NO881604L - Fremgangsmaate og innretning for maaling av inhomogeniteterpaa veggen av et borehull i formasjoner som gjennomtrengesav borehullet. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte og en innretning for måling av inhomogeniteter på veggen av et borehull i formasjoner som gjennomtrenges av borehullet, og særlig for utførelse av undersøkelser i frakturerte og druserominne-holdende, hydrokarbonførende og vannførende, fjellrike reservoarer som spesielt inneholder tynn, fjellrik lagdannelse, og dessuten i tynt lagdelte olje/gass- og vann-reservoarer, og i tynt lagdelte steinkull-, brunkull-, lignitt- og malmlag ved undersøkelse og bestemmelse av inhomogenitetene på veggen av et borehull.

I de hydrokarbon- og vannførende bergarter økes reservoarkapasiteten og permeabiliteten vesentlig på grunn av bruddflater (sprekker) og druserom, særlig i karbonater, i metamorfiske og vulkanske bergarter. På den annen side kan de tynne, mellom andre lag forekommende lag tilsløre deteksjonen av nyttige mineraler ved hjelp av loggingsmetoder, både i fluidumreservoarer og i kull- eller malmlag. Deteksjonen av disse to objekter er følgelig av største betydning ved undersøkelse av de nyttige mineraler ved hjelp av brønnlogging.

For å klarlegge inhomogenitetene i bergartene benyttes kjerneboring. Bruddflatene og druserommene går imidlertid delvis tapt under kjerneboring, da kjernene brekker nettopp på disse steder. Avbildning av de tynne lag kan på den annen side ikke defineres godt ved hjelp av labora-torieundersøkelse og måling av kjernene med små størrelser, dvs. de samme ulemper må tas i betraktning ved sammenlikning med på-steds-undersøkelsene i borehullene som ved de andre metoder for bestemmelse av bergartenes fysikalske parametere.

Deteksjon av bergart-inhomogeniteter på veggen av borehull er ennå ikke blitt tilfredsstillende løst ved brønnloggingsmetodene. Sådan deteksjon var gjenstand for ungarsk patent nr. 152 234 som ble utgitt i 1961, og US-patent nr. 4 567 759 som ble utgitt i 1984 . Begge disse patenter foreslår måling av variasjonene av den elektriske ledningsevne i bergartene ved hjelp av mikrosonder av putetype, og de oppviser en felles ulempe som skriver seg fra en alvorlig mangel ved oppgavens løsning, nemlig at de ikke kan skjelne virkningene av bruddflater og druserom og tynne bergartlag fra andre typer av effekter som også påvirker bergartenes elektriske ledningsevne, således f.eks. fra variasjoner av porøsitet og det dispergerte leireinnhold i bergartmatrisen.

Den foreliggende oppfinnelse er rettet på elimina-sjon av de forannevnte mangler ved utarbeidelse og anvendelse av en ny metode og innretning som sikrer direkte deteksjon av de lokale inhomogeniteter på veggen av et borehull samtidig som den er hovedsakelig uavhengig av de forskjellige forstyrrende virkninger.

Oppfinnelsen er basert på den erkjennelse at de søkte inhomogeniteter lokalt forvrenger et spesielt generert, mikroelektrisk felt, og således kan tilstedeværelsen av en inhomogenitet og dens geometriske mønster bestemmes ut fra graden av forvrengning av det elektriske felt.

Oppfinnelsens idé er følgelig å generere spesielle mikroelektriske felter i borehullets vegg, hvor veggen er elektrisk skjermet fra boreslammet, hvilke mikroelektriske felter gjennomgår en vesentlig forvrengning forårsaket av lokale inhomogeniteter i bergartene i borehullets vegg, mens de er uavhengige av andre virkninger, f.eks. av bergart-ledningsevnen som oppviser variasjoner fra lag til lag.

Oppfinnelsens idé ligger i en skarp differensial-deteksjon av elektriske felt forvrengninger som forårsakes av lokale bergart-inhomogeniteter på borehullets vegg. Dif-ferensialdeteksjonen utføres ved å sammenlikne størrelsene av den lokale, elektriske ladningstransport (strømtetthet) med intensiteten av den elektriske ladningstransport som angår en større borehulloverflate som omgir den lokale inhomogenitet. Den lokale, elektriske ladningstransport forvrenges i vesentlig grad av de lokale bergart-inhomogeniteter, mens sistnevnte ikke kan, eller bare i neglisjerbar grad kan forårsake forvrengning av de målte verdier angående borehullets vegg uten vesentlige, lokale inhomogeniteter. Differensial-deteksjonen realiseres ved hjelp av en forhåndsfrembringelse av lokale, elektriske ladningstransporter (strømtettheter). Størrelsen av de målte forhold karakteriserer spesielt de lokale bergart-inhomogeniteter og avslører således deres forekomst og geometriske mønster i bakgrunnen av den større

veggoverflate.

Genereringen av det mikroelektriske felt og målingen utføres gjentatte ganger i punkter med forskjellig dybde, eller utføres kvasikontinuerlig som funksjon av borehullets dybdeakse mens borehullets omkrets avsøkes ved generering og måling av feltet i forskjellige dybdepunkter. Således detekteres inhomogenitetene på mange steder av borehullets omkrets, hvilket tilveiebringer et fullstendig bilde av inhomogenitetene som karakteriserer det undersøkte dybde-område.

Ved realisering av oppfinnelsens idé genereres et mikroelektrisk felt som er elektrisk skjermet fra boreslammet, i borehullets vegg ved hjelp av en ledende metode, og den lokale tetthet av strømtransporten måles i det minste på to forskjellige, nærliggende steder, og de lokale tran-sport tet theter sammenliknes med hverandre i form av en

kvotient.

Ved den første hovedutførelse av den foreslåtte fremgangsmåte blir parallellkoplede strømtransportintensiteter av elektrisk ladning som genereres normalt på borehullets vegg, målt og sammenliknet med hverandre i form av en kvotient. Ved den andre hovedutførelse av den foreslåtte fremgangsmåte blir transportintensiteter av elektrisk ladning som er koplet i serie med hverandre, målt og sammenliknet i en kvotient. I det sistnevnte tilfelle genereres den ene av strømtetthetene parallelt med borehullets vegg, mens den andre strømtetthet står normalt på veggen. I begge utførelser blir strømtransportintensiteten i kvotientens teller vesentlig endret (forvrengt) på grunn av de lokale bergartinhomogeniteter, mens strømtransportintensiteten i kvotientens nevner ikke endres, eller bare forvrenges i neglisjerbar grad av de samme inhomogeniteter, og således blir forekomsten av inhomogeniteten i det vesentlige bestemt ved endring av kvotienten som er det sammenliknende mål for inhomogenitetene. På samme tid er verdien av kvotienten i begge hovedutførelser ikke følsom for endringer av matrisporøsiteten og det fordelte leireinnhold og for andre liknende parametere av bergarten, da kvotientens teller og nevner modifiseres i samme retning i nesten lik, relativ grad ved endringer av disse bergartpara-metere, hvilket resulterer i en i hovedsaken neglisjerbar endring av kvotienten.

Ved realisering av den første hovedutførelse

er det fordelaktig å velge de to parallelle strømtransport-intensiteter som skal sammenliknes for det elektriske felt som genereres, i normal retning på borehullets vegg på en slik måte at den ene av disse knyttes til et lite, lokalt overflateområde på borehullets vegg, og den andre er relatert til et større overflateområde som omgir det første, lille, lokale område, idet den imidlertid neglisjeres fra målingen. Denne prosedyre gjentas med et antall små områder som danner det større overflateområde, slik at hele overflaten derved dekkes.

Ved en foreslått variant av den første hovedut-førelse ser man etter det spesielle lille, lokale overflateområde som oppviser den maksimale verdi av kvotienten, slik at det lille overflateområde som erkarakterisert vedden maksimale, lokale inhomogenitet på det undersøkte, større overflateområde av borehullet, således avsløres.

Ved en annen foretrukket variant av den første hovedutførelse måles den lokale strømtransportintensitet langs diagonaler som krysser sentrum av det undersøkte, større overflateområde, og sammenliknes med strømtransportintensi-teten for det større overflateområde. Denne prosedyre gjentas ved å variere vinkelstillingen av diagonalene, fortrinnsvis i tolv forskjellige stillinger, og den vinkelstilling som oppviser den maksimale kvotient av strømtransportintensiteten, bestemmes på borehullets vegg. Denne variant er særlig effektiv for bestemmelse av bergartinhomogeniteter med rette linjemønstre, f.eks. tynne mellomliggende lag eller bruddflater, ved å indikere disses eksistens og retning på borehullets vegg.

Med den andre metode dannes et elektrisk felt ved hjelp av et sirkulært, ledende genereringselement på den skjermede borehullvegg, elektrisk isolert fra boreslammet ved hjelp av en pute. I begynnelsen beveger strømtransporten i dette felt seg først fra det sirkulære element i retning mot sentrum av ringen parallelt med borehullets vegg, og deretter, når de nærmer seg sentrum, dreier strømlinjene slik at de blir perpendikulære på borehullets vegg. Med denne metode måles de parallelle og de perpendikulære strøm-transportintensiteter, og kvotienten av disse frembringes. Da strømtransportintensiteten parallelt med borehullveggen påvirkes på mer følsom måte av de lokale bergartinhomogeniteter enn den perpendikulære strømtransportintensitet, indi-kerer kvotienten skarpt de lokale inhomogeniteter som er beliggende innenfor det strømgenererende, sirkulære elektrode-element. Variasjoner av bergartporøsitet, fordelt eller spredt leireinnhold og andre forstyrrende bergartegenskaper kan derimot ikke i vesentlig grad endre størrelsen av kvotienten på grunn av at de modifiserer de to sammenliknede strømtransporttettheter i samme retning i liknende, relativ grad. Retningen av de bergartinhomogeniteter som oppviser et rettlinjet mønster, indikeres imidlertid ikke ved hjelp av denne hovedutførelse av den foreslåtte metode, men disses eksistens og plassering på borehullets vegg indikeres like skarpt som ved den første hovedutførelse.

Det er fordelaktig å forårsake strømfeltgene-reringene og å utføre målingene på mange steder rundt borehullets omkrets med begge hovedutførelser av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, fortrinnsvis langs seks linjer, slik at det tilveiebringes et fullstendig bilde av borehullets vegg ved å forene kvotientene og de retninger som er knyttet til inhomogenitetene, til et kontinuerlig bilde.

Det er fordelaktig å realisere de to hovedut-førelser av fremgangsmåten med forskjellige feltgenererings-frekvenser, eventuelt på frekvensmultiplekset måte, med det formål å eliminere visse forstyrrende virkninger. Videre er det fordelaktig, for å eliminere visse støyvirkninger og andre forstyrrende virkninger, å variere de relative posisjoner av og avstander mellom strømgenereringen og målingen. Det foretrekkes dessuten å generere det elektriske felt og å måle strømtransportintensitetene på en rekke steder på borehullets vegg samtidig. Det er også fordelaktig å variere stedene for feltgenereringen og målingene langs borehullets akse og på borehullets vegg, og å utføre målingene på en tids- og stedsmultiplekset måte.

Utførelse av den foreslåtte fremgangsmåte foretas ifølge oppfinnelsen ved hjelp av en innretning som inneholder en overflateutrustning med en sentral aritmetisk-grafisk/foto-grafisk styre-displayenhet, en feltinduserende generator, målende og registrerende enheter, og vidére en brønnloggings-kabel som forbinder overflateutrustningen med et undersø-kelsesverktøy (en sonde i borehullet), hvilket verktøy omfatter ledende, strømgenererende elektroder som er festet til den felt induserende generator, ledende måleelektroder for bestemmelse av strømtransportintensitetsverdiene, motstander for strømmåling, ledende måledetektorer for bestemmelse av spenninger, en mikroprosessoranordning for kopling, signalbehandling, signalkoding og multipleksing som er forbundet med de ledende måleelektroder, vidére en anordning for forsterkning, signalbehandling og kopling, og en tilførselsenhet for energisering av undersøkelsesverktøyet, hvor de ledende, strømgenererende elektroder og de ledende måleelektroder er montert på isolerende puter som presses mot borehullets vegg ved hjelp av fjæraktiverte holdearmer.

For å redusere innretningens støyfølsomhet, særlig når målinger ved forskjellige frekvenser utføres samtidig, er det fordelaktig å anvende en frekvens- og/eller fase-selektiv anordning for forsterkning, signalbehandling og kopling, og samtidig å sikre frekvens- og/eller faseselektivi-teten for mikroprosessoranordningen for kopling, signalbehandling, signalkoding og multipleksing.

De ledende, strømgenererende og målende elektroder er fortrinnsvis fremstilt av et passende metall.

De strømgenererende og målende elektroder er fortrinnsvis montert på flere (2 til 8) isolerende puter som er likt fordelt i borehullet langs dettes omkrets. Antallet av de isolerende puter er hensiktsmessig fra 2 til 8.

Innretningen kombineres med fordel med andre typer av velkjent loggingsapparatur.

Formålet med oppfinnelsen oppnås ved hjelp av den fremgangsmåte og den innretning som er vist i søknaden, dvs. de sørger for deteksjon av lokale inhomogeniteter som vises på borehullets vegg, bestemmelse av inhomogenitetenes geometriske mønster, bestemmelse av retningen av inhomogeniteter som oppviser et rettlinjet mønster (f.eks. bruddflater, mellom andre lag forekommende, tynne lag) på borehullets vegg, ved å gi et fullstendig bilde av de nevnte inhomogeniteter på veggen langs borehullets omkrets i det undersøkte dybdeintervall, upåvirket av forstyrrende støy, for eksempel på grunn av endringer av porøsiteten og det spredte leireinnhold i bergartmassen.

En uventet fordel med oppfinnelsen er bestemmelsen av den tilsynelatende mikroresistivitet av bergartene, samtidig med bestemmelsen av de lokale bergartinhomogeniteter, slik at det gis et kontinuerlig bilde om de geologiske for-styrrelser som er blitt eliminert fra bestemmelsen av de lokale bergartinhomogeniteter ved hjelp av oppfinnelsen.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende ved hjelp av et antall ut førelseseksempler under henvisning til tegningene, der fig. 1 viser et blokkskjema av en foreslått innretning for realisering av den første hovedutførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, fig. 2 viser et sidériss av en undersøkelsesverktøypute som har strømgenererende og målende elektroder anordnet for realisering av den første hovedutførelse av den foreslåtte fremgangsmåte, fig. 3 viser et tverrsnittsriss i et plan B-B gjennom undersøkelsesverktøy-puten på fig. 2, fig. 4 viser et blokkskjema av en foreslått innretning som er i stand til å realisere den andre hovedut-førelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, fig. 5 viser et sidériss av en verktøypute med strømgenererende og målende elektroder som er anordnet for realisering av den andre hoved-utførelse av den foreslåtte fremgangsmåte, fig. 6 viser et tverrsnittsriss i et plan A-A gjennom undersøkelsesverktøy-puten på fig. 5, fig. 7 viser et skjematisk sidériss av under-søkelsesverktøyet montert med seks puter, og fig. 8 viser et skjematisk tverrsnittsriss i et plan C-C gjennom under-søkelsesverktøyet ifølge fig. 7.

Idet det henvises til fig. 1, er det i et borehull 11 vist et undersøkelsesverktøy 1 med strømgenererende elektroder 5, 6, 8 som er anordnet for ledende generering av et elektrisk felt og som er koplet til en strøminduserende generator 19 over en strømmålende motstand 18 og via kabelkjerner 21, 22. En tilførselsenhet 24 for energisering av undersøkelsesverktøyet 1 er koplet til den strøminduserende generator 19 via kabelkjerner 22, 23. Den strømmålende motstand 18 er koplet over en anordning 25 for forsterkning, signalbehandling og tilkopling til en måleenhet 28 via en kabelkjerne 27 av en brønnloggingskabel 20 og dennes kabelstålarmering 26. Undersøkelsesverktøyet 1 er utstyrt med ledende måledetektorer 10 og 17 for bestemmelse av spenninger og som er koplet over en anordning 32 for forsterkning, signalbehandling og tilkopling til måleenheten 28 via en kabelkjerne 33 og kabelstålarmeringen 26. Måleenhetens 28 utgang er koplet til et registreringapparat 35. Under-søkelsesverktøyet 1 omfatter vidére ledende måleelektroder 7/1, 7/2, 7/3, 7/4, 7/5, 7/6, 7/7, 7/8, 7/9, 7/10, 7/11, 7/12 for bestemmelse av .strømintensitetene og som er koplet til inngangsklemmer på en mikroprosessoranordning 36 for kopling, signalbehandling, signalkoding og multipleksing, og anordningens 36 utgangsklemmer er koplet til inngangsklemmer på anordninger 37, 38 for forsterkning, signalbehandling og tilkopling. Anordningenes 37, 38 utgangsklemmer er koplet til inngangsklemmer på måleenheter 39, 40 via kabelkjerner 30, 361 og kabelstålarmeringen 26. Måleenhetenes 39, 40 utganger er koplet til en sentral, aritmetisk, grafisk/foto-grafisk styre-displayenhet 43 og til registreringsapparater 41, 42.

På fig. 2 og 3 er en isolerende pute 2/1 av under-søkelsesverktøyet 1 som er knyttet til innretningen på fig. 1, vist i borehullet 11 som har et veggparti 4 med arrangementet av de ledende, strømgenererende og målende elektroder 5, 6, 7/1 til 7/12, 8. I sentrum av den isolerende pute 2/1 er måledetektoren 10 som danner et lite, sirkulært element, beliggende. Detektoren 10 er i overensstemmelse med koaksiale, sirkulære mønstre omgitt av ringformede, strøm-genererende elektroder 5, 6 og den strømgenererende elektrode 8 som oppviser et stort overflateareal med en indre, sirkulær kant 9 og en ytre, sirkulær kant 100. Tolv punktliknende, små, strømmålende elektroder 7/1 til 7/12 er beliggende i små, sirkulære hull som er utskåret av den strømgenererende elektrode 8, idet de nevnte tolv elektroder 7/1 til 7/12 har elektrisk kontakt med boreslammet (bergarten) over et lite overflateareal. De sentrale punkter av måleelektrodene 7/1 til 7/12 er likt fordelt langs en sirkel som omgir det sentrale punkt av måledetektoren 10. De nevnte detektorer og elektroder 10, 5, 6, 8, 7/1 til 7/12 er fremstilt av et passende metall, og de er elektrisk isolert fra hverandre ved hjelp av isolerende materiale av isolasjonsputen 2/1.

Idet det henvises til fig. 4, er det i et borehull 11 vist et undersøkelsesverktøy 1 med ledende, strømgene-rerende elektroder 12, 13, 16 som er koplet til en strømindu-serende generator 19 over en strømmålende motstand 18 og via kabelkjerner 21, 22. Energitilførselsenheten 24 for energisering av undersøkelsesverktøyet 1 er koplet til den strøminduserende generator 19 via kabelkjerner 22, 23. Den strømmålende motstand 18 er koplet til en måleenhet 28 over en anordning 25 for forsterkning, signalbehandling og tilkopling til enheten via en kabelkjerne 27 i en brønnloggings-kabel 20 og dennes kabelstålarmering 26. Undersøkelsesverk-tøyet 1 er utstyrt med ledende måledetektorer 14, 15 og 17 for bestemmelse av spenning, idet de siste to er koplet til måleenheten 28 via en anordning 32 for forsterkning, signalbehandling og tilkopling via en kabelkjerne 33 og kabelstålarmeringen 26. Måleenhetens 28 utgang er koplet til et registreringsapparat 35. Undersøkelsesverktøyets 1 ledende måledetektorer 14, 15 er koplet til inngangen av en anordning 29 for forsterkning, signalbehandling og tilkopling. Anordningens 29 utganger er koplet til en måleenhet 31 via en kabelkjerne 30 og kabelstålarmeringen 26, og til måleenhetens 31 inngang er også de ledende måledetektorer 15, 17 tilkoplet via en anordning 32 for forsterkning, signalbehandling og tilkopling via en kabelkjerne 33 og kabelstålarmeringen 26. Måleenhetens 31 utgang er koplet til et

registreringsapparat 34.

På fig. 5 og 6 er den isolerende pute 2/1 av under- søkelsesverktøyet 1 som er knyttet til innretningen på fig. 4, vist med arrangementet av de ledende, strømgenererende og målende elektroder og detektorer 12, 13, 14 og 15. I sentrum av puten 2/1 er en punktliknende måledetektor 15 for måling av spenning beliggende. Detektoren 15 er koaksialt omgitt av strømmatende, ringformede, genererende elektroder 12, 13 og en ringformet måledetektor 14. De nevnte detektorer og elektroder 12, 13, 14, 15 er elektrisk isolert fra hverandre ved hjelp av putens 2/1 isolerende materiale.

I overensstemmelse med fig. 7 og 8 er undersø-kelsesverktøyet 1 tilkoplet ved hjelp av fjæraktiverte armer 3 med et arrangement av puter 2/1, 2/2, 2/3, 2/4, 2/5 og 2/6 som er opphengt i borehullet 11. Arrangementet er vist i forbindelse med et seksarmers undersøkelsesverktøy 1. Putene 2/1 - 2/6 som er fremstilt av isolerende materiale og montert med strømgenererende og målende elektroder og detektorer, er understøttet på borehullets 11 vegg 4. Elektrodene og detektorene 5, 6, 7/1 til 7/12, 8, 10 og 12', 13, 14, 15 er anordnet på putene 2/1 - 2/6 i overensstemmelse med fig. 2, 3, 5 og 6.

Virkemåten av den nye innretning som er vist på fig. 1-7, og utførelsen av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen forklares på følgende måte: I den utførelse av oppfinnelsen som er vist på fig. 1-3, tilføres en ledende eksiteringsstrøm fra den induserende generator 19 via undersøkelsesverktøyets 1 strømgene-rerende elektrode 5 inn i bergartene som er skjermet fra boreslammet ved hjelp av den isolerende pute 2/1. En del av denne strøm returnerer til den ringformede, strømgene-rerende elektrode 6 langs en bane som i liten dybde av bergartene er parallell med borehullets 11 vegg 4, og denne del av strømmen bringer den større del av strømmen til å flyte dypere inn i bergarten. Denne større del av strømmen returnerer til den metalliske, strømgenererende elektrode 8 som oppviser et stort overflateareal, og til de ledende, strømmålende elektroder 7/1, 7/2, 7/3, 7/4, 7/5, 7/6, 7/7, 7/8, 7/9, 7/10, 7/11 og 7/12 som utmerker seg ved små over-flatearealer perpendikulært på borehullets 11 vegg. De små strømintensiteter (hvor i betyr et helt tall fra 1 til 12) som karakteriserer de strømmer som flyter tilbake til de ledende, strømmålende elektroder 7/1 - 7/12, detekteres ved hjelp av de strømmålende motstander 18. Disse små strøm-signaler innføres i mikroprosessoranordningen 36 for tilkopling, signalbehandling, signalkoding og multipleksing. (For enkelhets skyld er bare en eneste målemotstand 18 som er forbundet med måleelektroden 7/1, vist på fig. 1.) I overensstemmelse med oppfinnelsens idé utfører mikroprosessoranordningen 36 aritmetiske operasjoner på strøm-intensitetene 1-^/1 til"*"7/12"Under dette forløp frembringes kvotienter M.. i overensstemmelse med nedenstående, generelle algoritme:

Ut fra de kvotienter som bestemmes, utvelges den maksimale

kvotient (M.) som karakteristisk for den maksimale, lokale

i max

bergartinhomogenitet på det overflateområde av veggen som er dekket av den strømgenererende elektrode 8. Dersom over-flateområdet er homogent, er kvotientene M. konstante og lik 1/11 = 0,091, hvilket representerer den grunnleggende størrelse av kvotienten.

Kvotienten påvirkes ikke av variasjoner av matrise- eller grunnmasseporøsiteten, det spredte leireinnhold og andre parametere av bergarten som opptrer fra lag til lag.

Oppfinnelsens idé dekker også en spesiell under-søkelse av bergartinhomogeniteter som oppviser rettlinjede mønstre (f.eks. tynne lag, bruddflater) langs diagonaler som krysser sentrum av den spenningsmålende detektor 10. Denne spesielle undersøkelse utføres ved hjelp av mikroprosessoranordningen 36 i overensstemmelse med nedenstående, generelle algoritme:

Ut fra de kvotienter som bestemmes, utvelges den maksimale kvotient ^Mi+6^max'°^vinkelretningen av den diagonal som krysser de tilsvarende elektroder med indeksene i max oq 3 i max+6 bestemmer retningen av den rettlinjede inhomogenitet på borehullets vegg.

Størrelsene av kvotientene M., (M.) , M.r.

i i max i+6

(Ml. +D ) max og vidére koordinatene for steder og 3 vinkel-retninger svarende til de elektroder som er anordnet på stedene med indeksene i, i max og 3 i max+6, , overføres til overflateutrustningen ved hjelp av mikroprosessoranordningen 36 på den kjente måte ved drift av informasjonssystemer i form av kodede signaler. I overflateutrustningen vil bildet av de lokale inhomogeniteter bli dannet ut fra kvotientene og koordinatene for steder og retninger ved hjelp av den sentrale, aritmetiske, grafisk/fotografiske styre-displayenhet 43. Samtidig frembringes bergartens tilsynelatende mikroresistivitet ved hjelp av måleenheten 28 som er anordnet på overflaten, ut fra strømintensiteten som tilføres via strømelektroden 5, og ut fra spenningen fra måledetektoren 10. Strømsignalet overføres fra målemotstanden 18 via anordningen 25 for forsterkning, signalbehandling og tilkopling, og spenningssignalet overføres via anordningen 32 for forsterkning, signalbehandling og tilkopling til måleenheten 28.

I det andre eksempel på oppfinnelsen som er vist på fig. 4, 5 og 6, tilføres en ledende eksiteringsstrøm fra den induserende generator 19 via de strømgenererende elektroder 12, 13 inn i bergartene som er skjermet fra boreslammet ved hjelp av undersøkelsesverktøyets 1 isolerende pute 2/1. En del av strømmen flyter inn i det indre av den ringformede, strømmålende elektrode 12 i retning mot sentrum av detektoren 15 for måling av spenning, parallelt med borehullets 11 vegg 4, idet det frembringes en spenningsforskjell v^4^^5mell°m de ledende måledetektorer 14 og 15. Når strømtransporten nærmer seg sentrum av den ringformede elektrode 12, dreier strømlinjene for å avta (decline) normalt på borehullets 11 vegg 4, og ved den sentralt anordnede detektor 15 for spenningsmåling genereres en spenning V^,- i forhold til

detektoren 17 som er anordnet romlig adskilt for dannelse

av et referanseelement.

Disse to spenningssignaler overføres via anordningene 29 og 32 for henholdsvis forsterkning, signalbehandling og tilkopling til overflatemåleenheten 31 som er anordnet på overflaten for dannelse av en kvotient M ut fra de ovenfor angitte to spenninger i overensstemmelse med den generelle formel

Kvotienten M oppviser en grunnleggende størrelse når den bestemmes i homogene bergarter, hvilken grunnleggende størrelse ikke blir påvirket ved endringer av matriseporøsi-teten og spredt leireinnhold og andre parametere for bergarten. Kvotienten M oppviser imidlertid en skarp økning når det genererte, elektriske felt går inn i et område med lokal bergart inhomogenitet som befinner seg innenfor den ringformede måleelekfrode 14. Registreringsapparatet 34 vil avsløre de lokale bergartinhomogeniteter på borehullets 11 vegg 4 ved hjelp av skarpe endringer av kvotienten M. Samtidig blir den tilsynelatende bergart-mikroresistivitet registrert på den kjente måte av registreringsapparatet 35 som aktiveres av måleenheten 28.

Fig. 7 og 8 illustrerer en mulig forøkelse av den utrustning som er vist på fig. 1-6. Ved å mangfoldiggjøre utrustningen på isolerende puter (f.eks. på seks puter 2/1 2/6 ifølge fig. 8) som er likt fordelt langs omkretsen av borehullets 11 vegg 4, frembringes et fullstendig bilde av bergart-inhomogenitetene ved å fremvise endringene av kvotientene M og de tilsvarende rom- og vinkelposisjonsko-ordinater i det undersøkte dybdeintervall.

Claims (16)

1. Fremgangsmåte ved måling av lokale bergart-inhomogeniteter på veggen av et borehull i lag som gjennomtrenges av borehullet, omfattende de trinn å generere et elektrisk felt på ledende måte på borehullets vegg og avskjermet fra boreslammet i lag som gjennomtrenges av borehullet, å måle de lokale strømtransportintensiteter på minst to forskjellige steder og sammenlikne de målte strømtransport-intensiteter med hverandre, og å gjenta feltgenereringstrinnet og måletrinnet på minst to dybdesteder, eller utføre feltgenererings- og måle-trinnene kontinuerlig som funksjon av dybden, KARAKTERISERT VED de ytterligere trinn å måle i bergartveggen, og avskjermet fra boreslammet, strømtransportintensiteter som er koplet parallelt med hverandre for strømmer som genereres normalt på borehullets vegg, og sammenlikne dem med hverandre, eller å måle og sammenlikne lokale strømtransportintensi-teter som først er parallelle med og deretter, koplet i serie med førstnevnte, står normalt på borehullets vegg, og sammenlikne dem med hverandre, og å bestemme de lokale bergart-inhomogeniteter ut fra størrelsene av de dimensjonsløse kvotienter av sammenlikningen .

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at den omfatter de ytterligere trinn å måle strømtransportintensiteten i et lite, lokalt overflateområde av borehullets vegg i et ledende, elektrisk felt som genereres normalt på borehullets vegg som er avskjermet fra boreslammet, å sammenlikne den lokale strømintensitet i en kvotient med strømtransportintensiteten av et større overflateområde på borehullets vegg hvor det større overflateområde omgir det nevnte lille, lokale område som oppviser den lille strømtransport, og å gjenta målings- og sammenlikningstrinnene for de små, lokale strømintensiteter til et antall små overflate-områder som utgjør det større overflateområde.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, KARAKTERISERT VED at den omfatter det ytterligere trinn å utvelge det lille overflateområde som oppviser den maksimale verdi av de sammenliknede kvotienter, for således å bestemme stedet for den maksimale bergartinhomogenitet i det undersøkte, større overflateområde på borehullets vegg.

4. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 1-3, KARAKTERISERT VED at den omfatter de ytterligere trinn å måle den lokale strømtransportintensitet langs en diagonal som oppviser et rettlinjet mønster og krysser sentrum av det undersøkte, større overflateområde i strøm-feltet som genereres normalt på borehullets vegg og er avskjermet fra boreslammet, å sammenlikne den lokale strømintensitet i en kvotient med den strømtransportintensitet som måles i det større overflateområde som inneholder diagonalen, å gjenta målings- og sammenliknings trinnene for minst to diagonaler som krysser det samme sentrale punkt av det undersøkte, større overflateområde, og å bestemme stedet for og vinkelretningen av den diagonal som oppviser den maksimale kvot ientverdi som oppnås i sammenlikningstrinnet for borehullets vegg, og således av-sløre stedet for og vinkelretningen av bergartinhomogenitetene i tynne bergart-mellomlag og bruddflater som er til stede langs rettlinjede mønstre.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, KARAKTERISERT VED at målings- og sammenlikningstrinnene gjentas for tolv diagonaler.

6. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 1-5, KARAKTERISERT VED at den omfatter de trinn å generere et ledende, elektrisk felt ved hjelp av ringformede elektroder som er anordnet på borehullets vegg og avskjermet elektrisk fra boreslammet, å måle strømtransportintensiteter i det genererte, elektriske felt langs strømlinjer i et første målingsavsnitt som ligger parallelt med borehullets vegg, og i et andre målingsavsnitt som er valgt perpendikulært på veggen langs strømlinjer hvor de første og andre målingsavsnitt er koplet i serie, å frembringe kvotientene av de to målte intensi-teter, og å bestemme maksimalverdiene av kvot ientene og således avsløre stedene for de lokale bergartinhomogeniteter.

7. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 1-6, KARAKTERISERT VED at den omfatter de ytterligere trinn å utføre målingstrinnene langs minst to mantellinjer som er valgt med samme avstand på borehullets veggomkrets, og å sammensmelte og fremvise måleresultatene, og således avsløre de lokale inhomogeniteter i et fullstendig bilde på borehullets vegg.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, KARAKTERISERT VED at målingstrinnene utføres langs høyst åtte mantellinjer.

9. Fremgangsmåte ifølge ett av' kravene 1-8, KARAKTERISERT VED at den omfatter det ytterligere trinn å utføre målings- og sammenlikningstrinnene ved flere forskjellige frekvensverdier av det genererte elektriske felt, hensiktsmessig på f rekvensmultipleksende måte og for derved å redusere visse forstyrrende virkninger og virkningen av inhomogen lagdannelse (bed-layering).

10. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 1-9, KARAKTERISERT VED at den omfatter det ytterligere trinn å variere de relative posisjoner og hensiktsmessig også avstandene mellom felt genereringene og målingene for å redusere visse forstyrrende virkninger.

11. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 1-10, KARAKTERISERT VED at det elektriske felt genereres og/eller måles på en rekke steder samtidig.

12. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 1-11, KARAKTERISERT VED at den omfatter de ytterligere trinn å variere stedet eller stedene for feltgenereringen eller feltgenereringene og/eller målingen eller målingene på borehullets vegg langs dybdeaksen, og å utføre målingene på en tids- og stedsmultiplekset måte.

13 . Innretning for måling av inhomogeniteter på veggen av et borehull i formasjoner som gjenomtrenges av borehullet, ved utførelse av målingene ifølge ett av kravene 1-12, omfattende overflate-driftsutstyr som omfatter en sentral, aritmetisk, grafisk/fotografisk styre-displayenhet (43), en strøminduserende generator (19) for frembringelse av et elektrisk felt, måleenheter (28, 31, 39, 40), registreringsapparater (34, 35, 41, 42), et undersøkelsesverktøy (1) som nedsenkes i boreslam i borehullet (11) og som omfatter strømgenererende elektroder (5, 6, 8, 12, 13, 16) som er koplet til den strømindu-serende generator (19) for å mate elektriske strømmer inn i bergartene, måleelektroder (7/1, 7/2, 7/3, 7/4, 7/5,

7/6, 7/7, 7/8, 7/9, 7/10, 7/11, 7/12) og måledetektorer (14, 15) som er koplet til måleenhetene (28, 29, 39, 40) for måling av strømtransportintensiteter, målemotstander (18) for måling av strømintensiteter, måledetektorer (10, 17) for måling av spenninger, en mikroprosessoranordning (36) for tilkopling, signalbehandling, signalkoding og multipleksing, og som er koplet til måleelektrodene (7/1 til 7/12, 14, 15) for måling av strømtransportintensiteter, videre en anordning (25, 29,

32, 37, 38) for forsterkning, signalbehandling og tilkopling, og en tilførselsenhet (24) for energisering av undersøkelses-verktøyet (1), og en brønnloggingskabel (20) som forbinder undersøkelsesverktøyet (1) med overflate-driftsutstyret, KARAKTERISERT VED at den omfatter enten en første gruppe av ledende, strømgenererende elektroder (5, 6, 8) for generering av strømtransportintensi-teter normalt på borehullets (11) vegg (4), hvor de parallelle strømtransportintensiteter måles av måleelektrodene (7/1, 7/2, 7/3, 7/4, 7/5, 7/6, 7/7, 7/8, 7/9, 7/10, 7/11, 7/12), eller en andre gruppe ledende, strømgenererende elektroder (12, 13) for generering av strømtransportintensi-teter som først strømmer parallelt med borehullets (11) vegg (4), og deretter, tilkoplet til de parallelle strømledninger i serie, normalt på veggen (4), idet de parallelle strøm-transportintensiteter måles av en første gruppe måledetektorer (14, 15), og de perpendikulære strømtransportintensiteter av en andre gruppe måledetektorer (10, 17), og isolerende puter (2/1, 2/2, 2/3, 2/4, 2/5, 2/6) for opptakelse av enten den første eller den andre gruppe av ledende, strømgenererende elektroder (5, 6, 8, 12, 13) og måledetektorene (7/1, 7/2, 7/3, 7/4, 7/5, 7/6, 7/7, 7/8, 7/9, 7/10, 7/11, 7/12, 10, 14, 15, 17), idet de isolerende puter (2/1, 2/2, 2/3, 2/4, 2/5, 2/6) understøttes på borehullets (11) vegg (4) ved hjelp av f jæraktiverte armer (3), og for avskjerming av s trømelektrodene (5, 6, 8, 12, 13) fra boreslammet.

14. Innretning ifølge krav 13, KARAKTERISERT VED at den omfatter ytterligere anordninger ( 25, 29, 32, 37, 38 ) for forsterkning, signalbehandling og tilkopling, og en mikroprosessoranordning (36) for tilkopling, signalbehandling, signalkoding og multipleksing, idet anordningene (25, 29, 32, 36, 37, 38) er frekvens- og/eller faseselektive enheter for reduksjon av støyfølsomheten og for samtidig måling på forskjellige felt genererings frekvenser.

15. Innretning ifølge krav 13 eller 14, KARAKTERISERT VED at de strømgenererende elektroder (5, 6, 8, 12, 13, 16), måleelektrodene (7/1, 7/2, 7/3, 7/4, 7/5, 7/6, 7/7, 7/8, 7/9, 7/10, 7/11, 7/12) og måledetektorene (10, 14, 15, 17) er fremstilt av et passende metall.

16. Innretning ifølge ett av kravene 13-15, KARAKTERISERT VED at den omfatter minst to og høyst åtte isolerende puter (2/1, 2/2, 2/3, 2/4, 2/5, 2/6) som inneholder strøm-genererende og målende elektroder (5, 6, 8, 12, 13, 16, 7/1 til 7/12), idet de isolerende puter (2/1 til 2/6) er likt fordelt langs omkretsen av borehullets (11) vegg (4) for opp-nåelse av samtidige målinger.