NO324919B1 - Source logging device for use in determining resistivity at different radial distances from the borehole using multiple transmitters and one receiver pair - Google Patents

Source logging device for use in determining resistivity at different radial distances from the borehole using multiple transmitters and one receiver pair Download PDF

Info

Publication number
NO324919B1
NO324919B1 NO19934577A NO934577A NO324919B1 NO 324919 B1 NO324919 B1 NO 324919B1 NO 19934577 A NO19934577 A NO 19934577A NO 934577 A NO934577 A NO 934577A NO 324919 B1 NO324919 B1 NO 324919B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
distance
receivers
transmitter
transmitters
formation
Prior art date
Application number
NO19934577A
Other languages
Norwegian (no)
Other versions
NO934577D0 (en
NO934577L (en
Inventor
Paul F Rodney
Roger Paul Bartel
Vikram M Rao
Original Assignee
Halliburton Energy Serv Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US07/715,401 external-priority patent/US5278507A/en
Application filed by Halliburton Energy Serv Inc filed Critical Halliburton Energy Serv Inc
Publication of NO934577D0 publication Critical patent/NO934577D0/en
Publication of NO934577L publication Critical patent/NO934577L/en
Publication of NO324919B1 publication Critical patent/NO324919B1/en

Links

Landscapes

  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning for å måle formasjonsresistivitet om et borehull som strekker seg gjennom en formasjon omfattende et tubulært hus som har en langsgående akse og er gjenget i hver ende for gjengeinngrep i en borestreng over en borekrone, The present invention relates to a device for measuring formation resistivity about a borehole which extends through a formation comprising a tubular housing which has a longitudinal axis and is threaded at each end for threaded engagement in a drill string over a drill bit,

middel for å sende elektromagnetisk energi inn i formasjonen som omgir huset, idet sendemidlet innbefatter første og andre sendere som har en første, felles sendefrekvens i området 0,5-4,0 MHz, og et mottakerpar for mottagelse av elektromagnetisk energi fra formasjonen, der senderne og mottakerne er anbragt på huset i avstander fra hverandre langs husets langsgående akse, means for sending electromagnetic energy into the formation surrounding the house, the transmitting means including first and second transmitters having a first common transmission frequency in the range 0.5-4.0 MHz, and a receiver pair for receiving electromagnetic energy from the formation, where the transmitters and receivers are placed on the house at distances from each other along the longitudinal axis of the house,

der den første senderen befinner seg ved en første avstand fra en første av mottakerne og ved en andre avstand fra den andre av mottakerne, where the first transmitter is located at a first distance from a first of the receivers and at a second distance from the second of the receivers,

der den andre senderen befinner seg ved en tredje avstand fra den første av mottakerne (Ri) og ved en fjerde avstand fra den andre av mottakerne (R2), where the second transmitter is located at a third distance from the first of the receivers (Ri) and at a fourth distance from the second of the receivers (R2),

der minst én ytterligere sender befinner seg ved en ytterligere avstanf fra den første av mottakerne og ved en andre ytterligere avstand fra den andre av mottakerne, og der den første avstanden er mindre enn den andre avstanden, idet den tredje avstanden er større enn den andre avstanden, men mindre enn den fjerde avstanden og idet den ytterligere avstanden er større enn den fjerde avstanden, der n > 3, og middel for å omforme mottatt elektromagnetisk energi til en logging av formasjonsresistivitet som har forskjellige radielle undersøkelsesdybder fra borehullet. Således er foreliggende oppfinnelse knyttet til loggeverktøy til bruk nede i borehullet der det anvendes elektromagnetisk energi til utførelse av målinger av formasjonen eller borehullets parametere. where at least one further transmitter is located at a further distance from the first of the receivers and at a second further distance from the second of the receivers, and where the first distance is less than the second distance, the third distance being greater than the second distance , but less than the fourth distance and the further distance being greater than the fourth distance, where n > 3, and means for converting received electromagnetic energy into a logging of formation resistivity having different radial survey depths from the borehole. Thus, the present invention relates to logging tools for use down the borehole where electromagnetic energy is used to carry out measurements of the formation or the borehole's parameters.

Det er av mange årsaker ønskelig å sende elektriske signaler gjennom jorden som et medium og å motta signalene på et sted som ligger i avstand fra senderen. Et signalsystem av denne art blir for eksempel benyttet både til bestemmelse av forskjellige parametere som er knyttet til mediet og for kommunikasjonsformål. Disse systemer blir ofte benyttet ved undersøkelser av omgivelsene som omgir et borehull og særlig de omgivende formasjoner. Forskjellige typer systemer for logging av borehull står til rådighet for utførelse av disse undersøkelser. En klasse av disse systemer gjør bruk av elektromagnetiske feltfenomener til frembringelse av data fra omgivelsene som omgir borehullet. En type tidligere kjent logging er elektrodelogging som gjør bruk av et elektrisk felt i den omgivende formasjon for å gi et mål på formasjonens ledningsevne. Et ledende slam er nødvendig for riktig bruk av dette system, noe som gjør systemet ubrukbart med oljebasert slam. Induktiv logging er en annen type av tidligere kjent elektromagnetisk logging som benytter et tidsvarierende magnetfelt i formasjonen for å frembringe en sekundær strøm i denne. Den sekundære strøm setter opp et andre magnetfelt som induserer strøm i mottakerspoler anbragt i borehullet, der den induserte strøm i mottakerspolen eller spolene er proporsjonal med den sekundære strøm som flyter i formasjonen og dermed direkte proporsjonal med ledningsevne eller omvendt proporsjonal med resistiviteten i den omgivende formasjonen. Bruk av elektromagnetisk energi til undersøkelse av omgivelsene rundt et borehull er oppfinnelsesgjenstanden i denne sak. It is desirable for many reasons to send electrical signals through the earth as a medium and to receive the signals at a location that is at a distance from the transmitter. A signal system of this kind is used, for example, both to determine various parameters linked to the medium and for communication purposes. These systems are often used for investigations of the environment surrounding a borehole and especially the surrounding formations. Different types of systems for logging boreholes are available for carrying out these investigations. One class of these systems makes use of electromagnetic field phenomena to generate data from the environment surrounding the borehole. A type of previously known logging is electrode logging which makes use of an electric field in the surrounding formation to provide a measure of the formation's conductivity. A conductive mud is required for proper use of this system, which makes the system unusable with oil-based mud. Inductive logging is another type of previously known electromagnetic logging that uses a time-varying magnetic field in the formation to produce a secondary current in it. The secondary current sets up a second magnetic field which induces current in receiving coils located in the borehole, where the induced current in the receiving coil or coils is proportional to the secondary current flowing in the formation and thus directly proportional to conductivity or inversely proportional to the resistivity of the surrounding formation . The use of electromagnetic energy to investigate the surroundings around a borehole is the object of the invention in this case.

Fra området for brønnlogging er det velkjent at det er ønskelig å være i stand til å måle parametere som er av interesse, for eksempel formasjonens resistivitet i forskjellige radielle avstander fra borehullet. Dette blir vanligvis betegnet som utførelse av målinger i forskjellige undersøkelsesdybder. From the area of well logging, it is well known that it is desirable to be able to measure parameters of interest, for example the resistivity of the formation at different radial distances from the borehole. This is usually referred to as performing measurements at different survey depths.

I for eksempel US patent nr. 3.453.530 er det en generell behandling av induksjonslogging og av behovet for undersøkelsesmålinger i flere dybder, i det minste så lenge de gjelder kabelbetjente loggere. For å vise dette finnes det her en beskrivelse av samtidig frembringelse av resistivitetsmåling i tre radielt forskjellige formasjonssoner. Dessuten går patentet ut på at når det støtes på forholdsvis tynne formasjoner, kan mer enn én type formasjon komme inn i målingen som utføres i et hvilket som helst øyeblikk, og dette er samme problem man står overfor ved grensen mellom to forskjellige formasjoner. Av denne beskrivelse vil fagfolk på dette område være klar over at det i høyeste grad er ønskelig at alle målinger kan foretas med så fin lagoppløsning som mulig og at lagoppløsningen for alle sensorene må være nøye tilpasset hverandre. Det er også klart at dette system viser bruk av samme sendere for forskjellige mottakersystemer. In, for example, US patent no. 3,453,530 there is a general treatment of induction logging and of the need for survey measurements at several depths, at least as long as they apply to cable operated loggers. To show this, here is a description of the simultaneous production of resistivity measurements in three radially different formation zones. Furthermore, the patent states that when relatively thin formations are encountered, more than one type of formation can enter the measurement being carried out at any given moment, and this is the same problem faced at the boundary between two different formations. From this description, professionals in this area will be aware that it is highly desirable that all measurements can be made with as fine layer resolution as possible and that the layer resolution for all the sensors must be carefully adapted to each other. It is also clear that this system shows the use of the same transmitters for different receiver systems.

I US patent nr. 3.893.020 er det beskrevet bruk av to sendere med forskjellige frekvenser og en eneste mottaker, men det benyttes her frekvenser som er betydelig høyere, kanskje en størrelsesorden høyere enn de som benyttes i henhold til foreliggende oppfinnelse. I denne publikasjon blir dessuten signalene fra de to sendere mottatt samtidig ved mottakerspolen. I den foretrukne utførelse i denne publikasjon benyttes det forskjellige frekvenser og forskjellige senderavstander for å konsentrere det elektromagnetiske felt i samme dybde i formasjonen for å kunne beregne den dielektriske konstant og ledningsevne i en del av formasjonen. Målinger ved to frekvenser, men i samme dybde i formasjonen, er nødvendig siden alle målinger i denne publikasjon er basert ene og alene på amplituden i det mottatte signal. US patent no. 3,893,020 describes the use of two transmitters with different frequencies and a single receiver, but here frequencies are used which are significantly higher, perhaps an order of magnitude higher than those used according to the present invention. In this publication, moreover, the signals from the two transmitters are received simultaneously at the receiver coil. In the preferred embodiment in this publication, different frequencies and different transmitter distances are used to concentrate the electromagnetic field at the same depth in the formation in order to be able to calculate the dielectric constant and conductivity in a part of the formation. Measurements at two frequencies, but at the same depth in the formation, are necessary since all measurements in this publication are based solely on the amplitude of the received signal.

US patent nr. 4.319.192, US patent nr. 4.107.597, US patent nr. 3.551.797 og US patent nr. 4.209.747 er typiske for mange løsninger, noen der det anvendes flere frekvenser, og der det vises bruk av flere sendere med flere mottakerpar for å utføre undersøkelser ved flere dybder. US patent no. 4,319,192, US patent no. 4,107,597, US patent no. 3,551,797 and US patent no. 4,209,747 are typical of many solutions, some where several frequencies are used, and where the use of multiple transmitters with multiple receiver pairs to perform surveys at multiple depths.

Til ytterligere belysning av kjent teknikk vises det til US patent nr. 4.609.873 som beskriver et dielektrisk brønnloggingssystem for å bestemme dielektrisitetskonstant og resistivitet i formasjoner som er invadert av vann, for å bestemme olje- og vannmetninger i formasjonene. Flere sendere aktiveres på en tidsoppdelt multipleks måte og avføles av mottakerspoler. Amplitudeforholdet og faseforskj ellen mellom signalene som avføles av mottakerspolene blir så anvendt til å bestemme dielektrisitets-konstanten og resistiviteten, og som så kan anvendes for å bestemme invasjonskarakteristika. US patent nr. 4.451.789 beskriver et kabelloggingssystem for å måle formasjonsresistivitet, og der systemet har et langstrakt hus med tre sendere og tre mottakere anordnet ved tilmålte avstander på huset. De tre senderne opererer på tre forskjellige frekvenser, og der hver mottaker mottar alle tre frekvenser. Det angis at det er ønskelig å kunne foreta en rekke forskjellige radielle målinger ved en bestemt vertikal dybde, men det er ikke beskrevet hvorledes dette mål skal kunne oppnås. For further clarification of the prior art, reference is made to US Patent No. 4,609,873 which describes a dielectric well logging system for determining dielectric constant and resistivity in water-invaded formations to determine oil and water saturations in the formations. Multiple transmitters are activated in a time-division multiplexed manner and sensed by receiver coils. The amplitude ratio and the phase difference between the signals sensed by the receiver coils are then used to determine the dielectric constant and the resistivity, which can then be used to determine the invasion characteristics. US patent no. 4,451,789 describes a cable logging system for measuring formation resistivity, and where the system has an elongated housing with three transmitters and three receivers arranged at measured distances on the housing. The three transmitters operate on three different frequencies, and each receiver receives all three frequencies. It is stated that it is desirable to be able to carry out a number of different radial measurements at a specific vertical depth, but it is not described how this objective is to be achieved.

US patent nr. 4.968.940 beskriver brønnloggingsteknikker for bl.a. bestemme formasjonsresistivitet ved forskjellige radielle dybder som skal undersøkes og med stor nøyaktighet. US patent no. 4,968,940 describes well logging techniques for e.g. determine formation resistivity at various radial depths to be investigated and with high accuracy.

US patent nr. 4.810.970 er relatert til elektromagnetisk- energi brønnlogging, der det sendes elektromagnetisk energi hovedsakelig på en frekvens lik 4 MHz inn i jordformasjonen fra et borehull som traverserer jordformasjonen. US patent no. 4,810,970 is related to electromagnetic energy well logging, where electromagnetic energy is sent mainly at a frequency equal to 4 MHz into the soil formation from a borehole that traverses the soil formation.

US patent nr. 4.651.101 angår bruk av et system som sies å være en forbedring ved logging med elektromagnetisk bølgeforplantning knyttet til det patenthaverne mener er et "kvasistatisk elektromagnetisk felt". Dette patent angir feilaktig at bare når foretrukne frekvenser mellom omtrent 10 og 400 KHz og ikke over 400 KHz benyttes, er forskyvningsstrømmer ubetydelige. Når forskyvningsstrømmer er betydelige, reagerer utgangssignalet ikke bare på en ledningsevne i formasjonen, men også på dens dielektriske konstant, noe som ville være uønsket for formålene med foreliggende oppfinnelse. Publikasjonen angir videre at den øvre grense for frekvensområdet bør være rundt 200 KHz og at en foretrukket nedre grense for frekvensområdet vil være rundt 20 KHz. US Patent No. 4,651,101 relates to the use of a system said to be an improvement in logging with electromagnetic wave propagation associated with what the patentees believe is a "quasi-static electromagnetic field". This patent incorrectly states that only when preferred frequencies between about 10 and 400 KHz and not above 400 KHz are used, displacement currents are negligible. When displacement currents are significant, the output signal responds not only to a conductivity of the formation, but also to its dielectric constant, which would be undesirable for the purposes of the present invention. The publication further states that the upper limit of the frequency range should be around 200 KHz and that a preferred lower limit of the frequency range would be around 20 KHz.

US patent nr. 4.818.946 benytter en spesiell antennesats og digitale behandlingsteknikker i et forsøk på å forbedre oppløsningen ved et loggeverktøy av induksjonstypen. Det sies her at oppløsningene ved sensorer for flere dybder i vanlig loggeutstyr er forskjellige, idet dyptmålende sensorer har en dårligere oppløsning enn gruntmålende sensorer. Den fremgangsmåte som patentet beskriver krever minst én sender og minst to mottakere. US Patent No. 4,818,946 uses a special antenna array and digital processing techniques in an attempt to improve the resolution of an induction type logging tool. It is said here that the resolutions of sensors for several depths in normal logging equipment are different, as depth-measuring sensors have a poorer resolution than shallow-measuring sensors. The method described in the patent requires at least one transmitter and at least two receivers.

US patent nr. 4.837.517 viser bruk av én eller flere sendere sammen med to eller flere mottakere. US patent no. 4,837,517 shows the use of one or more transmitters together with two or more receivers.

US patent nr. 4.873.488 er et annet eksempel på et system som benytter minst én sender med minst to mottakere. US Patent No. 4,873,488 is another example of a system that uses at least one transmitter with at least two receivers.

I US patent nr. 4.899.112 er det beskrevet et system til bestemmelse av resistiviteten i en formasjon både ved grunne og dypere undersøkelsesdybder, men dette system bygger på fenomener som har vært kjent i lang tid vedrørende måling av faseforskyvning mellom et par mottakere, noe som skal gi en undersøkelsesdybde som er forskjellig fra måling av amplitudedemping mellom det samme par mottakere, noe som er vesensforskjeller fra foreliggende oppfinnelse der forskjellige undersøkelsesdybder kan oppnås ved å bruke enten amplitudedemping eller faseforskyvning alene for å få til de forskjellige undersøkelsesdybder. Selv om denne publikasjon viser en rekke sendere, er de imidlertid plassert med like avstander fra mottakerparet på motstående side av mottakerne. US patent no. 4,899,112 describes a system for determining the resistivity in a formation at both shallow and deeper investigation depths, but this system is based on phenomena that have been known for a long time regarding the measurement of phase shift between a pair of receivers, which which should provide a survey depth that is different from measuring amplitude damping between the same pair of receivers, which are essential differences from the present invention where different survey depths can be achieved by using either amplitude damping or phase shift alone to achieve the different survey depths. However, although this publication shows a series of transmitters, they are placed equidistant from the pair of receivers on opposite sides of the receivers.

I publikasjonen med tittelen " Invasion Profile from the Digital Induction Log" fremlagt av P.A.S. Elkington og H.K. Patel ved SPWLA 26. Annual Logging Symposium 17.-20. juni 1985, er det en generell diskusjon av bruken av en sender og fire mottakere. Publikasjonen omhandler ønskeligheten ved å frembringe logger fra forskjellige undersøkelsesdybder med samme vertikale følsomhet og oppløsning og gjengir bevis for å ha oppnådd dette mål ved bruk av en kombinasjon av digital behandling og utligning av gjensidig induktans. In the publication entitled "Invasion Profile from the Digital Induction Log" presented by P.A.S. Elkington and H.K. Patel at the SPWLA 26th Annual Logging Symposium 17-20. June 1985, there is a general discussion of the use of one transmitter and four receivers. The publication addresses the desirability of producing logs from different survey depths with the same vertical sensitivity and resolution and provides evidence of achieving this goal using a combination of digital processing and mutual inductance equalization.

I publikasjonen med tittelen " Induction to the High Resolution Induction Tool" av R. Strickland, P. Sinclair, J. Harber og J. DeBrecht, fremlagt på SPWLA 28. Annual Logging Symposium 29. juni - 2. juli 1987, er det beskrevet at "These prototypes are of entirely new mechanical construction in which every turn of every coil is positioned precisely along a mandrel made of highly temperature-stable materials. The position of each turn was calculated to precisely zero the mutual inductance with no extra adjustment". Dette utsagn innebærer en flerhet av mottakerantenner, som omhandlet i den teknikken som finnes i de ovenfor angitte patenter der gjensidig induktans er behandlet. Det synes å være en uoverensstemmelse i denne publikasjon på grunn av at en senere informasjon angir at "All three measurements are made at the same point so that depth shifting errors are eliminated". Det som er sagt ovenfor vedrørende gjensidig induktans er tilsynelatende uforenlig med påstanden om at alle tre målinger blir utført i samme punkt siden bruk av flere mottakere innebærer at målinger ikke kan gjøres samtidig ved samme dybde. Det kan være at digital signalbehandlingsteknikk benyttet sammen med tidligere kjente høyoppløsende induksjonssensorer gjør det mulig for alle praktiske formål å påstå at målingene foretas ved samme dybde, men dette er bare en gjetning. Etter den måte målingene utføres på, kan de ikke være foretatt i samme punkt. Det skal påpekes at publikasjonen ikke direkte sier at målingene er foretatt samtidig i samme punkt, men det kan ellers ikke være noen annen årsak til å omhandle dette emne siden de fleste verktøy kan foreta målinger i samme punkt, men på forskjellige tidspunkter. In the publication entitled "Induction to the High Resolution Induction Tool" by R. Strickland, P. Sinclair, J. Harber and J. DeBrecht, presented at the SPWLA 28th Annual Logging Symposium June 29 - July 2, 1987, it is described that "These prototypes are of entirely new mechanical construction in which every turn of every coil is positioned precisely along a mandrel made of highly temperature-stable materials. The position of each turn was calculated to precisely zero the mutual inductance with no extra adjustment". This statement implies a plurality of receiving antennas, as discussed in the technique found in the above-mentioned patents where mutual inductance is treated. There seems to be a discrepancy in this publication because a later piece of information states that "All three measurements are made at the same point so that depth shifting errors are eliminated". What has been said above regarding mutual inductance is apparently incompatible with the claim that all three measurements are made at the same point since the use of several receivers means that measurements cannot be made simultaneously at the same depth. It may be that digital signal processing techniques used in conjunction with previously known high-resolution induction sensors make it possible for all practical purposes to claim that the measurements are made at the same depth, but this is only a guess. According to the way the measurements are carried out, they cannot be taken at the same point. It should be pointed out that the publication does not directly state that the measurements were taken simultaneously at the same point, but there can otherwise be no other reason to deal with this topic since most tools can take measurements at the same point, but at different times.

En annen fremgangsmåte gjør bruk av flere frekvenser, som for eksempel i " Resistivity profiling with a Multi Frequency Induction Sonde" av David F. Allen og Scott J. Jacobsen, fremlagt ved SPWLA 28. Annual Logging Symposium 29. juni - 2. juli 1987. En variasjon over dette emne er bruk av et pulset induksjonsloggeverktøy, for eksempel det som fremstilles av MPI, Inc., 4174 Technology Drive, Freemont, California 94538. Denne sensor sender ut samtidig et bredt område av frekvenser. Another approach makes use of multiple frequencies, as for example in "Resistivity profiling with a Multi Frequency Induction Probe" by David F. Allen and Scott J. Jacobsen, presented at the SPWLA 28th Annual Logging Symposium June 29 - July 2, 1987 .A variation on this subject is the use of a pulsed induction logging tool, such as that manufactured by MPI, Inc., 4174 Technology Drive, Freemont, California 94538. This sensor simultaneously emits a wide range of frequencies.

I publikasjjonen med tittelen " Applications of the High Resolution Deep Investi<g>ation Resistivity Instrument", fremlagt av R.A. Khokhar, T.D. Lawrence og W.H. Fertle ved SPWLA 12. French Section (SAID) Int. Formation Evaluation Symposium, Transaction Paper No. K, 1989, er det omhandlet en tverrstilt anordning av putekontakttype der det sies at en lagoppløsning på 12,5 mm kan oppnås med deres verktøy, mens det kan oppnås måling av resistivitet i lag som er 25,4 mm tykke eller bedre. Dette er et eksempel på forskjellen mellom oppløsning og full lagfølsomhet ved bruk av to klart forskjellige verktøy til utførelse av målinger ved flere dybder. Publikasjonen angir ikke klart et behov for å få til målinger ved flere dybder og med en felles lagoppløsning som er så høy som det er mulig i praksis. In the publication entitled " Applications of the High Resolution Deep Investi<g>ation Resistivity Instrument ", presented by R.A. Khokhar, T.D. Lawrence and W.H. Fertle at SPWLA 12th French Section (SAID) Int. Formation Evaluation Symposium, Transaction Paper No. K, 1989, a transverse pad contact type device is discussed where it is said that a layer resolution of 12.5 mm can be achieved with their tool, while resistivity measurement can be achieved in layers 25.4 mm thick or better. This is an example of the difference between resolution and full layer sensitivity when using two distinctly different tools to perform measurements at multiple depths. The publication does not clearly indicate a need to obtain measurements at several depths and with a common layer resolution that is as high as is possible in practice.

I publikasjonen med tittelen " Field Test Results of the High Resolution Induction", fremla<g>t av M.W. Alberty og D.S. Epps på SPWLA 29. Annual Logging Symposium 5. - 8. juni 1988, er det klargjort at det er meget ønskelig å skille de vertikale og horisontale lagfølsomheter fra hverandre. In the publication entitled "Field Test Results of the High Resolution Induction", submitted by M.W. Alberty and D.S. Epps at the SPWLA 29th Annual Logging Symposium 5 - 8 June 1988, it is clarified that it is highly desirable to separate the vertical and horizontal layer sensitivities from each other.

I enda en publikasjon med tittelen " Advances in High Resolution Logging" som er publisert i Technical Review, bind 36 nr. 2 på sidene 4-14, finnes det en beskrivelse av fasor induksjons verktøy. Særlig viser publikasjonen at høy oppløsning blir oppnådd for sensorene, ikke direkte med den dyptmålende del av sensorene, men med den gruntmålende del av denne. Informasjon med høy oppløsning som fremkommer på denne måte blir benyttet til syntetisk å forbedre oppløsningen ved den dyptmålende del av sensoren. In yet another publication entitled "Advances in High Resolution Logging" published in Technical Review, Volume 36 No. 2 on pages 4-14, there is a description of the phasor induction tool. In particular, the publication shows that high resolution is achieved for the sensors, not directly with the depth-measuring part of the sensors, but with the shallow-measuring part of this. High-resolution information that emerges in this way is used to synthetically improve the resolution of the depth-measuring part of the sensor.

I publikasjonen med tittelen " Vertical Enhancement by Combination and Transformation of Associated Responses". som ble fremlagt av P.A.S. Elkington, J.R. Samworth og M.C. Enstone ved SPWLA 31. Annual Logging Symposium 24. - 27. juni 1990, fremkommer det at det er en temmelig skarp forskjell mellom lagoppløsning og lagfølsomhet. Denne forskjell er i overensstemmelse med de kommentarer som er gitt ovenfor vedrørende US patent nr. 4.818.946.1 denne publikasjon omhandles det en generell fremgangsmåte til forbedring av den vertikale følsomhet for en bred klasse av sensorer. Poenget med denne publikasjon er at det ofte finnes synlige trekk i en logg (utregnet) og som ikke finnes i loggen på noe sted nær deres sanne verdi (fullt utviklet). Det er dermed klart at det finnes synlige trekk ved en sensor i kort avstand som ikke finnes i en sensor som står i lenger avstand siden, med de typer sensorer det her er tale om, lagoppløsningen avtar når undersøkelsesdybden øker. In the publication entitled "Vertical Enhancement by Combination and Transformation of Associated Responses". which was presented by P.A.S. Elkington, J.R. Samworth and M.C. Enstone at the SPWLA 31st Annual Logging Symposium 24 - 27 June 1990, it appears that there is a rather sharp difference between layer resolution and layer sensitivity. This difference is in accordance with the comments made above regarding US Patent No. 4,818,946.1 this publication relates to a general method for improving the vertical sensitivity of a wide class of sensors. The point of this publication is that there are often visible features in a log (uncalculated) that are not found in the log anywhere near their true value (fully developed). It is thus clear that there are visible features of a sensor at a short distance that are not found in a sensor that is at a greater distance since, with the types of sensors in question here, the layer resolution decreases as the depth of investigation increases.

I publikasjonen med tittelen " Theory of Microinduction Measurements" fremlagt av W.C. Chew og R.L. Kleinberg i IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, bind 26 nr. 6, november 1988, på sidene 707-719, finnes, det en diskusjon av bruken av målinger av induksjonstypen foretatt med en meget grunn undersøkelsesdybde. Denne publikasjon viser at med overordentlig små dimensjoner på sensoren er det mulig å foreta en grov tilnærming til sensorens følsomhet ved bruk av geometrisk faktorteori, men at følsomheten blir best forstått uttrykt med det forfatterne betegner som en "helbølge" teori. Induksjonsrfekvensen for mikroinduksjonssensoren er 25 MHz og planet for den sendende rammeantenne er parallelt med borehullets vegg. Selv om betydelig spalteplass er benyttet i publikasjonen til bruken av den geometriske faktorteori i forhold til en "helbølge" teori, fører i virkeligheten publikasjonen bort fra foreliggende oppfinnelse. Dette er helt klart fra en uttalelse på side 708 i publikasjonen i de tre avsnitt som ligger foran kapittel II. In the publication entitled "Theory of Microinduction Measurements" presented by W.C. Chew and R.L. Kleinberg in IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, Volume 26 No. 6, November 1988, pages 707-719, there is a discussion of the use of induction type measurements made with a very shallow depth of investigation. This publication shows that with extremely small dimensions of the sensor it is possible to make a rough approximation of the sensor's sensitivity using geometric factor theory, but that the sensitivity is best understood expressed with what the authors describe as a "full wave" theory. The induction frequency for the microinduction sensor is 25 MHz and the plane of the transmitting frame antenna is parallel to the borehole wall. Although considerable column space is used in the publication for the use of the geometric factor theory in relation to a "full wave" theory, in reality the publication leads away from the present invention. This is quite clear from a statement on page 708 of the publication in the three paragraphs preceding Chapter II.

Sluttelig omhandler US patent nr. 4.940.943 bruk av en enkel sender sammen med et par mottakere der senderens rammeantenne er anbragt i en første utskjæring i det ledende hus og mottakerens antenner er anbragt i ytterligere utskjæringer i det ledende hus, idet slike utskjæringer i det ledende hus benyttes for å påvirke mønstrene for den elektromagnetiske energi fra senderen til mottakeren. Finally, US patent no. 4,940,943 deals with the use of a single transmitter together with a pair of receivers where the transmitter's frame antenna is placed in a first cutout in the conductive housing and the receiver's antennas are placed in further cutouts in the conductive housing, such cutouts in the conductive housing is used to influence the patterns of the electromagnetic energy from the transmitter to the receiver.

Som en oppsummering er det i hoveddelen av de tidligere kjente publikasjoner, når det gjelder å få til måling av resistiviteten i en formasjon i forskjellige undersøkelsesdybder, benyttet en flerhet av sendere sammen med en flerhet av mottakere som står i forskjellige avstander. Ved måling-under-boring (MWD) der sensorene føres i borestrengen kan en flerhet av mottakere som har forskjellige avstander føre til alvorlige problemer på grunn av virkningen av "invasjon", dvs. tidsavhengig bevegelse av borehullfluid inn i formasjonen. Hvis som eksempel hullet bores med en boresynkehastighet (ROP) på 1,5 m per time, og en rekke mottakerpar står i en avstand på 75 cm, vil den tid som forløper mellom målinger som tas av et første par (Ri, R2) og det andre par (R3/R4) ved samme vertikale dybde i borehullet være 30 minutter, og i løpet av denne tid kan fluid i formasjonen bevege seg over en betydelig avstand og dermed innvirke på målingen av resistivitet. Videre omhandler de tidligere publikasjoner bruk av en flerhet av sendere som står i forskjellige avstander fra hverandre med et enkelt mottakerpar, og for eksempel i US patent nr. 3.893.020 som er omhandlet ovenfor, er dette benyttet for å konsentrere det elektromagnetiske felt ved samme radielle undersøkelsesdybde, noe som er et betydelig avvik fra foreliggende oppfinnelse som gjelder forskjellige undersøkelsesdybder. As a summary, in the main part of the previously known publications, when it comes to measuring the resistivity in a formation at different investigation depths, a plurality of transmitters together with a plurality of receivers standing at different distances have been used. In measurement-while-drilling (MWD) where the sensors are carried in the drill string, a plurality of receivers having different distances can cause serious problems due to the effect of "invasion", i.e. time-dependent movement of borehole fluid into the formation. If, for example, the hole is drilled at a rate of drilling (ROP) of 1.5 m per hour, and a series of receiver pairs stand at a distance of 75 cm, the time that elapses between measurements taken by a first pair (Ri, R2) and the other pair (R3/R4) at the same vertical depth in the borehole be 30 minutes, and during this time fluid in the formation can move over a considerable distance and thus affect the measurement of resistivity. Furthermore, the previous publications deal with the use of a plurality of transmitters standing at different distances from each other with a single pair of receivers, and for example in US patent no. 3,893,020 discussed above, this is used to concentrate the electromagnetic field at the same radial depth of investigation, which is a significant departure from the present invention which applies to different depths of investigation.

Det er derfor en hovedhensikt med foreliggende oppfinnelse å komme frem til en ny og forbedret anordning til logging av resistiviteten i formasjoner som omgir et borehull med forskjellige dybder når det gjelder radiell avstand fra borehullet. It is therefore a main purpose of the present invention to come up with a new and improved device for logging the resistivity in formations that surround a borehole with different depths in terms of radial distance from the borehole.

Det er også en hensikt med oppfinnelsen å komme frem til slike målinger ved hovedsakelig fastlagte vertikale dybder. It is also a purpose of the invention to arrive at such measurements at mainly fixed vertical depths.

Videre er det en hensikt med oppfinnelsen å komme frem til stort sett samme lagoppløsning for hver av disse målinger. Furthermore, it is a purpose of the invention to arrive at largely the same layer resolution for each of these measurements.

Nok en hensikt med oppfinnelsen er å muliggjøre flere undersøkelsesdybder med et redusert antall antenner, slik at det oppnås en verktøyutforming som er kortere og mer pålitelig. Another purpose of the invention is to enable more investigation depths with a reduced number of antennas, so that a tool design is achieved that is shorter and more reliable.

Ytterligere hensikter med oppfinnelsen er å utnytte den geometriske faktorteori ved logging av formasjoner som omgir et borehull i jorden ved bruk av elektromagnetisk energi, samt å sørge for optimal drift under varierende borehullbetingelser. Further purposes of the invention are to utilize the geometric factor theory when logging formations that surround a borehole in the earth using electromagnetic energy, as well as to ensure optimal operation under varying borehole conditions.

Den innledningsvis angitte anordning kjennetegnes ifølge oppfinnelsen ved at de ytterligere senderne har en andre sendefrekvens i området 0,5-4 MHz, men som er forskjellig fra den første sendefrekvensen. The initially stated device is characterized according to the invention in that the further transmitters have a second transmission frequency in the range 0.5-4 MHz, but which is different from the first transmission frequency.

Ifølge ytterligere utførelsesformer av anordningen er den første avstanden i området ca. 15-30 cm. Videre kan den andre avstanden være i området ca. 30-45 cm, den tredje avstanden kan være ca. 61 cm, og den fjerde avstanden kan være ca. 76 cm. According to further embodiments of the device, the first distance in the area is approx. 15-30 cm. Furthermore, the second distance can be in the area of approx. 30-45 cm, the third distance can be approx. 61 cm, and the fourth distance can be approx. 76 cm.

Ifølge en annen utførelsesform av anordningen er den andre sendefrekvensen 1,0 MHz. According to another embodiment of the device, the second transmission frequency is 1.0 MHz.

Ifølge nok en ytterligere utførelsesform av anordningen kan den første frekvensen være 2,0 MHz og den andre frekvensen være 1,0 MHz. According to yet another further embodiment of the device, the first frequency can be 2.0 MHz and the second frequency can be 1.0 MHz.

Det vil også være fordelaktig, ifølge oppfinnelsen at nevnte mottakere og nevnte sendere er anbragt på huset med innbyrdes avstand, og der den andre av mottakerne ligger dypest i borehullet og der den første mottakeren, den første senderen, den andre senderen og nevnte ytterligere sender ligger suksessivt høyere i borehullet. It would also be advantageous, according to the invention, that said receivers and said transmitters are placed on the housing at a distance from each other, and where the second of the receivers is located deepest in the borehole and where the first receiver, the first transmitter, the second transmitter and said additional transmitter are located successively higher in the borehole.

Ved oppfinnelsen muliggjøres sekvensiell pulsing av flerheten av sendere for dermed å få til en tidsseparasjon mellom de støt av elektromagnetisk energi som senderne avgir. The invention enables sequential pulsing of the plurality of transmitters in order to achieve a time separation between the bursts of electromagnetic energy emitted by the transmitters.

Oppfinnelsen er for øvrig kjennetegnet ved de i kravene gjengitte trekk, og formål og fordeler ved oppfinnelsen vil bli beskrevet nærmere i det følgende under henvisning til tegningene, der: Fig. 1 viser, sett fra siden, et MWD verktøy (verktøy til måling under boring) ifølge foreliggende oppfinnelse hengende i et vertikalt borehull som del av en borestreng, Fig. 2 viser, sett fra siden, et brønnloggeinstrument i henhold til oppfinnelsen, og det vises også et blokkdiagram for de kretser som anvendes ved drift av senderne og til behandling av de signaler som mottas ved det ene mottakerpar, The invention is otherwise characterized by the features reproduced in the claims, and the purpose and advantages of the invention will be described in more detail in the following with reference to the drawings, where: Fig. 1 shows, seen from the side, an MWD tool (tool for measuring during drilling ) according to the present invention suspended in a vertical borehole as part of a drill string, Fig. 2 shows, seen from the side, a well logging instrument according to the invention, and a block diagram is also shown for the circuits used in operating the transmitters and for processing the signals received at one receiver pair,

Fig. 3 er et pulsdiagram som viser tidssekvensen for pulsstyring av senderen, og Fig. 3 is a pulse diagram showing the time sequence for pulse control of the transmitter, and

Fig. 4 er et pulsdiagram som viser en tidssekvens som er et alternativ til det som er vist på fig. 3. Fig. 4 is a pulse diagram showing a time sequence which is an alternative to that shown in fig. 3.

Det skal nå vises til fig. 1 som gjengir den foretrukne utførelsesform for et loggeverktøy 10 i henhold til foreliggende oppfinnelse mens det henger i den vertikale seksjonen av et borehull 12 i jorden i et borestrengrør 14 fra jordoverflaten, og en slik borestreng innbefatter ett eller flere vektrør 11. En senderseksjon omfattende sendere 16,18 og 20 står langs lengden av loggeverktøyet 10 i avstand fra en mottakerseksjon 22 som innbefatter et par mottakere som i det følgende noen ganger betegnes som R\ og R2. Ved bruk av senderfrekvenser som forskjellige, for eksempel 2 MHz og 1 MHz, kan man om det ønskes benytte et par spoler i hver mottaker, en avstemt på 2 MHz og en avstemt på 1 MHz. Hvert par av slike spoler i en mottaker kan om det ønskes legges side ved side rundt omkretsen av verktøyet 10 eller de kan stables konsentrisk. Senderne 16,18 og 20, som enkelte ganger i det følgende betegnes som sendere Ti, T2 og T3, er tildekket med et ikke-ledende materiale, noe som er velkjent på dette området. Likeledes har mott aker seksjonen 22 mottakerne Ri og R2 tildekket med et ikke-ledende materiale. Senderne og mottakerne kan fremstilles ifølge beskrivelsen i US patent nr. 4.940.943. Det skal påpekes at hoveddelen av verktøyet 10 fortrinnsvis er laget av stål for å motvirke at verktøyet 10 skal bli et svakt ledd i borestrengen 14. Vanligvis, og på en måte som er velkjent på dette området, blir ett eller flere vektrør 24 skrudd fast på den nedre enden av loggeverktøyet 10 mens borekronen (ikke vist) er skrudd inn i vektrørene. Reference should now be made to fig. 1 which reproduces the preferred embodiment of a logging tool 10 according to the present invention while hanging in the vertical section of a borehole 12 in the earth in a drill string pipe 14 from the ground surface, and such a drill string includes one or more weight pipes 11. A transmitter section comprising transmitters 16, 18 and 20 stand along the length of the logging tool 10 at a distance from a receiver section 22 which includes a pair of receivers which in the following are sometimes referred to as R1 and R2. When using transmitter frequencies that are different, for example 2 MHz and 1 MHz, one can, if desired, use a pair of coils in each receiver, one tuned to 2 MHz and one tuned to 1 MHz. Each pair of such coils in a receiver can, if desired, be placed side by side around the circumference of the tool 10 or they can be stacked concentrically. The transmitters 16, 18 and 20, which are sometimes referred to in the following as transmitters T1, T2 and T3, are covered with a non-conductive material, which is well known in this area. Likewise, the mott aker section 22 has the receivers Ri and R2 covered with a non-conductive material. The transmitters and receivers can be manufactured according to the description in US patent no. 4,940,943. It should be pointed out that the main part of the tool 10 is preferably made of steel to prevent the tool 10 from becoming a weak link in the drill string 14. Usually, and in a manner well known in this field, one or more weight tubes 24 are screwed onto the lower end of the logging tool 10 while the drill bit (not shown) is screwed into the weight tubes.

Det skal påpekes at loggeverktøyet 10 også har de nødvendige elektroniske kretser (vist på fig. 2) til de behandling av de signaler som mottas av mottakerseksjonen 22 ifølge foreliggende oppfinnelse, for derved å omforme de mottatte signaler til en logg eller en annen indikasjon på formasjonens resistivitet. Det skal også påpekes at de behandlede signaler kan registreres i elektronikkseksjonen i verktøyet 10 eller kan føres med et vanlig telemetrisystem (ikke vist) til overflaten for samtidig behandling og utlesning. Et typisk eksempel på et velkjent telemetrisystem er et som.frembringer slampulser som kan påvises ved jordens overflate og som angir de behandlede signaler. It should be pointed out that the logging tool 10 also has the necessary electronic circuits (shown in Fig. 2) for the processing of the signals received by the receiver section 22 according to the present invention, thereby converting the received signals into a log or another indication of the formation's resistivity. It should also be pointed out that the processed signals can be registered in the electronics section of the tool 10 or can be fed with a conventional telemetry system (not shown) to the surface for simultaneous processing and reading. A typical example of a well-known telemetry system is one which produces sludge pulses which can be detected at the surface of the earth and which indicate the processed signals.

På fig. 2 er brønnloggeinstrumentet 10 vist med en rekke sendere Ti, T2, T3 T„. Selv om det i den foretrukne utførelsesform tar sikte på bare tre slike sendere (T1-T3) er Tn gjengitt for å vise at ytterligere sendere kan benyttes om det ønskes. Det skal påpekes at Ti, T2, T3 Tn er anbragt i rekkefølge i avstand fra mottakerparet Ri og R2. Avstanden mellom spolene som benyttes for Ri og R2 er som regel 15 cm langs lengdeaksen for instrumentet 10. Avstanden mellom mottakerparet og de påfølgende sendere som står i avstand fra hverandre vil være forskjellige for noen anvendelser som omhandlet mer i detalj i det følgende. Det er tilstrekkelig på dette trinn å si at en typisk utførelse kan ha en avstand mellom Ti og R1/R2 på 30 cm/45 cm; avstanden mellom T2 og R1/R2 på 60 cm/76 cm og en avstand mellom T3 og Ri/R2 på 91 cm/106 cm, og det skal påpekes at tallet "30/45" som eksempel angir at avstanden mellom Ti og Ri er 30 cm og at avstanden mellom Ti og R2 er 45 cm under forutsetning av at Ri og R2 ligger 15 cm fra hverandre. In fig. 2, the well logging instrument 10 is shown with a series of transmitters Ti, T2, T3 T„. Although in the preferred embodiment only three such transmitters (T1-T3) are intended, Tn is reproduced to show that further transmitters can be used if desired. It should be pointed out that Ti, T2, T3 Tn are placed in order at a distance from the receiver pair Ri and R2. The distance between the coils used for Ri and R2 is usually 15 cm along the longitudinal axis of the instrument 10. The distance between the receiver pair and the successive transmitters which are spaced apart will be different for some applications which are discussed in more detail below. It is sufficient at this stage to say that a typical embodiment may have a distance between Ti and R1/R2 of 30 cm/45 cm; the distance between T2 and R1/R2 of 60 cm/76 cm and a distance between T3 and Ri/R2 of 91 cm/106 cm, and it should be pointed out that the number "30/45" as an example indicates that the distance between Ti and Ri is 30 cm and that the distance between Ti and R2 is 45 cm on the condition that Ri and R2 are 15 cm apart.

Til senderspolene Ti, T2, T3.... Tn er det koblet en rekke forsterkere Ai, A2, A3.... A„. Disse forsterkere bli på sin side drevet av tilhørende oscillatorer Fi, F2, F3.... Fn. Det A number of amplifiers Ai, A2, A3.... A„ are connected to the transmitter coils Ti, T2, T3.... Tn. These amplifiers are in turn driven by associated oscillators Fi, F2, F3... Fn. The

skal påpekes at frekvensen fortrinnsvis er av en størrelsesorden på 2 MHz. På grunn av effektdempingen ved større undersøkelsesdybder slik tilfellet vil være med sendere som ligger lenger hverandre, er det fordelaktig om frekvensen Fi > F2 > F3 > .... Fn. Ved den foretrukne utførelse av foreliggende oppfinnelse tas det sikte på at Fi vil være 2 MHz, F2 vil være 2 MHz og F3 vil være 1 MHz. Basert på forskjellige forsøk som er blitt it should be pointed out that the frequency is preferably of the order of 2 MHz. Due to the power attenuation at greater survey depths, as will be the case with transmitters that are further apart, it is advantageous if the frequency Fi > F2 > F3 > .... Fn. In the preferred embodiment of the present invention, it is intended that Fi will be 2 MHz, F2 will be 2 MHz and F3 will be 1 MHz. Based on various attempts that have been

utført virker imidlertid oppfinnelsen ganske godt i området fra omtrent 0,5 MHz opp til omtrent 4 MHz. Oscillatorene Fi, F2, F3.... Fn er styrt av senderstyringen 30 som selv har grensesnitt mot en mikroprosessor 32 mens denne på sin side har grensesnitt mot en kommunikasjonsgrensesnittkrets 34 og en analog til digital omformer 36. Kommunikasjonsgrensesnittkretsen 34 er vanlig og danner et grensesnitt mellom datamaskiner, et internt minne, slampulseringsanordning, mikroprosessor og operatørene eller datamaskinene ved jordoverflaten etter at verktøyet 10 er tatt opp til jordens overflate. implemented, however, the invention works quite well in the range from about 0.5 MHz up to about 4 MHz. The oscillators Fi, F2, F3....Fn are controlled by the transmitter control 30 which itself has an interface to a microprocessor 32, while this in turn has an interface to a communication interface circuit 34 and an analog to digital converter 36. The communication interface circuit 34 is common and forms a interface between computers, an internal memory, mud pulsator, microprocessor and the operators or computers at the surface of the earth after the tool 10 is brought up to the surface of the earth.

Det differensielle mottakerpar Ri og R2 er forbundet henholdsvis med forsterkere 40 og 42 som er tilsluttet blandekretser 44 og 46. The differential receiver pair Ri and R2 are connected respectively to amplifiers 40 and 42 which are connected to mixing circuits 44 and 46.

En rekke oscillatorer Fi' og F2\ F3' .... Fn' er koblet gjennom en oscillatorvelgerkrets 48 hvis utgang tilføres de tilhørende innganger til blandekretsene 44 og 46. Oscillatorvelgerkretsen 48 mottar sine innganger fra mikroprosessorkretsen 32. A series of oscillators Fi' and F2\ F3' ... Fn' are connected through an oscillator selector circuit 48 whose output is supplied to the associated inputs of the mixer circuits 44 and 46. The oscillator selector circuit 48 receives its inputs from the microprocessor circuit 32.

De respektive utganger fra blanderkretsene 44 og 46 driver lavpassflltere 50 og 52. Filternes 50 og 52 utganger driver henholdsvis amplitudemålerkretsene 54, 56. Kretsenes 54 og 56 utganger er forbundet med multiplekserkretsen 60. Utgangene fra lavpassfiltrene 50 og 52 er også forbundet med inngangene for kretsen 62 for relativ fasemåling. The respective outputs of the mixer circuits 44 and 46 drive low-pass filters 50 and 52. The outputs of the filters 50 and 52 respectively drive the amplitude meter circuits 54, 56. The outputs of the circuits 54 and 56 are connected to the multiplexer circuit 60. The outputs of the low-pass filters 50 and 52 are also connected to the inputs of the circuit 62 for relative phase measurement.

Under bruk av anordningen og de kretser som er vist på fig. 2, skal man være klar over at det er ønskelig å behandle mellomfrekvenssignaler istedenfor de nominelle 2 MHz signaler som mottas av mottakerparet Ri og R2. Av den grunn er oscillatorene Fi', F2', F3' .... Fn' valgt slik at de ligger meget nær opptil de tilsvarende frekvenser Fi, F2, F3 .... Fn. For eksempel kan Fn stilles på en frekvens på 1,998 MHz og dermed gi en mellomfrekvens som kommer fra blanderkretsen 44 eller kretsen 46 på 0,002 MHz (2 KHz). På tilsvarende måte kan F2' og F3' stilles på 1,998 MHz og 0,998 MHz. Dermed vil de eneste signaler som passerer lavpassfiltrene 50 og 52 være de mellomfrekvenser som fremkommer ved blanding av frekvensene Fi, F2, F3.... Fn med frekvensene Fi', F2', F3' .... F„'. Det skal påpekes at amplitudemålerkretsen 54 gir et mål på amplituden av det signal som mottas av Ri, mens kretsen 56 måler amplituden på de innkommende signaler som mottas av mottakeren R2. På tilsvarende måte vil kretsen 62 til måling av relativ fase gi et mål på faseforskjellen mellom signalene som mottas ved mottakeren Ri og signaler som mottas ved mottakeren R2. Slik det er vel kjent på dette området, vil amplitudemålingene og målingene av relativ fase sammen angi formasjonens resistivitet som ved tidsmultipleksing gir en hvilken som helst kombinasjon som er ønsket for amplitude- og fasemålingene. During use of the device and the circuits shown in fig. 2, one must be aware that it is desirable to process intermediate frequency signals instead of the nominal 2 MHz signals received by the receiver pair Ri and R2. For that reason, the oscillators Fi', F2', F3'....Fn' are chosen so that they lie very close to the corresponding frequencies Fi, F2, F3....Fn. For example, Fn can be set to a frequency of 1.998 MHz and thus give an intermediate frequency coming from the mixer circuit 44 or the circuit 46 of 0.002 MHz (2 KHz). In a similar way, F2' and F3' can be set to 1.998 MHz and 0.998 MHz. Thus, the only signals that pass the low-pass filters 50 and 52 will be the intermediate frequencies that arise by mixing the frequencies Fi, F2, F3....Fn with the frequencies Fi', F2', F3'....F„'. It should be pointed out that the amplitude measuring circuit 54 gives a measure of the amplitude of the signal received by Ri, while the circuit 56 measures the amplitude of the incoming signals received by the receiver R2. In a similar way, the circuit 62 for measuring relative phase will give a measure of the phase difference between the signals received at the receiver Ri and signals received at the receiver R2. As is well known in this area, the amplitude measurements and the measurements of relative phase together will indicate the resistivity of the formation which, by time multiplexing, gives any combination that is desired for the amplitude and phase measurements.

Det skal påpekes at frekvensene Fi, F2, F3.... F„ kunne ha samme frekvens bortsett fra de praktiske betraktninger som er knyttet til effekttapet i formasjonen på grunn av den økede avstand signalene har å tilbakelegge gjennom formasjonen. De vanlige multiplekserkretser som benyttes ved dette system muliggjør imidlertid tidsseparasjon mellom den sekvensielle pulsingen av senderne Ti, T2, T3.... Tn. For eksempel, som vist på fig. 3 kan senderen Ti pulses i ett sekund fulgt av pause i ett sekund, fulgt av pulsing av senderen T2 for ett sekund fulgt av en pause på ett sekund, og fulgt av en pulsing av sender T3 i ett sekund etc, etc. Det skulle være klart at varigheten av pulsing av hver sender kan varieres, noe som også gjelder varigheten av de mellomliggende pauser, for eksempel som vist på fig. 4. Det skal påpekes at uttrykket "tidsseparasjon" mellom pulsene innbefatter den foretrukne utførelse der en puls begynner øyeblikkelig ved avslutningen av den umiddelbart forutgående puls. Som ønsket, kan varigheten av pulser som styrer Ti variere fra varigheten av pulsene for T2, som igjen kan være forskjellig fra varigheten av pulsene for senderen T3 for å frembringe en signatur for de mottatte pulser ved mottakerne Ri og R2 til bedre identifikasjon av senderne og dermed undersøkelsesdybden for de bestemte pulser som mottas. Dermed foretas målinger til forskjellige dybder i formasjonen ved aktivisering av hver sender på et eget tidspunkt slik at bare én sender er aktiv om gangen og ved registrering eller telemetrioverføring av den mottatte faseforskjell og/eller amplituder/(amplitudeforhold) som svarer til hvert sendt signal. Som et alternativ kan senderne Ti,T2, T3.... T„ alle drives med forskjellige frekvenser, og de kunne pulses samtidig der separasjon av signalene er en funksjon av frekvensforskjell istedenfor forskjell i tidsseparasjon i henhold til den foretrukne utførelse av oppfinnelsen. Det skulle imidlertid være ganske klart at sending av alle sendersignaler samtidig vanligvis vil kreve bruk av ytterligere filtere og behandlingskretser for å sette instrumentet i stand til på en riktig måte å diskriminere mellom de forskjellige frekvenser. It should be pointed out that the frequencies Fi, F2, F3.... F„ could have the same frequency apart from the practical considerations linked to the power loss in the formation due to the increased distance the signals have to travel through the formation. However, the usual multiplexer circuits used in this system enable time separation between the sequential pulsing of the transmitters Ti, T2, T3... Tn. For example, as shown in FIG. 3, the transmitter Ti can be pulsed for one second followed by a pause of one second, followed by a pulse of the transmitter T2 for one second followed by a pause of one second, and followed by a pulse of the transmitter T3 for one second etc, etc. It should be clear that the duration of pulsing of each transmitter can be varied, which also applies to the duration of the intermediate pauses, for example as shown in fig. 4. It should be pointed out that the term "time separation" between the pulses includes the preferred embodiment where a pulse begins immediately at the end of the immediately preceding pulse. As desired, the duration of pulses controlling Ti may differ from the duration of pulses for T2, which in turn may differ from the duration of pulses for transmitter T3 to produce a signature for the received pulses at receivers Ri and R2 for better identification of the transmitters and thus the depth of investigation for the particular pulses that are received. Thus, measurements are made to different depths in the formation by activating each transmitter at a separate time so that only one transmitter is active at a time and by recording or telemetry transmission of the received phase difference and/or amplitudes/(amplitude ratio) corresponding to each transmitted signal. As an alternative, the transmitters Ti, T2, T3.... T„ could all be operated at different frequencies, and they could be pulsed simultaneously where separation of the signals is a function of frequency difference instead of difference in time separation according to the preferred embodiment of the invention. However, it should be quite clear that transmitting all transmitter signals simultaneously will usually require the use of additional filters and processing circuits to enable the instrument to properly discriminate between the different frequencies.

Et viktig trekk ved foreliggende oppfinnelse er oppnåelse av følsomheten for en sensor av induksjonstypen når det gjelder den grunneste måling, selv om sensoren arbeider med radiofrekvenser (rundt 2 MHz). Dette er i strid med vanlige kunnskaper på dette område (se for eksempel Rodney, P.F. m.fl.: "The Electromagnetic Wave Resistivity MWD Tool", publikasjon SPE 12167 fremlagt ved 1983 SPE Annual Technical Conference and Exhibition, San Francisco, 5.- 8. oktober 1983, og Dayev, D.S., Hieh-Frequency Electromagnetic Techniques of Well Logging. "Nedra" Publishing House, Moskva (1974) 94-127, som vil fore til at senderen for den grunne måling settes lenger fra mottakeren enn nødvendig eller ønskelig. Den snevre nærhet mellom den grunne sender og mottakeren vil på en effektiv måte bringe mottakeren innenfor induksjonssonen for den grunne sender. Dermed vil forplantningsvirkningene stort sett være ubetydelige for den grunne mottaker. Dette forenkler borehullskorreksjoner som er nødvendig for denne sensor. Siden det er overordentlig viktig at borehullskorreksjoner utføres riktig utfra grunne målinger (siden disse er de som blir påvirket av borehullet) er den tilnærmede gyldighet for geometrisk faktorteori ved denne avstand en klar fordel. Det er dessuten viktigere at siden den grunne måling foregår i induksjonssonen, kan veletablerte teknikker til skarpstilling av feltet for en induksjonssensor anvendes for den grunne måling for å redusere påvirkningen fra borehullet og allikevel oppnå en grunn måling i formasjonen (se for eksempel Fundamentals of Formation Evaluation. Donald P. Helander, OGCI Publications, Oil An important feature of the present invention is the achievement of the sensitivity of an induction-type sensor when it comes to the shallowest measurement, even if the sensor works with radio frequencies (around 2 MHz). This is contrary to common knowledge in this area (see for example Rodney, P.F. et al.: "The Electromagnetic Wave Resistivity MWD Tool", publication SPE 12167 presented at the 1983 SPE Annual Technical Conference and Exhibition, San Francisco, 5.- October 8, 1983, and Dayev, D.S., Hieh-Frequency Electromagnetic Techniques of Well Logging. "Nedra" Publishing House, Moscow (1974) 94-127, which will cause the transmitter for the shallow measurement to be placed further from the receiver than necessary or desirable. The close proximity between the shallow transmitter and receiver will effectively bring the receiver within the induction zone of the shallow transmitter. Thus, propagation effects will be largely negligible for the shallow receiver. This simplifies borehole corrections required for this sensor. Since it is extremely important that borehole corrections are carried out correctly based on shallow measurements (since these are those that are affected by the borehole) the approximate validity for geometric f actor theory at this distance a clear advantage. It is also more important that since the shallow measurement takes place in the induction zone, well-established techniques for focusing the field of an induction sensor can be used for the shallow measurement to reduce the influence from the borehole and still achieve a shallow measurement in the formation (see for example Fundamentals of Formation Evaluation .Donald P. Helander, OGCI Publications, Oil

and Gas Consultants International, Inc., Tulsa, 1983, side 110). and Gas Consultants International, Inc., Tulsa, 1983, page 110).

Det er videre blitt temmelig godt fastslått at det finnes en geometrisk grense for undersøkelsesdybden ved en elektromagnetisk resistivitetssensor, gitt (diametralt) som summen av avstanden mellom de nære og fjerne antenner fra senderen. Dette gjelder målinger som er basert på faseforskjell mens amplitudebaserte målinger er omtrent 50% dypere. Alle disse er imidlertid tommelfingerregler. Det er blitt fastslått at undersøkelsesdybden er en funksjon av formasjonen, borehullet, resistivitet i den aktuelle sone og bare nærmer seg denne begrensning ved høye resistiviteter i slam og formasjon. I et borehull med 0,03 ohmmeter slam, er inntrengningsdybden 6,17 cm ved 2 MHz. Under disse forhold kan man generelt vente at den virkelige undersøkelsesdybde faller kortere enn den maksimale undersøkelsesdybde. Det er imidlertid ganske uventet funnet at dette avhenger av plasseringen av mottakerantennene, idet jo nærmere mottakerantennene står til senderen, jo bedre vil deres undersøkelsesdybde nærme seg til den ideelle verdi under alle forhold. For eksempel er undersøkelsesdybden for et mottakerpar 60 cm/76 cm under disse forhold omtrent 55 cm, og ifølge vanlige kunnskaper kan man da vente at en 23 cm/38 cm sensor har en undersøkelsesdybde på It has also been fairly well established that there is a geometric limit to the depth of investigation of an electromagnetic resistivity sensor, given (diametrically) as the sum of the distance between the near and far antennas from the transmitter. This applies to measurements that are based on phase difference, while amplitude-based measurements are approximately 50% deeper. However, all of these are rules of thumb. It has been established that the investigation depth is a function of the formation, the borehole, resistivity in the relevant zone and only approaches this limitation at high resistivities in mud and formation. In a borehole with 0.03 ohm meter mud, the penetration depth is 6.17 cm at 2 MHz. Under these conditions, one can generally expect the real depth of investigation to fall shorter than the maximum depth of investigation. However, it has been rather unexpectedly found that this depends on the location of the receiving antennas, as the closer the receiving antennas are to the transmitter, the better their survey depth will approach the ideal value under all conditions. For example, the survey depth for a receiver pair of 60 cm/76 cm under these conditions is approximately 55 cm, and according to common knowledge one can then expect that a 23 cm/38 cm sensor has a survey depth of

der 55 cm angir undersøkelsesdybden for en 60 cm/76 cm sensor, mens 136 cm tilsvarer 60 cm + 76 cm som er den maksimale undersøkelsesdybde for 60 cm/76 cm sensoren og 60 cm kommer fra 23 cm/38 cm sensoren. Den virkelige undersøkelsesdybde ble beregnet til 50 cm for 23 cm/38 cm sensoren, og dette ble bekreftet ved eksperimenter, eller mer slående med en 15 cm/30 cm antenneavstand. Når mottakerne nærmer seg senderen vil således undersøkelsesdybden nærme seg den ideelle undersøkelsesdybde. Som en oppsummering er det blitt fastslått at den foretrukne avstand mellom den nærmeste sender og den nærmeste mottaker er 15 cm — 30 cm. Det foretrukne avstandsområde fra den nærmeste sender til den mest fjerne mottaker er 30 cm - 45 cm, fortrinnsvis med bibehold av 15 cm avstand mellom mottakerne. where 55 cm indicates the survey depth for a 60 cm/76 cm sensor, while 136 cm corresponds to 60 cm + 76 cm which is the maximum survey depth for the 60 cm/76 cm sensor and 60 cm comes from the 23 cm/38 cm sensor. The real depth of investigation was calculated to be 50cm for the 23cm/38cm sensor and this was confirmed by experiments, or more strikingly with a 15cm/30cm antenna spacing. As the receivers approach the transmitter, the survey depth will thus approach the ideal survey depth. In summary, it has been determined that the preferred distance between the nearest transmitter and the nearest receiver is 15 cm - 30 cm. The preferred distance range from the nearest transmitter to the farthest receiver is 30 cm - 45 cm, preferably with a 15 cm distance between the receivers.

Dette kan forstås teoretisk som følger. Feltene for en induksjonssensor eller sensor med bølgeforplatning er temmelig godt tilnærmet feltene for en magnetisk dipol. Feltet for en oscillerende magnetisk dipol med sitt moment orientert langs z-aksen er velkjent og beskrevet i ( Electromagnetic Theory av Julius Adams Stratton, McGraw-Hill Book Company, New York, 1941, side 437). This can be understood theoretically as follows. The fields for an induction sensor or sensor with wave propagation are fairly well approximated to the fields for a magnetic dipole. The field of an oscillating magnetic dipole with its moment oriented along the z-axis is well known and described in (Electromagnetic Theory by Julius Adams Stratton, McGraw-Hill Book Company, New York, 1941, page 437).

Det skal påpekes at når produktet av antall bølger og avstanden fra den nære sender er lite, vil de statiske ledd og induksjonsleddene ha tilbøyelighet til å dominere over strålingsleddet. Med andre ord har sensoren tilbøyelighet til å opptre som en induksjonssensor. Det er av denne grunn at følsomhet av induksjonstypen blir observert når senderen står meget nær mottakerne. Strålingsleddet er da ubetydelig. Selv om dette kan synes å være enkelt i ettertid, var det ikke på noen måte nærliggende før vi hadde bygget en sensor med 30 cm/45 cm avstand mellom mottakerparet og senderen. Denne sensor målte langt dypere i formasjonen enn det vi ventet. It should be pointed out that when the product of the number of waves and the distance from the nearby transmitter is small, the static term and the induction term will tend to dominate over the radiation term. In other words, the sensor has a tendency to act as an induction sensor. It is for this reason that sensitivity of the induction type is observed when the transmitter is very close to the receivers. The radiation term is then negligible. Although this may seem simple in retrospect, it was not in any way close until we had built a sensor with a 30 cm/45 cm distance between the receiver pair and the transmitter. This sensor measured far deeper in the formation than we expected.

Av denne årsak er man tvunget til å stille senderen for grunne målinger langt nærmere mottakeren enn man kunne ventet, men man oppnår også en 2 MHz måling der geometrisk faktorteori kan anvendes (i det minste som tilnærmelse). Dette er en stor fordel siden det forenkler funksjonen for korreksjon av borehullet og gjør det mulig å utføre nøyaktige korreksjoner når det gjelder borehullets virkninger. Det skal imidlertid påpekes at i borehull med stor diameter ligger de ytre grenser for borehullet og formasjonen igjen i strålingssonen, slik at geometrisk faktorteori ikke kan anvendes på borehull med stor diameter. For borehull med normal dimensjon vil det faktum at målingen foretas i induksjonssonen ikke desto mindre bety at fremgangsmåten som tradisjonelt benyttes for å rette inn et induksjonssignal kan anvendes på grunne målinger om det ønskes for å redusere virkninger fra borehullet. Som beskrevet i den ovennevnte publikasjon av Helander, oppnås denne i og for seg kjente innstilling ved å føye til to til fire ytterligere antenner med strømmer som er rettet motsatt strømmene i hovedsenderantennen. For this reason, one is forced to set the transmitter for shallow measurements much closer to the receiver than one might expect, but one also achieves a 2 MHz measurement where geometric factor theory can be applied (at least as an approximation). This is a great advantage as it simplifies the borehole correction function and enables accurate corrections to be made in terms of borehole effects. However, it should be pointed out that in boreholes with a large diameter, the outer boundaries of the borehole and the formation are again in the radiation zone, so that geometric factor theory cannot be applied to boreholes with a large diameter. For boreholes with normal dimensions, the fact that the measurement is carried out in the induction zone will nevertheless mean that the method traditionally used to align an induction signal can be applied to shallow measurements if desired to reduce effects from the borehole. As described in the above-mentioned publication by Helander, this per se known setting is achieved by adding two to four additional antennas with currents which are directed opposite to the currents in the main transmitter antenna.

Vi har således kommet frem til at med riktig plassering av den grunneste sender oppnås en induksjonslignende følsomhet. Derfor kan geometrisk faktorteori anvendes på den grunneste måling. Dette er en stor fordel siden den grunneste måling på grunn av sin natur er den som blir mest påvirket av forhold i borehullet. Anvendelsen av geometrisk faktorteori innebærer at innstillingsteknikker som vanligvis praktiseres ved 20 KHz (en frekvens med to størrelsesordener lavere enn for den foreliggende anordning) kan benyttes for å stille inn den grunne sensor og nesten eliminere virkninger fra borehullet. We have thus concluded that with the correct placement of the shallowest transmitter, an induction-like sensitivity is achieved. Therefore, geometric factor theory can be applied to the shallowest measurement. This is a great advantage since the shallowest measurement, due to its nature, is the one most affected by conditions in the borehole. The application of geometric factor theory means that tuning techniques usually practiced at 20 KHz (a frequency two orders of magnitude lower than for the present device) can be used to tune the shallow sensor and almost eliminate effects from the borehole.

Det er viktig å forstå at hvis instrumentet følger den geometriske faktor, vil undersøkelsesdybden være så godt som uavhengig av resistivitet. Dette betyr ganske uventet at avstanden på en egenartet måte definerer dybden. Anvendelse av dette funn innebærer de følgende fremgangsmåter der Li er avstanden mellom Ti og R2, og L2 er avstanden mellom Ti og R2: (1) er Li beregnet å være Rborehuii + 25,4 cm noe som fører til at hoveddelen av signalene er et mål på resistiviteten i en 2,54 cm ring rundt borehullet. Dette sikrer virtuelt en Rxo måling. Det er klart at Li vil være forskjellig for borehull med forskjellige størrelser og dermed for forskjellige verktøy. (2) Hvis Li er tilstrekkelig grunn, vil forskjeller mellom avlesninger som tas ved bruk av den grunne sensor og de som tas ved bruk av de dypere sensorer kunne gi et overslag over hydrering av skifer. Dette angir på sin side svelling og påfølgende avskalling (i noen tilfeller). Logging av medgått tid vil vise hvorledes disse forhold skrider frem, særlig i forbindelse med densitetsmålinger. En annen anvendelse kan være at hvis man kjenner til at skifer ikke er filtratholdig, kan densitet benyttes som en angivelse av poretrykk. Dessuten kan en god Rxo benyttes til å anslå porøsitet. Hvis Rw er kjent fra sand med rent vann It is important to understand that if the instrument follows the geometric factor, the depth of investigation will be virtually independent of resistivity. This means, quite unexpectedly, that distance defines depth in a peculiar way. Application of this finding involves the following methods where Li is the distance between Ti and R2, and L2 is the distance between Ti and R2: (1) Li is calculated to be Rborehuii + 25.4 cm which leads to the main part of the signals being a measure the resistivity in a 2.54 cm ring around the borehole. This virtually ensures an Rxo measurement. It is clear that Li will be different for boreholes of different sizes and thus for different tools. (2) If Li is sufficiently shallow, differences between readings taken using the shallow probe and those taken using the deeper probes could provide an estimate of shale hydration. This in turn indicates swelling and subsequent desquamation (in some cases). Logging of elapsed time will show how these conditions progress, particularly in connection with density measurements. Another application could be that if it is known that shale does not contain filtrate, density can be used as an indication of pore pressure. In addition, a good Rxo can be used to estimate porosity. If Rw is known from sand with clean water

der Sw er vannmetning, F er formasjonsfaktor, M er Archie-eksponenten og Rmf er resistiviteten ved slamfiltreringen. where Sw is water saturation, F is formation factor, M is the Archie exponent and Rmf is the resistivity of the sludge filtration.

I en fullt overflommet sone Sw = 1, Ri = Rxq In a fully flooded zone Sw = 1, Ri = Rxq

Formålet med et resistivitetsverktøy for flere dybder er å finne resistiviteter ved tre eller flere undersøkelsesdybder fof å identifisere invasjonsprofilet. Da en dybde generelt sett er angitt som den avstand ved hvilken 50% av signalet blir oppnådd, er svært forskjellige dybder nødvendige for å være nyttige. I en oljeførende formasjon med resistivitet har vi: The purpose of a multi-depth resistivity tool is to find resistivities at three or more survey depths to identify the invasion profile. As a depth is generally defined as the distance at which 50% of the signal is obtained, very different depths are necessary to be useful. In an oil-bearing formation with resistivity, we have:

(Tilnærmet undersøkelsesdybde i cm) (Approximate examination depth in cm)

Dette viser en god fordeling og kan tilpasses modellering av invasjon. Imidlertid vil sannsynligvis den største betydning av et verktøy av denne art være ved overslag over invasjon i vannsoner. Dette skyldes at i de fleste tilfeller er vannsonen under oljekontakt langt mer utsatt for å bli invadert enn oljesonen og allikevel vil begge ha samme permeabilitet. En typisk vannsone vil ha resistiviteter i nærheten av 0,2 ohmmeter. This shows a good distribution and can be adapted to modeling invasion. However, the greatest importance of a tool of this nature will probably be in the estimation of invasion in water zones. This is because in most cases the water zone under oil contact is far more susceptible to being invaded than the oil zone and yet both will have the same permeability. A typical water zone will have resistivities in the vicinity of 0.2 ohm meters.

Ved utvikling av dette prosjekt ble det overraskende funnet at 30 cm/45 cm avstander målte en dybde for nær opp til 60 cm/76 cm avstand i ledende formasjoner. Ideelt sett . ville man også ønske at den grunne måling vist Rxo, slik at en dybde på 60 cm er for stor. Følgen av det som her er funnet resulterer i en verktøyutførelse som krever en tettere, kort avstand. En avstand som er for kort vil øke borehullkorreksjoner, særlig med saltholdig slam, slik at den foretrukne korte avstand i verktøyet ligger mellom 15 cm/30 cm og 30 cm/45 cm. Naturligvis kan avstanden mellom de to mottakere også justeres fra de foretrukne 15 cm som er vist uten uheldig innvirkning på logikken. Borehullkorreksj onene som er nevnt ovenfor vil være mer fremtredende ved de høyere resistiviteter der forskjellene på undersøkelsesdybder kan godtas selv ved 30 cm/45 cm. For å redusere disse korreksjoner, ville vanlige kunnskaper ha overbevist oss om at vi skulle bruke en kort avstand på mellom 30 cm/45 cm og for eksempel 50 cm/65 cm (ved forventede dybder i området fra 17,5 cm til 52 cm). Det nye som er funnet tvinger oss til å benytte kortere avstander på en måte som ikke er nærliggende. During the development of this project, it was surprisingly found that 30 cm/45 cm distances measured a depth too close up to 60 cm/76 cm distance in conductive formations. Ideally . one would also like the shallow measurement shown Rxo, so that a depth of 60 cm is too great. The consequence of what has been found here results in a tool design that requires a closer, shorter distance. A distance that is too short will increase borehole corrections, especially with saline mud, so the preferred short distance in the tool is between 15 cm/30 cm and 30 cm/45 cm. Naturally, the distance between the two receivers can also be adjusted from the preferred 15 cm shown without adversely affecting the logic. The borehole corrections mentioned above will be more prominent at the higher resistivities where the differences in investigation depths can be accepted even at 30 cm/45 cm. To reduce these corrections, common knowledge would have convinced us to use a short distance of between 30 cm/45 cm and, for example, 50 cm/65 cm (at expected depths in the range from 17.5 cm to 52 cm) . The new discoveries force us to use shorter distances in a way that is not obvious.

En ytterligere fordel ved foreliggende oppfinnelse oppnås ved å benytte et enkelt par av mottakerantenner. Stabiliteten (mekanisk, termisk og elektrisk) for mottakerelektronikken er langt viktigere enn stabiliteten for sendere (som kan resultere i en forandring i effektnivået eller en beskjeden endring i driftsfrekvensen). En borestrengventil kan utformes med en rekke sendere og mer enn det som egentlig er nødvendig for en bestemt anvendelse uten særlige ekstra omkostninger. Senderne det er behov for for en spesiell anvendelse kan velges for eksempel ved å dreie senderinnsatsen til et antall på forhånd innstilte mønstere som lenker oscillatorene med de tilhørende senderantenner. Dette danner en sensor som har et minimalt strømforbruk og kan benyttes i borehull med både stor diameter (der man kan vente å finne det nødvendig å velge en forholdsvis stor diameter for den grunneste undersøkelse) og borehull med mindre diameter (der det kan være nødvendig å velge en senderantenne som står meget nær mottakerne for å utføre målinger i oversvømmede eller invaderte soner i formasjonen). Oppfinnelsen strekker seg stort sett til idéen med valgbar forflytning av senderens posisjon som tilpasning til anvendelsesområdet der en utførelse er å kunne dreie innsatsen. A further advantage of the present invention is achieved by using a single pair of receiving antennas. The stability (mechanical, thermal and electrical) of the receiver electronics is far more important than the stability of transmitters (which can result in a change in power level or a modest change in operating frequency). A drill string valve can be designed with a variety of transmitters and more than are actually needed for a particular application without any particular additional cost. The transmitters needed for a particular application can be selected, for example, by turning the transmitter insert into a number of preset patterns that link the oscillators with the associated transmitter antennas. This creates a sensor that has minimal power consumption and can be used in both large diameter boreholes (where one can expect to find it necessary to choose a relatively large diameter for the shallowest investigation) and boreholes with a smaller diameter (where it may be necessary to select a transmitter antenna that is very close to the receivers to perform measurements in flooded or invaded zones of the formation). The invention largely extends to the idea of selectable movement of the transmitter's position as adaptation to the area of application where one embodiment is to be able to turn the insert.

Selv om den foretrukne utførelse tar sikte på bruk av en rekke sendere som står i sekvensiell avstand fra hverandre, omfatter oppfinnelsen også bruk av en enkel elektromagnetisk energisender som arbeider i et frekvensområde på omtrent 0,5 MHz - 4,0 MHz sammen med et enkelt par mottakere som står i området 15 cm/30 cm- Although the preferred embodiment contemplates the use of a series of sequentially spaced transmitters, the invention also encompasses the use of a single electromagnetic energy transmitter operating in a frequency range of approximately 0.5 MHz - 4.0 MHz together with a single pair of receivers standing in the area of 15 cm/30 cm-

30 cm/45 cm fra en slik enkel sender. 30 cm/45 cm from such a simple transmitter.

Claims (9)

1. Anordning for å måle formasjonsresistivitet om et brønnhull som strekker seg gjennom en formasjon, omfattende et tubulært hus som har en langsgående akse og er gjenget i hver ende for gjengeinngrep i en borestreng over en borekrone, middel for å sende elektromagnetisk energi inn i formasjonen som omgir huset, idet sendemidlet innbefatter første og andre sendere (Ti, T2) som har en første, felles sendefrekvens i området 0,5-4,0 MHz, og et mottakerpar (Ri, R2) for mottakelse av elektromagnetisk energi fra formasjonen, der senderne og mottakerne er anbragt på huset i avstander fra hverandre langs husets langsgående akse, der den første senderen (Ti) befinner seg ved en første avstand (Di) fra en første av mottakerne (Ri) og ved en andre avstand (D2) fra den andre av mottakerne (R2), der den andre senderen (T2) befinner seg ved en tredje avstand (D3) fra den første av mottakerne (Ri) og ved en fjerde avstand (D4) fra den andre av mottakerne (R2, der minst én ytterligere sender (Tn) befinner seg ved en ytterligere avstand (D2n-i) fra den første av mottakerne (Ri) og ved en andre ytterligere avstand (D21O fra den andre av mottakerne (R2), og der den første avstanden (Di) er mindre enn den andre avstanden (D2), idet den tredje avstanden (D3) er større enn den andre avstanden (D2), men mindre enn den fjerde avstanden (D4) og idet den ytterligere avstanden (D211-1) er større enn den fjerde avstanden (D4), der n > 3, og middel for å omforme mottatt elektromagnetisk energi til en logging av formasjonsresistivitet som har forskjellige radielle undersøkelsesdybder fra brønnhullet, karakterisert ved at de ytterligere senderne har en andre sendefrekvens i området 0,5 - 4 MHz, men som er forskjellig fra den første sendefrekvensen.1. Device for measuring formation resistivity about a wellbore extending through a formation, comprehensive a tubular casing which has a longitudinal axis and is threaded at each end for threaded engagement in a drill string over a drill bit, means for transmitting electromagnetic energy into the formation surrounding the house, the transmitting means comprising first and second transmitters (Ti, T2) having a first, common transmission frequency in the range of 0.5-4.0 MHz, and a pair of receivers (Ri, R2 ) for receiving electromagnetic energy from the formation, where the transmitters and receivers are placed on the housing at distances from each other along the longitudinal axis of the housing, where the first transmitter (Ti) is located at a first distance (Di) from a first of the receivers (Ri) and at a second distance (D2) from the second of the receivers (R2), where the second transmitter (T2) is located at a third distance (D3) from the first of the receivers (Ri) and at a fourth distance (D4) from the second of the receivers (R2, where at least one further transmitter (Tn) is located at a further distance (D2n-i) from the first of the receivers (Ri) and at a second further distance (D21O from the second of the receivers (R2), and where the first distance (Di) is less than the second distance (D2), the third distance (D3) being greater than the second distance (D2) but less than the fourth distance (D4) and the further distance (D211 -1) is greater than the fourth distance (D4), where n > 3, and means for transforming received electromagnetic energy into a logging of formation resistivity having different radial survey depths from the wellbore, characterized in that the additional transmitters have a second transmission frequency in the range of 0.5 - 4 MHz, but which is different from the first transmission frequency. 2. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at den første avstanden (Di) er i området ca. 15-30cm.2. Device as stated in claim 1, characterized in that the first distance (Di) is in the area approx. 15-30cm. 3. Anordning som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert v e d at den andre avstanden (D2) er i området ca. 30-45 cm.3. Device as specified in claim 1 or 2, characterized in that the second distance (D2) is in the area approx. 30-45 cm. 4. Anordning som angitt i krav 1,2 eller 3, karakterisert v e d at den tredje avstanden (D3) er ca. 61 cm.4. Device as stated in claim 1,2 or 3, characterized in that the third distance (D3) is approx. 61 cm. 5. Anordning som angitt i et hvilket som helst av kravene 1-4, karakterisert ved at den fjerde avstanden (D4) er ca. 76 cm.5. Device as stated in any of claims 1-4, characterized in that the fourth distance (D4) is approx. 76 cm. 6. Anordning som angitt i et hvilket som helst av kravene 1-5, karakterisert ved at den andre sendefrekvensen er 1,0 MHz.6. Device as stated in any one of claims 1-5, characterized in that the second transmission frequency is 1.0 MHz. 7. Anordning som angitt i et hvilket som helst av kravene 1-5, karakterisert ved at den første frekvensen er 2,0 MHz og den andre frekvensen er 1,0 MHz.7. Device as stated in any one of claims 1-5, characterized in that the first frequency is 2.0 MHz and the second frequency is 1.0 MHz. 8. Anordning som angitt i et hvilket som helst av kravene 1-7, karakterisert ved atn=3.8. Device as stated in any one of claims 1-7, characterized by atn=3. 9. Anordning som angitt i et hvilket som helst av kravene 1-8, karakterisert ved at nevnte mottakere og nevnte sendere er anbragt på huset med innbyrdes avstand, og der den andre av mottakerne ligger dypest i borehullet og der den første mottakeren, den første senderen, den andre senderen og nevnte ytterligere sender (E) ligger suksessivt høyere i brønnhullet.9. Device as specified in any of claims 1-8, characterized in that said receivers and said transmitters are placed on the housing at a distance from each other, and where the second of the receivers is located deepest in the borehole and where the first receiver, the first transmitter, the second transmitter and said additional transmitter (E) are located successively higher in the wellbore.
NO19934577A 1991-06-14 1993-12-13 Source logging device for use in determining resistivity at different radial distances from the borehole using multiple transmitters and one receiver pair NO324919B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/715,401 US5278507A (en) 1991-06-14 1991-06-14 Well logging method and apparatus providing multiple depth of investigation using multiple transmitters and single receiver pair having depth of investigation independent of formation resistivity
PCT/US1992/004873 WO1992022834A1 (en) 1991-06-14 1992-06-10 Well logging method and apparatus providing multiple depth of investigation using multiple transmitters and single receiver pair

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO934577D0 NO934577D0 (en) 1993-12-13
NO934577L NO934577L (en) 1994-02-10
NO324919B1 true NO324919B1 (en) 2008-01-07

Family

ID=26784824

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO19934577A NO324919B1 (en) 1991-06-14 1993-12-13 Source logging device for use in determining resistivity at different radial distances from the borehole using multiple transmitters and one receiver pair

Country Status (1)

Country Link
NO (1) NO324919B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
NO934577D0 (en) 1993-12-13
NO934577L (en) 1994-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5278507A (en) Well logging method and apparatus providing multiple depth of investigation using multiple transmitters and single receiver pair having depth of investigation independent of formation resistivity
US7046009B2 (en) Method for measuring transient electromagnetic components to perform deep geosteering while drilling
US5892361A (en) Use of raw amplitude and phase in propagation resistivity measurements to measure borehole environmental parameters
US6173793B1 (en) Measurement-while-drilling devices with pad mounted sensors
US5389881A (en) Well logging method and apparatus involving electromagnetic wave propagation providing variable depth of investigation by combining phase angle and amplitude attenuation
EP1428047B1 (en) Integrated borehole system for reservoir detection and monitoring
NO339189B1 (en) Apparatus and method for measuring electromagnetic properties of a soil formation penetrated by a borehole.
US20060017443A1 (en) Deep reading propagation resistivity tool for determination of distance to a bed boundary with a transition zone
NO339848B1 (en) Method of generating a signal for controlling a drill string &#34;
US20070127314A1 (en) Method and apparatus for detecting overpressured zone ahead of a drill bit using resistivity and seismic measurements
NO324050B1 (en) Method for determining a formation drop angle using a virtual controlled induction probe
US7042225B2 (en) Apparatus and methods for induction-SFL logging
US20160124108A1 (en) Inversion Technique For Fracture Characterization In Highly Inclined Wells Using Multiaxial Induction Measurements
GB2301902A (en) Detecting boundaries between strata while drilling a borehole
NO20201202A1 (en) Method of Determining Full Green&#39;s Tensor with Resistivity Measurement
NO20180767A1 (en) Methods to synchronize signals among antennas with different clock systems
CA2111356C (en) Method and apparatus for detecting boundary stratum
NO324152B1 (en) Method for seismic imaging of a subsurface formation using a seismic source on a non-rotating sleeve in a drilling assembly
US10371851B2 (en) Method for formation fracture characterization in highly inclined wells using multiaxial induction well logging instruments
WO2023023251A1 (en) Multipole shear wave splitting
NO324919B1 (en) Source logging device for use in determining resistivity at different radial distances from the borehole using multiple transmitters and one receiver pair
US10508535B2 (en) Method for steering a well path perpendicular to vertical fractures for enhanced production efficiency
Ellis et al. High Angle and Horizontal Wells
Ellis et al. Other Electrode and Toroid Devices

Legal Events

Date Code Title Description
MK1K Patent expired