BE362485A

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Publication number: BE362485A
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Description


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 n Procédé êleotrîque et appareil pour la détem1na- tion dos termina traveraês dans les sondages 
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 'ra ppéaente 'inÔéhtion a pour objet un p1"oclldê 
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 êlectrîquo et un appareil permettant de détemdner le$ terb" rains traversée dans les sondages, sans avoir à recourir au carottage mécanique utilisé juaqueî0î, La reoonnaissanoe de terraîne traversés par un sondage se fait en général par la prise dtêohantlllende sous forme de carottes cyllndrîquos découpées dans les 
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 roches par l'outil de forage, puis remontées au.

   jour, Ces 
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 opérations sont longues et part1ouli&ement gênantes dans les méthodes modernes de forage à grande vite$se oourammeht employées pour la prospection et l'exploitation des gttes 
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 pétrolifères 
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 Le présent procédé , dénommé l'carottage êleotrïqtte"w eonsiste à remplacer le carottage méeaaique par la mesure de ' la résistivité êlectelque des poches traversées,la mesure se 
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 faisant à l'intérieur du trou de sonde dans sa partie non 
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 enoore tUbée, àMJ1 d1vere profondeurs à étudier.

   Les ' 

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 inventeurs   ont ,   en effet découvert que la résistivité spécifique   (c'est-à-dire   la résistance d'un cylindre ayant 1 cm. de longueur et 1 cm2 de section) constitue un paramètre caractérisant suffisamment bien les diverses roches pour qu'il soit possible de déduire la nature de celles-ci du chiffre obtenu dans la mesure électrique. Le résultat final des mesures faites dans un sondage se traduit sous forme d'un diagramme des résistivités du sol aux diverses profondeurs le long du trou de sonde. Ce diagramme permet de reconnaître les horizons géologiques repères, tels que le toit ou le mur de telle ou telle formation. 



   L'invention a également pour objet un appareil pour ,la réalisation de ce procédé. Il comprend essentielle- ment dos instruments de mesure (potentiomètre par exemple) placés au jour et reliés, par des câbles isolés, à une ou plusieurs électrodes plongeant à des prodondeurs différentes, dans l'eau qui remplit normalement le sondage pendant toute la durée de son forage. Cette eau assure par sa conductibi- lité la liaison électrique   Indispensable   entre les électrodes et la roche constituant la paroi du trou à l'endroit considé- ré.

   Un courant électrique étant envoyé dans une des électrodes au moyen d'une source quelconque dont l'autre pôle est relié à la terre ,   il,   se crée, par effet ohmique, des surfaces équipotentielles autour de cette électrode et entre lesquelles on peut mesurer la différence de potentiel. Connaissant cette différence de potentiel. entre deux points, ainsi que la distance de ceux-ci à l'électrode et l'intensité du courant, on calcule la résistivité moyenne du sol dans les environs de l'électrode. 

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   On a représenté au dessin ci-joint, une forme non limitative d'un appareil   bé@lisant   le procédé conforme à l'invention;, 
Dans ce dessin : 
Le dispositif de mesure comporte en principe trois cables isolés   le 2   et 39 suspendus dans le trou 4 et se ter- minant vers le bas par trois électrodes A, M et N baignant dans l'eau du sondage 5.

   Les distances AM = r et   AN =   r' sont supposées grandes par rapport au diamètre du trou- elles'' sont par exemple de l'ordre de 10 à 20 fois ce   diamètre,   L'é- lectrode   A   sort à l'envoi de courant dans le sol, les élec- trodes M et N à la mesure do la différence de potentiel pro- duite par effet ohmique entre ces deux points par le passage du courant dans le solo 
Pour envoyer un courant par   l'électrode   .A on connecte cette dernière au moyen da câble isolé 1 à un des pôles d'une source d'électricité E placée au jour, et dont l'autre pôle est relié à une prise de terre quelconque B près   du   sondage.

   Pour mesurer la différence de potentiel qui en résulte entre   @   et N on connecte ces deux électrodos au moyen de   câbles   isolés 2 et 3 aux deux bornes   d'un   potentio mètre P situé au jour,, 
Connaissant les distances r et r', l'intensité! du courant débité (qui est mesurée par exemple par un ampé-   remètre)   et la différence de potentiel   @@   entre M et N, qui est mesurée au po cmtiomètre, on peut calculer la résistivité   moyenne #   du sol dans les environs du dispo- sitif de mesure A M N. 



   Voici   comment   se faitpar exemple,le calcul dans le cas où le sol est sensiblement homogène dans ces environs 

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Le courant 1 qui s'écoule de A dans le sol donne   lieu ,   par effet ohmique, à une famille de surfaces équi- potentielles enveloppant A.

   Ces surfaces sont par raison de symétrie sensiblement des sphères centrées en A, pourvu toute- fois que l'on fasse abstraction : 1  de la région tout près de A, où la présence du trou de sonde rempli d'eau et les dimensions de l'électrode A entraînent une certaine perturba- tion ; 2  des régions loin de A, où les surfaces équipotentiel- les sont influencées par la présence de la prise de terre B ou ,la non homogénéité du sol (tubage métallique du trou, etc..) 
En particulier les surfaces équipotentielles S et S' passant par les points M et N sont sensiblement des sphères, étant donné les dimensions choisies   pour ±   et pour r'. 



  Ces sphères recoupent la colonne d'eau du sondage sans défor- mation notable. La mesure de potentiel entre les électrodes M et N plongeant dans l'eau est donc équivalente à une mesure faite à l'intérieur du sol aux mômes distances r et r' de l'électrode A. 



   L'application de la loi   d'Ohm   entre les sphères S et S' de rayons r et r' conduit à la formule :    # = 4 # # xr r' 1 r'-r   qui donne la résistivité cherchée puisque toutes les quantités du second membre sont connues. 



   Lorsque le sol est constitué de roches qui ne peuvent plus être considérées comme homogènes dans les environs du dispositif de mesure A M N ,les calculs sont plus compli- qués, mais conduisent néanmoins à des résultats suffisamment 

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 approchés pour les besoins de la pratique. 



   La mosure de la résistivité des roches à l'in- térieur du trou de sondage pourrait d'ailleurs se faire   pas- .   d'autres dispositifs électriques analogues, Par exemple si l'on ne dispose que d'un seul câble isolé   tol   que 1, on le connecte à l'électrode A que l'on descend dans le sondage et à une prise de terre B au jour. On mesure la résistance totale R du circuit comprenant le câble, ses deux terminai- sons A et B, et le sol entre A et B. Cette résistance R se composé de trois termes : 
1  -   *-La   résistance R1 du câble, qui ost mesurée directement. 



     2  -  La résistance R2 de la prise de terre B (sol aux environs de B), qui est également mesurée directement, 
3  - La résistance R3 de la prise de terre A (sol   aux environs de A), qui a pour valeur R3 = R - (R1 + R ). 



  @   
La partie du sol entre A et B ot loin de ces deux points n'intervient pas. Elle ne présente en effet qu'une résistance ohmique négligeable , à cause de la grande section des filets do courants qui la   traversent!,   
Or R5 est de la forme   K. #   le coefficient de proportionnalité K pouvant être calculé a priori lorsqu'on connaît la forme et les dimensions de   l'électrode   A. Do, la valeur de R3 on peut donc déduire la résistivité cherchée 0 du terrain entourant A,

Claims

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R..1i"y¯¯E N DIe A T ION S 1,- Procédé électrique pour la détermination de la nature des terrains traversés par des sondages, consistant à mesurer, la résistivité électrique des roches traversées à différentes profondeurs à l'intérieur du trou de sonde et dans sa partie non encore tubée, los valeurs obtenues étant constituées en un diagramme qui permet de reconnaître, d'après leur paramètre électrique, les diverses roches traversées.

2.- Appareil pour la réalisation du procédé selon 1 la revendication 1, comportant des électrodes placées à des profondeurs différentes dans l'eau remplissant normalement le trou de sonde, des instruments de mesure pour mesurer le courant circulant dans le circuit constitué lorsque l'une de ces électrodes est reliée par un câble isolé à l'un des pçlos d'une source de courant dont 1''autre polo est connocté à la terre, des moyens pour mesurer la différence de potentiel ainsi créée entre deux autres électrodes reliées par des câbles isolés à un potentiomètre, de telle manière que la résistivité du sol au voisinage des électrodes puisse être dé- duite.

3.- Appareil pour la réalisation du procédé selon la revendication Ç9 comportant une électrode immergée dans l'eau remplissant normalement le trou de sonde et reliée par un câble isolé à l'un des pôles d'une source de courant dont l'autre pôle est rolté à la terre, des moyens pour faire varier EMI6.2 la profondeur d1e ctrodo, ;des instruments pour mesurer la résistance du sol au voisinage de l'électrode et dos moyens pour mesurer la rés stance de l'autre contact à la terre, de telle manière que, en connaissant la résistance de câble, on puisse déduire la résistivité du sol dans le voisi- @ EMI6.3 nage de lt ,5¯.Cr'red