP (1) | EP0769708B1 (no) |
| AU (1) | AU717730B2 (no) |
| CA (1) | CA2188207C (no) |
| DE (1) | DE69615493T2 (no) |
| DK (1) | DK0769708T3 (no) |
| FR (1) | FR2740169B1 (no) |
| NO (1) | NO310895B1 (no) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6025722A (en) * | 1997-03-07 | 2000-02-15 | Western Atlas International, Inc. | Azimuthally segmented resistivity measuring apparatus and method |
| DE19806971C1 (de) * | 1998-02-19 | 1999-06-17 | Vetter & Co Apotheker | Verfahren zur berührungslosen Überwachung auf vorgeschriebenen Sitz einer auf die Kanüle einer medizinischen Spritze aufgesetzten Nadelschutzkappe und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
| US7027967B1 (en) | 2000-06-02 | 2006-04-11 | Schlumberger Technology Corporation | Method and system for indicating anisotropic resistivity in an earth formation |
| US7042225B2 (en) * | 2003-12-12 | 2006-05-09 | Schlumberger Technology Corporation | Apparatus and methods for induction-SFL logging |
| US7098664B2 (en) * | 2003-12-22 | 2006-08-29 | Halliburton Energy Services, Inc. | Multi-mode oil base mud imager |
| CN100483153C (zh) * | 2006-03-24 | 2009-04-29 | 黄委会水科院高新工程技术研究开发中心 | 聚束直流电阻率探测方法 |
| US8030938B2 (en) * | 2008-03-26 | 2011-10-04 | Baker Hughes Incorporated | Apparatus and method for imaging subsurface materials using a pad having a plurality of electrode sets |
| US20100026305A1 (en) * | 2008-07-31 | 2010-02-04 | Baker Hughes Incorporated | Method and Apparatus for Imaging Boreholes |
| US9547100B2 (en) | 2010-11-15 | 2017-01-17 | Halliburton Energy Services, Inc. | Multi-array laterolog tools and methods with differential voltage measurements |
| EP2745148B1 (en) * | 2011-11-02 | 2016-11-30 | Halliburton Energy Services, Inc. | Multi-array laterolog tools and methods with split monitor electrodes |
| US9081114B2 (en) | 2011-11-02 | 2015-07-14 | Halliburton Energy Services, Inc. | Multi-array laterolog tools and methods with split monitor electrodes |
| MX336173B (es) * | 2012-01-03 | 2016-01-06 | Halliburton Energy Services Inc | Herramienta laterolog de arreglo enfocado. |
| MX363553B (es) * | 2014-06-10 | 2019-03-27 | Halliburton Energy Services Inc | Herramienta de registro de resistividad con control de corriente de excitación basado en comparación multiciclo. |
| MX363267B (es) * | 2014-06-10 | 2019-03-19 | Halliburton Energy Services Inc | Herramienta de adquisición de registros de resistividad con control de corriente de excitación. |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2547064A1 (fr) * | 1983-05-31 | 1984-12-07 | Gearhart Ind Inc | Procede et appareil pour l'exploration de formations geologiques dans des trous de sonde |
| US4646026A (en) * | 1983-05-31 | 1987-02-24 | Gearhart Industries, Inc. | Method and apparatus for measuring resistivity of an earth formation |
| US4714889A (en) * | 1985-07-31 | 1987-12-22 | Chevron Research Company | Method of interpreting impedance distribution of an earth formation using precursor logging data provided by a multi-electrode logging array stationary within a borehole |
| FR2666661B1 (fr) * | 1990-09-12 | 1993-03-26 | Schlumberger Services Petrol | Procede et dispositif de diagraphie pour mesurer la resistivite des formations geologiques. |
| NO305098B1 (no) * | 1991-10-31 | 1999-03-29 | Schlumberger Technology Bv | FremgangsmÕte og apparat for unders°kelse av grunnformasjoner |
| FR2684453B1 (fr) * | 1991-11-28 | 1994-03-11 | Schlumberger Services Petroliers | Procede et dispositif de diagraphie a electrodes annulaires et azimutales. |
| FR2710987B1 (fr) * | 1993-10-06 | 1996-01-05 | Schlumberger Services Petrol | Dispositif de diagraphie combiné. |
-
1995
- 1995-10-20 FR FR9512348A patent/FR2740169B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-10-16 DK DK96402206T patent/DK0769708T3/da active
- 1996-10-16 EP EP96402206A patent/EP0769708B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-10-16 DE DE69615493T patent/DE69615493T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1996-10-18 NO NO19964458A patent/NO310895B1/no not_active IP Right Cessation
- 1996-10-18 AU AU70298/96A patent/AU717730B2/en not_active Expired
- 1996-10-18 US US08/733,130 patent/US5852363A/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-10-18 CA CA002188207A patent/CA2188207C/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69615493T2 (de) | 2002-05-29 |
| AU7029896A (en) | 1997-04-24 |
| NO964458L (no) | 1997-04-21 |
| CA2188207C (en) | 2004-01-20 |
| EP0769708A1 (en) | 1997-04-23 |
| NO964458D0 (no) | 1996-10-18 |
| US5852363A (en) | 1998-12-22 |
| FR2740169A1 (fr) | 1997-04-25 |
| DK0769708T3 (da) | 2001-12-31 |
| CA2188207A1 (en) | 1997-04-21 |
| FR2740169B1 (fr) | 1998-01-02 |
| EP0769708B1 (en) | 2001-09-26 |
| AU717730B2 (en) | 2000-03-30 |
| DE69615493D1 (de) | 2001-10-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6046593A (en) | Method/apparatus for measuring mud resistivity using a focused-electrode system | |
| US4658215A (en) | Method for induced polarization logging | |
| US4583046A (en) | Apparatus for focused electrode induced polarization logging | |
| NO310895B1 (no) | Logging av resistiviteten til bergarter rundt en brönn med fokusering beregnet fra effektive driftsmodi for å simulere endriftsmodus | |
| US4820989A (en) | Methods and apparatus for measurement of the resistivity of geological formations from within cased boreholes | |
| US5999884A (en) | Method for determining the axial position of formation layer boundaries using measurements made by a transverse electromagnetic induction logging instrument | |
| US4302722A (en) | Induction logging utilizing resistive and reactive induced signal components to determine conductivity and coefficient of anisotropy | |
| US5426368A (en) | Logging method and apparatus for investigating geometrical characteristics of a borehole and for investigating formation resistivity | |
| NO303418B1 (no) | FremgangsmÕte og apparat for br°nnlogging | |
| NO134133B (no) | ||
| US8390295B2 (en) | Method and apparatus for focusing in resistivity measurement tools using independent electrical sources | |
| AU665792B2 (en) | Well logging method and apparatus using passive azimuthal electrodes | |
| US5698982A (en) | Method and system for skin effect correction in a multiple transmit frequency induction logging system | |
| US2770771A (en) | Well logging methods and apparatus | |
| NO305098B1 (no) | FremgangsmÕte og apparat for unders°kelse av grunnformasjoner | |
| AU649714B2 (en) | Logging method and apparatus for measuring the resistivity of earth formations | |
| US5146167A (en) | Method and apparatus for determining the conductivity of subsurface earth formations by filtering and summing in-phase and quadrature conductivity signals with correction values | |
| US3230445A (en) | Methods and apparatus for investigating earth formations utilizing weighting factors varied as a function of a formation characteristic | |
| Baknin et al. | The Compensation Method of the Selection of Trend Geoelectric Signals in the System of the Geodynamic Monitoring | |
| NO311451B1 (no) | Måling av geometriske egenskaper ved en brönn med de ringformede elektrodene plassert symmetrisk omkringasimutelektrodene | |
| US3539910A (en) | Methods and apparatus for investigating earth formations wherein a fixed relationship is maintained between emitted current and measured potential difference | |
| US5987386A (en) | Interpolation of induction tool response using geometrical factors as basis functions | |
| US3758848A (en) | Magnetic susceptibility well logging system and method with automatic null control | |
| NO842170L (no) | Fremgangsmaate og innretning for undersoekelse av geologiske formasjoner i borehull | |
| RU2065957C1 (ru) | Способ измерения электрохимических свойств формаций, прилегающих к скважине |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MK1K | Patent expired |