JPH1062555A - ボアホール音波反射検層用方法及び装置 - Google Patents

ボアホール音波反射検層用方法及び装置

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JPH1062555A
JPH1062555A JP8329958A JP32995896A JPH1062555A JP H1062555 A JPH1062555 A JP H1062555A JP 8329958 A JP8329958 A JP 8329958A JP 32995896 A JP32995896 A JP 32995896A JP H1062555 A JPH1062555 A JP H1062555A
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borehole
formation
acoustic
receiver
transmitter
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JP8329958A
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Esumaasoi Sengitsutsu
エスマーソイ センギッツ
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Schlumberger Overseas SA
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 広い範囲の地層にわたり測定することを可能
とする反射音波検層技術を提供する。 【解決手段】 ボアホール（１４）周りの地層の画像形
成を行なう方法が提供され、それは、ボアホールの直径
を決定し、地層の音波減衰特性を決定し、ボアホールか
ら地層内への探査深さに対する興味のある範囲を決定
し、ボアホール内にツール（１０）を位置させ該ツール
から地層内へ音波信号を送信し、地層内の構造物によっ
て反射された音波信号を該ツールで受信し、受信した音
波信号を解析してボアホールから反射構造物の距離を決
定し、且つ決定した距離に基いてボアホールに関し反射
構造物の位置の画像を発生する、上記各ステップを有し
ている。該ツールは少なくとも１個の単極送信器（１
８）と探査深さの興味のある範囲にしたがって選択され
た距離だけ該送信器から離隔されている少なくとも１個
の音波受信器（２０）を有している。音波信号の周波数
は、ボアホールの直径、地層の音波減衰特性、探査深さ
の興味のある範囲にしたがって選択される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ボアホール内にお
いて発生され且つ受信された音波信号を使用してボアホ
ールの周りの地層内の音波反射体を検知することを含む
ボアホール検層に使用する方法及び装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】地層の特性づけのための音波技術は公知
である。これらの技術の全ては、供給源から興味のある
地層を介して受信器へ音波信号を送信することを行な
う。該信号の周波数は、地震適用例における非常に低い
周波数から、使用される特定の技術に依存して、音波周
波数を介し超音波周波数へ変化することが可能である。
殆どのボアホールロギング即ち穿孔検層では、ボアホー
ルの壁における地層を介して供給源から実質的に直接的
に受信器へ通過する音波信号に対する時間の測定を行な
う。しばしば、この測定は、これらの直接的到達を記録
し且つ反射に基く信号を排除すべく設計される。一方、
受信信号をフィルタして反射に起因する信号を除去する
場合がある。
【０００３】地震探査は、大略、地表面下側の構造を検
知するために典型的に非常に低い周波数において反射音
波信号を使用する。信号供給源及び／又は検知器は、通
常、地表に位置されている。ボアホール地震技術はこれ
らのうちの１つをボアホールの内側に配置させる。
【０００４】ボアホール音波反射探査においては、同一
のボアホール内に配置した音波送信器及び受信器で測定
が行なわれる。この形態は、ボアホール軸に関し小さな
角度を有する音波反射体からの反射波フィールドを記録
するのに最もよく適している。例えば、ほぼ垂直な断
口、断層及び岩塩ドーム側面はほぼ垂直なウエル即ちさ
く井に対する良好なボアホール反射ターゲットである。
ほぼ水平な床境界、流体接触界面（気体／石油又は石油
／水）及び貯留箇所内部の鉱条は高度に離れており且つ
水平なウエル即ちさく井に対する良好なターゲットであ
る。ボアホール反射探査における所望のイベント（反
射）は、ボアホールから地層の反射体へ伝播し且つボア
ホールへ戻ってくる波動である。然しながら、送信器か
らの音波エネルギの著しい部分は直接的に受信器アレイ
へ伝播する。これらの直接的な波動は圧縮性及び剪断性
ヘッドウエーブ（ヘッド波）、チューブウエーブ（スト
ンレー波）、流体及びボアホールモード及びさく井にケ
ーシングが設けられている場合には種々のケーシングモ
ードを包含している。直接的な波は、更に、ツール本体
に沿って伝播する種々のツールモードを包含する場合が
ある。音波検層適用例においては、これらの直接的な波
のうちの幾つか、例えばヘッド波及びストンレー波、を
使用して地層の特性を検層する。然しながら、反射探査
適用例においては、それらは不所望のものである。これ
らの直接波は、典型的に、反射波よりも著しく大きなも
のである。
【０００５】ダウンホール音波測定を使用してさく井周
りの反射画像形成は、特に、ボアホールと相対的に貯留
箇所の上部又は底部の位置を決定するために水平なさく
井において使用するために従来提案されていた。米国特
許第４，８３３，６５８号は、水平なさく井周りの反射
体の位置を決定するために信号を処理する方法を開示し
ている。図１は上記米国特許に記載されているシステム
を示している。ツール（装置）５は、地表にあるドリル
用デリック３１へ結合されているドリルストリング３０
の端部において水平方向のボアホール１内に位置されて
いる４個の送信器Ｅ1 −Ｅ4 及び１２個の受信器Ｒ1 −
Ｒ12を有している。これらの送信器は一定の間隔、例え
ば０．２５ｍに等しい間隔で互いに離隔されており且つ
受信器は一定の間隔、例えば１ｍに等しい間隔で互いに
離隔されている。最も近い送信器と受信器との離隔は１
ｍとして提案されている。該ツールの長さは、高々、ボ
アホールと興味のある最も離れた反射構成体（界面１
３，１５）との間の距離に等しく選択されている。ツー
ル５はボアホール１に沿って検層され且つ送信器Ｅは
５，０００乃至１０，０００Ｈｚの範囲内の周波数で音
波信号を発生し、且つ受信器Ｒは直接波及び反射波の両
方を受信する。受信信号を解析して、直接（回折）波及
び反射波の平均伝播速度を決定する。反射波に対応する
信号から時間セクションが決定され、この時間セクショ
ンは反射波の平均伝播速度によって深さセクションへ変
換される。反射用界面の位置はこの深さセクションから
決定される。上記’６５８特許において提案されている
アプローチ及びパラメータはある場合には動作するが、
動作しない場合が多数ある。該’６５８特許は、このこ
とを認識しておらず且つ全ての状況において動作するこ
とを可能とする技術に対する適宜の修正について提案す
るものではない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の点に
鑑みなされたものであって、上述した問題がそれ程深刻
なものではなく且つより幅広の地層範囲にわたって測定
を行なうことを可能とする反射音波検層技術を提供する
ことを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に基くボアホール
周りの地層の画像形成を行なう方法は、ボアホールの直
径を決定し、地層の音波減衰特性を決定し、ボアホール
から地層内への探査深さ用の興味のある範囲を決定し、
少なくとも１個の単極送信器と探査深さの興味のある範
囲にしたがって選択された距離だけ該送信器から離隔さ
れている少なくとも１個の音波受信器を具備するツール
をボアホール内に位置決めし、前記少なくとも１個の単
極送信器でボアホールの直径と、地層の音波減衰特性
と、探査深さの興味のある範囲とにしたがって選択され
た周波数において音波信号を地層内へ送信し、地層内の
構造から反射された音波信号を少なくとも１個の受信器
で受信し、前記受信音波信号を解析してボアホールから
反射構造の距離を決定し、且つ前記決定された距離に基
いてボアホールに関する反射用構造の位置の画像を発生
させる、上記各ステップを有している。
【０００８】ボアホール周りの地層の画像形成を行なう
本発明に基く装置は、ツール本体、ボアホール直径と、
地層の所定の音波減衰特性と、探査深さに対する興味の
ある範囲とにしたがって選択された周波数において地層
内へ音波信号を送信し該ツール本体上に位置されている
少なくとも１個の単極送信器、探査深さの興味のある範
囲にしたがって選択された距離だけ前記少なくとも１個
の送信器から離隔されており前記ツール本体上に位置さ
れており地層内の構造から反射されて来た音波信号を受
信する少なくとも１個の音波受信器、ボアホールからの
反射構造の距離を決定するために受信した音波信号を解
析する手段、前記決定された距離に基いてボアホールに
関し反射構造の位置の画像を発生する手段、を有してい
る。
【０００９】地層の減衰特性と、ボアホール直径の効果
及び所望の探査深さを考慮に入れることによって、従来
不可能であった条件範囲にわたり性能を最適化させるた
めにツールを構成し且つ動作させることが可能である。
【００１０】本発明の特に好適な使用態様の１つは、特
に、ボアホールが水平方向である場合に、そのボアホー
ルの周りの地層の画像形成を行なう場合である。反射信
号は例えば貯留箇所境界、岩塩ドーム又はボアホールと
相対的な地層内の断口等の反射構造の位置を識別するた
めに解析することが可能であり、且つその位置は地層を
特性づけるために使用することの可能な画像として表現
することが可能である。
【００１１】１個又はそれ以上の送信器及び複数個の受
信器からなるアレイを使用することが好適である。ある
環境においては単一の送信器を使用することが可能であ
るが、探査深さ範囲はしばしば制限される。従って、良
好な探査深さ範囲を与えるために送信器と受信器との間
隔において充分な範囲を与えるために２個以上の送信器
を使用することが好適である。２個又は３個の送信器が
ボアホールツールの範囲と物理的及び動作上の条件との
間の最もよい妥協を与えるものと思われる。軸方向受信
器アレイは、チューブウエーブに関して増加された反射
イベント振幅を与える。典型的な受信器アレイは、８個
の軸方向受信器ステーションを有し、各ステーションは
等しい距離、例えば、６インチだけ離隔されている。方
位角受信器アレイは、ボアホールに関して地層内の反射
物体の方位角位置を決定することを可能とする。各受信
器ステーションにおいてツール軸周りに４個のハイドロ
フォンを配設することが好適である。各ステーションに
おける各ハイドロフォンにおいて波形を記録することに
よって、信号を比較することが可能であり、且つ反射が
どの方向から来たものであるかを決定することが可能で
ある。
【００１２】送信した音波信号の周波数は、ボアホール
直径、地層の特性及び所望の探査範囲にしたがって選択
される。周波数は、減衰媒体における長距離にわたる画
像形成用の１００Ｈｚ以下から非減衰媒体における短距
離高分解能画像形成用の２０ｋＨｚ以上の範囲にわたる
ことが可能である。本発明に適した典型的な単極供給源
の場合には、周波数は、通常、１ｋＨｚ乃至１５ｋＨｚ
の範囲内である。
【００１３】直接的なチューブウエーブ信号の一部が受
信器（又は送信器）を通過して伝播し且つボアホール内
部の構造から反射されて受信器へ戻り地層からの反射信
号と干渉することを防止するために、ツールストリング
内に位置させて１つ又はそれ以上の減衰器を使用するこ
とが望ましい。これらは、好適には同時係属中の出願で
ある米国特許出願第０８／５２７，７３６号に記載され
ている形態のものであり、該特許出願は引用により本明
細書に取込む。
【００１４】
【発明の実施の形態】図２は本発明の一実施例に基くボ
アホール音波反射画像形成システムを示した概略図であ
る。音波反射画像形成ツール（装置）１０はボアホール
１４内へ外装多導体ケーブル１２によって下降されてお
り、ボアホール１４はケーシングを設けたものか又は設
けていないものとすることが可能であり、地表下側の地
層１６の画像形成を行なうための音波測定を行なう。ボ
アホールが垂直からそれている場合、特に、水平方向に
延在している場合には、重力が該ツールを興味のある深
さへ移動させるのに不充分であるか又は不可能である場
合に、ケーブル１２をドリルパイプ又はコイルチュービ
ング等のチュービング内に走行させてツール１０をボア
ホール内へ押込むことが可能である。ツール１０は送信
器１８ａ，１８ｂ，１８ｃ及びそれにすぐ隣接して受信
器アレイ２０が設けられており、それらは米国特許第
４，８５０，４５０号、第５，０３６，９４５号、第
５，０４３，９５２号においてより詳細に説明されてお
り、それらの特許を引用により本明細書に取込む。送信
器と受信器アレイとの離隔は例えば米国特許第５，０３
６，９４５号に記載されているような音波分離ジョイン
トを組込む離隔体１９を使用することによって達成され
る。離隔体１９の長さは、興味のある探査深さ範囲に従
って選択される。例えば、離隔体１９の典型的な長さは
３２フィート（９．７５ｍ）であり且つ最も遠い送信器
１８ａから受信器アレイ２０の最も遠い位置までの全体
的な距離は４３フィート（１３．１ｍ）である。ボアホ
ール内の反射チューブウエーブの干渉効果を減少させる
ために送信器／受信器アレイセクションの両端部に１個
又はそれ以上のチューブウエーブ減衰器２２を設けるこ
とが可能である。これらの減衰器及びそれらの機能につ
いては本明細書に取込んだ同時係属出願の米国特許出願
第０８／５２７，７３６号に詳細に記載されている。こ
のような減衰器は、必要に応じ、送信器と減衰器アレイ
との間において使用することも可能である。オリエンテ
ーション装置（例えば、磁力計及び加速度計を含むシュ
ルンベルジェ社のＧＰＩＴツール）２３及びテレメトリ
ーカートリッジ２４が設けられることによって本ダウン
ホールツールが完成される。
【００１５】ツール１０はボアホール１４を上下に移動
すべく適合されており、且つツール１０が移動すると、
送信器１８は周期的に音波信号を発生する。発生された
音波信号はボアホールを介し及び／又は地層を介して伝
播し、そこで地下構造物によって反射され、且つ受信器
アレイ２０における受信器が、典型的に、発生された信
号から得られる何等かのエネルギを検知する。ボアホー
ル内においてツール１０を移動させるメカニズムは、地
層の地表における滑車ホイール２５へ延在し、次いで適
宜のドラム及びウインチメカニズム２６へ延在するケー
ブル１２を有しており、ドラム及びウインチメカニズム
２６は所望に応じツール１０をボアホール内において昇
降動作させる。送信器アレイ１８及び受信器アレイ２０
と地表の装置との間の電気的接続は、ドラム及びウイン
チメカニズム２６と関連している多要素スリップリング
及びブラシコンタクト組立体２８を介して行なわれてい
る。ユニット３０は、ツール１０へ電気的信号を送り且
つそれからケーブル１２及び組立体２８を介してその他
の電気的信号（音波ログ）を受け取るツール制御及び予
備処理回路を有している。ユニット３０は、受信器アレ
イ２０からの信号をボアホール１４内のそれぞれの深さ
レベルと関連させるために、深さ測定ホイール３４から
深さレベル信号を派生する深さ記録器３２と共働する。
受信器アレイ２０の出力は、ユニット３０におけるオプ
ションとしての予備処理の後に、信号格納部３６へ送ら
れ、信号格納部３６は、更に、音波信号出力をボアホー
ル１４内のそれぞれの深さレベルと関連づけるために深
さ記録器３２から又はそれを介しての信号を受取ること
が可能である。格納部３６はデジタル音波ログ測定値の
形態で受信器アレイ２０の出力を格納することが可能で
ある。格納部３６は、例えばディスク又はテープ等の磁
気記録装置、及び／又は例えば半導体又は等価のメモリ
回路等のその他の格納媒体を有することが可能である。
次いで、格納されたデジタルデータを処理してボアホー
ル周りの地下の地層の画像をプリント画像又はＶＤＵ３
８上の表示として与えることが可能である。地震処理に
おいて一般的に使用されているようなデータのキルヒホ
フ型マイグレーションを使用してボアホール周りの反射
構造物の画像を派生させる。
【００１６】各送信器１８ａ，１８ｂ，１８ｃは実質的
に米国特許第５，０４３，９５２号（引用により本明細
書に導入する）において記載されており且つ図３に示し
た単極源を有している。これらは従来の音波検層適用例
において使用されている単極源と実質的に同じものであ
る。該供給源は、波型容器４４によって画定される油を
充填したキャビティ４２内に保持されているピエゾセラ
ミック円筒４０を有しており、容器４４の波型が波型容
器外側のマッド（泥水）と波型容器内側のオイルとの間
の差動的体積変化を可能としている。該円筒を半径方向
にポーリングするために電極４６を介してパワーアンプ
がピエゾセラミック円筒４０へ取付けられている。電極
４６は該円筒へ電圧を印加するためにピエゾセラミック
円筒４０の内側表面及び外側表面へ取付けられており、
該電圧は該円筒の長さ及び半径を拡大させ、その際に体
積膨脹によってボアホール内へ圧縮波が発生され且つ伝
播され、且つ圧縮波及び剪断波の両方が地層内へ伝播さ
れる。
【００１７】充分に音波エネルギを放射させるために、
送信器１８は不可避的に長い時間にわたりリンギングす
るほぼ幾何学的共振で動作すべく設計されている。この
リンギングを停止させるためにダンピングメカニズムが
導入されており、それは音波信号供給源に対してはゴム
タングステン裏張り物質４８を有しており、それを取付
けた構成に対して良好なインピーダンス整合とダンピン
グとを与えている。このゴムタングステン裏張りは、更
に、トランスデユーサが液体内に浸漬された場合に付加
的な流体モード励起を防止している。このゴムタングス
テン複合体は、タングステン粉末で充填させたブチルゴ
ム骨格体を有している。該裏張りのインピーダンス及び
減衰は、タングステンの百分率、該粉末の圧縮度、加硫
度及びゴムの粉末に対する接着度に依存している。
【００１８】図２において、３個の送信器が示されてい
るが、本発明はこれよりも多数又は少数の送信器で実施
することが可能であることは勿論である。例えば、２個
の送信器は３０フィート（９．１４ｍ）の程度の探査深
さ範囲を与えることが可能であり、それはある環境にお
いては適切な場合がある。送信器の間の間隔は、広範囲
の探査深さを達成すべく選択されている。送信器１８ａ
と１８ｂとの間の間隔は約４フィート（１．２２ｍ）で
あり、且つ送信器１８ｂと１８ｃとの間の間隔は約３フ
ィート６インチ（１．０７ｍ）である。与えられた環境
に対して最良の間隔を選択するための検討事項について
は以下により詳細に説明する。供給源出力をモニタする
目的のために送信器１８ｃにおいてハイドロフォンが位
置されている。このハイドロフォンは、オプションとし
て、短い間隔とした受信器として使用することも可能で
ある。送信器１８ｃと受信器との間の間隔は、探査深さ
を増加させるために増加させることが可能である。一
方、送信器の間の間隔は複数個の探査深さを与えるため
に増加させることが可能である。
【００１９】受信器アレイ２０は垂直方向に６インチ
（１５．２４ｃｍ）離隔されている８個の受信器ステー
ションを有しており、各ステーションはツール周りに９
０度の間隔で円周方向に配設した４個のハイドロフォン
を有しており、全部で３２個のハイドロフォンが設けら
れている。このアレイは米国特許第５，０３６，９４５
号において詳細に説明されている。各ハイドロフォンに
おいて検知された信号は別個に記録され且つアレイによ
って受信された信号は解析されてボアホールから反射構
造物の方向及び距離を与える。
【００２０】オリエンテーション装置２３はボアホール
内のツールの位置及びオリエンテーション（配向状態）
を決定することを可能としている。従って、反射波がど
の方向から到達するかを決定することが可能であり、且
つ反射体が水平方向に延在するウエル（さく井）内のボ
アホールの上側又は下側であるか、又は、垂直のウエル
（さく井）のボアホールと相対的なその方向を決定する
ことが可能である。
【００２１】ボアホールから離れた反射体の画像形成範
囲（ウインド）は幾つかの理由のために制限されてい
る。第一に、殆どの場合において、このウインド（図４
における領域Ｘで示してある）は反射圧縮波よりも典型
的に著しく大きなものである剪断ヘッドウエーブ及びチ
ューブウエーブによって終端される。ボアホール軸に対
して平行な反射体の場合には、圧縮波反射の到達時間は
ほぼ次式によって与えられる。
【００２２】
【数１】
【００２３】尚、ｒａｎｇｅはボアホールから反射体の
距離であり、ｏｆｆｓｅｔは送信器−受信器オフセット
であり、νp は圧縮波速度である。画像形成ウインドの
終端を画定する直接剪断波到達時間は次式によって与え
られる。
【００２４】
【数２】
【００２５】大きなオフセットアプローチで画像形成す
ることの可能なボアホールからの最大距離は上式（１）
と（２）を等置し且つｒａｎｇｅについて解くことによ
って得られ、それは次式の如くなる。
【００２６】
【数３】
【００２７】例えば、典型的な値であるνp ／νs ＝
１．７３である場合には、最大範囲はｒａｎｇｅmax ≒
０．７ｏｆｆｓｅｔによって与えられる。より一般的な
形態においては、上式のνs は圧縮ヘッドウエーブに続
く最初の支配的な直接波の速度を表わしている。更に、
最小範囲限界も存在している。非常に近接した反射体か
らの反射は直接波のリンギングによってマスクされる場
合がある。このリンギングの期間は、直接波の帯域幅に
逆比例しており、それは例えば送信器のスペクトル出力
等の採取パラメータに非常に依存している。干渉する直
接波の共振周波数はリンギング期間を減少させるために
回避すべきである。例えば、圧縮速度が１０，０００ｆ
ｔ／ｓｅｃ（１００μｓｅｃ／ｆｔ）の地層の場合に
は、最小範囲は１ｋＨｚの帯域幅の場合には約５フィー
トであり、且つ５００Ｈｚ帯域幅の場合には１０フィー
トである。
【００２８】範囲制限に対する２番目の理由は幾何学的
な拡散及び減衰に起因する反射波振幅の迅速な減少であ
る。幾何学的拡散に基く振幅の減少は反射イベントによ
って伝播した全距離又はその到達時間にほぼ比例する。
減衰に起因する大きなオフセットにおける振幅の減少は
幾何学的拡散よりも一層顕著な場合がある。反射波振幅
の減衰、周波数及び距離に対する依存性は次式によって
与えられる。
【００２９】
【数４】
【００３０】尚、ｆは周波数であり、ｄは反射光束経路
であり、Ｑは媒体の減衰特性を表わす数値である。Ｑ値
は著しく変化する場合があり、非常に減衰性の媒体に対
する５から理想的に非減衰性の媒体の場合の１００へ変
化する場合がある。上式は、減衰に起因する振幅減少
は、オフセットと共に増加する反射イベントの伝播経路
長に関し指数的に増加することを示している。使用する
周波数は減衰性媒体における長距離の画像形成に対する
１００Ｈｚ（又はそれ以下）から非減衰性媒体における
短距離の高分解能画像形成に対する２０ｋＨｚ（又はそ
れ以上）の範囲にわたることが可能である。
【００３１】供給源からの各パルスの基幹及び各パルス
に対し受信器アレイにおいて行なわれる測定回数は、デ
ータを記録するシステムの能力に依存する。多数のパル
スを使用し且つ各パルスに対し異なる組のハイドロフォ
ンからデータを記録し、該データを積み上げてアレイ内
の全ての送信器及び受信器の組合わせに対して測定が行
なわれることを確保することが必要であるか又は望まし
い場合がある。このことは、通常の検層速度でボアホー
ルを介してツールを移動しながら行なうことが可能であ
る。
【００３２】ハイドロフォンの各々によって受信される
信号は、地震アレイにおけるハイドロフォンによって受
信された信号と基本的に同一の態様で処理され、且つ同
一の技術を使用して画像が生成される。従って、画像は
ボアホール軸（深さ軸）にそって且つボアホール周りに
方位角的に生成することが可能である。各方位角ハイド
ロフォン位置において完全な波形を記録することによっ
て、与えられた反射波が各位置において検知される時間
を決定し、従ってどの方向からそれが到達したかを決定
することが可能となる。例えば、水平方向のボアホール
においては、最初に最も上側のハイドロフォンによって
ある反射が検知され、次いでより下側のハイドロフォン
において検知される場合には、その反射構造物はボアホ
ールの上側に存在するものとして識別することが可能で
あり、且つその反対の場合には、反射体はボアホールの
下側にあるものとして識別することが可能である。
【００３３】ボアホールにおいて反射測定を行なう上述
した装置は、既知の態様で地層特性の評価を行なうため
に従来の回折データを得るために使用することが可能な
場合があり、その場合には、例えばヘッドウエーブ測定
等の本発明にとって不必要と考えられる測定を使用して
地層パラメータを決定することが可能な場合がある。更
に、上述した一般的なアプローチは、ウエル即ちさく井
が充分に近接している場合には、交差ウエル（さく井）
画像形成に適用することも可能である。
【００３４】本発明は、ワイヤライン及びドリリングし
ながらの検層適用例の両方に適用可能である。ＬＷＤ適
用においては、前に提案したＬＷＤ音波検層ツールの態
様で、ドリルビット上方の底部孔組立体の一部を形成す
る。
【００３５】以上、本発明の具体的実施の態様について
詳細に説明したが、本発明は、これら具体例にのみ限定
されるべきものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱す
ることなしに種々の変形が可能であることは勿論であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来のボアホール反射画像形成システムを示
した概略図。
【図２】 本発明に基くボアホール反射画像形成システ
ムを示した概略図。
【図３】 本発明に使用可能な単極供給源を示した概略
断面図。
【図４】 反射信号の検知を制限するヘッドウエーブ到
達を示したグラフ図。
【符号の説明】
１０ 音波反射画像形成ツール １２ ケーブル １４ ボアホール １６ 地層 １８ 送信器 １９ 離隔体 ２０ 受信器アレイ ２２ 減衰器 ２３ オリエンテーション装置 ２４ テレメトリーカートリッジ ３０ ツール制御及び予備処理回路 ３２ 深さ記録器 ３６ 信号格納部 ３８ ＶＤＵ（ビデオディスプレイユニット）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０１Ｖ 1/28 Ｇ０１Ｖ 1/28

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ボアホールの周りの地層の画像形成方法
    において、 （ａ）ボアホールの直径を決定し、 （ｂ）前記地層の音波減衰特性を決定し、 （ｃ）前記ボアホールから前記地層内への探査深さに対
    する興味のある範囲を決定し、 （ｄ）ボアホール内にツールを位置決めし、尚前記ツー
    ルは少なくとも１個の単極送信器を具備すると共に前記
    探査深さの興味のある範囲にしたがって選択された距離
    だけ前記送信器から離隔されている少なくとも１個の音
    波受信器を具備しており、 （ｅ）前記少なくとも１個の単極送信器によって前記ボ
    アホールの直径、前記地層の音波減衰特性及び前記探査
    深さに対する興味のある範囲にしたがって選択した周波
    数において音波信号を前記地層内へ送信し、 （ｆ）前記地層内の構造から反射された音波信号を前記
    少なくとも１個の受信器で受信し、 （ｇ）前記受信した音波信号を解析して前記反射性構造
    の前記ボアホールからの距離を決定し、 （ｈ）前記決定した距離に基いてボアホールに関し前記
    反射性構造の位置の画像を発生させる、上記各ステップ
    を有することを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 請求項１において、前記周波数は、前記
    送信器から前記受信器へ移動するヘッド波の共振周波数
    を回避するように選択されていることを特徴とする方
    法。
  3. 【請求項３】 請求項１において、前記周波数が、反射
    された音波信号のボアホールへの結合を最適化させるべ
    く選択されていることを特徴とする方法。
  4. 【請求項４】 請求項１において、１つを超えた周波数
    の音波信号が送信され且つ検知されることを特徴とする
    方法。
  5. 【請求項５】 請求項１において、探査深さ範囲を増加
    させるために異なる距離だけ前記少なくとも１個の受信
    器から離隔されている複数個の送信器から音波信号を送
    信させることを特徴とする方法。
  6. 【請求項６】 請求項１において、複数個の受信器から
    なるアレイで反射された音波信号を受信することを特徴
    とする方法。
  7. 【請求項７】 請求項１において、前記ツール周りの複
    数個の方位角位置において反射信号を受信することを特
    徴とする方法。
  8. 【請求項８】 請求項７において、更に、前記受信信号
    を解析して前記ボアホールからの前記反射性構造の方向
    を決定することを特徴とする方法。
  9. 【請求項９】 請求項７において、各方位角位置におい
    て完全な波形が記録されることを特徴とする方法。
  10. 【請求項１０】 ボアホール周りの地層の画像形成を行
    なう装置において、 （ａ）ツール本体、 （ｂ）ボアホール直径、地層の所定の音波減衰特性及び
    探査深さの興味のある範囲にしたがって選択された周波
    数において前記地層内へ音波信号を送信するために前記
    ツール本体上に位置されている少なくとも１個の単極送
    信器、 （ｃ）前記探査深さの興味のある範囲にしたがって選択
    された距離だけ前記少なくとも１個の送信器から離隔さ
    れており且つ前記ツール本体上に位置されており、前記
    地層内の構造から反射された音波信号を受信する少なく
    とも１個の音波受信器、 （ｄ）前記ボアホールからの前記反射性構造の距離を決
    定するために前記受信した音波信号を解析する手段、 （ｅ）前記決定した距離に基いて前記ボアホールに関し
    前記反射性構造の位置の画像を発生する手段、を有する
    ことを特徴とする装置。
  11. 【請求項１１】 請求項１０において、前記音波受信器
    が複数個のハイドロフォンからなる軸方向アレイを有す
    ることを特徴とする装置。
  12. 【請求項１２】 請求項１０において、前記音波受信器
    が複数個のハイドロフォンからなる半径方向アレイを有
    していることを特徴とする装置。
  13. 【請求項１３】 請求項１０において、前記ツール本体
    上に少なくとも２つの軸方向に離隔された送信器が設け
    られていることを特徴とする装置。
  14. 【請求項１４】 請求項１０において、前記音波信号の
    周波数が１ｋＨｚ乃至１５ｋＨｚの範囲内であることを
    特徴とする装置。
  15. 【請求項１５】 請求項１２において、前記半径方向ア
    レイが前記ツール本体周りに９０度の間隔で配設された
    複数個のハイドロフォンを有することを特徴とする装
    置。
  16. 【請求項１６】 請求項１５において、各ハイドロフォ
    ンが実質的に完全な波形を記録することを特徴とする装
    置。
  17. 【請求項１７】 請求項１６において、前記受信音波信
    号を解析する手段が、前記ボアホールからの前記反射性
    構造の方向を決定するために各ハイドロフォンからの波
    形を解析することを特徴とする装置。
  18. 【請求項１８】 請求項１０において、更に、前記少な
    くとも１個の送信器の箇所に１個の音波受信器を位置さ
    せたことを特徴とする装置。
  19. 【請求項１９】 請求項１１において、前記軸方向アレ
    イが実質的に等距離に離隔された８個の受信器ステーシ
    ョンを有することを特徴とする装置。
  20. 【請求項２０】 請求項１９において、各受信器ステー
    ションが、前記ツール本体周りに９０度の間隔で配設し
    た４個のハイドロフォンを有することを特徴とする装
    置。
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