JPS5873887A - 地層を探査する方法および探査に用いる装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は全体として、地層に掘られている試錐孔の電気
的探査を含む、炭化水素の探査に関するものであり、更
に詳しくいえば、試錐孔に沿って動かされる装置により
試錐孔の壁へ向って注入される個々の測定電流の導呑の
採用と、測定とを行う非常に集中された試錐孔探査に関
するものである０ 発明の背景 電気的な試錐孔検層は良く知られており、各種の装置と
技術が提案されている。試錐孔の電気的探査においては
、電極からの電流が試錐孔内部の装置から地層中に導入
される。この電流が一定に保たれるものとすると、モニ
タ電極で測定される電圧は探査される地層の抵抗率に比
例する。他の電極により集束される電流：を生ずる電極
を用いて、試錐孔の壁から希望の距離□゛において地層
の抵抗率を決定するそのような電振的探査において大き
な進歩があった。電流を集束する電気的探査の技術およ
び装置の一例が米国特許第コア１コ≦２デ号と第コアｊ
Ｏｓｓ７号に開示されている。米国特許第コア１２６λ
り号には、パッドにとりつけられている電極群が、区分
されているくほみの中に埋込まれている連続防護電極に
よりある間隔をおいて囲まれる中央測定電極で形成され
るものとして記述されている。米国特許第２７３０３３
７号には、パッドにとりつけられている電極が、電気的
に直接接続されているセグメントすなわちボタンで構成
されているものとして記述されている０米国特許第３５
ａｌｌｊ参号に開、示されている技術では、複数の測定
電極が複合集束電極として１つのパッド上にとりつけら
れ、一対の測定電極が試錐孔に沿う装置の移動方向に沿
って整列させられ、１個の測定電極が水平方向に移動さ
せられて、抵抗率測′定のＳ／Ｎ比を効果的に向上させ
゛るための技術を提供している。

大きな測定型１アレイ゛により地層を探査する技術が提
案されてい菜マたとえば、米国特許第コタ３０２ｔり号
およびカナダ特許第６１　！　７２７号を開示されたい
。米国特許第コタ３０り６り号では、可撓線により電気
的に接続されるボタンでそれぞれ構成された複数の電極
が提案されている０それらのボタンと可撓線はつぶすこ
とができる管の表面に埋込まれる。前記カナダ特許では
、測定装置またはパッドにとりつけられて、地層の電気
的探査のために別々に測定できる測定電流を順次導入す
る小さな電極ボタン・アレイが提案されている。そのカ
ナダ特許に示されているように、電極ボタンは、電極ボ
タンが円周方向に隔てられて水平平面内に置かれ、それ
らの電極を順次励振し、それらの電極からの測定電流を
順次測定する装置が開示されている。

１２７７年７を月ｊ日〜１日に開催された８ＰＷＬＡ第
１１回年次検層シンボジクム（Ｓ　ＰＷＬ　ＡＥｉｇｈ
ｔｅｓｎｔｈ　Ａｎｎｕａｌ　　Ｌｏｇｇｉｎｇ　Ｓｙ
ｍｐｏｓｉｕｍ　）に提出されたベツク（Ｊ、Ｂｓｃｋ
　）他による「南部テキサスにおけるフラクチャード白
亜紀炭化水素の油層評価（Ｒｅ５ｅｒｖｏｉｒ　Ｅｖａ
ｌｕａｔｌｏｎ　ｏｆ　Ｆｒａａｔｕｒ＊ｄＣｒ＠ｔａ
ｃ＠ｏｕａ　　Ｃａｒｂｏｎａｔｅｓ　　　ｉｎ　　５
ｏｕｔｈ　　Ｔｅｘａｓ　　）Ｊ　　という論文には、
抵抗率ディ・ノブ・メータ装置を用いて試錐孔の壁の中
のフラクチャーを識別する技術が述べられている。この
装置はいくつかのパッドを用い、各パッドは測定電極を
有し、各測定電極からは電流が試錐孔の壁に注入される
。フラクチャーの存在は、種々のパッドからの測定電流
の違いから識別できる。測定電流のそのような違いは、
たとえば、導電度がより高い導電性の泥のフラクチャー
への侵入により、フラクチャーを指示することがある。

ある特殊な技術においては、探査装置が試錐孔に泊って
動かされる間に回転させられる場合には、垂直方向のフ
ラクチャーを指示させるために、μ個の各パッド上に小
さな測定電極が用いられる。

それら公知の技術は試錐孔を囲んでいる地層についての
有用な情報を与えるが、試錐孔の表面積ではフラクチ゛
ヤーと薄い層の存在、またはそれらの向きの決定に有用
な十分な精度と確度で抵抗率の墨常を検出できない。

発明の概要 本発明の一般的な目的は、試錐孔壁を電気的に探査する
ための改良した方法と装置を得ることである。

この目的およびその他の目的稈、試錐孔の軸線に沿って
動かされる電流発生器によシ試錐孔が掘られている地層
を探査する方法であって、試錐孔に沿って動かされてい
る電流発生器のパッドから、微小な抵抗率異常を検出で
きるように選択された横断面を有する空間的に分離して
いる測定電流な試錐孔の壁から地層中に注入する過程と
、測定電流が注入される地層部分中のフラクチャリング
と層外を示す抵抗率異常を検出できるように分離してい
る電流の大きさを測定する過程と、を備え。

分離している測定電流の間隔は、前記測定電流が注入さ
れる組合わされた試錐孔表面領域が、電流発生器が試錐
孔に沿りて動かされるにつれて試錐孔の連続円周部分に
わたうて、延びるように選択される仁とを特徴とする試
錐孔が掘られている地層を探査する方法によって達成さ
れる。

本発明の別の面は、地層中に掘られている試錐孔の軸線
に沿って試錐孔探査装置を動かすことに↓り試錐孔の壁
を探査する１こめに電極保持パッドを有する試錐孔探査
装置に用いるための装置であつて、試錐孔の壁に押しつ
けられるパッドを備え“、このパッドは試錐孔の壁に面
する複数の測定電極を保持し、個々に測定可能な測定電
流な試錐孔の壁にそれぞれ注入するために前記電極は電
気エネールギー源に電気的に接続され、前記電極は、試
錐孔探査装置が試錐孔に沿って動かされるにつれて互い
に円周方向に重なり合う試錐孔の部分内へ前記測定電流
を注入するように、少くとも円周方向に沿って選択され
る間隔で前記電極は前記パッド上にアレイ状に配列され
、それにょシ、前記試錐孔探査装置か試錐孔の軸線に沿
って動かされた時に前記試錐孔の壁の円周方向に連続す
る領域に前記それぞれの測定電極から個々に測定できる
測定電流が注入されると、とな％黴とする試錐孔探査装
置に用いるための装、、置を含む。

実施例あ詳細な説明 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明するＣまず第
１図を参照する。この図には、地層ツに掘られている試
錐孔Ｊの中にケーブルｎにより吊り下げられている試錐
孔探査装置にが示されている。ケーブル２．Ａハ地上の
制御装置Ｕに連結される。

この制御装置Ｕは、探査装置−により行われた測定の結
果を処理して、記録器３０へ記録データを与える汎用デ
ジタル信号処理装置を含む。制御装置コには適切な制御
器と、・電気検層装置および電気検層技術で周知のやり
方で、ケーブル−を通じて探査装置Ｊ内の電気装置へ電
力を供給する電源も設けられる。

探査装置勿にはパッド３０．／と３０．コのような複数
のパッド３０が設けられる。それらのパッド３０は、パ
ッド３０を試錐孔Ｊの壁３ダに押しつける機構３２にと
シつけられる。それらの機構３２はばねまたは油圧アク
チーエータで構成できるが、いずれも周知のものである
から説明は省略する０パツド３０に設けられている測定
電極３６のアレイ３Ｓから測定電流を地層易に注入し、
各測定電極３４から測定電流の大きさをモニタすること
によシ試錐孔探査を行うために探査装置Ｉを用いること
が望まれる。複数の小さな測定電極３乙を用いて、フラ
クチャリングと層外を探すために試錐孔３ＩＩを探査で
きるように、浅い深度の探査を行う。

第２図にもっとよく示されているように、探査装置にが
試錐孔Ｊに沿って動かされる時に、測定電極３２の組合
わされた作用により、個々に測定できる測定電流が、円
周方向に重なり合う試錐孔部分に注入されるように、測
定電極３ｔはパッド３ｏの上に直線アレイ３Ｓとして配
置される。これは、第２図に示す例では、測定電極を別
々の行ｕｏ、ｉと侵、コに配置し、円周方向に連続する
電極、たとえば３６．ｌとＪＡ、／、の中心間隔Ｓが、
円周方向に測つたそれらの電極の寸法より小さいように
して個々の電極３６を配置することによシ得られる。

表面輻が導電性であるパッド３０の上に測定電極謁は面
一になるように設けられる。測定電極は絶縁体４Ｉ４Ａ
によりで囲まれる。それらの絶縁体は測定電極３１をパ
ッド３０の導電面Ｑから電気的に分離するためのもので
ある。しかし、この装置の動作中は、いくつかの測定電
極３ｔとハ、ｙ　ト”の導電面亭コは実効的に同電位で
ある。第４図に示す実施例では測定電極３遥は丸いボタ
ン形として示されているが、たとえば前記カナダ特許に
示されているように、別の形とすることもできる。

測定電極３ルは適当な低周波定電流源ＳＯ（縞Ｓ図）か
ら電流を供給できる。測定電極３ｔへは電源ＳＯから導
体Ｓ！Ｉと、実効的に独立している電流検出トランスＳ
ｌの低インピーダンス１次巻線ｊ６を介して電流が供給
され、パッド３０の導電面輻へは電源５０から導体Ｓ２
を介して電流が供給される。このようにして電流を供給
することにより、測定電極３ｔはパッドの導電面輻と・
はぼ同電位となる。電源ＳＯから出た電流のための帰路
Ｓ７が地上近く、または探査装置ｍに設けられている電
極へ、あるいはプリラドル（ｂｒｌｄｌ・）（すなわち
、電気的無限遠）に接続される。トランス３１０１次巻
線＆ＯＶＣはそれぞれの測定電極から流れる電−゛を表
す測定信号が生ずる。

その測定信号は線６コを介して順次標本化および保持器
評へ与えられる。この標本化および保持器はアナログ−
デジタル（Ａ、／Ｄ　）変換器を含む。この保持器峠は
１ｊ１６コを介して供給される各測定信号を標本化する
。そして、標本化したら、その標本をデジタル形式に変
換して、それを信号処理装置ムヘ与える。この標本化お
よび保持器６ダは周知のものであるから、それについて
の説明は省略する。

測定電極３ｔの寸法と、ある１つのパッド３０に設けら
れる測定電極３ｔの数は、試錐孔の適切な円周部分を探
査するため、およびフラクチャリングと層厚を示す抵抗
率異常の向きを検出および決定するための分解能を得る
ために必要なものにふされしいように選択される。給１
．コ図では、７９個の測定電極より成るアレイ／Ｊが用
いられる。しかし、深い方へ移動させられた後は、各ア
レイは円周方向に連続な部分にわたって実際に測定電流
を発生する０その円周方向に連続する部分の別々の部分
、、：１．□ は別々ＫＩｊｌ定できる６ 測定電極３６の寸法と、円周方向の間隔はある特定のや
シ方で選択される。電極の空間的な帯域幅はその寸法に
よシ定められる。その空間的な帯域幅の中における測定
電流密度の空間的な分布の正確な再現は１円周方向では
、電極の間隔（実効的な重なり合い）により決定され、
軸線方向では、試錐孔の中の探査装置辺の動く速さと標
本化速度によシ決定される。アレイ３Ｓまたは４７のよ
うな電極アレイを用すて測定電流の密度を正確に再現す
る能力は、電極３６の実効的な重９合いが増大するにつ
れて向上するが、分解能は個々の電極の空間的な帯域幅
により制限される。

第２図を参照して１．測定電極３６の寸法はそれぞれの
空間的帯域幅を決定する。このことは、任意の１つの領
域（空間周波数）における抵抗率異常を検出するために
は、測定電極の表面積をなるべくできるだけ小さくする
ようにすることを意味する。しかし１表面積をあまり小
さくすると、検出した測定電流中のノイズレベルが高く
なる。一般的に、測定された電極の表面積は、帯域幅お
よびノイズ・レベルとの間の二律背反として選択される
０測定電極３４は特徴となる１つの寸法すなわち直径ｄ
を有する。その場合には、測定できる最高の空間周波数
は約／／ｄとすることができる。すなわち、任意の走査
速度に訃いては、検出できる最高の空間周波数成分はｌ
／１１台である。測定電流密度を適切に再現するために
は、軸線方向（試錐孔に沿う）と円周方向における最高
の空間周波数の少くとも２倍の率で標本化を行うことが
求められる０測定電極３ぶは約ｊｓｕ＋の直径に作るこ
とができる０ 測定電流密度を正確に再現するためには電極を狭い間隔
を訃いて配置せねばならない。しかし、電極の寸法は有
限であるから、希望の確度が得られるように、測定電極
を円周方向に無限小の間隔で配置することはできない。

しかし１個々の電極の電流検出「窓」の中に含まれる空
間周波数成分を再現するためには、各電極自体の寸法に
よυ定められる帯域幅にほぼ含まれる電流密度の空間周
波数成分を、エイリエイシング（ａｌｌａｓｌｎｇ　）
として知られている効果、すなわち、高い空間周波数が
低い周波数の仮装された形をとり、後者とは区別できな
くなる効果、を生ずることなしに、再現できるようにす
るアレイを生ずるためにのみ十分な重υ合いを必要とす
る０ したがって、電極の寸法をひとたび決定すると、電極３
ｔ、／と３６．−のような、円周方向に連続する電極の
間の中心間隔８１１、アレイ全体がそれ、らの最高空間
周波数成分を再現できるように選択される。

測定電流密度を円周方向に正しく表すために、電極３６
ハ連続する行で配置される。円周方向に連続して配置さ
れていると考えられるそれらの測定電極の中心間隔Ｓは
、測定電極の最大円周方向成分Ｘの半分に擲しいか、そ
れより小さいようになるべく定める０円形測定電極の場
合にはＸはｄに郷しい。円形ボタン測定電極の場合には
（第２図）、Ｓ≦Ｖコという関係が選択され、非常に薄
い絶縁リング杯で近似される０ 軸線方向の分解能は円周方向の分解能と同じ作用によ〕
支配される。試錐孔の軸線に垂直な平面内にある抵抗率
異常を再現するために、測定電流密度、／、４１１６．
−の各電極を軸線方向の異常の最高空間周波数の少なく
ともλ培の率で標本化するのに十分な率で標本化するこ
とによシ、軸線方向の１９合いが達成される。電極３６
の円周方向配置の選択におけるのと同様に、各電極自体
の寸法によシ定められる帯域幅の中にほぼ含まれる空間
周波数成分を再現できるのに十分な高さに標本化率は選
択される。

軸線方向に隔てられている行１１ｕ、／と弘Ｏ１，２の
標本は、円周方向の寸法と深さの寸法との双方に対して
測定電流を正確に表すために、深さ方向に移動させられ
る。

パッド上の測定電極アレイにより実際よりはるかに多く
の試錐孔の壁を探査することが望ましい。

したがって、円周方向の寸法が’ＡＩＭよシ大きいアレ
イ３Ｓがパッド、ＪＯに設けられる。しかし１パツド３
０の寸法は太きバすると試錐孔の壁との間のＱ’Ａ力が
大きくな門、、全てのパッド３０からの影響を考慮に入
れると探査装置２０を試錐孔に削って動かすことが困緬
になるから、パッド３００寸法をあまり大きくすること
はできない。更に、電気的な端部効果が近の測定電極の
抵抗率測定を妨げることがないように、測定電極プレイ
は円周すなわち１１４１１縁部７０．７コ（第一図）の
ような縁部まで直接延びてはならない。そのような端部
効果により　、６１１Ｊ定−流がずらされて円周方向の
分解能が低下させられることになる。したがって、尋電
面弘ａの側面方向へ延びる部分の最小＠「Ｗ」はなるべ
く維持して、プレイ３．５の側面方間端部における電界
の不肖な拡が９を阻止せねばならない。

測定電極３６の実用的なパッド３０と７レイ６Ｊ　（４
ｊ図）には、幅が約ｌ０ＣＩＬで、直径がｊＨの円形−
〇定電極がｉｏ個設けられる完全に円周方向のノ、（ン
ドが含まれる゛。それら１０個の測定電極は多くの行７
ダ、７６（縞ｓｚｔ図）においてできるだけ狭い間隔で
配置さハる。絶縁リング杯は幅が／勘合と非常に細く作
られる。種々の行において円周方向に連続して配置され
る測定電極の間の円周方向の重なシ合いは、測定ｉ！を
憾３６の最大の円周方向寸法の約半分になるべくする。

測定’ＴＵｊＦｔ密度の正偵な再現を蛾　にするために
半分またはそれ以上の重なり合いが望ましい場合に、一
対以上の行７弘、７６が求められる。たとえば、第６図
は、それぞれ１３個の測定電極を有する３本の直線材１
ＩＯ０ｌ〜％、３に沿ってパッド３０上に配置された測
定電極３６のアレイ７７を示す。円周方向に連続して配
置されている電極の中心間隔Ｓは、円周方向の重−・ｐ
合いが円形電極３４の直径の少くとも５０チとなるよう
にするのに十分なほど狭い。絶縁リング鉢の厚さを考慮
に入れると少くとも３行の行りを必要とする。実用的な
パッド７Ｉとアレイ７７には、各行に含まれている隣り
合う電極の中心間隔が約３ｄ／２で、幅が約７１７国で
ある全円周方向のパッドが含まれる。たとえば、測定に
おいて冗長性を持たせることが望ましい場合には、測定
電極性りを更に付加できる。

棺コ、！、を図に示されているような測定電極アレイに
よシ、フラクチャリングと層圧を示す抵抗率異常の向き
を検出し、決定するのに有用な情報を得ることができる
。円形測定電極の直径の１０分の１台の厚さのフラクチ
ャから有用な情報を得暮ことができる。向きは、試錐孔
の軸線に垂直な平面とすることができる基準平面を基準
にできる。

測定電極３６により検出できる最小の７ラクチヤーはそ
れらの寸法ばかりでなく、流体で充されている７ラクチ
ヤと地層との間の抵抗率のコントラストにも依存する。

第７図に示す実施例においては、測定電極３≦：のアレ
イ１０はパットフコ上に円のようなループ状に配置され
る。このループ・アレイは、それからの任意の１つの向
きに沿って測定電極３ｔが交差されるような中心評の周
囲に形成される０パツドｎの導電面弘２には、測定電極
３６が、それぞれの表面が導電面μコと面一となるよう
にして、埋込まれる。測定電極３ｔが、第一、５図に示
されているように、絶縁体停によシ囲まれている様子が
示されている０電流の供給と検出は、前記した実施例と
同様に、定電流源５０と・測定電流検出′１う／Ｘ３１
と・順次標本化および〜市変換器評と→それぞれ行われ
る。

アレイ１０のような閉ループ・アレイにより、トランス
３ｇによって検出された測定電流を走査することによっ
て広い角度範囲にわたって、フラクチャ３１．／と３１
．−のような７ラクチヤの整列の向きを決定できる。し
たがって、本発明の技術により、フラクチャにより呈示
される対照となる抵抗率を、電極３６からの測定電流を
順次モニタすることによって検出できる。１つの測定電
極がフラクチャに交差すると、電源５０からの全平均電
流がほぼ一定に保たれているとしても、検出電流が急に
増大することになる。フラクチャのない均質な地層から
生ずる応答を減少させるために、信号処理装置基４のメ
モリ終に格納されている、アレイ１０中の測定電極３６
．ｊ　、　３５４にのよう′な直径上の両端で向き合う
一対の電極からの測定信号は回路手段１６で組合わされ
る。そのような組合せ動作には、電極３６．３とＪｊ４
Ａのような直径の両端で向き合う電極からの測定信号の
平均値を求める動作をなるべく含ませる。葎続する組合
せが既知の向きの測定線を実際にニー。ピーク値検出器
Ｕにおいて、連続する組合せを走査することにより、測
定電極対の２個の電極の下にあるフラクチャを表すピー
ク値を検出できる。

ピークの組合せ値を生じた測定電極対は既知であるから
、試錐孔の全軸線に交わる平面のような基準平面に対す
る電極対の向きが回路１０で決定され、線？コ、ｌに対
する相対的な向きの角度すなわち整列角度０は記録器９
弘で記録できる。

そのようなフラクチャ検出と整列決定の強調技術を採用
できる。たとえば、第を図に示されているように、第７
図のアレイｔｏのそれぞれの測定線に沿う組合わされた
測定信号を、信号処理装置ｔ６（第７図）に格納してか
ら、ある特定の時間すなわち閉ループの完全に走査する
時間にわたって平均し、その平均値を用いて極端な値、
たとえば、フラクチャを表すピーク値または最小値を検
出できる技術ｉｏｏが示されている。

この技術１００は、所定数の測定信号を累算するブロッ
クｌＯコで始まり、次に、ブロック１０−においてその
平均値を求める。その累算動作は、１つの完全に閉じら
れているアレイ１０を囲む測定線に沿つて、または一部
あるいはある特定の時間に対して、全ての組合わされた
測定信号対に対して行うことができる。

現在の平均値を維持するために平均値は常に更新される
。この平均値はブロック１０４において組合わされた測
定信号と比較され、ブロック１０１において、どの組合
せが、所定の百分率すなわち一定量だけ、平均値よシ太
きいか、小さいかを決定する。そのような条件は、測定
信号が導電度と抵抗率のいずれを表すかに応じて、最小
値または最大値に対して起る。いずれの場合でもピーク
値はフラクチャを表す。フラクチャの向きはブロック／
１０で決定でき、適切なフラクチャ整列はブロックｌｌ
コにおいて視覚的に記録されまたは後で表示あるいは解
析のために信号処理装置のメモリへ与えられる。

第７図に示す実施例を更に精密なものとするために、フ
ラクチャを検出すべき検出線に交差する対照測定ψに沿
うピーク値についても測定電極は順次調べられる。たと
えば、第７図を参照して、測定線デー、りに沿って７ラ
クチヤが一対の測定電極３４．３と３６．４４の下に存
在すると、標本化された測定電流から低い抵抗率値が測
定される。しかし、測定線タコ、−に角度αで交わる測
定線タコ、３を有する測定電極Ｊ４．ｊ　、　Ｊｊ、　
ｔに対しては、抵抗率は対照的に高いピーク値となる。

角度αが約９０度であると、測定線に沿う対照抵抗率測
定値によシ、フラクチャ３ｇ、／の存在が確認される。

第２図は第７図に示す装置で得られた測定されたフラク
チャ整列を確認するための技術］００を示すものである
。ブロックノコλにおいては、第７図の回路ｔ６で形成
された組合わせが走査されて、第７図の回路♂ｌで決定
されたピークと最高のコントラスすなわち対称を成す値
を生ずる電極対を決定する。これは、そのピーク値が最
大値を表すものとすると、それと対照を成すピーク値が
最小値であり、その逆もまた真であることを意味する。

ブロック４評では、この対照ピークを生じた測□。

定電極についての測定＠９コの向きが決定され、ブロッ
ク／Ｊ４でその向きが記録される。対照ピークの向きが
、第７図の回路９０において決定されたピークの向きの
所定の角度範囲内にあることがブロックノコｌにおいて
見出されると、そのことＦｉ、プａプク／ｌコにおける
フラクチャ整列を確実に認めるものとしてブロック／３
０で記録される。前記角度範囲は交差角度αの値につい
ての範囲であって。

たとえばｔｏｏ＜α＜　ｔｏｏｏ　とすることができる
。

以上の説明ではパッド３ｏを導電性パッドである、すな
わち、その露出面弘コが導電性であるとしたが、絶縁パ
ッドを用いると有利なこともある。その場合には、測定
電極３ルは定電流源へ接続部れ、集束電極なしに絶縁パ
ッードにとりつけられる。しかし、導電パッドは試錐孔
の壁に対するパッド３Ｑの傾斜にあまシ感じないから、
導電パッドの方が好ましい０ 絶縁パッドを用いる本発明の別の実施例（第３、参図）
では、試錐孔接触面輻が絶縁されているパッド１００が
形成される。パッド７参〇の中央には、僅かに隔てられ
で・いる測定電極３６の閉ループアレイ１ａｕＫよシ囲
まれた電極１４Ａコが配置される。測定電極３１は、第
２図に示されている直線性について述べたようにして、
アＶイｌ参参のループＫａって見て、互いに重り合って
いる。アレイ１４Ａ４＆６円形であるが、長円、正方形
、長方形その他の形を用いることもできる。中央電極／
４＆コと戻シ電極５７の間に低周波電源１４ＡＡが接続
される。電極５７はケーブル−の外装などの離れている
場所を用いることができる。

測定電極３４と離れている戻υ電極３７との間の電位差
を検ωするために、順次標本化および〜４変換器（保持
器）評などを使用できる。この裸持器評はその電位差を
表す測定信号を信号処理装置６６へ与える０戻シ電極で
はなくである基準電極に対する電位差を測定することも
できる。

試錐孔の均質な壁に向き合う時は、中央電極／４４コか
らの等電位線は中央電極１４＆コと同心の円に沿う。パ
ッドｔＵＯがフラクチャと交差すると、その通常は高い
導電度が等電位縁をひずませる０その場合には、７ラク
チヤの上方の測定電極３６が共通のピーク移行電流を与
え、その電流は前記した技術を用いて検出される。フラ
クチャは、それぞれの近似直交整列に対する最・大と最
、小の測定信号を生ずる測定電極対を識別することによ
り、確実に検出できる。

第３図に示す絶縁パッド装置は動的に集束される電極に
も用いることができる。これは、米国特許第２７！ｔＯ
ｊＪ７号または第コア１コｔ２り号に開示されているよ
うに゛、部分的に示されている電極Ａｌ　ａ　Ｍｌ　＃
　Ｍ２のような、アレ４八暉を凹む電極を付加すること
により行うことができる。その場合には、集束を制御す
るために適切な平衡回路／４４１力１用いられる。電極
Ｍ、から行われるような接地接続部ｌｊＯを回路網評に
加えて、電極Ｍ、に対する測定電極３ｔの種々の電位の
標本化と比較を可能にする。次に、パッド１４ｃｏの下
の地層クラックによりひき起された電位のひずみを検出
するために信号処理装置を用いることができる。

以上、本発明の電気探査法および装置を用いて試錐孔の
壁の墨常を検出するいくつかの技術を説明したが、その
利点は以上の説明かられかるであろう。本発明の実施例
は発明の要旨を逸脱しない範囲で種々改変できる。たと
えば、定電流源５０を用いる代りに定電力源を使用でき
る。

【図面の簡単な説明】

第７図はパッドを有する本発明の試錐孔探査装置の斜視
図およびブロック図、第一図は本発明の一実施例に従う
て測定電極が配置されているパッドの側面図、第３図は
本発明の別の実施例に従って測定電極が配置されてｂる
パッドの側面図、第参図は第３図に示すパッドの平面図
、第３図は本発明の装置に用いられるパッドの側面図と
回路のブロック図、第６図は本発明に従って測定電極ア
ｖ、−４が配置されているメントリ部分側面図、第７図
は本発明の装置のパッドの部分側面図と回路の′！ロッ
ク図、第ｔ、り図は第７図に示す装置から整列情報を得
るために周込られる信号処理装・置の動作を示す流れ図
である。 ３・・・試錐孔探査装置、３０．ぬ・・−パ□゛′ツド
、Ｊ、？、　４７・・・測定電極アレイ、３６・・・測
定、電極、ＳＯ・・・電源、１ｅ・・・標本化および保
持器、６ト・・信号処理装置０図面の浄書（内容に変更
なｉ） ）’ｚ’ｔ１．１１．　　　””’　”□手続補正書（
方式） ％式％ １、事件の表示 昭和５７年特許願第１３３６０５号 ２、発明の名称 地層を探査する方法および探査に用いる装置３、補正を
する者 事件との関係特許出願人 シエランＡ−ガー、オーノセーシーズ、ニス、ニー７、
補正の対象、　　゛ 願書の山−人の欄、委任状および図面 ８、補正の内容 別紙の通り 一面の浄書（内容に変更なし） ９１ｉ附書−の０鍮

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）試錐孔の軸線に沿って動かされる電流発生器によ
   り試錐孔が掘られている地層を探査する方法であって、 試錐孔に沿って動かされている電流発生器のパッドから
   、微小な抵抗率異常を検出できるように選択された横断
   面を有する空間的に分離している測定電流な試錐孔の壁
   から地層中に注入する過程と、 測定電流が注入される地層部分中の７ラクチヤリングと
   層外を示す抵抗率異常を検出できるように分離している
   電流の大きさを測定する過程と。 を備え、 分＃［７ている測定電流の間隔は、前記測定電流が注入
   される組合わされ１こ試錐孔表面領域が、電流発生器が
   試錐孔に沿って動かされるにつれて試錐孔の連続円周部
   分にわたって延びるように選択されることを特徴とする
   試錐孔が掘られてｂる地層を探査する方法。 （２、特許請求の範囲第１項記載の方法であって、前記
   分離している測定電流を注入する過程は、電流発生器が
   試錐孔に沿って動かされるにつれて、試錐孔の壁領域に
   所定の円周方向に重なυ合い部分を生ずるように、前記
   測定電流円周方向に隔てる過程を更に備えることを特徴
   とする方法。 （３）特許請求の範囲第コ項記載の方法であって、測定
   電流が試錐孔の壁に注入される間の測定電流の円周方向
   の間隔は、前記分離している測定電流の半分にほぼ等し
   いか、またはそれより大きい前記型なり合いを得るよう
   に選択されることを特徴とする方法。 （４）特許請求の範囲第１．コまたは３項記載の方法で
   あって、前記測定電流を注入する前記過程は、 第１の行において所定の円周方向間隔で互いに隔てられ
   ている第１の複数の分離している測定電流を前記地層中
   に注入する過程と、第一の行に配置されている第一の複
   数の分離している測定電流を前記地層中に注入する過程
   と、 を更に備え、分離している測定電流を第１の複数の測定
   電流と組合わせて前記地層の円周方向に連続する前記部
   分へ注入するために、前記第一の複数の測定電流は前記
   第１の複数の測定電流から移動させられて、円１周方向
   に位置させられることを特徴とする方法。 （５）特許請求の範囲第要項記載の方法であって、前記
   測定電流を注入する前記過程は、第３の行における少く
   とも第３の複数の分離している測定電流を地層中に注入
   する過程を更に備え、分離している測定電流の前記複数
   の行が、分離している前記測定電流の円周方向寸法の半
   分に少くとも婢しいか、またはそれより大きい範囲まで
   前記型なり合いをさせるように間隔が選択されることを
   特徴とする方法。 （６）特許請求の範囲第μ項記載の方法であって、前記
   第７と第一の分離している測定電流の行は。 互すに平行で、かつ試錐孔の軸線を横切る平面に平行に
   なるように注入される（とを特徴とする方法。 （７）特許請求の範囲第μ項記載の方法であって。 前記測定電流を注入する前記過程に、共通の中心の周囲
   にわん曲している行における分離している測定電流を注
   入し、かつ組合わされて前記地層への測定電流の空間的
   に連続な注入を行うことを特徴とする方法。 （８）特許請求の範囲第７項記載の方法であって、前記
   分離している岬、定電流は同心状の円形ループに沿って
   注入さ些ることを特徴とする方法。 （９）特許請求の範囲１・しまたはｔ項記載の方法であ
   って、測定電流の大きさを分離している所定の前記測定
   電流対の測定値と比較して、分離している一対の測定電
   流の間に引かれた直線に整列する特性を有する微小な抵
   抗率異常を地層部ら得た測定電流測定値を組合わせる過
   程を更に備え、任意の測定電流対の間に引かれたａは、
   抵抗率異常が分離している前記測定電流対の１つに整列
   する時に対照となる抵抗率指示を得るために選択される
   所定の角度で、別の測定電流対の間に引かれた線に交わ
   ることを特徴とする方法。 αυ、特許請求の範囲第１０項記載の方法であって、前
   記所定の角度に約２０度台であることを特徴とする方法
   。 α４地層中に掘られている試錐孔の軸線に沿って試錐孔
   探査装置を動かすことＫより試錐孔の壁を探査するため
   に電極保持・シ・シトを有する試錐孔探査装置に用いる
   ための装置であって、試錐孔の壁に押しつけられるノく
   ラドを儂え、このパッドは試錐孔の壁に面する複数の測
   定電極を保持し、個々に測定可能な測定電流な試錐孔の
   壁にそれぞれ注入するために前記電極は電気エネルギー
   源に電気的に接続され、前記電極は、試錐孔探査装置が
   試錐孔に沿って動かされるにつれて互いに円周方向に重
   なり合う試錐孔の部分内へ前記測定電流を注入するよう
   に、少くとも円周方向に沿って選択される間隔で前記電
   極は前記パッド上にアＶイ状に配列され、それによシ、
   前記試錐孔探査装置が試錐孔の軸線に沿って動かされた
   時に前記試錐孔の壁の円周方向に連続する領域に前記そ
   れぞれの測定電極から個々に測定できる測定電流が注入
   されることを特徴とする試錐孔探査装置に用いるための
   装置。 ａ３特許請求の範囲第１２項記載の装置であって、前記
   測定電極アＶイは少くとも第１と第一の離隔されている
   測定電極行で形成され、前記測定電極は測定電極行から
   の個々に測定できる測定電流で構成されたほぼ空間的に
   連続である前記電流の生ずるような寸法で作られ、かつ
   隔てられることを特徴とする特許 α４特許請求の範囲第１コまたは７３項記載の装置であ
   って、円周方向に引き続く測定電極は、前記円周方向に
   沿う前記測定電極の寸法の半分にほぼ婢しいか、それよ
   シも大きい範囲まで円周方向に重なり合うような中心間
   間隔を有することを特徴とする装置。 （ｌω特許請求の範囲第１コ、）３または／Ｑ項記載の
   装置であって、前記測定電極は直線性に沿って配置され
   ることを特徴とする装置。 （１ｆ９特許請求の範囲第１５項記載の装置であって、
   前記測定電極は少くとも３行の直線性に配置されること
   を特徴とする装置。 （１？）特許請求の範囲第１コ、１３または／４（項記
   載の装置であって、前記測定電極は同心円の行に配置さ
   れることを特徴とする装置。 舖特許請求の範囲第１−〜７７項のいずれかに記載の装
   置でありて、前記パッドは導電面を有し、前記測定電極
   は前記パッドの表面Ｋｍめ込まれ。 薄い絶縁体が前記測定電極を囲み、＃記測定電極と前記
   導電面は同電位となるように電気的に接続されることを
   特徴とする装置。 α９特許請求の範囲第１２項記載の装置であって、前記
   測定電極は前記パッドの上にある中心の周囲にアレイ状
   に配置され、アレイの中心からほぼ全ての方向に沿って
   測定電極が交差されて、個々に測定できる測定電流を測
   定することにより、前記測定電極のアレイに向き合う前
   記試錐孔の壁内の地層中のフラクチャーを示す抵抗率異
   常の向きの検出と決定を可能にするような寸法で前記測
   定電極は作られ、かつそれらの測定電極は互いに隔てら
   れるととを特徴とする装置。 （２）特許請求の範囲第７９項記載の装置であって、前
   記中心の周囲のループに沿って測って測定電極が重なり
   合うようにして、測定電極はアレイ状に配列されること
   を特徴とする装置。 （財）特許請求の範囲第１９または９項記載の装置であ
   って、測定電極′は前記中心を中心とする円内に分布さ
   れることを特徴とする装置。 ■特許請求の範囲第７９〜コ／項記載の装置であって、
   測定電極は前記中心を中心とする少くとも第１と第コの
   同心円状の行に沿って配置されることを特徴とする装置
   ０ （至）特許請求の範囲第１９〜−項記載の装置であって
   、 個々の前記測定電極から測定電流の大きさをそれぞれ表
   す測定信号を発生する手段と。 前記中心の周囲の引き続く測定電極対からの信号を比較
   する手段と、 を備え、各測定電極対内の測定電極は前記中心に関して
   所定の場所に配置されて、それを表す比較信号を発生す
   ることを特徴とする装置０（財）特許請求の範囲第ｎ項
   記載の装置であって、前記各測定電極対中の測定電極は
   前記中心の全体として両側に位置させられることを特徴
   とする装置。 （ハ）特許請求の範囲第一項記載の装置であって、前記
   比較手段は、 前に２測定信号を標本化して、それを表すデジタル値を
   発生する手段と、 前記測定電極対からの測定電流を表す格納されているデ
   ジタル値を比較する手段と、を含むことを特徴とする装
   置０ 翰特許請求の範囲第１二または７５項記載の装置であっ
   て、互いに交差している測定線に沿って配置されている
   測定電極対からの信号の差を比較して、前記測定線の１
   本に全体に整列する微小な抵抗率異常を検出するための
   信号を発生する手段を備えることを特徴とする装ｆｉｌ
   ”。 （ロ）地層中に掘られている試錐孔の軸線に沿って試錐
   孔探査装置を動かすことによυ試錐孔の壁を探査するた
   めに電極保持パッドを有する試錐孔探査装置に用いるた
   めの装置であって、試錐孔の壁に押しつけられるパッド
   と、測定信号を発生する手段とを備え、前記パッドは試
   錐孔の壁に面して個々に動作する複数の測定電極を保持
   し、それらの測定電極のアレイ（よシ囲まれている場所
   で前記パッドから地層中に注入される電気信号の空間的
   に分離している部分を個々に測定するように選択された
   −くラド上の場所にアレイ状に配置され、前記測定信号
   発生手段は、前記電気信号の測定された分離している部
   分に対応し、かつその電気信号の注入場所の周囲の電気
   信号の空間的分布を表す測定信号を発生することを特徴
   とする試錐孔探査装置に用いる装置。 （ハ）特許請求の範囲第２７項記載の装置であって、前
   記測定電極アレイは多くの測定電極性を有するループの
   形で配置され、前記電気信号が注入される場所からほぼ
   全ての方向に測定電極が交差されるように、ループに沿
   う方向に見て、それらの電極性は十分に重なり合うこと
   を特徴とする装置。 （至）特許請求の範囲第３項記載の装置でありて、前記
   測定電極アレイはある中心の周囲に配置され、前記電気
   信号を地層に注入するために中心に配置される電極が設
   けられることを特徴とする装置。　　　　　　　　−１
   ・ ０１％許請求の範囲第２７、ＵまたＦｉ２２項記載の装
   置であって、前記アレイは円形のループ中に配置される
   ことを特徴とする装置０ ｒ３］）特許請求の範囲第２７項記載の装置であって、
   前記パッドはソース電極を有する絶縁パッドであり、前
   記複数の測定電極は前記ソース電極のループ中に配置さ
   れ、 地層中に注入する１こめの測定電流をソース電極に供給
   するための手段と、 前記測定電極の電位を検出するための手段と、検出され
   た電位を比較して測定電流の注入によりひき起され１こ
   電位の乱れを検出する手段と、を備えることを特徴とす
   る装置。 ０７Ｊ特許請求の範囲第３／項記載の装置であって、前
   記電位検出手段は所定の測定電極対の間の電位を検出す
   ることを特徴とする装置。 （至）特許請求の範囲第３１項記載の装置であって、前
   記電位検出手段は測定電極と、試錐孔探査装置上に配置
   されている基準電極との間の電位を検出することを特許
   とする装置。 （ロ）試錐孔が掘られている地層の抵抗率を測定するた
   めに試錐孔装置に接続されるようになっている装置であ
   って、 試錐孔の壁と電気的に交信するために物理的に隔てられ
   ている電極のアレイを含む−くラドを備え、前記電極ア
   レイは１選択された測定−々ターンに沿う前記電極の寸
   法より大きい距離にわたって前記選択された測定パター
   ンに沿って拡がシ、前記各電極は、前記選択された測定
   パターンに沿うアレイ中の電極の少くとも他の１つに実
   効的に部分的に重なって、その重なり合いが１選択され
   た測定−くターンに沿つて前記アレイ全体に拡がること
   を特徴とする装置０（至）特許請求の範囲第３４項記載
   の装置であって、前記実効的な部分的重なり合いは前記
   電極の前記寸法の少くとも５０９ｇを占めることを特徴
   とする装置。 （至）特許請求の範囲第３ダまたは３５項記載の装置で
   あって、前記電極の寸法と形は一様であることを特徴と
   する装置。 ６？）特許請求の範囲第３４または３１項記載の装置で
   あって、前記アレイは複数の閉じた電極−シターンを構
   成し、６閉じたノζターンの各電極は、前記選択された
   測定パターンに沿って、別の閉じたパターンの少くとも
   他９１つの電極に実効的に重なり合うことを特徴とする
   装置。 ＠特許請求の範囲第、？７項記載の装置でありで、前記
   同心の閉じたパメ゛−ンは同心同行であり、全記選択さ
   れた測定パターンは円であることを特徴とする装置。 （至）特許請求の範囲第３７または３ｇ項記載の装置で
   あつて、前記パッドは導電部を有し、前記電極はそれか
   ら電気絶縁されて、その導電部と同じ電位であることを
   特徴とする装置０ −特許請求の範囲９！、／Ｉまたは３９項記載の装置で
   あつて、前記アレイの縁部において電界が不当に拡がる
   ことを阻止するために、前記アレイは前記導電部の縁部
   から所定の距離の所に位置させられることを特徴とする
   装置。 （ロ）特許請求の範囲第コ、３９または侵項記載の装置
   であって、前記パッドは絶縁部を有し、前記アレイの前
   記電極は電圧測定電極であって、前記絶縁部内に設けら
   れることを特徴とする特許