SU1080762A3 - Способ электромагнитного каротажа и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

1. Способ электромагнитного каротажа , при котором электромагнитную энергию ввод т в окружающие формации дп  образовани  в них вторичной вопны, включающий измерение скорости распространени  электромагнитной энергии сквозь данную часть окружающих формаций , при этом скорость  вл етс  показателем параметр земных формаций, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  точности измерени  ; диэлектрической посто нной исследуемых формаш1й, электромагнитное попе возбуждают в рбпасти сверхвысоких частот. 2.Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что электромагнитное попе возбуждают в диапазоне частот 500 МГц - 2 ГГц. 3.Способ ПОП.2, отличающий с,  тем, что электромагнитное поде возбуждают на частоте 1,1 ГГц± ,1 ГГц. 4.Устройство дп  осуществлени  способа по п, 1, содержащее опорную стойку , установленную в буровой скважине, средства введени  электромагнитной в окружающие формации, расположенS ные на опорной стЫ)ке, передающую антенО ) ну, первую и вторую приемные антенны, установленные в пространственной св зи по отнощению к средствам введени  электромагнитной энерши и ва заданном рассто нии по отнощению к окружающей формации, прк этом средства введени  электромагнитной энергии соединены с приемными антеннами, и устрсйство дл  измерени  скорости распространени  электромагнитной энергии через данную часть окружающих формаций,  вл ющейс  показателем параметров земных формацнй , отличающеес  тем, что средства введени  электромагнитоной энергии содержат источник сверхвысоких частот.

Description

1,1

Изобретение относитс  к способу электромагнитного каротажа и устройству дл  его осуществлени , а именно к исследованию земных формаций с помощью электромагнитной энергии и, в частности к способу и устройству дл  определени  диэлектрических свойств подповерхностных формаций посредством пропускани  через них электромагнитной энергии,

Известны различные способы измерени  диэлектрической посто нней или диэлектрической проницаемости подповерхностных формаций, В результате проведенных исследований установлено, что диэлектрическа  посто нна  различных материалов земных фор лаций колеблетс  в ширисих пределах (например, 2,2 дл  нефти; 7,5 дл  известн ка и 8О дл  воды) и что измерение диэлектрических свойств можно использовать дл  оценки этих формаций. Например, если посредством способа каротажа скважины определены , литологи  и степень насыщени  водой какой-либо формации, то пористость этих формаций может быть установлена посредством измерени  диэлектрической посто нной данного материала. Подобным образом, если заданы в качестве известных данных литшоги  и пористость, то путем измерени  диэлектрической посто н 1ой данной формации можно определить степень насыщени  ее водой.

Известен способ измерени  диэлектри-ческрй посто нной или диэлектрической проницаемости подповерхностных ф рмаций i .

Известные устройства дл  регистрации диэлектрических посто нных земных формаций в Яровых скважинах не позвол ют получить надежных результатов по р ду причин. Рассмотрим общую при роду диэлектрической посто нной материала с большими потер ми, которую мсвкн представить в виде кс  Ш1ексной величины

6 . Вещественна  часть в этом равенстве представл ет собой истинную вели чину диэлектрической посто нной дд  материала без потерь, т,е, величину, получаемую в результате измерени  раснрость ранени  токда дл  конкретного электрдаческого пол  в материале, не внос щем, потерь. Мнима  часть данного paBeHcivва представл ет собой коэффициент потерь дл  данного материала, т.е. по/ 62J

терь, обусловленных эффектами проводимости и отражени . Больша  часть Известных способов основана на измерении величины дл  какой-либо подповерхностной формации. Однако материалы подповерхностных формаций обладают существенной проводимостью и, следовательно , имеют значительный коэффициент потерь С , величина которого зачастую превышает значение .В результате получение точных значений величины в значительной мере искажаетс  наличием существенного коэффициента потерь..

Наиболее близким к данному  вл етс  способ электромагнитного каротажа, в котором электромагнитную энергию возбуждают в окружающих формаци х дл  образовани  в них вторичной волны, предусматривающей измерение скорости распространени  электромагнитной энергии сквозь данную часть окружающих формаций, при этом скорость  вл етс  показателем параметров земных формаций 2 .

Проводимость исследуемой формации устанавливалась посредством косвенного измерени  тс щины скин-сло  в поперечном направлении данной формации, котора  по сн етс  следующим образом. Напр женность магнитного по   Hg на рассто нии z f при больщих значени х Z , от передатчика выражаетс  следующим образом

«z-Wo stHn, (

6 - представл ет собой основание натуральных логарифмов,

j - мнима  единица;

Нр - напр женность магнитного пол  у передатчика)

8 - тшщина скин-сло , определ ема  как

Й

r2j

UJ(U6 СО - кругова  частота (в радианах ) сигнала передатчика; jU - магнитна  проницаемость исспейуемой формации, в общем считаема  посто нной , 6 - проводимость формации. добное уравнение может быть запии дл  диэлектрического пол . Урав (1) указывает на то, что электро310 магнитное nwie  м етс  заг/хаюшим, а его фаза сдвигаетс  по мере увеличени  рассто ни  2 , т ..е. по мере pacnpoci ранени  электромагнитной энергии в исследуемых формаци х. Величина сдвига фазы выражаетс  членом t а степень ос аблет1  пол  выражаетс  .членом - Z/S . Составной член х (,d+ ) нЬсиг название посто нной распространени , при этом член 1/8 называетс  посто нной затухани , а член - посто нн1й фазы. Посто нна  затухани  и фазова  посто нна  имеет одинаковые значени , вследствие чего толщина скин-сло  может быть определена либо путем измерени  i величины затухани , либо путем измерени  фазы. Дл  вычислени  затухани  тре буетс  измерить величину электромагнит ной энергии в пунктах приема, расположенных на рассто нии Д друг от друга в данной формации. Измеренные амплитудные значени  в двух пунктах приема, обозначаемые как AJ и А , используютс  дл  вычислени  толшины скнн-сло  в соответствии со сле/ кшшм соотношением: V дС С другой стороны, дл  вычислени  голшины скин-сло  используетс  раэвосгь фаз сигналов, измеренна  дл  двух отдельно расположенных точек приема , котора  обозначаетс  .как и вычнсп етс  в соответствии с таким соотношением . Р. Зна  S I проводимость формации мо но вычислить, пользу сь равенством (2) Указанный способ основан на предположении , что посто нные фазы и засуха- ни  электромагнитной энергии по сущесг ву равны. Лл  такого предположени  справедливо следующее где 5 - представл ет собЫ1 диэлектри ческую посто нную материала, через который распростран етс  электромагнитна волна. Величинаб/О , известна  как тангенс угла потерь, представл ет собсА отнсииение потерь токов проводимости к 624 току смещени . Тангенс угла потерь, мера относительного уменьшени  проводимости , способствует члену коэффициента потерь 6 . Таким образом, если величина 6 имеет существенное значение, а рабоча  частота относительно низка , посто нна  распространени  электромагнитного колебани  мало зависит от истинной величины диэлектрической посто нной иссле| емого материала. Это видно следует из уравнени  (2), которое не отражает зависимости от диэлектрической посто нной, и результирующего выражени  дл  посто нной распространени  i 1 (1 + j ) Известный способ реализован устройством , содержащим опорную стойку, установленную в ровий скважине, средства введени  электромагнитной энергии в окружающие формации, распространенные на опорной стойке, передающую антенну, первую и вторую приемные антенны, установленные в пространственной св зи по отношению к средствам введени  электромагнитной энергии и на заданном рассто нии по отнг лению к окружающей формации, при этом средства введени  эдектромагнитнЫ энергии соединены с приемными антеннами, и устройство дл  измерени  скорости распространени  электромагнитной энергии через данчую часть окружающих формаций, причем измеренна  скорость  вл етс  показателем параметров земных формаций. Цель изобретени  - увеличение точности измерени  диэлектрический посто нной исследуемых формаций. Указанна  цель Достигаетс  тем, что согласно способу элекгр« 1агнитного каротажа, при котором электрсллагНитную энергию возбуждают в окружающих формаци х дл  образовани  в них вторичной волны, включак цему измерение скорости распространени  электромагнитный энергии сквозь данную частьокружающих формаций, когда скорость  вл ет с  показателем параметров земных формаций , возбуждают электромагнитное попе в области сверхвысоких частот, а именно в диапазоне 500 Mm - 2 ГГц или предпЬчтигельно на частоте 1,1 ГГи+ + 0,1 rtu. В устройстве дл  осуществлени  способа , содержащем опорную ст1Йку, установленную в буровой скважине, средства введени  электромагаитнс энергии в окружающие формации, расположенные на опорной стойке, передающую, первую

и вторую приемные антенны, усгановлоИные в просгрансгвенной св зи по oriio- шонию к средствам введени  электроматнитной энергии и на зада1шом рассто нии но отношению к окружающей формации,

причем средства введени  электромагнитной энергии соединены с приемными антеннами, и устройство дл  измерени  скорости распространени  электромаг- нитной энергии через данную часть окружаюишх формаций,  вл ющейс  показателем параметров земных формаций, средства введени  электромагнитной энергии содержат источник сверхвысоких частот,

На фиг, 1 схематически изображена блок-схема устройства, реализующего cnoco6j на фиг, 2 и 3 - в упрошенной форме характер распространени  электромагН5 тной поперечнсй всэтны в формации; на фиг, 4 - то же, в зоне чистой формaции на фиг, 5 - б«лок-схема устройства фиг, 1, на фиг, 6, - блок-схема устройства показанного на фиг, 5 дл  . сравнени  амш1И1уд, на фиг, 7 - блоксхема вычислительного модул , показанного на фиг, 1 и 5; на фиг, 8 - вид сбоку на прижимную поверхность подушки , показанной на фиг, 1 и 5; на фиг,9 . разрез А-А на фиг 8 в увеличенном масштабе,} на фиг, 10 - блок-схема дл  вычислени  пористости, представл ющей часть вычислительного модул , изображенного на фиг, 5; на фиг, 11 блок-схема устройства, представл ющего собой второй вартант изобретени  на фиг, 12 - прижимна  подущка, по сн юща  природу электромагнитной волны, измер емой устройством, показанным на фиг, 11; на (jMir, 13 - группа графиков , на которых показаны различные формы сигналов, имеющих место в подсистеме устройства, показанного на фиг, 11

Прежде всего, слеаует рассмотреть плоскую электромагнигную волну, распросгран$пошуюс  в диэлектрической среде без потерь. Указанна  волна распросг ран етс  со скоростью

ную П1х:то н 1ую величину, в этом случае можог быть определена из следующего соогношени 

1

Следует рассмотреть две точки, расположенные на фиксированном рассто нии друг от друга вдоль направлени  распространени  электромагнитной волны. Дл  заданного значени  угловой частоты и) разность фаз волны между указанными двум  точками определ етс  следующим равенством

.

где L - рассто ние между данными

двум  точками,

|i - фазова  посто нна  волны,

равна f г (О / V , Дела  подстановку из уравнени  (3 ) можно видеть, что может быть получена после определени  фазовой посто нной из соотношени  /2 ,

следующим образом

Р

(4)

(

СОСоответствующее выражение, использую щее измер емую фазу между двум  точками , .имеет вид

Р

(5)

Co LZfU

Приведенные соотношени  справедивы дл  материала без потерь, однако исследуема  подповерхностна  среда в общем случае обладает существенной проводимостью . Посто нна  распространени  Y плоской электромагнитной волны, распростран ющейс  в среде без потерь, представл ет собой комплексную величину вида

()

где |U - магнитна  проницаемость, , - диэпекгрическа  посто нна 

данной среды,

Если исследуемый материал в общем случае  вл етс  немагнитным материалом, то (U можно рассмагривагь как иавесг (6)

Jf СО т(и где 6 - приводимость среды,

Если величина б / со значительно больше 1, то посто нна  распространени  уменьшаетс;  до величины, определение которой производитс  , как показано при описании области изобретени . Дл  слу-ча , когда 6 равна нулю или очень VI. мала, членом гапгенс угла потерь можно пренебречь (6/ (о ), вследствие чего получитс , что Jf Р (.) л/ (U , что имеет место дл  уравнени  (4) дл  случа , когда рассмагриваегс  материал без потерь. Если (э представл ет собо значительную величину, го тангенс угла потерь может быть относительно небольшим при очень больших значени х со Лл  этих случаев оп ть приближенно справедливо равенство (4). Например, если 6 / (об 0,2 , то вычисление П1 уравнению (4) дает ощибку только О,5% по сравнению со случаем, когда /ы е о. Существуют практические пределы дл  выбора значений высокой частоты, котора  может быть использована дл  осуществлени  значимых измерений в бурОвс скважине. Так, например, дл  формаций, обладающих значительной проводимостью, применение наиболее высоких частот, используемых на практике, может привес ти к значительно1лу возрастанию тангенса угла потерь, который, если им пренеб речь, приводит к ошибке измерени  дейс вительной величины диэлектрической посто нной. В данном варианте производимые измерени  автоматически корректируютс  с учетом тангенса угла потерь Лл  нагл дного по снени  производимой коррекции вещественную и мнимые части досто нной распространени  удобно представить соответственно как 5 и о(, .В таком случае эта величина запишетс  следующим образом r-( (7) где 06 - величина, завис ща  от затухани  волны или от потерь. Следует обратить внимание на то, чт посто нна  распространени  используетс  в волновом уравнении в виде j Jf , вследствие вещественна  часть посто нно распространени  становитс  мнимой частью данной экспоненты и наоборот. Возвед  в квадрат уравнени  (6) и (7) и приравн в друг к другу их вещес№ен ные части, можно получить следующее р -ос ресо. (8) Теперь, если величину вз ть из уравнени  (4) и заменить ее на откорре тированное значение ( к.р ) которое учитывает имеющиес  потери, то можно получить . (9) в28 Из уравнени  (8) видно, что соответствующа  величина /9 ко ропредол егс  так f3. (o) в варианте воплощени  данного изс рете- ни  величины jp и об , вход щие в уравнение (10),  вл югс  измер емыми величинами, причем величина В опре дел егс  посредсгеом измерени  скорости или фазы, а ot - путем измерени  затухани . Требуемое значение /3 ор определ ют затем, использу  уравнение (1О). Скомпенсированное значение диэлектрической посто нной вычисл ет с  из уравнени  (9), Принима  во внимание приведенное представление диэлектрической посто нной в виде комплексной величины ( 6 6Ч j е ), можно заметить, что значение диэлектрической посто нной, определ емой данным способом , соответствует , т.е. диэлектрической посто нной исследуемого материала , не внос щего потерь. .Устрсйство дл  осуществлени  способу представлено на фиг. 1, имеет опорную стойку 1, выполненную в виде несущего цилиндрического элемента, установленную в буровой скважине 2, средства введени  электрсшагнитной энергии 3 в окружаю щие формации 4, расположенные на опорной стойке, первую и вторую приемные антенны 5,6, распсиоженные на опорнЫ) ,устаноШ1енные в пространственной св зи по отн(Ш1ению к средствам введени  электромагнитнЫ) энергии и на опредеденнщъ рассто нии (жружающей формации друг от друга, при этом средства введени  электромагаитной энергии соединены с П р 1емными антеннами и yciw ройством дл  измерени  скорости распространени  электрсыагннтной энергии 7 через данную часть шсружаюших формаций , причем измеренна  скорость  вл етс  показателем параметров земных формаций, а средсгва введени  электромагнитной энергии содержат источник сверхвысоких частот 8« Данное устрЫ1ство предназначено дл  исследовани  подповерхностных формаций, пересекаемых буровой скважиной 2. Бурова  скважина обычно заполн етс  промывочнсЛ жидкостью дл  -бурени  кпн буровым раствором, содержащим мелко измельченные твердые частицы, образующие суспензию. УстрсЛсгво дл  исследовани  (зонд) или регистрирующее усгройсгво 9, его длина по существу определ ет относительную глубину погружени устройства 9, Регулирование длины кабел  осуществл етс  соответствуюищм средством, расположенным на поверхности , например с помощью барабана или лебедки (не показаны). Регистрирующее устройство на фиг. 1 имеет продольный цилиндрический несущий элемент 1, внутренн   часть которо го выполнена в виде непроницаемого дл  жидасости корпуса, в котором размещаетс погружаема  электронна  аппаратура, К несущему элементу Д креп тс  две дуг образные пружины 11 и 12, К пружине 11 крепитс  подушка-башмак 13, содержит передающую антенну Т и вертикально расположенные на некотором рассто нии друг от друга приемные ан- тенны 5 и 6. К П1ужине 12 крепитс  дополнительна  подушка 14, не  зви юша  с  активной подушкой, котора  предусмот рена дл  обеспечени  центровки по верти кали регистрирующего устройства 9 внуг ри данной буровой скважины. При димости, однако подушка 14 может содержать электроды шш подобвлзе дополнительное средство, предназначенное дл  исследовани  окружакадей,формации . Электронные сигналы, содержащие информацию, полученную регистрирующим устройствгал, передаютс  по кабелю к вычислительному модулю 15 и записывающему устройству 16, распсиоженным на поверхности земли. Устной- ство, показанное на фаг, 1 и предназначенное дл  обеспечени  соприкосновени  антенны со стенкой буровЫ) скважины , носит иллюстративный характер, в св зи с чем следует иметь в виду, что дл  этой цели возможно испапьз(жание других средств, например гидравлического средства. На фиг, 2 и 3 в упрощенной форме представлен характер распространени  электромагнитной волны, параметры которой измер ютс  устройством, П1Йазанным на фиг. 1, Подушка 13 (фиг. 2) расположена напротив стенки буров«Л скважины 2, причем пространство между ними заполн етс  промывочной дл  бурени  17. В общем случае давление жидкости в формаци х, пересекаемых буровЫ) скважинсЛ, меньше гидростатического давлени  столба раство ра, наход щегос  в бур1жой скважине, вследствие чего бУРОВой раствор н его фильтрат в Некоторой степени проникают в формации. Последние задерживают мелкие частицы, образующие суспензию в буровом растворе, в результате чего на стенках буровой скважины отлагаетс  тверда  бурова  масса. Толщина ее шре- д етс  параметрами формации, например проницаемостью, но на стенке буровий скважины всегда имеетс  по меньшей мере очень Лзнкий слой твердой буровой массы. Как показано на фиг. 2, подушка 13 контактирует с твердой массой 17, показанной дл  большей нагл дности в увеличенном масштабе. Передающа  антенна Т излучает микреьволновую элек ромагнитную энергию в исследуемую формацию (показано стрелкой А), Дл  вьшснени  характера движени  данной волны в направлении npieM- НИКОВ следует рассмотреть фиг, 3 , на которой изображена поверхность раздела 18 между нижней областью с потер ми, диэлектрическа  посто нна  которсй рав- .на &{ , и верхней областью без потерь, диэлектргческа  посто нна  которсй Е . Известно, что энерги , распростран юща с  от источника 5 , представл ющего собой возбужденный диполь, в пункт наблюдени  О, йосит название поверхностной волны,котора  состдат из трех основных во н: пр мой,1 отраженны и пшеречной, что показано на фиг. 3, Пшеречна  волна составл ет основную часть даннгало пол  и распотожена р дом с поверхностью раздела, особенно когда рассто ние между точками S и О велико по сравнению с их cooi ветствуюшими рассто ними от данной поверхности раздела. Поперечна  волна начинаетс  у источника в среде с потер ми и распростран етс  в виде луча к поверхносга раздела в направлении, шредел емом величиной критического угла, который определ етс  следующим образом 5, Данна  волна распростран етс  вдоль границы в среде без потерь, при этом ежа посто нно тер ет энергию, рассеивающук с  в средь с аогер г ш. Пршма  и отраженна  волны ограничены средой с потер ми . Скорость затузшни  этих аопн с исываетс  экспонентной, причем она превышает алгебраическую скорость, с которсй приисходиг затухание поперечной волны.

1)1.О8

Принципы идос.шизириван ой си1уации, показанной на фиг. 3, могут быть испоньзованы дл  случа , когда верхнее попупросгрансгво предсгавп ег собой среду с низкими потер ми, что справеш1иво

при условии, если диэлектрическа  посто нна  верхнего полупространства меньше диэлектрической посто нной нижнего пс упространсгва . Необходимым условием возбуждени  потеречных всин дл  устройства показанного на 4иг. 2, в обшем случае  вл етс  использование бурового раствора на водной основе. Они имеют относительно высокую проводимость, вследствие чего образующиес  из них отложени  буровой массы должны иметь относительно высокую диэлектрическую посто нную (благодар  большому содержанию воды), как и относительно высокую проводимость . Таким образом, твердую буровую массу можно рассматривать как нижнее полупространство с большими потер ми, а смежную формацию - как верхнее псиупространство с (тноситепьно низкими потер ми. Поскольку предполагаетс , что ,диэлектрическа  посто нна  твердой буровой массы значительно выше диэлектрической посто нной смежной формации , величина кригаческого угла {т.е. угла, под которым энерги  поперечнсй волны входит в формацию) будет относительно небольшой.

Поперечна  волна, распростран юща с  в формации, представлена на фиг. 235

стрелкой В, а ее продшжение - стрелкой С. Псшеречна  волна непрерывно тер ет часть своей энергии, раосеиваюшейс  в среде с большими потер ми, при этом отдельные количества ее энергии, пос1упаюцше на участки расположени  приемников 5 и 6, обозначены соотвег- ветственно стрелками J и Е. Если предположить, что рассто ни , представленные стрелками D и Е, по существу равны друг Другу, то можно видеть, что разность между рассто нием, соотвегсгвующим пути прохождени  энергии, поступающей в приемник 5 (путь A-B-J)), и рассто нием, соотве.тствующим пут 0 прохождени  энергии, пос1упающей в приемник 6 (путь А-Б-С-Е), равна рассто нию, представленнок стрепк Л С, т.е. рассто нию между указанными приемниками энергии. В соогвегсгвии 55 с этим дл  исследовани  участка фораиапии , расположенного напротав участка между приемниками 5 и 6, можег быгь

0212

использован приемник разнсютиых сигналов .

Дл  упрощени  на фиг. 2 показана вымываема  зона или зона проникновени , котора  окружает твердую буровую массу в буровой скважине. Как известно зона проникновени  содержит жидкости, проникающие из бурового раствора, который фильтруетс  через твердуйэ буровую массу и проникает в окружающие формации. Глубина такой зоны проникновени  в общем случае различна к колеблетс  примерно от 2,54 см до нескольких дес тков сантиметров, что зависит от таких факторов, как св зующие св1Лства бурового раствора и литологии формаций. Если глубина зоны проникновени  относительно велика, наприме 30 см или более, то поперечна  волна в общем случае проходит через эту зону так же, как показано на фиг. 2 , Диэлектрическа  посто нна , определ ема  регистрирующим устройством, представл ет собой, таким образом, диэлектрическую посто нную проницаемой формации ,, в результате чего данна  информаци  может быть использована совместно с другими данными дл  определени  таioax параметров исследуемой формации, как пористость или литологи . Если глубина зоны проникновени  относительно небольша , например пор дка 5 см, то значительна  поперечна  волна может образоватьс  в чистой формации, расположенной за .пределами зоны проникновени . Этот случай представлен в упрощенном виде на фиг. 4. При использовании бурового раствора ла водной основе жидкость, содержаща с  в зоне проникновени  19, обуславливает существенно более высокую проводимость данной зоны и бопее высокую диэлектрическую посто нную по сравнению с аналогичными показател ми дл  чистой формации. По этой причине показанную на фиг. 4 зону проникновени  19 можно рассматривать как нижнее полупространство с большими потер ми, а смежную чистую формацию как верхнее полупространство с относительно низкими потер ми, что аналогично показанному на фиг. 3. Тйким образом, .псшеречна  волна можег быть образована в чистой формадии по границе с зоной проникновени , что показано стрелкой 20

Дл  того, чтобы в чистой формации дд  случа , показанногр на фиг. 4, образовать значительную потеречную волну, рассто ние между Т и 5 должно ть 13-1 большим по сравнению с глубиной проникновени . Существуют практические пределы максимального рассто ни  между передатчиком и приемниками, используемыми в устройстве данного типа. Кроме того, если в чистой формации образуетс  значительна  поперечна  всина, то в зоне проникновени  по границе с твердой буровой массой может образоватьс  втора  поперечна  волна, показанна  на фиг. 4 пунктирной стрелкой21. Наличие двух возможных поперечных волн св зано с проблемой представлени  результатов исследовани . Вследствие указанных причин в предпочтительном ва- is рианте рассто ние между передатчиком и приемником выбираетс  относительно небольшим, при этсм значительна  поперечна  волна воздаетс  только по границе формации, наиболее близко распо оженнЫ к твердой буровой массе, т.е. в пределах зоны проникновени . На фиг. 5 показана электронна  аппаратура , расположенна  в корпусе несущег элемента 1, показана на заштрихованном участке у стенкн буровой скважины. Источник-генератор 8, {работающий с заданной частотой, генерирует на своем выходе энергию микроволнового диапаз1 на спектра. Лл  данного случа  микровалновый диапазон включает частоты, расположенные в интервале 300 МГц, (т.е. в интервале 300 МГй - 300, ГТц). Генератор В может работать с требуемой частотой пор дка 1,1 ГГц, т.е. с ч1аст1 той 1,1 X ЮТц. Выбор требуемой частоты работы генератора 8 производитс  следующим образом. Выход генератора 8 . через разв зывающее устройство 22 воэ действует на передающую антенну Т,. Поступающа  при этом микровс нова  энерги  передаетс  в окружающие форма- 1Д1И, в которых распростран етс  указанным образом. Энерги , поступающа  к приемным антенна  5 и б.соотвегственно передаетс  на входные клеммы смеситалей 23, 24. Сигналы, поступающие от приемных антенн 5   6, сдвинуты« о фазе относительно друг  руга на величину , котора  шреде  егс  фазовой посте  нной |5 , а отношение их амплитуд oni дел ето  посто нной затухани  об. На вторые входные клеммы указанных, смесителей подаетс  микроволнова  энерги , частота которой огличаетс  от чао- 55 топд передатчика на некоторую сривщттельно небопьщую величину, используемую, например, в радиодиапазоне. В данном 762 варианте генератор с фиксированной частотой 25 подает на входы смесителей 23 и 24 микроволновую энергию с частотой примерно на 1,1001 ГГц, или 100 кГц большей частоты работы передатчика . В результате выходные сигналы 23 а и 24а смесителей 23 и 24.имеют разностную частоту 1ОО кГц. В соответствии с известными принципами сиг налы 23 а и 4а сохран ют фазовые и амплитудное соотношение сигналов, nociy-i паюших от приемных устройств 5 и 6, но задача определени  фазы значительно упрощаетс  дл  сигналов с низкой частотой , в данном случае дл  смещенных сигналов. Дл  того, чтобы обеспечить разность рабочих частот генераторов 8 1И 25, равную 1ОО кГц и выходные сигналы указанных генераторов поступают в смеситель 26. На выходе последнего имеетс  устройство дл  стабилизации частоты 27 котора  определ ет отклонение от заданной частоты 100 кГц и при наличии такого отклонени  формирует корректирующий сигнал 27а, который управл ет работой генератора 25 по известному способу контура с запиранием фазы. Сигналы 23 а и 24 а воспринимаютс  фазовым детектором 28 и устройством дл  сравнени  амплитуд 29. На выходе фазового детектора 28 образуетс  сигнал , уровень которого пргаорционален разности фаз Ф между сигналами. воспринимаемыми приемниками 5 и 6, следовательно, пропорционален Я в а следовательно, пропорционален - сортве тствии с соотношением Р/ L , - рассто ние между указанными приемниками . На выходе- устройства дл  сравнени  амплитуд 29 образуетс  сигнал , уровень которого пропорционален об , что показано на фиг. 6. Сигналы 23а.и 24а усиливаютс  соответствующими логарифмическими усилител ми ЗО и 31, выходы которых передаютс  на вход усилител  разностньзх сигналов 32. На выходе указанного усилител  32 образуетс  сигнал , уровень которого пропорционален об; Это можно видеть, если представить амплитуду , воспринимаемой приемником 5 в виде Ае , где А - посто  нна  амплитуды, а 2 - рассто ние мехау антенной Т и приемником 5. Отсюда следует, что амплитуда во новсй энер-гии , воспринимаемой приемникми 6, равдц-б1Сг:+ь ) - рассто ние между указанными приемниками 5 и 6 В таком случае отнселение амплитуд сигналов , поступающих к приомникам 5 и 6, выражаетс  сухедующим образом; Ае 1 полученного вы ражени  следует, что логарифм отношони  амплитуд волновых сигналов пропорционален (К, . Таким образом, устройство 29, показанное на фиг. 6, выполн  те же функции и формирует требуемый результат при шерировании с разН1 стью логарифмов амплитуд указанных сигналов. Выходные сигналы фазового детектор 28 и блока сравнени  амплитуд 29 ( см. фиг. 5) передаютс  наверх по проводам 28а и 29а,.,наход щимс  в бронированном кабеле 10, Обычно эти сигналы передаютс  в виде уровней посго нного тс са, которые усиливаютс  перед передачей. В устройстве, расположенном на повер ности земли, сигналы, передавае мые по проводам 28а и 29а, воздействуют на вход вычислительного модул  15, который производит вычисление скорректирсеанной с учетом потерь величины диэлектрической посто нной, измеренной регистрирующим устройством расположенным в буровой скважине, .в соответствии с у равнени ми (8) и /или (9) и (10). Вычисленное значение диэлектрической посто нной записываетс  записывающим устройством 16,. которое обьгчно работает в зависимости от глуби ны бурсжой скважины и приводитс  в де ствие механическим соединением блокбаланса - вращающегос  Korefeca 33. Колесо 33 соединено с кабелем 10 и вращаетс  синхронно относительно пере- мешени  данного кабел , чем и обеспечиваетс  работа записывающего устройства как функции глубины буровой скважины . В результате значени  диэлектрически посто нней, скорректированные с учетюл потерь, записываютс  посредсгъом записывающего устройства 16 в соответствии с глубиной буровой скважины. На фиг. 7 показана .схема вычисли тельного модул  15, который воспринимает сигналы, передаваемые по провода 28а и 29а, информаци  которых соответствует измеренным значени м и 0 . Указанные сигналы вначале пост пают на усилители с переменным коэ фициентом усилени  34 и 35, которые могут быть использованы дл  осуществлени  тарировани  . Снгийпы, снимаемые с выхода указанных усилителей, поступают на соответствующие входы известных схем дл  возведени  в квадрат 36 и 37, на выходах которых образуютс  сигналы, пропорциональные величинам |3 и оС . Полученные сигналы передаютс  на вход усилител  разностных сигналов 38, на выходе которого формируетс  сигнал, /величина которого пропорциональна разности подаваемых на его вход сигналов, т.е. разности 2 - 0(7 . Как следует из уравнени  (8), полученный выходной сигнал представл ет собой измер емое значение , поскольку данное уравнение мож,ет быть переписано следующим образом Тарирование каких-либо параметров измерительного устройства, например частоты, может быть выполнено с помощью усилителей 34 и 35.. В случае необходимости выходной сигнал ус шител  разностных сигналов 38 может быть передан на вход схемьт 3 9, извлекающей квадратный корень. Получаемый в резуль тате выходной сигнал представл ет собой значение величины Я пор соответствии с уравнением (10), Данный сигнал может быть записан записывающим устройством 16 в дополнение или вместо диэлектрической посто нной, скорректированной с учетом потерь. На фиг, 8 предссавлен вид сбоку на поверхность башмака - подушки 13, котора  образует контакт со стенкой буровой скважины. Подушка 13 содержит антенны Т, 5 и 6. Установлено, что дл  передачи и приема поперечных волн наиболее эффективно использовать полые антенны с вырезом. Показанные на фиг.8 отверсти  дл  полостей заполн ютс  водонепроницаемым керамическим изолирующим материалом. В данном случае длина выреза равна 7v|2 IT «е. около 7,5 см дл  рабочей . частоты 1,1 ГГц (диэлектрическа  посто нна  изолирующего материала равна 4). Рассто ние D между антеннами Т и 5 8 см, а рассто ние L между приемными антеннами 4 см. Ниже описываетс  выбор рабочей частоты и соответствующих размеров. На фиг. 9 в увеличенном масштабе показан А-А на фиг, 8. В метапли- ческом провод щем корпусе 40 имеетс  попосгь, глубина которой равна Д(4 т.е. примерно 3,75 см. Посредством коаксиального кабел  1О антенна Т соедин етс  с разв аываюпщм устройством ( изоп тормл) 22 (фиг. 5). Кабель 10 с одержит внутренний проводник 41 в внешнюю провод шую оболочку 42, котора  обычно ааполн етс  изолирующим материалом 43. Внутри полости 44 вергикально расположен зонд 45,  вп юпшйс продолжение центрального проводника 41 Обычно аонд45 входит своим концом в небольшую цилиндрическую выемку 46, распеиоженную в верхней части поиости, котора  также заполнена изолирующим материалом. Приемные антенны 5 и 6 имеют такую же конструкцию, как и передающа  антен на, конструци  которой показана на фиг.8 и 9. Посредством коаксиального кабел  приемные антенны соедин ютс  со смесител ми 23 и 24, показанными на фиг. 5. Указанные три кабел  могуг быть выполнены в виде одного кабел  с бронированной оболочкой, который соедин ет башмак-ло шку 13 с устрсйством 1, в которой размещаетс  погружаема  электронна  аппаратура. Что касаетс  выбора рабочей частоты и определени  размеров устройств, то следует иметь в виду, что в соответстю с уравнением (4) выгсдно использовать очень высокую часто1у () с тем, чтобы уменьшить величину тангенса угла потерь . Дл  солесодержащих горных ород, насыщенных воаой,например,песчаника,сос тавп юща  потерь диэлектрической посто  ной (имеетс  в виду ксАшлексна  величина, рассмотренна  ъ - больше при частотах ниже 100 МГ Ерк больших частотах уменьшаетс  и в диапа рте, 6nH3K(Mvt к частоте 5ОО МГц, становитс  больше в результате чего измерение величины становитс  простой задачей. Это опи сано, например, в (1). В даннс   случае описываетс  .способ, в соответствии с которым часть по/шсверхностной формаци используетс  в качестве диэлектричео кого материала, pacnonoHceHHoro между пластинами конденсатора, щч чем. электро ды регистрирующего устройства используютс  в качестве указанных пластин. Однако такой способ, как и относ щиес  к нему схемы, в соответствии с которыми кссле/ ема  формаци  должна использоватьс  в качестве линии передачи или оки ечной нагрузки, не П1жгодна дл  промышленного испапьзова т  в качестве регистрирующего прибора, С увеличением рабочей частоты в гигагерцовом диапазоне составл юща  Становитс  существенно бмьше , . Такое  вление предрасполагает к выбору бшее высоких частот. Однако на практике оказываетс , что имеютс  пределы дл  выбора высоких значений рабочих частот. Одной из причин их cyщecтвoIfeни   вл етс  возрастание величины / обусловленное потер ми из-ва бипол рной релаксации, что имеет место- при возрастании частоты до значений, существенно, превышающих 1 Шх. Друга  причина обусловлена вли нием твердой буровой массы ha образование поперечной волны в формации при очень высоких частотах. Дл  частот гигагерцового диапазона длина волны, с распрос тран  ющейс  э нергии чрезвычай,. но мала, вследствие чего ока начинает проникать в более толстые слои твердой буровой массы. Если это  вление имеет место, то тверда  бурова  масса начинает выполн ть роль волновода, по которс лу ответвл етс  часть передаваемой энергии. В результате уменьшаетс  количество энергии дл  образовани  поперечной волны. Указанный эффект буровой массы начинает сказыватьс  серьезно в том случае, когда половина длины волны передаваемой энергии в буровую массу npi никает в толщу буровой массы. Дл  приблизительного подсчета следует предп1 ложить , что максимальна  толщина буро вой массы около 2 см, а максимальна  диэлектрическа  посто нна  этой массы ршвна примерно 20. Это означает, что максимальное значение дл  половины длины волны Я /2 дл  свободн   о пространства , которое уДЕШлетвор ет ааннаму условию, определ етс  следующим образом: Лд/2 (2 см) { ) 9 см, или .д 18 см, что соответствует окс о 2 ТТп, Из приведенных рассуждений следует, что гаттимальный диапазон рабочих частот расположен меж ру частотами несколько большими 500 МГц и несколько меньшими 2 ГПа. Частота , используема  в данном варианте, расположена посредкие указанного диапазона и составл ет 1,1 ГГц. Эта частота  вл етс  удовпетворительн1Л. Выбор рзабочих размеров устройства диктуетс  практическими соображени ми, некоторые из которых уже рассмотрены. Что касаетс  рассто ни  D , отдел ющего антенну Т ог антеню 5 (фнг.8), го, как следует из приведенных рассуждений со ссылками на фиг. 3 и 4, в часги установлени  преобладающей поперечной волны желательно, чтобы рассто ние D было значительно больше толщины буровой массы. Однако если э рассто ние сделать чрезвычайно больши го эго может привести к затуханию, что затрудн ет выпотнение точных иэмерений . Установлено, что рассто ние D , равное 8 см ( в общем случае в четыре раза большее ожидаемой максимальной толщины буровой массы),  вл етс  удовлетворигельным. Выбор указанного рассто ни  должен производитьс  с учетом конкретных условий. Рассто ние L между приемными ангеннами должно быть достаточно большим дл  обеспечени  возможности определени  требуемых значений разносгк фаз и досгагочно малым дл  избежани  вдзможных неоднозначносгей измерени . Рабоча  частота 1,1 ГГц соогветствуег длине волны дл  свободнаго пространства около 27 см. Сдвиг фаз, св занный с рассто нием L , огдвл ющим приемные антенны друг ог друга, дл  свободного пространства в результате составл ет (11 Ф своб.простр. При высоких частотах сдвиг фазФм примерно пропорцишален квадратичной зависимости диэлектрической посто нной 5д исследуемой среды (см., например равенство 3 ), вследс1вие чего общее cooTHtMueHHe, получающеес  из уравнени  (11) имеет вид . Фм %°1K/ / 3.°1fё; /Ч(l2 Наименьшее значение диэлектрической ПОСТОЯННЫ обычно на практике равно примерно 4, что имеет место в случае непористых кварцевых пород. Дл  такой величины диэлектрической посто нней минимальный сдвиг фазы при рассто ни it определ етс  следующим образом: PMHN .Fl., (13) Наибольша  диэлектрическа  посто нна встречаетс  у известн ка, полностью насыщенного водой, пористость которог около 35%. Запаздывание азы микро волновые энергии, распростран ющейс  в составнЫ формации, представл ет отнесенную к объему сумму запаздывани  в жидкости пор и запаздывани  в кристаллической массе. Таким образt i, действующее максимальное значение диэлектрической посто нной определ етс  из приближенного соотношени ; JT с:0,35-4 +О,65- еизвеср. V с. макс1 -,, вода i лГвЗ + 0,65 Из приведенного соотношени  вычисл етс  с(составл ет в данном слуfc- макс. чае около 30). Таким образом, использу  уравнение (12), максимальное значение сдвига фазы дл  длины L может быть определено так: Ф 13,3 (чГзо). (L) 73,21/( 14) из уравнений (13) и (14) видно, что предлагаема  длина разделени  L 4 см дл  данного варианта  вл етс  удовлет. ворительнсй. Пр  таком значении L обеспечиваетс  минимальный и максимальный сдвиг, фаз, равные около 106 и 293 соответственно. В указанном диапазоне фазовый сдвиг может быть определен с хорошей разрешающей способностью (в диапазоне большем 200) при orcyvсгвии неоднозначности, котора  возникает при наличии диапазона большего 300. Помимо этого рассто ние 4 см не св зано с частой проблемой слишком большого затухани , в результаге чего такое рассто ние удовлетворительно. В данн(Я«1 случае выбор указанного размера может производитьс  с некоторой гибкостью в пределах допустимых значений и с учетом практических особенностей. Посреркты л измерени  диэлектрнческой посто нной, измерение которой производитс  в соответствии/с нзобретениеы, может быть получена требуема  информаци  в отнощении пористости, лнтопогии ШШ насыщенности водой нсследуемой формации. Если диэлект1жческа  посто нна  вход щего кристаллического вешесгва и жидкости пор обозначаютс  coorBeiv. сгвенно как в( и Е го с учетом иэложенного можно зацнсать / - /-VE;: p f 7 де - пористость кристаллического вещества. ЕслнС и . определ ютс  из другой регистрируемой информации. го величину пористости можно вычислить юсле измерени  величины Q . Так, например, если известно, что кака -либо формаци  состоит из известн ка ( у, 7,5), на 1ОО% насыщенного водой ( б 8), го пористость может быть вы из следующего соотношени ; Чбс (1 +) Чт + лГ8о1 Если пористость предварительно опред лена, го могут быть вычислены значени  насыщени  или литологи  посредством определени  диэлектрической ПОСТОЯННЕЙ составной формации. Уравнение (15) может быть переписа следующим образом: Данное уравнение используетс  дл  вычислени  пористости посредством схемы , показанной на фиг. 10, которую можно рассматривать как дшолнительную часть вычислительного модул  (фиг. 5) Выходной сигнал схемы цп  извлечени  квадратного корн  3 9, показан ной на фиг. 7, соответствует Pj , величина которой, как видно из уравнени  (9), пропорциональнаЧ с г В тех случа х величиналГ , определ етс  из информации, ni дучаемой регистрирующим устройством или вз тием пробы, сигналы напр жени , пропорционыльшле этим значени м, могут подаватьс  на соответствующие входные клеммы усилителей разностных сигналов 47 и 48. Выходные сигналы .указанных усилителей разностных сигналов соответственно пропорциональны числителю и знаменателю уравнени  (). Указанные выходные сигналы поступают HO вход схемы делени  49, котора  фор/ мирует на своем выходе сигнал напр же ни , представл ющий собой пористость составной формации. На схеме фиг. 11 показан второй вариант устройства, которое предназначено дл  исследовани  подповерхносч ных формаций 4, пересекаемых буровой скважиной 2, Бурова  скважина 2 обычно эаполн етс;й промывочной жидкостью дл  бурени  или буровой массой, содержащей измельченные твердые частицы в виде суспензии. Каротажное устройств 1 погружаетс  в буровую скважину 2 с помощью бронированнсгО кабел  10, длина которого по существу соогве- рп ет относительной глубине погружени  устройства 9. Управление перхомещением кабел  осуществл етс  соответствующим сродсгвом, расположенным на поверхности, например, с помощью барабана или лебедки (не показаны). Каротажное устройство включает в себ  удлиненный несущий элемент цилиндрической формьт, внутренн   часть которого выполнена в виде водонепроницаемого корпуса, в котором размещаетс  погружаема  в буровую скважину электронна  аппаратура. К несущему элементу крепитс  пара дуговых пружин 11 и 12,К пружине 11 крепитс  13, внутри которой расположены отдельно друг от друга по вертикали передающие антенны Т ,и Т и две отдельно расположенные друг от друга приемные антенны 5 и 6, причем последние распсиожены между передатчиками по существу на одной оси с ними. К пружине 12 крепитс  втора  подушка 14, KOTOpasi может быть неактивной и служит дл  обеспечени  ровного вертикального перемещени  каротажного устройства 1 внутри буровой скважины. В случае необ-; ходимости, однако, в подушке 14 могут быть расположены электроды и другие дополнительные средства дл  исследовани  окружающих формаций. Электронные сигналы, содержащие информацию, полученную каротажным устройством, передаютс  по кабелю 10 к вычислительному модулю и записывающему устройству (не показаны), расположенным на поверхрности земли. Показанное на фиг. 11 специальное средство дл  удержани  антенн в соприкосновении со стенкой буровс й скважины носит иллюстративный характер , причем возможно использование и других средств, например гидравлического средства. На фиг. 12 в упрощенном виде пдаазан характер распространени  электромагнитной волны, параметры которой из- мер ютс  устройстве, показанным на фиг. 11. Как показано на фиг. 12, подушка 13 расположена напротив стенки буровой скважины 2, на которую, как указано, воздействует промывочна  жидкость дл  бурени . Обычно давление жидкости, содержащейс  в - огмаии х, пересекаемых буровой скважиной, меньше шдр х;татического давлени  столба буровой массы, имеющейс  в буровой скважине, вследствие чего бурова  масса и ее фильтр в некоторой степени проникают в исследуемые формации. Ука;1аниы формации 31О предсгавл юг собой экран дл  маленьких частиц, взвешенных в буровой жидкости, вследсгвие чего на стенках буровой сква жины образуетс  тверда  бурова  масса. Ее толщина зависит от параметров конк ретнкй формации, например от проницаемосги , но в любом случае на стенке буровой скважины образуетс  по меньше мере очень тонкий слой твердой буровой массы. Как показано на фиг, 12, подуш ка 13 находитс  в контакте с твердой буровой массьй 17 (изображена в уве личенном масштабе). Распространение электромагнитной волны начинаетс  от передатчика Т по стрелке А, при части волновой энергии воспринимаютс  антеннами 5 и 6, sTl one речна  волна, распростран юща с  в фармации смежно с поверхностью, разделена между б уровой массой 17 и формаци ми 4 представлена на чертеже стрелкой В, а ее продолжение - стрелкой С, Энерги  поперечной волны непрерывно рассеивает с  в твердой буровой массе, при этом части энергии, которые рассеиваютс  вблизи расположени  приемников 5 и 6, представлены стрелками J} и Е, Друга  распростран юща с  волна, как показано, начинаетс  у передатчика Т2 по пунктирной стрелке F и распростран етс  в виде поперечной волны в направлении , показанной пунктирной стрелксй G . Некотора  часть энергии этой волны распростран етс  в направле нии приемной антенны 6, а друга  часть в направлении приемной антенны 5, Из-з геометрического совпадени  данна  волна от антенны Тр проходит рассто ние, длины которых соответствуют стрелками Е и С 4- D , Ниже по сн ютс  причины использовани  волн, распространекие которых начинаетс  от антенн Т На г, 11 на заштрихованнюл участ ке у стенки буровой скважины показана погружаема  электронна  аппаратура, ра положенна  внутри элемента 3, Генератор заданной частоты 8 генерирует на своем выходе сигналы энергии с частотой микроволнового диапазона спектра, В данном случае указанный генератор генерирует сигналы с частотой 1,1 ТТл, т.е. с частотой 1,1 х 10 Га. Выход генератора В через разв зывающее устройство 22 соединен с электронным переключателем 5О, два выхода которого по коаксиг ьным проводам сое 62 динены с передающими антеннами Т/ и Ту . Предпочтительный тип антенн используемый в данном случае дл  передающих и приемных антенн, такой же, какой описан подробно со ссылкой на фиг, 8, т,е, в данном случае также используютс  полые антенны с вырезом. Управл ющий сигнал, снимаемый с одного из дополн ющих выходов генератора пр моугольных импульсов 51, работающего с частотой 100 Гц, управл ет работой электронного переключател  50, Управл ющий пр моугольный сигнал и его дополн ющий сигнал, сдвинуты относи; тельно друг друга на 180 , используютс  дл  обеспечени  синхронной работы, В результате посредством использовани  управл ющего сигнала ЛТ передатчиков Т и т поочередно производит с  запись на врем  Ю мс. Приемные антенны 5 и 6 соответственно соединены коаксиальными проводами с каналами дл  обработки данных 52 и 53, каждый из которых включав в себ  смеситель н усилитель, соединенные последовательно. Сигналы, поступающие к приемным антеннам, сдвинуты фазе относительно друг от друга, причем величина этого сдвига зависит бт значени  посто нной фазы / ,а отнюле/ние их амплитуд определ етс  посто нной затухани  о(, .На соответствукшще входы каждого из смесителей 23 и 4 помимо сигналов, поступающих от приемных антенн 5 и 6, поступают сигналы энергии , частота которых отличаетс  от частоты передатчика на некоторую величину подмикроволнового диапазона, В данном случае генератор заданной частоты генерирует сигналы энергии микроволнового диапазона, воздействующие на входы смесителей 23 и 24, частоты которых равны 1,1 ОО1 ГГц или на 1ОО кГц выше частоты передатчика, В соответствии с известными принципами сигналы смесителей 23 а и 24а сохран ют соотнощение фаз и амплитуд сигналов, поступающих от приемных антенн 5 и 6, но в этом случае в значительной мере облегчаетс  задача определени  разности фаз указанных сигналов , поскольку ови имеют меньшую часг« ту . Дл  обеспечени  заданной разности частот сигвал1да между генераторами 18и 25 ЮО кГц выходы этих генераторов соединены со смесителем 26. Выходные сигналы смесител  26 поступают в схему стабилизации частоты 27, котора  определ ет отклонение частоты от значени  100 кГц и при наличии такового формирует корректирующий сигнал 27а, который управл ет работой генератор 2 по известному способу контура с запира нием фазы. Выходные сигналы смесителей 23 и усиливаютс  усилител ми 54 и 55, посл чего выходные сигналы по двум каналам обозначенные 54а и 55а, передаютс  на входы функциональных узлов 56 и 57. Сигналы 54а и 55а соответственно пере даютс  на входы детекторов нул  56 и 57, выходные сигналы которых поступаю по проводам, обозначенным 56а и 57а. Провод 56 а соединен с одним из входо каждого лотического элемента И 58 и 59. Провод 57 соединен с одним из входов каждого логического элемента И 60 и 61. На вторые входы логических элементов И 58 и 59 воздействует сигнал управл ющий с генератора 51, на вторые входы лг гических элементов 6О и 61 воздействует противофазный ему сигнал от того же генератора . Выходы логических элементов 58 и 61 соединены вместе, причем сиг . налы, образующиес  на этих выходах, используютс  дл  перебрасывани  тригге ра 62 в пр мом направлении. Выходы логических элементов 60 и 61 также объединены, причем их выходные сигналы используютс  дл  перебрасывани  тригге ра 62 в обратном направлении. Выходно сигнал триггера 62 воспринимаетс  усредн ющей или измерительной схемой 63, уровень выходного сигнала которой  вл етс  функцией среднего значени  разности фаз сигналов 54а и 55а. Работа функционального узла 64 может быть описана с помощью фиг. 13 j на графиках | и U которого показаны характеристики сигналов 54а и ББа, Предположим, что часть показйннгаго сиг нала  вл етс  попожительнсй (или }эазрешающей включение):, в ре: льгаге чего приводитс  в действие переда-гаик Т . В этом случае распросгран юша с  энерги  вначале воспринимаетс  приемной антенной 5, а затем 8 . В реаульта ге в конечном счете формируютс  сигналы 54а и 55aj, причем сигнал 54а переж.аег а«5 фазе сигнал ББа на утоп Qt I как показано на фшч 13, Детект ры нул  Б6 и 57 формиг тют на своих эыходах короткие пиковые импульсы каждый раз, когла сигналы воздействую1цие на их входы, уменьшаютс  отмоемложительнг ро значени  до нул  в пере- секают наперед заданный опорный уровень нул . /1л  этой цели можно примен ть и другие тигал детекторов, например такие, которые определ ют пересечение нулевого уровн  как при уменьшении от положительных значений, так и при возрастании от отрицательных значений. На графиках Ш и 1У фиг. 13 показаны выходные сигналы 56а и 57 а. Если действует от генератора 51 один сигнал, то противофазный ему сигнал отсутствует, вследствие чего пиковые сигналы детекторов могут проходить только через логические элементы 58 и 61. Выходной сигнал логического элемента 58 перебрасывает триггер 62 в пр мом направлении, в то врем  как выходной сигнал логического элемента 60 перебрасывает триггер 62 в обратном направлении. Соответственно этому на выходе триггера 62 образуютс  сигналы , показанные на графике У, представл ющие собой серию импульсоВ} ширина которых соответствует фазовому углу S-i . Измерительна  схема 63 воспринимает указанные импульсы и формирует на своем выходе сигнал, уровень которого соответствует площади некоторого числа последовательно nociyпающих импульсов. Высота поступающих импульсов имеет посто нное значение, в результате чего уровень выходного сигнала измерительной схемы 63 соотвествует величине фазового угла Q Следует рассмотреть случай, когда прошло 10 мс, после чего с выхода генератора 51 управл ющий сигнал изменил пол рность. В этом случае -включаетс  в работе передатчик Т„ , и распростран юща с  энерги  микроволнового диапазона вначале воспринимаетс  антенной 6, а затем 5. В данном случае сигнал 55а опережает по фазе сигнал 54а на еличину угла 0 . Это приводит к тому, что пиковые сигналы 57а опережают пиковые сигналы 56а на врем , длительность которого соответствует фа- углу ©2 Поскольку в это рем  действует другой управл ющий сигнал от генератора 51, то пиковые сигалы детекторов могут пр&П5скатьс  5ГШ1ЬКО логичесг:.1МК элементами 60 и 61, в результате чаго сравнение фаэ в аннсл случае производи ге  наоборот относительно рассмотренного случа . ыходи ЕЙ сигкал логического элемента 61 перебрасывает триггер 62 в пр мом направлении, в то врем , как выходной сигнал логического элемента 59 перебрасывает указанный триггер 62 в обратном направлении. В результате триггер 62 генерирует на своем выходе импульсные сигналы, ширина которых соответствует величине угла &2 , а на выходе измерительной схемы 63 образуетс  сигнал, уровень которого отражает значение фазового угла 02 В предпочти тел bHWvfT варианте посто н ные времени измерительной схемы 63 выбираютс  таким образом, чтобы их величина была достаточной дл  обеспечени  сложени  поступающих импульсных сигналов с выхода триггера, образующихс  в результате многократного последовательного воздействи  сигналов от генератора 51. Таким образом, выходной сигнал интегрирующего устройства  вл етс  функцией усредненного значени  разности фаз, иа 1ер емой во врем  множества циклов, т.е.  вл етс  средней величиной фазсжых углов Q и Функциональный узел 64 предназначен дл  измерени  относительного затухани  сишалов, поступающих по каналам 52 и 53. Сигналы 54а и 55а воздействуют соответственно на входы логарифмических усилителей 65 и 66, выходные сигналы которых в свою оче редь воздействуют соответственно на входы детекторов 67 и 68. Выходные остроконечные сигналы детекторов 67а и 68а через электронные переключатели 69 и 7О передаютс  по внешним прово/к никам 71 и 72. Управление работой переключателей осуществл етс  противофазными сигналами от генератора 51 в результате чего их выходные сигналы по очереди поступают на выходные линии 71 и 72. Синхронизаци  в этом случае такова, что сигнал, поступающий от близ кого приемника, всегда передаетс  по линии 71, а сигнал, поступающий от дальнего приемника, всегда передаетс  по линии 72. Проводники 71 и 72 соединены с входными клеммами усилител  разностных сигналов 73, который форми рует на своем выходе сигнал,  вп юишйс  функцией посто нней затухани  дл  данной формации о{, . Это можно легко заметить, если амплитуду волново энергии, воспринимаемы близким приемником , представить в виде Ае , где А - посто нна  амплитуды, в Z рассто вие между действующим переда чвком и ближайшим пр1емииком. Отсюда следует, что амплитуда волновой энергии, воспринимаемой дальним приемником, может быть представлена как , где t - рассто ние между указанными приемниками. Таким образом, отнииение амплитуд вспи(№ой энергии, воспринимаемой данными двум  приемниками, может . быть записано следукшщм образом: .Как спврует из данного уравнени , логарифм отношени  волновых амплитуд пропорцишален с6 . Функциональный узел 64 производит указанное математическое вычисление путем вычислени  ршзности логари(|мов указанных волновых амплитуд. Переключатели 69 и 7О осуществл ют последовательное изменение на обратное сравнение значений амплитуд , в результате чего на входы усилител  разностныхгсигналов 73 сигналы поступают с соответствующим COOTHDдиением амшга1уд.| Образующийс  на выходе усилител  разностных сигналов 73 сигнал передаетс  в схему усреднени  74, на выходе которой формируетс  сигнал, уровень которого  вл етс  функцией усредненного относительного затухани , вычисл емого дл  множества циклов воздействи  сигналов М или М. При рассмотрении работы устрсйства, показанного на фиг.11 - следует предположить , что элементы приемной схемы работают в установленном режиме. В таком случае фазовые углы, т.е. углы б и 8 ,  вл ютс  действительной функцией длины пути прохождени  сигнала между передатчик и приемниками (фиг. 12) и фазовой посто нной ft , присущей К1Я рассматриваемых контуров прохождени  сигналов. Таким образга, Q  вл етс  функцией проходимого сипналом рассто ни  Т1 10 - Т1 9, что можно записать, использу  обозначени  фиг. 12, следующим образам: (А2В-Ю+Е) (А+&4-Е) С + Е -D . Аналогично фазовый угол вг  вл етс  функцией прохгьдимого сигнала пути Т2-10-Т2-9, что иначе можно записать так (r+Q+ С-+ L ) (Г + ( + Е) С + и - Е. Принима  во внимание, что значени  фазовых углов В и в 2 усредн ютс  функциональным узлом 64, после сокращени  членов чае ге , что измер емое среднее значение фазы  вл етс  функцией только С. Поскольку С предагавп ег собой посто нное рассго ние, то измер емое среднее 29.1О значение фазы представл ет собой информацию о фазовой посто нней всспедуекк формации. В том случае, ксгда Е и JD идентичны друг другу, фазовые углы ц: и $2 ровны . Впи$шие шины пути проходимого сигналами, на измерение ({ нкциональным угаом 64 за1ухани  по существу такое же, как и рассмотренное. Предположим, что по одноног нз работаюших каналов, например 52, поступае т сигнал с очень малым ошибочным сдвигом фазы В , который не вводи T-I с  по соответствующему каналу 53. В таком сигнал 54а имеет небольшую составл юп ую  ыибки фазы О , котора  не  вл етс  функцией исследуемой фонации. Наличие таксА составл ющей ошибки фазы не нарушает правильного определени  фазового угла, поскольку она уничтожаетс  при усреднении. В частности, при наличии ОДВ1ГО управл ющего сигнала от генератора 51 данна ошибка равна + 5 а при его отсутствии эта ошибка равна - о , поскольку сравнение в этом слзгчае производатс  в обратном направлении. Така  же коррекци  имеет место при отклонении амплитуды сншала, поступающего по оп ому или другому каналу. 62 Выходные сигналы, соответствующие измер емым значени м (Ь и о(, передаютс  по кабелю 10 на поверхность земли и пос1упают на вход вычислительного модул  и/или записывающего устройства или подобного устройства дл  регистрации поступак цей информации. Должна быть некотора  гибкость в выборе устройства, которое воспринимает передаваемые на землю сигналы дл  дальнейшей их обработки. Например, сигналы, передаваемые по проводникам 71 и 72, могут быть переданы на вход усилител  разностных сигналов, расположенного на поверхности земли. Однако больша  часть устрсйства, показанного на фиг. 11, в предпочтительном случае  вл етс  погружаемой в скважину. Следует иметь в виду, что возможны различные изменени , не нарушающие смысла и не выход щие за рамки дшного изобретений Например, устройство, показанное на фиг. 11, может включать предварительные усилители сигналов дл  Каналов 52 и 53, сто щие до смесителей. Описанное исключение возможных малых ошибок может быть применено дл  любого из допспнительных усилителей, а также дл  других элементов данного устройства, например дл  детекторов нулевого сигаала.

fJonepe HQA

f

y///.

4

CpuS

фие.З

Ц- I9 IB 17 2

сриеЛ

.

ii Ri

/j

Сривв

Claims (4)

1. Способ электромагнитного каротажа, при котором электромагни гную энергию вводят в окружающие формации для образования в них вторичной волны, включающий измерение скорости распространения электромагнитной энергии сквозь данную часть окружающих формаций, при этом скорость является показателем параметров земных формаций, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности измерения ; диэлектрической постоянной исследуемых формаций, электромагнитное поле возбуждают в области сверхвысоких частот.

2. Способ по π. 1, о т л и ч a torn и й с я гем, что электромагнитное попе возбуждают в диапазоне частот 500 МГц - 2 ГГц.

3. Способ по п, 2, отл и ч a torn и й с.я тем, что электромагнитное поле возбуждают на частоте 1,1 ГГц± +_0,1 ГГц.

4. Устройство для осуществления способа по π. 1, содержащее опорную стойку, установленную в буровой скважине, средства введения электромагнитной энергии в окружающие формации, расположенные на опорной стойке, передающую антенну, первую и вторую приемные антенны, установленные в пространственной связи по отношению к средствам введения электромагнитной энергии и на заданном расстоянии по отношению к окружающей формации, при этом средства введения электромагнитной энергии соединены с приемными антеннами, и устройство для измерения скорости распространения электромагнитной энергии через данную часть окружающих формаций, являющейся показателем параметров земных формаций, отличающееся тем, что средства введения электромагнит—' ной энергии содержат источник сверхвысоких частот.