NO753554L - - Google Patents

Info

Publication number
NO753554L
NO753554L NO753554A NO753554A NO753554L NO 753554 L NO753554 L NO 753554L NO 753554 A NO753554 A NO 753554A NO 753554 A NO753554 A NO 753554A NO 753554 L NO753554 L NO 753554L
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
signal
borehole
frequency
phase shift
signals
Prior art date
Application number
NO753554A
Other languages
English (en)
Inventor
P T Cox
R A Meador
L W Thompson
Original Assignee
Texaco Development Corp
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
Application filed by Texaco Development Corp filed Critical Texaco Development Corp
Publication of NO753554L publication Critical patent/NO753554L/no

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/18Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation specially adapted for well-logging
    • G01V3/26Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation specially adapted for well-logging operating with magnetic or electric fields produced or modified either by the surrounding earth formation or by the detecting device
    • G01V3/28Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation specially adapted for well-logging operating with magnetic or electric fields produced or modified either by the surrounding earth formation or by the detecting device using induction coils

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Description

Fremgangsmåte til undersøkelse av borehull.
Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte til undersøkelse av borehull for å oppnå en indikasjon for utledning av den spesifikke motstand og dielektrisitetskonstanten for jordformasjoner i nærheten av borehullet. I månge år har det vært vanlig å undersøke de elektriske karakteristika for jordformasjoner i nærheten av et borehull for å bestemme beliggenheten av oljefyrende lag. Dette er gjort ved å anvende elektrisk motstandsmåling i borehull hvor det anvendes godt ledende borevæske og ved an-vendelse av induksjonsmåling i borehull med oljebasert bore-slam eller.borevæske «ed større motstand. Ved vanlig motstandsmåling anvendes en eller flere kontaktelektroder for å sende ut en likestrøm eller en meget lav vekselstrøm på f.eks.
60 Hz i jordformasjonene som omgir borehullet. Strømmene som
passerer en del av jordformasjonene detekteres på en detek-teringselektrode som er anordnet i avstand fra den eller de nevnte kontaktelektroder. Amplituden av detekterte strømmer gir en indikasjon av den spesifikke motstand av jordformåsjonene som omgir borehullet. I enkelte tilfeller kan det anvendes slike strømelektroder i forbindelse med spenningsmåleelektroder for å bestemme jordformasjonenes spesifikke motstand. Ved elektrisk induksjonsmåling har det vært vanlig praksis å anvende en sonde med en.eller flere sendespoler og en eller flere mottagerspoler i avstand fra senderspolene. Vanligvis sendes en høyfrekvent vekselstrøm gjennom senderBpblen med en frekvens på ca. 20 kHz. Det resulterende elektrifike felt i jordforara3jonene som omgir borehullet, detekteres ved hjelp av mottagerspolen ved indusert strøm eller spenning i denne.
Ved begge disse typer motstandsmåling er anvendbar-heten avhengig av om jordformasjonene har porer som er fylt med hydrokarbonmolekyler med enBtørre spesifikk motstand enn , jordformasjonene hvis porer er fylt med enten saltvann eller annet ledende væske.
Forskjellige problemer har oppstått enten ved vanlig induksjonsmåling eller motstandsmåling i borehull i områder hvor.ferskvann som er meget lite ledende som f.eks. inneholder . mindre enn 1? natriumklorid. Sand eller jordformasjoner som inneholder slikt ferskvann har meget stor spesifikk motstand i likhet med jordformasjoner som inneholder hydrokarbon. I disse tilfeller er- det vanskelig hvis ikke umulig å skille på basis av motstandsmåling eller induksjonsmåling alene om jord-formasj<p>nene inneholder ferskvann eller hydrokarbon. Det ville derfor være meget fordelaktig å tilveiebringe en fremgangsmåte til undersøkelse av borehull basert på en enkelt måling som gir noen av de fysiske karakteristikker for jord-formasj onene i nærheten av borehullet hvorved det kan skilles mellom ferskvannsinneholdende pg karboninneholdende jordforma- . sjoner.
Hensikten med oppfinnelsen er derfor å tilveiebringe en fremgangsmåte som ér i stand til å skille mellom ferskvann-inneholdende jordformasjoner og hydrokarboninneholdende jordformasjoner i nærheten av et borehull på basis av elektriske målinger.
En ytterligere hensikt med oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremgangsmåte til elektrisk undersøkelse av borehull hvorved det samtidig måles ledningsevne og dielektrisitetskonstant.
Nok en hensikt med oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremgangsmåte til undersøkelse av borehull som arbeider med slike frekvenser at de elektriske egenskaper i jordformasjonene , som omgir borehullet påvirker målingene sammen med ledningsevne eller spesifikk motstand for materialet som omgir borehullet.
Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved frembringelse av et høyfrekvens elektromagnetisk felt i området 20 til 65 MHz på et første sted i borehullet, detektering av det totale elektromagnetiske felt på den frembragte frekvens på et andre sted i borehuilet i avstand fra det første sted i borehullets lengderetning, og frembringelse av et første signal som representerer dette felt, detektering av det toiale elektromagnetiske felt på den frembragte frekvens på et tredje sted
i borehullet i avstand fra det første og andre sted i borehullets lengderetning og frembringelse av et andre signal som representerer dette felt, og kombinering av det første og andre signal, for å utlede et signal som indikerer den relative faseforskyvning av det totale elektromagnetiske felt på den frembragte frekvens mellom det andre og tredje sted.
Ytterligere trekk ved oppfinnelsen vil fremgå av kravene 2-10.
Oppfinnelsen skal nedenfor forklares nærmere under hen-visning til tegningene.
Fig. 1 viser et blokkskjema for utstyr for utførelse
av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen.
Fig. 2 viser et blokkskjema for sonden på fig. 1.
Fig. 3 viser kurver for faseforskjellen mellom mottagerspolen 1 og mottagerspolen 2 målt med utstyret på fig. 1 som funksjon av jordformasjnnenes spesifikke motstand ved forskjellige dielektrisitetskonstanter. Fig. i) viser teoretisk utledede kurver for amplitude-variasjoner ved høyfrekvent induksjonsmåling med 64 MHz for forskjellige diametre av borehullet fra 0 - 0,35 meter. Fig. 5 viser en teoretisk utledet kurve for aroplitude-variasjonen for induksjonsmåling ved en frekvens på 130 MHz for borehulldiametre i området 0-0,4 meter. Fig. 6 viser teoretisk utledede kurver for fasefor skyvningen mellom mottagerspolene 1 og 2 i utstyret på fig. 1 som funksjon av amplituden av signalet i mottagerspolen 2. Induksjons- og motstandsmåling har tidligere vist seg nyttige for å bestemme jordformasjonens spesifikke motstand
>for lokalisering av oljeførende sand i nærheten av borehull. Som følge av at sand som inneholder ferskvann og sand som inneholder olje har tilnærmet lik stor spesifikk motstand, kan disse målinger ikke nøyaktig detektere forskjellen mellom porer i jordformasjonene i nærheten av borehullet som inneholder olje
og ferskvann. Ved høyfrekvens er det imidlertid mulig å
måle formasjonenes elektriske ledningsevne og dielektrisitets-konstand for å skille mellom disse typer væske. Hydrokarbon har en dielektrisitetskonstant e som er mindre enn 5. På
r
den annen side har ferkkvann en dielektrisitetskonstant e på
r
ca. 80. Dielektristetskonstanten e for et materiale er definert som den naturlige elektriske polarisering av materiale. Nedenfor anvendes disse begreper som synonym. Disse størrelser forholder seg til dielektristtetskonstanten for det frie rom €Q etter følgende uttrykk:
hvor eQer 8,854 picofarat pr. meter.
Pra teorien for det elektromagnetiske felt og særlig fra teorien for en punktformet kilde for svingende magnetisk dipol, er opptreden av høyfrekvensfelter i nærheten av et sylindrisk borehull uttrykt ved Helmholtz ligning i vanlige sylinderkoordianter r, og Z: hvor Tg^1^ er Hertz magnetiske vektor, I^n^ er størrelsen av strømmen og j =\T-T. I uttrykket (2) er K det komplekse bølgetall gitt ved:
i uttrykket(2) er <5(p) og 6(Z) er enhetspulsfunksjoner av Dirac-typen. w= 2irF hvor F er frekvensen, for den punktformede svingende magnetiske dipol, og e er mediets dielektrisitetskonstant, u er den magnetiske.dielektrisitetskonstant for materialet som omgir den magnetiske dipol og a er den elektriske ledningsevne for mediet.
Det skal bemerkes at fra uttrykkene (2) og (3) er
det tre fysiske konstanter for materialet som omgir en svingende punktformet magnetiske dipol. Disse er den relative magnetiske permabilitet v, den elektriske dielektrisitets-
konstant c og den elektriske ledningsevne a. Por de fleste jordformasjoner kan for de frekvenser det her. er tale ora, tlemlig 10-60.MHz, den relative magnetiske permabilitetu anses som en konstant. Variasjonene i v i jordformasjonene av interesse ligger i området 0,001 - 0,1 %. Bare to media-konstanter oppviser således en vesentlig variasjon fra et jordmateriale til et annet ved de frekvenser som her er av interesse for e og a. Disse to fysiske karakteristikker har direkte innvirkning på meget høyfrekvente vekselstrømmer som flyter i mediet. Begge disse fysiske størrelser for mediet har en virkning på amplituden og fasen for hvirveIstrømmene i formasjoner som omgir borehullet.
Hvis man antar at en punktformet magnetisk kilde, anbringes i et sylindrisk borehull og følger Helmholtz ligning, er det totale felt definert som feltet av kilden3om avføles med mottagerspolen i et hvert medium. Det totale felt kan skilles i et primærfelt og et sekunderfelt. Primærfeltet er definert som feltet fra kilden som avføles av mottagerspolen i et referansemedium f.eke. i vakuum eller i luft. Sekundærfeltet er definert som det felt som når det adderes vektorielt til primærfeltet, resulterer i det totale felt. Primærfeltet har en .amplitude og en fase som er lik amplituden og fasen i det totale felt i referansemediet. Når kilden anbringes i et
medium som avviker fra referansemediet, adderes sekundærfeltet vektorielt til primærfeltet for å gi det totale felt i det nye medium. Primærfeltet tjener som en amplitude- og fase-referanse for å bestemme sekundærfeltet. Strømmene som flyter i mediet 3om omgir den svingende punktformede magnetiske dipol kalles hvirveIstrømmer. HvirveIstrømmene som frem-bringer sekundærfeltene som i tilfelle av godt ledende medium motvirker primær- eller referansefeltet. Når imidlertid we dvs. vinkelfrekvensen multiplisert med dielektrisitetskonstanten, nærmer seg 3tØrrel3en av o, dvs. den elektriske ledningsevne, er hvirvelstrømmene faseforskjøvet og kan resultere i sekundærfelter som Øker amplituden av det~totale
felt. Dette er vanligvis tilfelle når frekvensene som er av interesse for foreliggende oppfinnelse ligger i høyfrekvens-området 10-60 MHz.
Da endeinger både i e og c bevirker endringer i hvirvelstrømmene ved en enhver gitt frekvens, kan ikke målinger av en enkelt spenningsamplitude av feltet skille de to virkninger. Ifølge oppfinnelsen kan imidlertid en måling av amplituden av det totale felt i en mottagerspole sammen med faseforskyvningen mellom signalet i to mottagerspoler kombineres for å utlede e og o samtidig.
Helmholtz ligning (2) gjelder for ethvert sylindrisk lag i et lagdelt medium som omgir en punktformet magnetisk dipol i borehullet. Ved å anvende et dataprogram for numerisk; integrering av løsningen av uttrykket (2) i forskjellige sylindriske lag om en slik punktformet magnetisk dipol og ved å anvende grensebetingelsene som skille mellom disse områder og på kilden, kan det totale felt i mottagerspolen som ligger i en vavstand ' Z i borehullets akse fra den magnetiske dipol utledes .
Ved å iaktta flere løsninger av Helmholtz ligning i borehull for forskjellige diametre,-kan det oppstilles en grafisk fremstilling av amplituden^ ay feltet i mottagerspolen som funksjon av borehullets diameter for forskjellige diametre av borehullet. En slik grafisk fremstilling er vist på fig. 4 for 64 MHz med en enkelt senderspole og en enkelt mottagerspole. Det skal taemerkes at på fig. 4 ved en frekvens på 64 MHz opptrer det en unormal resonansvirkning ved en borehullradius på ca. 0,22 meter. Det skal også bemerkes at ved 32 MHz og dobbelt senderspole, opptrer det ingen form for resonansvirkning ved borehull av rimelig størrelse.
Fig. 5 viser en grafisk fremstilling av den normaliserte totale feltamplitude i en mottagerspole i Z-aksen som funksjon av borehullets radius for en driftsfrekvens på 130 MHz. I dette tilfellet opptrer resonansvirkningen ved en borehullradius på cå. 0,1 meter og også ved en borehullradius på 0,25 meter. Hvis det tilstrebes en måling av dielektrisitetskonstanten og ledningsevnen for materialet som omgir borehullet ved en frekvens så høy som 64 MHz, fremgår det klart åtr fig. 4 og 5 at noe korreksjon muligens er nødvendig for disse resonansvirkninger.
På den annen side skal det bemérkes at for å bestemme både elektrisk ledningsevne og dielektrisitetskonstant for materialet som omgir borehullet, må det foretas målinger av amplituden av det mottatte signal og den relative faseforskyvning mellom mottagerspolené for å tyde de «resulterende amplitudemålinger med hensyn til både dielektrisitetskonstant e og ledningsevne a for jordformasjonene som omgir borehullet. En teoretisk fremstilling av faseforskjellen for mottagerspolené som funksjon av den spesifikke motstand for et antall forskjellige dielektrisitetskonstanter er vist på fig. 3 for borehullparametre og mottagerspoleavstand som angitt på fig. 3.
Av fig. 3 fremgår det at den relative faseforskyvning mellom mottagerspolené kan uttrykkes på basis av formasjonenes dielektrisitetskonstant forutsatt at formasjonenes spesifikke motstand er kjent. Disse raotstandsmålinger kan foretas ved hjelp av en særskilt vanlig motstandsmåling. Ifølge oppfinnelsen anvendes imidlertid et signal som er proporsjonalt med amplituden av det mottatte3ignal i en av mottagerspolené for å utlede jordformasjonens spesifikke motstand. På fig. 6 er tegnet opp fase forskyvningen mellom åvavs.tand beliggende raottagerspoler som funksjon av den totale feltamplitude i en av spolene. Målingen av denne faseforskyvning og amplitude kan utledes ved hjelp av fig. 6 med hensyn til jordformasjonens dielektrisitetskonstant og spesifikk motstand samtidig.
Ved å arbeide på en valgt frekvens f.eks. 30 MHz kan resonansvirkninger slik som vist på fig. 4 og 5 unngås. Teoretiske beregninger indikerer at målinger foretatt ved denne frekvens er mere nøyaktig enn målinger som er oppnådd ved høyere frekvenser som følge av borehullresonansvirkning. Måling av amplituden og faseforskyvningen som følge av jordformasjonene på signalene fra senderspolen til to i avstand beliggende mottågerspoler ifølge oppfinnelsen kan anvendes for nøyaktig å bestemme jordformasjonenes spesifikke motstand og dielektrisitetskonstanten.
Fig. 1 viser utstyr for dielektrisk induksjonsmåling ifølge oppfinnelsen med en sonde 11 hvis hus fortrinnsvis består av- fiberglass eller annet ikke ledende materiale med tilstrekkelig styrke, som er opphengt i eft kabel 12 i et ikke kapslet borehull 13. Borehullet 13 er fylt med en borevæske 14 og er omgitt av jord formas joner 15 hvis dielektrisitetskonstant og spesifikk motstand skal måles.
I den nedre del av sonden 11 er anordnet en elek-tronisk sender 16 som skal beskrives nærmere nddenfor i forbindelse med senderspolen 17. Spolen 17 er viklet på en sentral splfblekjerne 20 som fortrinnsvis også består av ikke ledende materiale som f.eks. fiberglass. Senderen er drevet av et batteri 18 ved hjelp av en sleperinganordning 23. Senderspolen 17 arbeider på en frekvens av 30 MHz slik det skal beskrives nærmere nedenfor. En første mottagerspole 21
ér anordnet i aksial avstand fra senderspolen 17 i sonden 11,. ca. 61 cm fra denne. En andre mottagerspole 19 er anordnet i en avstand på ca. 91,5 cm fra senderspolen 17 og arbeider på
en frekvens av 30 MHz. Det er klart at avstanden mellom senderspolen og mottagerspolen kan være en annen enn her angitt og er bare angitt som et eksempel.
Den radiale måledybde er avhengig av avstanden mellom senderspolen og mottagerspolen. Jo lenger avstanden mellom senderspolen og mottagerspolen.er, desto dypere skjer målingene i jordformasjonene som omgir borehullet. Det skal imidlertid bemerkes at det er nødvendig at avstanden mellom senderspolen og mottagerspolen er slik at det sikres mottagning med brukbart signalnivå fra jordformasjonene. Da et godt ledende materiale i nærheten av borehullet vil bevirke en vesentlig dempning av signalene med den høye frekvens som anvendes, må det anvendes større sendeenergi når avstanden mellom senderspolen og mottagerspolen økes. Et vanlig heise-arrangement (ikke vist) anvendes på overflaten for å bevege
sonden 11 opp og ned i borehullet under målingene. Kabelen 12 løper vover en blokkskive 22 som kan være elektrisk eller mekanisk koplet med en registreringsinnretning 24. Registreringsinnretningen 24 anvendes for opptegning av signalene fra sonden 11 som funksjon av borehullets 13 dybde slik det skal beskrives nærmere nedenfor. Energi for drift av mottageren 36 skjer gjennom kabelen 12 fra ren kilde 28 på overflaten.
Måiesignalene fra mottageren 36 i sonden 11 forsterkes av en inngangsforsterker 29 og tilføres to detektorer 37 ofe 38 hvis funksjon skal beskrives nærmere nedenfor. Signalene fra mottageren 36 skal beskrives nærmere nedenfor og kan generelt bestå av et amplitudemålesignal og et fasemålesignal som over- føres på kabelen 12 i form av et par frekvensmodulerte signaler.
Fig. 2 viser utstyret i sonden 11. Et batteri 18
som kan være et ladbart nikkel-kadmium batteri eller lignende ' er forbundet med senderen 41 ved hjelp av en sleperinganordning 23 som vist på fig. 1. En slik forbindelse muliggjør at batteriet lett kan koples inn i feltet og muliggjør innsetning av et nytt batteri mens utladede batterier lades. Senderen 41 omfatter en krystallstyrt tretrinns klasse C, kopling med en frekvens på 30 MHz. Utgangssignalet fra senderen er koplet med senderspolen 17 i form av et høyfrekvensutgangstrinn på ca. 2 watt som bevirker induksjon i jordformasjonen i nærheten av borehullet. Senderspolen 17 består av en spole med to vindinger'1 av kobbertråd med en diameter på ca. 3 mm som er viklet på en spolekjerne 20 med en ytre diameter på ca. 5 cm. Avstanden mellom vindingene er ca. 12 mm. Vindingene er an-bragt i spor i spolekjernen.
De i mottagerspolené 19 og 21 detekterte signaler tilføres hver sin forsterker. Mottagerspolené 19 og 121 er like og består hver av en enkelt vinding og har.en innbyrdes avstand på ca. 30 cm. Spolene er elektrostatisk skjermet. Mottagerspolen 21 har en avstand på ca. 61 cm fra senderspolen 17 og mottagerspolen 19 har en avstand på ca. 91,5 cm fra senderspolen. De induserte spenninger i mottagerspolené, til-føres hver sin mottager 42 og 43 med totrinns forsterkning og avstemte resonånskretser og automatisk forsterkningsregulering. Den automatiske forsterkningsregulering sikrer et utgangssignal på ca. 0,7 volt ved inngangssignaler på ca. 20 mikro-volt effektivverdi eller større. Det er Ønskelig å opprettholde en mest mulig konstant amplitude av mottagerspenningen for å oppåå nøyaktig faseforskjellmåling fra de to spoler. Denne automatiske forsterkningsregulering skjer i forsterkerne.44 og 45.
De to mottagere 42 og 43 leverer sinusformede signaler som omformes til firkantbølger i Schmitt-triggere. 46 og *>7. De steile flanker av firkantbølgene fra Schmitt-triggerne 46 og 47 med en frekvens på 30 MHz tilføres de to innganger, i en NOR-portkrets 48. Portkretsen 48 leverer utgangspulser hvis bredde er proporsjonal med faseforskjellen mellom de to inn-gangas ignaler. Hvis de to inngangs si gnåler er i fase, er' ■• det ingen utgangspuls. Ved maksimal målbar faseforskyvning på l8o° er pulsbredden maksimal. Det oppnås således en lineær måling av faseforskyvningen mellom de to mottagerspoler ved integrering av utgangspulsene fra portkretsen 48 i en integreringskrets 49 som inneholder et R-C-nettverk som vist. Utgangssignalet fra integreringskretsen 49 tilføres en spennings-styrt oscillator 15. Denne spenning er direkte proporsjonal med faseforskyvningen i høyfrekvenssignalene i mottagersp&lene 21 og 19.
Det er viktig at mottagersignalene har tilstrekkelig amplitude til å styre Schmitt-triggerne 46 og 47 riktig. Hvis signalnivået blir for lavt, vil ikke Schmitt-triggerne arbeide-på riktig tidspunkt og kan resultere i feil faseforskyvningsmåling. Utgangssignalet fra forsterkeren 45 med automatisk forsterkningsregulering, anvnedes som inngangssignal for styring av den spenningsstyrte oscillator 51 for overføring til overflaten. Ved overvåkning av dette signal, kan det bestemmes når mottagersignalnivfiét blir for lavt for pålitelig faseforskyvningsmåling. I tillegg hertil i styresignalet for automatisk forsterkningsregulering og som er direkte proporsjonal med signalnivået i mottagerspolen 19 informasjon om den spesifikke motstand og dielektrisitetskonstanten for formasjonen som omgir borehullet. Ved kombinasjon av fasefor-skyvningsmålingen ifølge fig. 6, kan denne informasjon utledes til elektrisitetskonstanten og den spesifikke motstand for jordformasjonene som omgir borehullet.
Et modulasjon3system -for de to frekvenser består av
to spenningsstyrte oscillatorer 51 og 50 sammen med en summeringsforsterker 52 og en kabelforsterker 53 for sending av to datakanaler med informasjon til overflaten på en sentral leder i kabelen 12 på fig. 1. Den spenningsstyrte oscillator 50 er frekvensmodulert med utgangssignalet fra integratoren 49 som bevirker at frekvensen fra oscillatoren 50 moduleres i området fra ca. 12 kHz til 13 kHz avhengig av nivået av spenningen fra integratoren 49. På samme måte styrer det automatiske regulerte signal fra forsterkeren 45 frekvensen av den spen-
ningsstyrte oscillator 51 som varierer i området fra 1200 Hz til 1300 Hz avhengig av nivået av utgangssignålet fra forsterkeren 45. De to frekvensmodulerte signaler fra oscillatorene 50 og 51 summeres i en summeringsforsterker 52 , og forsterkes ytterligere til et nivå som er tilstrekkelig for overføring til overflaten via kabelforsterlceren 53 før kopling til den sentrale leder i kabelen 12.
Som vist på fig. 1 anvendes to faselåste demodulasjons-kuetser 37 og ^38 på overflaten for gjenvinnign av de opprinnelige likespehninger fra sonden nede i borehullet. Multi-pleks FM-signalene tas ut av den sentrale leder via en kop-lingskondensator 39 og tilføres en inngangsforsterker 29. Utgangssignalet fra forsterkeren 29 er tilført en faselåst de-moduleringskrets 37 som reagerer bare.på signaler fra 12oo - 1300 Hz og en faselåstademodulatorkrets 38 som reagerer bare på inngangssignålet i området 12 - 13 kHz. Demodulatorene er låst til en inngangsfrekvens og følger denne frekvens hvis inngangs-området ligger innenfor innfangningsområdet for den faselåste krets. Utgangssignalet fra hver demodulatorkrets 37,38 er en likespenning som er proporsjonal med det opprinnelige likespenningssignal som tilføres de spenningsstyrte oscillatorer 50 og 51 på fig. 2 i sonden . Utgangssignaleae fra demodulator-kretsene 37 og 38 tilføres differensialforsterkere 60 og 61
for ytterligere forsterkning før de tilføres registreringsinnretningen 24. Forsterkere 62 og 63 forsterker ytterligere signalene for opptegning ved hjelp av bevegelige penner på et strimmelmateriale eller til katodestrålerør hvi3 en slik re-gistréririgsinnretning anvendes.
Senderen 16 nede i borehullet induserer høyfrekvens energi i jordformasjonene i nærheten av borehullet ved en frekvens på 30 MHz. De to mottagerspoler 19 og 21 mottar induserte spenninger på 30 MHz som sendes ut frå senderen til jordformasjonene. Den relative faseforskyvning mellom signalene i de to mottagerspoler målee i sonden og overføres til overflaten¥ed frekvensmodulasjon. Samtidig blir amplituden av signalet i mottagerspolen 19 målt og overført til overflaten ved
frekvensmodulasjon. På overflaten blir de to signaler demodulert og tilført registreringsinnretningen 24 som gir en kontinuerlig registrering som funksjon av borehullet dybde ved måling av
fasen og den totale feltaraplitude.
Denne informasjon kan så kombineres ved hjelp av et forhåndskalibrert teoretisk diagram som vist på fig. 6
hvorav det kan utledes jordformasjonen3spesifikke motstand og dielektrisitetskonstant. Dielektrisitetskon3tantinforma-
sjonen kan kombineres ved motstandsinformasjonen for å.skiJJe soner med ferskvann fra soner med olje på basis av den relativt større dielektrisitetskonstant for ferskvannssoner eftn fo^.olje. Denne informasjon er ikke tidligere oppnådd ved tidligere kjent utstyr som bare måler den spesifikke motstand av jordforma-
sjonene i nærheten av borehullet.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte til undersøkelse av borehull for å oppnå en indikasjon for utledning av den spesifikke motstand og dielektrisitetskonstanten for jordformasjoner i nærheten av borehull, karakterisert ved frembringelse av et høyfrekvent elektromagnetisk felt i området 20-65 MHz på et første sted i borehullet, detektering av det totale elektromagnetiske felt på den frembragte frekvens på et andre sted i borehullet i avstand fra det første sted i borehullets lengderetning, og frembringelse av et første signal som representerer dette felt, detektering av det totale elektromagnetiske felt på den frembragte frekvens på et tredje sted i borehullet i avstand fra det første og andre sted i borehullets lengderetning og frembringelse av et andre signal som representerer dette felt, og kombinering av det første og andre signal for å utlede et signal som indikerer den relative faseforskyvning av det totale elektromagnetiske feltppå den frembragte frekvens,meiLiom det andre og tredje sted.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved kombinering av indikasjonen av faseforskyvningen med motstanden i jordformasjonene mellom det første.og andre sted, for utledning av en indikering av dielektrisitetskonstanten for jordformasjonene mellom det første og andre sted.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert v/e d frembringelse av et tredje signal som funksjon av amplituden av det totale elektromagnetiske felt på enten det første eller andre sted som en indikasjon av den spesifikke motstand for jordformasjonene i nærheten av det første og ■andre sted.
4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved kombinering av det første, andre og tredje signal ved sammenligning av signalet som indikerer faseforskyvningen og det tredje signal i samsvar med et forhåndsbestemt forhold .
5. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-4, karakterisert ved en repetisjon i et antall dybder i borehullet rrog at fase forskyvnings indikeringene eller faseforskyvningen og indikeringene av den spesifikke motstand opp-tegnes som funksjon av dybden i borehullet.
6. Fremgangsmåte ifølge krav 5 i avhengighet av krav 3 eller 4, karakterisert ved overvåkning av det tredje signal som en indikasjon av påliteligheten av signalet som indikerer faseforskyvningen.
7. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-6, karakterisert ved kombinering av det første og andre signal ved omforming av det før3 te signal til et første tilsvarende firkantsignal med den nevnte frekvens, omforming av det andre signal til et tilsvarende firkantsignal, tilførsel av det første og andre firkantsignal som inngangssignal til en NOR-por.t krets for å utlede et utgangssignal som representerer enhver faseforskyvning mellom dem, og integrering av utgangssignalet for å frembringe et likespenningssignal som er proporsjonalt med enhver faseforskyvning mellom signalene.
8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at før omformingen forsterkes de enkelte signaler uavhengig av hverandre til en tilnærmet forhåndsbestemt konstant amplitude ved hjelp av forsterkere med automatisk forsterkningsregulering.
9. ' Fremgangsmåte ifølge krav .')8 i avhengighet av krav 3, karakterisert ved at i det minste en av forsterkerne med automatisk forsterkningsregulering leverer et anplitudesignål som består av det tredje signal og er en funksjon av inngangssignalet av vedkommende signal.
10. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-9, karakterisert vedat det frembragte høyfrekvente elektromagnetiske felt har .en frekvens i området 20-40 MHz.
NO753554A 1974-10-24 1975-10-22 NO753554L (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/517,704 US4012689A (en) 1974-10-24 1974-10-24 Radio frequency resistivity and dielectric constant well logging utilizing phase shift measurement

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NO753554L true NO753554L (no) 1976-04-27

Family

ID=24060888

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO753554A NO753554L (no) 1974-10-24 1975-10-22

Country Status (11)

Country Link
US (1) US4012689A (no)
AR (1) AR215845A1 (no)
BR (1) BR7506917A (no)
CA (1) CA1049093A (no)
DK (1) DK478375A (no)
FR (1) FR2289923A1 (no)
GB (1) GB1507229A (no)
IT (1) IT1043620B (no)
MX (1) MX3119E (no)
NL (1) NL7512401A (no)
NO (1) NO753554L (no)

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4009434A (en) * 1974-12-09 1977-02-22 Texaco Inc. Dielectric induction logging system for obtaining water and residual oil saturation of earth formations
US4107598A (en) * 1976-02-02 1978-08-15 Texaco Inc. Electromagnetic wave logging system for determining resistivity and dielectric constant of earth formations
US4130793A (en) * 1976-12-29 1978-12-19 Texaco Inc. Dielectric well logging means and method utilizing the signals from a pair of receivers for providing clock pulses corresponding to earth formation dielectric constant
US4158165A (en) * 1977-06-16 1979-06-12 Schlumberger Technology Corporation Apparatus and method for determining subsurface formation properties
US4209747A (en) * 1977-09-21 1980-06-24 Schlumberger Technology Corporation Apparatus and method for determination of subsurface permittivity and conductivity
US4185238A (en) * 1977-09-21 1980-01-22 Schlumberger Technology Corporation Apparatus and method for determination of subsurface permittivity and conductivity
FR2428847A1 (fr) * 1978-06-16 1980-01-11 Texaco Development Corp Systeme et procede de diagraphie electrique a haute frequence pour trous de forage
FR2429441A1 (fr) * 1978-06-21 1980-01-18 Texaco Development Corp Procede de diagraphie utilisant un champ electromagnetique alternatif et appareil correspondant
FR2432178A1 (fr) * 1978-07-28 1980-02-22 Texaco Development Corp Procede de determination des proprietes electromagnetiques des terrains au voisinage d'un trou de sondage
US4360778A (en) * 1978-10-30 1982-11-23 Shell Oil Company High frequency induction log for locating formation interfaces
US4278941A (en) * 1978-10-30 1981-07-14 Shell Oil Company High frequency induction log for determining resistivity and dielectric constant of the earth
US4300098A (en) * 1979-05-24 1981-11-10 Schlumberger Technology Corporation Microwave electromagnetic logging with mudcake correction
FR2492540A1 (fr) * 1980-10-17 1982-04-23 Schlumberger Prospection Dispositif pour diagraphie electromagnetique dans les forages
US4568933A (en) * 1981-09-30 1986-02-04 Otis Engineering Corporation Electronic well tools and multi-channel recorder
US4489276A (en) * 1982-01-20 1984-12-18 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Dual-cone double-helical downhole logging device
AU2907484A (en) * 1983-06-27 1985-01-03 N L Industries Inc. Drill stem logging system
US4687995A (en) * 1984-03-05 1987-08-18 Texaco Inc. Secondary field dielectric constant and/or resistivity well logging system and method
US4980642A (en) * 1990-04-20 1990-12-25 Baroid Technology, Inc. Detection of influx of fluids invading a borehole
US5389881A (en) * 1992-07-22 1995-02-14 Baroid Technology, Inc. Well logging method and apparatus involving electromagnetic wave propagation providing variable depth of investigation by combining phase angle and amplitude attenuation
US5712805A (en) * 1995-11-03 1998-01-27 Wayne State University Noise diagnostic system
US7388379B2 (en) * 2003-05-01 2008-06-17 Pathfinder Energy Services, Inc. Series-resonant tuning of a downhole loop antenna
WO2005048174A1 (en) * 2003-11-10 2005-05-26 Technology Innovations, Llc Digital imaging assembly and methods thereof
BRPI0507909A (pt) * 2004-02-23 2007-07-10 Halliburton Energy Serv Inc método e sistema de posicionamento furo abaixo, e, meio de armazenagem de informação
US7427862B2 (en) * 2006-09-29 2008-09-23 Baker Hughes Incorporated Increasing the resolution of electromagnetic tools for resistivity evaluations in near borehole zones
GB201411342D0 (en) 2014-06-26 2014-08-13 Rolls Royce Plc Wireless communication system
US10564310B2 (en) 2018-02-27 2020-02-18 Baker Hughes, A Ge Company, Llc Dielectric logging with broadband excitation
CN112034257B (zh) * 2020-09-11 2023-09-29 斯伦贝谢油田技术(山东)有限公司 一种井下电阻率的计算方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL279133A (no) * 1961-06-01
US3657659A (en) * 1964-07-13 1972-04-18 Us Navy Method and means for measuring phase difference
US3381215A (en) * 1965-10-20 1968-04-30 Arps Corp Measurement of electrical resistivity by variation of magnetic flux
FR1527757A (fr) * 1966-09-29 1968-06-07 Schlumberger Prospection Dispositif électromagnétique pour la mesure de la résistivité des formations traversées par un sondage
GB1134536A (en) * 1967-10-25 1968-11-27 Schlumberger Prospection Earth formation logging
US3539911A (en) * 1968-06-21 1970-11-10 Dresser Ind Induction well logging apparatus having investigative field of asymmetric sensitivity
GB1347973A (en) * 1970-05-28 1974-02-27 Redifon Ltd Circuit arrangements for measuring the instantaneous phase difference between two signals
US3849721A (en) * 1973-08-23 1974-11-19 Schlumberger Technology Corp Microwave logging apparatus having dual processing channels
GB1460186A (en) * 1973-08-27 1976-12-31 Texaco Development Corp Method and apparatus for determining electromagnetic characteristics of earth formations
US3906361A (en) * 1973-09-26 1975-09-16 Us Air Force Digital phase measuring system

Also Published As

Publication number Publication date
DK478375A (da) 1976-04-25
MX3119E (es) 1980-04-21
IT1043620B (it) 1980-02-29
BR7506917A (pt) 1976-08-17
GB1507229A (en) 1978-04-12
CA1049093A (en) 1979-02-20
NL7512401A (nl) 1976-04-27
FR2289923A1 (fr) 1976-05-28
US4012689A (en) 1977-03-15
AU8598275A (en) 1977-04-28
AR215845A1 (es) 1979-11-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO753554L (no)
US4107598A (en) Electromagnetic wave logging system for determining resistivity and dielectric constant of earth formations
US4107597A (en) Electromagnetic wave propagation well logging utilizing multiple phase shift measurement
US2018080A (en) Method of and device for differentiating between geologic strata traversed by bore holes
US3982176A (en) Combination radio frequency dielectric and conventional induction logging system
US5672971A (en) Well logging system arranged for stable, high-sensitivity reception of propagating electromagnetic waves
EP0105801B1 (en) Well logging apparatus and method using transverse magnetic mode
US4302722A (en) Induction logging utilizing resistive and reactive induced signal components to determine conductivity and coefficient of anisotropy
US4446434A (en) Hydrocarbon prospecting method with changing of electrode spacing for the indirect detection of hydrocarbon reservoirs
US20060152227A1 (en) Method and arrangement for measuring conductive component content of a multiphase fluid flow and uses thereof
CN101382599B (zh) 一种确定储层孔隙各向异性的瞬变电磁方法
US4278941A (en) High frequency induction log for determining resistivity and dielectric constant of the earth
CA1062333A (en) Movable oil measurement combining dual radio frequency induction and dual induction laterolog measurements
AU2011325931B2 (en) System and method for remote sensing
US9103198B2 (en) System and method for remote sensing
NO332799B1 (no) Permanent anbrakt elektromagnetisk system, samt fremgangsmate for maling av formasjonsresistivitet inntil og mellom bronner
EP1242963B1 (en) Interferometric processing method to identify bed boundaries
EP0039959A2 (en) Hydrocarbon prospecting method and apparatus for the indirect detection of hydrocarbon reservoirs
NO793224L (no) Fremgangsmaate og apparat til reduksjon av dynamikkomraadene for spenninger og stroemmer maalt i en grunnformasjon
US3328679A (en) Electromagnetic well logging systems with means for modulating the detected signals
Yi et al. Electromagnetic measurement while drilling technology based on the carrier communication principle
NO153782B (no) Fremgangsmaate og apparat for maaling av resistiviteten av fluider i et borehull.
US4360778A (en) High frequency induction log for locating formation interfaces
US3079550A (en) Electrical well logging system
US2615956A (en) Borehole telemetering