NO336222B1 - Fasediskriminering for mikro-elektrisk måling i ikke-ledende fluidum i et borehull - Google Patents

Description

Bakgrunn for oppfinnelsen

Teknisk område

Oppfinnelsen vedrører generelt leting etter hydrokarboner ved bruk av elektriske undersøkelser. Mer spesielt angår oppfinnelsen en fremgangsmåte og en anordning for å diskriminere mot uønskede signaler som er faseforskjøvet fra det ønskede signalet.

Teknisk bakgrunn

Ved undersøkelse av et borehull boret gjennom en grunnformasjon er det ønskelig å kjenne karakteristikkene til den geologiske formasjonen ved forskjellige dybder i borehullet. Disse karakteristikkene innbefatter lagdelinger, ikke-homo-gene elementer og størrelsen og formen av porer og brudd i formasjonen.

En teknikk for å detektere disse karakteristikkene benytter et verktøy med en rekke strømelektroder plassert på flaten til en ledende pute som blir presset mot veggen i borehullet. En konstantstrømkilde injiserer en målestrøm inn i formasjonen gjennom en kildeelektrode og returnerer strømmen gjennom en returelektrode anordnet på en annen del av puten. Puten blir beveget langs borehullsveggen, og de diskrete strømsignalene tilknyttet hver elektrode er relatert til resistiviteten til formasjonen. Hvis imidlertid et ikke-ledende borefluid (slam) blir brukt, slik som et oljebasert slam eller slam av en type med en emulsjon av vann i olje, frem-bringer det resulterende ikke-ledende slamlaget mellom puten og borehullsveggen dårlige og ubrukbare signaler.

En annen teknikk kan avbilde et borehull boret med et ikke-ledende slam. Verktøyet for denne teknikken benytter en ikke-ledende pute med to strøminjekto-rer og en gruppe spenningselektroder. De to strøminjektorene, en kildeelektrode og en returelektrode, injiserer en strøm inn i formasjonen, og strømmen passerer gjennom formasjonen i en bane parallell med puten. Spenningselektrodene måler spenningsdifferansen i formasjonen hvor strømmen passerer. Denne målingen av spenningen er viktig fordi resistiviteten til formasjonen er relatert til spenningen. Resistiviteten til formasjonen kan beregnes ved å bruke følgende ligning: hvor p er resistiviteten til formasjonen, E er det elektriske feltet i formasjonen og J er strømdensiteten. Det elektriske feltet E er gitt av differansespenningen 5V dividert med elektrodeseparasjonsspenningen, og strømdensiteten J er gitt av strøm-men I dividert med en geometrisk faktor g. Ved å sette inn for E og J i ligning 1, fås: hvor k er en geometrisk faktor med lengde enhet. Resistiviteten i en formasjon kan derfor bestemmes ved å injisere en strøm inn i formasjonen, måle en spenning og beregne resistiviteten til formasjonen ved å bruke ligning 2.

Den tidligere kjente puten som brukes i denne fremgangsmåten er vist på fig. 1A og 1B. Puten er vist generelt på fig. 1 ved element 1. Det inneholder en kildeelektrode 2, en returelektrode 3 og en gruppe med spenningselektrode par 4. Puten 1 er selv konstruert av et ikke-ledende, isolerende materiale 5, slik som ker-amikk eller polymerer som har høy styrke og høy kjemisk og termisk stabilitet.

Puten 1 blir plassert mot veggen i et borehull 7, som kan ha et slamkakelag 6. En elektrisk strøm blir injisert inn i formasjonen 8 gjennom kildeelektroden 2, og returnerer ved returelektroden 3. Spenningselektrodene 4 måler en spenning i formasjonen 8, og resistiviteten til formasjonen kan beregnes ved bruk av ligning 2 ovenfor.

Når puten 1 ikke er i kontakt med borehullsveggen 7, blir avstanden mellom puten 1 og borehullsveggen 7 kalt "veggavstand". Det er tre hovedvirkninger av

veggavstand: (1) slam og putesignaler, (2) strømlekkasje og (3) spenningsunøyak-tigheter. Det er forskjellige måter å redusere disse virkningene på slik at nøyaktige målinger kan tas selv når puten 1 ikke er i direkte kontakt med borehullsveggen 7.

Strømelektrodene 2, 3 genererer et elektrisk felt i slammet og i den isolerende puten 5 som blir detektert av spenningselektrodene 4. Et verktøy til å redusere putesignal, vist på fig. 9B, har en ledende bakplate 92 bak den isolerende puten 5 og parallelt med frontflaten til verktøyet 1. Bakplaten 92 blir holdt på et elektrisk potensial lik det til formasjonen foran spenningselektrodene 4. Denne teknikken er beskrevet i WO 0177711. Dette skjermer gruppen med spenningselektroder fra slam- og putesignalene.

"Strømlekkasje" beskriver den tilstand hvor ikke all strømmen som injiseres fra kildeelektroden 2 passerer gjennom formasjonen 8, se fig. 1A. Ideelt, når puten 1 har god kontakt med borehullsveggen 7, passerer den injiserte strømmen nesten i sin helhet gjennom formasjonen 8, men når slam eller et slamkakelag 6 ligger under én eller begge strømelektrodene 2, 3, når det er en betydelig veggavstand, vil en del av strømmen, kalt lekkstrøm, lekke ut ved kapasitiv kopling fra kildeelektroden 2 til returelektroden 3 uten å passere gjennom formasjonen 8. Denne situa-sjonen er vist i modellkretsen på fig. 2.

Fig. 2 viser en strømkilde 21 modellert til å være i en parallell krets med en lekkimpedans ZLog en variabel slamimpedans ZM. Formasjonsstrømmen lF passerer gjennom impedansen til slammet eller slamkakelaget og gjennom formasjonen. Lekkstrømmen |L passerer gjennom lekkimpedansen Zl, men passerer ikke gjennom formasjonen. Ved beregning av formasjonens resistivitet må formasjons-strømmen brukes i ligning 2.

Lekkstrømmen lL og formasjonsstrømmen lF summeres til den totale strøm-men I. Formasjonsstrømmen er derfor gitt av:

Ved å bruke Z = (V/l) kan ligningen ovenfor transformeres til en mer nyttig form:

hvor Zinjer den totale impedansen sett av injeksjonskretsen og målt ved hjelp av verktøyet, og ZLer verktøyets lekkimpedans som kan bestemmes eksperimentelt. Formasjonsstrømmen lF kan derfor beregnes fra injeksjonsspenningen og strøm-men uten å kjenne formasjonsimpedansen ZF, veggavstanden eller slamegen-skapene. En alternativ fremgangsmåte til å bestemme den virkelige strømmen i formasjonen, er å bruke injeksjonselektroder 2, 3 som er skjermet av en ledende boks, hvor skjermene blir holdt på samme elektriske potensial som hver elektrode, som beskrevet i WO 0177710.

Feil i spenningsmålingene inntreffer fordi spenningselektrodene 4 ikke bare er koplet til formasjonen, men også til den ledende bakplaten. Spenningsutgangen fra elektrodene er gitt ved: hvor 8Vtrueer den virkelige spenningen i formasjonen, Zser koplingsimpedansen i bakplaten og Zcer kontaktimpedansen mellom spenningselektrodene og formasjonen. En skalaer korreksjon blir oppnådd ved å løse med hensyn på 5VTrue:

Fig. 4 er et diagram over en ekvivalent krets som viser strømflyten ved å bruke den tidligere kjente sonden eller verktøyet. Den er lik fig. 2, men viser flere detaljer langs banen til formasjonsstrømmen If. Fig. 4 viser slamimpedansen Zmpå fig. 2 som en rekke som inneholder en slamimpedans ved den øvre elektroden eller kildeelektroden ZMu, en formasjonsresistans RF og en slamimpedans ved den nedre elektroden eller returelektroden Zml- Formasjonsstrømmen flyter derfor gjennom formasjonsresistansen RF via de to slamimpedanserZMu, Zml-

I en første tilnærmelse er kontaktimpedansen til en spenningselektrode Zclineært proporsjonal med den midlere kontaktimpedansen til strøminjeksjons-elektrodene:

hvor Ainjer arealet til strøminjektorene 2, 3 og Abuter arealet til spenningselektro-den 4 (knapp, button).

Fordi slamimpedansen under injektorene Zmu, Zmlvanligvis er meget større enn impedansen til formasjonen Rf, kan V = IR omskrives som:

hvor If er gitt av ligning 4 og V er spenningsdifferansen over strømelektrodene 2, 3. 8Vtruekan derfor beregnes fra V og I uten å kjenne veggavstanden eller slam-egenskapene.

Fig. 3A og 3B viser eksperimentelle resistivitetsdata. Fig. 3A viser ukorri-gerte rådata i to forskjellige slamtyper, et slam med forhold mellom olje/vann lik 90/10 og et forhold lik 50/50, og med to forskjellige formasjoner med kjent resistivitet, 20 ohm-m og 200 ohm-m. Data med et ledende stålhus er også vist. Husdata-linjene representerer signalet i slammet og viser hvordan slamsignalet påvirker den målte resistiviteten når veggavstanden øker. Ved store veggavstander er det

målte signalet nesten i sin helhet sammensatt av slamsignalet og ikke formasjonssignalet. Fig. 3B viser resistivitetsdataene etter anvendelse av den skalære korreksjonen i ligningene 4 og 6. De skalært korrigerte resistivitetskurvene i de to forma-sjonene er mer nøyaktige i området fra 0 veggavstand til det punkt på hver kurve hvor slamsignalet blir dominerende, men ved stor veggavstand dominerer slamsignalet over formasjonssignalet, og dataene er ubrukbare.

US 43361808 A beskriver fremgangsmåter og systemer for å måle dielektrisitetskonstanten for en jordformasjon. I en foretrukket utførelsesform blir en vek-selstrøm ført gjennom en del av formasjonen og en referansemotstand i serie med denne delen av formasjonen. Kapasitansen og dielektrisitetskonstanten av denne delen av jordformasjonen kan bestemmes ut fra faseforskjellen mellom spenningen over referansemotstanden, og spenningen over formasjonen. Denne fasefor-skyvning kan oppnås ved å generere en spenning som er i fase med spenningen over referansemotstanden, men som har størrelsen av spenningen over formasjonen. For å oppnå faseforskjellen ved en alternativ metode innbefattende en digital metode, blir spenningen over den refererte motstand og spenningen over hver porsjon omdannet til et firkantbølge signal. De to firkantbølgesignaler blir så sammenlignet for å få frem fortegn og størrelsen av faseforskjellen mellom de to fir-kantbølgene. I en alternativ foretrukket utførelsesform blir en vekselstrøm ført gjennom denne delen av jordformasjonen og gjennom en kondensator og en motstand forbundet i serie med denne delen av jordformasjonen. Et første DC-signal blir generert ved å filtrere ut de høye frekvenskomponenter fra produktet av spen- ningene over kondensatoren og på tvers av formasjonen. Et andre DC-signal blir generert ved å filtrere ut de høye frekvenskomponenter fra produktet av spenning-ene over den refererte motstand og på tvers av formasjonen. Faseforskjellen mellom spenningen over denne delen av formasjonen og strømmen gjennom denne kan bestemmes, fra hvilken kapasitans og dielektrisitetskonstant for denne delen kan beregnes.

US 3539910 A beskriver en elektrodeoppstilling som har elektroder som sender ut strøm og retur elektroder og et par av elektroder for potensialmålinger, som alle beveges i et borehull i en formasjon. Strøm for en undersøkelse av formasjonen blir ført mellom elektrodene som sender ut strømmen og returelektrodene via formasjonen. Størrelsen av utsendt strøm og potensial blir målt og produktet av målt strøm for undersøkelsen og målt potensial forskjell blir holdt så konstant som mulig. For å danne et mål på formasjonsresistiviteten eller konduktiviteten brukes den målte strømmen eller spenningen, eller forholdet mellom dem.

GB 1338292 beskriver et apparat for måling av den elektriske resistiviteten eller konduktiviteten til en jordformasjon med et borehull som innbefatter at en multiplikator som vanligvis blir brukt til måling av den faseriktige målestrømmen som sendes inn i jordformasjonen, og i-fase potensialforskjellen som blir detektert, blir erstattet med et par logaritmiske omformere som er koblet til en summerings-krets hvis utgang blir ført til en komparator som regulerer forsterkningen for strøm-generatoren som produserer målestrømmen, eller en strøm relatert tilmålingen. Men i stedet for å opprettholde produktet av strøm og potensial konstant blir et forhold av typen V <SP> a </ SP> I <SP> b </ SP> = k opprettholdt, for eksempel ved innsetting av motstandene RI og Rov mellom utgangssignalene fra de logaritmiske omformere og en operasjonsforsterker som er satt inn. I denne type apparat hvor målestrømmen blir fokusert av en fokuserende strøm, og siden undersøkel-ses strøm og fokuserings strøm har et kjent forhold, kan strømgeneratoren tilveiebringe fokuseringsstrøm i stedet for målestrømmen, og således undersøkelses-strøm. Dette styres indirekte ved å opprettholde det ønskede forhold med potensialdifferansen som er detektert.

Oppsummering av oppfinnelsen

Ett aspekt ved oppfinnelsen er en fremgangsmåte for elektrisk undersøk-else av en borehullsvegg i en geologisk formasjon, som innbefatter å injisere en strøm i formasjonen ved en første posisjon på veggen, å returnere strømmen ved en annen posisjon på veggen, og å måle spenningen mellom en tredje og en fjerde posisjon, som befinner seg mellom den første og andre posisjonen. Fremgangsmåten innbefatter å bestemme en komponent for spenningen i fase med strømmen. I en utførelsesform innbefatter oppfinnelsen også å beregne formasjonsresistiviteten basert på strømmen og spenningskomponenten som er i fase med strømmen. I noen andre utførelsesformer innbefatter oppfinnelsen å anvende en skalaer korreksjon for strømlekkasjen og spenningsunøyaktighetene.

Brønnloggingsverktøyet i henhold til oppfinnelsen innbefatter en pute innrettet for å bli plassert i kontakt med en vegg i et borehull, en kildeelektrode anordnet på puten og innrettet for å injisere en elektrisk strøm inn i formasjonen, en returelektrode som også befinner seg på puten og er innrettet for å motta strømmen som ble injisert av kildeelektroden, et ampermeter, operativt koplet til elektrode-kretsen, minst et par med spenningselektroder plassert på den første flaten til puten mellom kilde- og retur elektrodene, og en fasefølsom detektor operativt koplet til spenningselektrodene og innrettet for å måle amplituden til en komponent av spenningen som er i fase med den elektriske strømmen. I en utførelsesform omfatter puten et ikke-ledende materiale og har en ledende bakplate anordnet på baksideflaten av puten. Andre aspekter og fordeler ved oppfinnelsen vil fremgå av den følgende beskrivelse og de vedføyde patentkravene.

Foreliggende oppfinnelse er særlig gunstig for å tilveiebringe en fremgangsmåte og en brønnloggingssonde som bruker denne fremgangsmåten for mikroelektrisk undersøkelse av en vegg i et borehull fylt med ikke ledende fluid i en geologisk formasjon, innbefattende: a) å injisere en strøm inn i formasjonen ved en første posisjon langs veggen og å returnere strømmen ved en andre posisjon langs veggen, idet forma-sjonsstrømmen har en frekvens under omkring 100 kHz; b) å måle en spenning i formasjonen mellom en tredje posisjon og en fjerde posisjon langs veggen, der den tredje og den fjerde posisjonen er lokalisert mellom den første og andre posisjonen; c) å beregne en formasjonsstrøm ved å trekke fra en lekkstrøm fra strømmen, og d) å bestemme en amplitude for en komponent av spenningen som er i fase med strømmen, for å redusere veggavstands effekter på målingene når det

gjøres mikroelektriske undersøkelser av veggen i borehullet.

Kort beskrivelse av tegningene

Fig. 1A viser et tverrsnitt gjennom en tidligere kjent sonde eller tidligere kjent verktøy i kontakt med formasjonen. Fig. 1B er en skisse av den fremre flaten til sonden som er vist på fig. 1 A.

Fig. 2 er et kretsskjema over en modell som tidligere er blitt brukt.

Fig. 3A viser en kurve for rå resistivitetsdata.

Fig. 3B er et diagram over resistivitetsdata etter en tidligere kjent skalær korreksjon. Fig. 4 er et modellkretsskjema som viser banen til strømmen ved å bruke den tidligere kjente sonden. Fig. 5 er et diagram som viser faseforskyvningen til spenningen i forhold til formasjonsstrømmen som en funksjon av veggavstand. Fig. 6 er et diagram over resistivitetsdata ved bruk av den spenningskomponenten som er i fase med den totale strømmen og ved bruk av en skalær korreksjon. Fig. 7 er et flytskjema som viser en utførelsesform av fremgangsmåten i-følge oppfinnelsen. Fig. 8 er et flytskjema som viser en annen utførelsesform av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Fig. 9A viser sonden i henhold til oppfinnelsen med en fasefølsom målean-ordning.

Fig. 9B viser sonden med en ledende bakplate.

Detaljert beskrivelse

Foreliggende oppfinnelse innbefatter en ny fremgangsmåte og en ny anordning for å diskriminere mot uønskede signaler når det tas mikroelektriske under-søkelser av en borehullsvegg. Oppfinnelsen er basert på de elektriske egenskap-ene som oppvises av materialene nær spenningselektrodene når frekvensen til vekselstrømskilden er under omkring 100 kHz. Først kan de fleste geologiske for masjoner, under omkring 100 kHz, behandles som rent resistive materialer. Det vil si at den elektriske permitivitet til formasjonen kan neglisjeres:

hvor a er formasjonens konduktivitet, f er frekvensen til den injiserte vekselstrøm-men, eo er permitiviteten i det frie rom, og er er den relative permitiviteten til formasjonen.

For det andre, under omkring 100 kHz, kan de isolerende materialene som omgir strømelektrodene behandles som rent dielektriske. Det vil si at konduktiviteten til de isolerende materialene kan neglisjeres:

Til slutt kan boreslammet behandles som et lekkende dielektrikum med:

På grunn av den dielektriske beskaffenheten til boreslammet og isolatorene, er alle de impedanser som er vist på fig. 4, komplekse impedanser ekvivalente med parallelle kombinasjoner av motstander og kondensatorer, hvor den kapasitive delen er dominerende. Følgelig, selv om potensialdifferansen som genereres i formasjonen vil være i fase med formasjonsstrømmen If, vil potensialdifferansene som genereres i lekkbanene på grunn av den kapasitive beskaffenheten til lekkim-pedansene, være faseforskjøvet i forhold til formasjonsstrømmen med en vinkel mellom 0° og -90°.

Ved å bruke dette fenomen kan formasjonssignalet delvis diskrimineres fra fluid- og isolator signalene. Dette kan oppnås ved å bruke følgende ligning:

hvor (|>f er fasen til spenningen 8V i forhold til formasjonsstrømmen If. Formasjons-strømmen og dens fase kan måles ved å bruke skjermede strøminjektorer, som beskrevet foran og i WO 017710, eller de kan beregnes basert på ekvivalentkret-sen på fig. 4 ved uavhengig å måle lekkimpedansen ZLog anta at den er konstant.

Forsøksdata har videre vist at for praktiske formål er det tilstrekkelig å måle fasen til den totale strømmen I og bruke den komponenten av spenningen 5V som er i fase med totalstrømmen. Dette forenkler ligningen ovenfor til:

hvor 1 er fasen til 5V i forhold til totalstrømmen I.

Fig. 5 viser den målte fasen til spenningen 5V i forhold til formasjonsstrøm-men I som en funksjon av veggavstand. I likhet med fig. 3A og 3B viser kurven på fig. 5 data for to forskjellige slamtyper og forskjellig formasjonsresistivitet sammen med data for et ledende stålhus. Ved null veggavstand er fasen nær null, noe som indikerer null lekkasjer. (På huset er fasen ved små veggavstander ikke lik null på grunn av støy). Ved en stor veggavstand er fasen -90°, noe som indikerer hoved-sakelig lekkasje. En sammenligning av figurene 3A og 5 viser at en fasevinkel på - 45° svarer til det kritiske punktet hvor den beregnede resistiviteten begynner å øke som et resultat av at slam- og putesignalene blir betydelige sammenlignet med formasjonssignalet.

I tillegg kan fasekorreksjonen brukes med den skalære korreksjonen som er beskrevet foran. Ved å bruke ligning 2 ovenfor, kan det beregnes en resistivitet med en skalær korreksjon, pcor:

hvor a, en funksjon av (V/l), er den korreksjonsfaktoren som er utledet fra teoretisk modellering eller forsøk, som skissert i WO 0177710.

Som et eksempel kan pcorberegnes som følger:

hvor lF er gitt av ligning 4 og 5VTrueav ligning 6. Fasekorreksjonen kan så anvendes på den korrigerte resistiviteten for å fremskaffe en korrigert faseresistivitet, Pcptv

hvor c|> er fasen til 8V i forhold til totalstrømmen I.

Fig. 6 viser den korrigerte faseresistiviteten i henhold til oppfinnelsen som en funksjon av veggavstanden. Den hurtige stigningen i målt resistivitet som forår-sakes av pute- og slamsignalene er med fordel dempet, og arbeidssonen til sonden er utvidet til større veggavstanden Fig. 7 viser fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Forskjellige prinsipper som er diskutert ovenfor, blir anvendt i flere utførelsesformer av oppfinnelsen.

Først blir en vekselstrøm med en frekvens under omkring 100 kHz injisert inn i en formasjon, som vist på fig. 7 ved 71. Strømmen blir injisert ved en første posisjon langs borehullsveggen og returnerer ved en annen posisjon langs borehullsveggen. I noen utførelsesformer svarer den første og den andre posisjonen til posisjonene for kilde- og returelektrodene på puten.

Deretter blir en spenning målt mellom en tredje posisjon og en fjerde posisjon langs borehullsveggen, hvor de tredje og fjerde posisjonene befinner seg mellom de første og andre posisjonene 72. I noen utførelsesformer svarer de tredje og fjerde posisjonene til posisjonene av differensialelektrodene på puten.

Fremgangsmåten innbefatter så å bestemme amplituden til en komponent av spenningen som er i fase med strømmen 73. Etter bestemmelse av amplituden til fasekomponenten, innbefatter fremgangsmåten å beregne resistiviteten til formasjonen 74, som vist i ligning 2. I noen utførelsesformer innbefatter fremgangsmåten å bestemme en komponent i spenningen som er i fase med en formasjons-strøm. Formasjonsstrømmen blir bestemt ved å subtrahere en lekkstrøm beregnet ved å bruke en eksperimentelt bestemt lekkimpedans.

I noen utførelsesformer blir en skalær korreksjon anvendt for lekkasje og spenningsunøyaktigheter 75. Disse korreksjonene, som er vist i ligningene 4 og 6, gjør resistivitetsberegningene mer nøyaktige i området mellom null veggavstand og det punkt hvor slamsignalet blir dominerende.

Fig. 8 viser nok en annen utførelsesform av oppfinnelsen, hvor bestemmel-sen av fasekomponenten blir utført på tidligere registrerte data. Utførelsesformen innbefatter å bestemme amplituden til en komponent av den registrerte spenningen som er i fase med den registrerte strømmen 81. Resistiviteten til formasjonen kan så beregnes 82 ved bruke ligningene ovenfor. Igjen kan en skalær korreksjon anvendes 83 for å gjøre resistivitetsberegningene mer nøyaktige mellom null veggavstand og det punkt hvor slamsignalet blir dominerende. I noen utførelses-former innbefatter fremgangsmåten å bestemme størrelsen av en komponent i spenningen som er i fase med formasjonsstrømmen.

En brønnloggingssonde i henhold til oppfinnelsen er vist skjematisk på

fig. 9A og 9B. På fig. 9A er sonden 1 lik den tidligere kjente sonden på fig. 1 ved at den haren kildeelektrode 2, en returelektrode 3 og spenningselektroder4 plassert mellom kildeelektroden 2 og returelektroden 3. Sonden i henhold til oppfinnelsen

har også et ampermeter 95 operativt koplet til kilde- og returelektrodekretsen, idet amperemeteret er innrettet for å måle den totale strømmen. Sonden 1 har også en fasefølsom detektor 91 som er innrettet for å måle amplituden til spenningen som er i fase med strømmen via en fasereferanseinngang 96.

Fig. 9B viser en annen utførelsesform av sonden i henhold til oppfinnelsen, hvor sonden har en ikke-ledende pute 5 med en ledende bakplate 92. Sonden innbefatter også den fasesensitive detektoren 91 innrettet for å måle amplituden til den spenning som er i fase med strømmen.

Selv om oppfinnelsen er blitt beskrevet i forbindelse med et begrenset antall utførelsesformer, vil fagkyndige på området som har hatt fordelen av å studere denne beskrivelsen, forstå at andre utførelsesformer kan tenkes, som ikke avviker fra oppfinnelsens rekkevidde slik den er beskrevet her. Følgelig skal oppfinnelsens rekkevidde bare utledes av de vedlagte patentkrav.

Claims (11)

1. Fremgangsmåte for mikroelektrisk undersøkelse av en vegg (7) i et borehull fylt med ikke ledende fluid i en geologisk formasjon (8), a) å injisere (71) en strøm inn i formasjonen (8) ved en første posisjon (2) langs veggen (7) og å returnere strømmen ved en andre posisjon (3) langs veggen (7), idet formasjonsstrømmen har en frekvens under omkring 100 kHz; b) å måle (72) en spenning i formasjonen (8) mellom en tredje posisjon og en fjerde posisjon langs veggen, der den tredje og den fjerde posisjonen (4) er lokalisert mellom den første og andre posisjonen (2, 3);karakterisert vedat fremgangsmåten videre omfatter: c) å beregne en formasjonsstrøm ved å trekke fra en lekkstrøm fra strømmen, og d) å bestemme (73) en amplitude for en komponent av spenningen som er i fase med strømmen, for å redusere veggavstands effekter på målingene når det gjøres mikroelektriske undersøkelser av veggen i borehullet.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, videre omfattende: å beregne (74) en formasjonsresistivitet ut fra strømmen og spenningskomponenten som er i fase med strømmen.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, hvor beregning av formasjonsresistiviteten innbefatter å anvende skalare korreksjoner (75) for strømlekkasje og spennings-unøyaktigheter.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor strømmen blir injisert gjennom en kildeelektrode (2) og returnert ved en returelektrode (3), der hver av kilde- og returelektrodene (2, 3) er skjermet av en ledende boks (92) som holdes på det samme elektriske potensialet som hver elektrode (2, 3), idet fremgangsmåten videre omfatter å måle strømmen.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor trinnet med å bestemme (73) en amplitude for en komponent av et registrert spennings-signal som er i fase med et strømsignal (81), er utført ved å bruke tidligere regist rerte strømdata, der de tidligere registrerte strømdata er funnet ved å anvende trinn a) i krav 1, det tidligere registrerte spenningssignalet er funnet i henhold til trinn b) i krav 1.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 5, videre innbefattende: å beregne en formasjonsresistivitet (82) ved å bruke det tidligere registrerte strømsignalet og den komponent av det registrerte spenningssignalet som er i fase med det registrerte strømsignalet.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 6, hvor beregningen av formasjonsresistiviteten innbefatter å anvende en skalar korreksjon (83) for strømlekkasje og spennings-unøyaktigheter.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 5, hvor det registrerte strømsignalet er en for-masjonsstrøm som er beregnet ved å subtrahere en lekkstrøm fra totalstrømmen, idet lekkstrømmen er beregnet ved å bruke en eksperimentell bestemt lekkimpedans.

9. Brønnloggingssonde for å ta mikroelektriske målinger i et borehull fult med ikke ledende fluid, en pute (1) innrettet for å bli plassert i kontakt med en vegg (7) i borehullet; en kildeelektrode (2) anordnet på puten (1), idet kildeelektroden er innrettet for å injisere en elektrisk strøm i en formasjon (8); en returelektrode (3) anordnet på puten (1), idet returelektroden er innrettet for å motta den elektriske strømmen som er injisert av kildeelektroden; et ampermeter (95), operativt koplet til en krets som innbefatter kilde- og returelektrodene (2, 3); minst et par spenningselektroder (4) lokalisert på puten mellom strøm- og returelektrodene (2, 3); karakterisert vedat sonden videre omfatter: en fasefølsom detektor (91) operativt koplet til spenningselektrodene (4) og innrettet for å måle en amplitude for en komponent av en spenning over spenningselektrodene (4), som er i fase med den elektriske strømmen.

10. Sonde ifølge krav 9, hvor puten (1) omfatter et ikke-ledende materiale og videre omfatter: en ledende bakplate (92) anordnet på en bakre flate av puten (1) og som dekker mesteparten av området mellom kilde- og strømelektrodene (2, 3).

11. Sonde ifølge krav 9, hvor den fasefølsomme detektoren (91) er operativt koplet til spenningselektrodene (4) og innrettet for å måle en amplitude for en komponent av en spenning over spenningselektrodene (4) som er i fase med en beregnet formasjonsstrøm.