устройство для электрического каротажа

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО КАРОТАЖА, содержащее набор электродов с изоляторами, обращенных к стенке буровой скважины, расположенных на башмаке скважинного прибора, причем электроды подсоединены электрически к источнику питания и через коммутатор к процессору, отличающееся тем, что электроды расположены на башмаке в виде сетки, состоящей по меньшей мере из двух рядов, смещенных ступенчато друг относительно друга и с одинаковыми интервалами между электродами в рядах, при этом смещение рядов электродов и интервал между ними выбирают таким образом, что границы зон каротажа по различным рядам перекрывают друг друга при перемещении инструмента вдоль буровой скважины на величину, большую или равную диаметру электрода с изолятором.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что поверхность башмака выполнена проводящей электрический ток и соединена с блоком питания и электродами.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что электроды расположены вдоль линейных рядов.

4. Устройство по пп.1 и 3, отличающееся тем, что электроды расположены по крайней мере вдоль трех линейных рядов.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что электроды расположены вдоль концентрических рядов.

6. Устройство по пп.1 и 5, отличающееся тем, что в центре сетки электродов расположен дополнительный электрод.

7. Устройство по пп.1 и 5, отличающееся тем, что оно содержит центральный электрод на подушке, расположенной на башмаке, причем подушка имеет изоляторную часть, на которой смонтирована сетка электродов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение может быть использовано при геологоразведочных работах по выявлению месторождений углеводородов с помощью электрических исследований буровой скважины, проникающей в земную кору, в частности при локализованных исследованиях буровых скважин, в которых применяются введение и измерение отдельных геологосъемочных токов, инжектируемых в направлении стенки буровой скважины инструментом, перемещаемым вдоль буровой скважины.

Электрическая регистрация результатов буровых изысканий хорошо известна. При электрическом исследовании буровой скважины ток от электрода вводится в формацию от инструмента внутри буровой скважины. Если этот ток поддерживать постоянным, напряжение, измеренное на контрольном электроде, пропорционально удельному сопротивлению исследуемой земной формации. Если изменять ток, чтобы поддерживать постоянным напряжение, измеряемое на контрольном электроде, ток обратно пропорционален удельному сопротивлению исследуемой земной формации. Если изменять как напряжению, так и ток, их отношение пропорционально удельному сопротивлению исследуемой земной формации. Важные шаги сделаны в этих электрических исследованиях при применении электродов, токи которых фокусируются другими электродами и таким образом определяют удельное сопротивление формации на требуемом расстоянии от поверхности стенки буровой скважины.

Известны способ и устройство для фокусированного электрического исследования [1 и 2] В первом из них описываются наборы электродов, монтируемые на подушках, где каждый набор образован из центрального геологосъемочного электрода, окруженного расположенными с определенными интервалами непрерывными блокирующими электродами, заделанными в сегментированные выточки. Согласно [2] электроды, монтируемые на подушках, образуются из электрически непосредственно соединенных сегментов или кнопок.

В [3] совокупность геологосъемочных электродов монтируется на одной подушке в качестве составного фокусирующего электрода при паре геологосъемочных электродов, выравненных по одной прямой вдоль направления движения инструмента вдоль буровой скважины, и одном геологосъемочном электроде, смещенном горизонтально, чтобы обеспечивать технику эффективного уточнения отношения сигнал/помеха в процессе измерений удельного сопротивления.

Известен также технический метод для исследований земной формации с использованием более крупных решеток измерительных электродов [4] В нем предлагается совокупность электродов, каждый из которых образуется из кнопок, которые электрически соединяются гибкими проводами с кнопками и проводами, заделанными в поверхность сборно-разборной трубы.

В патенте Канады предлагается решетка из электродных кнопок малого размера, монтируемых либо на инструменте, либо на подушке, каждая из которых вводит в последовательности отдельно измеряемый геологосъемочный ток для электрического исследования земной формации. Эти электродные кнопки размещаются в горизонтальной плоскости с периферическим разнесением электродов друг от друга. Описывается также устройство для последовательного возбуждения электродов и последовательного измерения геологосъемного тока от этих электродов.

Известно также устройство для электрического каротажа [5] содержащее набор измерительных электродов, размещенных на башмаке скважинного прибора. Электроды снабжены изоляторами и обращены к стенке буровой скважины. Питание измерительных электродов осуществляется от источника питания, который через коммутатор подсоединен к процессору.

Несмотря на то, что известное устройство позволяет получать полезную информацию о свите пластов, окружающей буровую скважину, охват ими площади поверхности не обеспечивает возможности обнаружения аномалий удельного сопротивления с достаточно мелкими деталями и высокой точностью, которые требуются в определении присутствия трещин и тонких слоев месторождений или их ориентации.

Цель изобретения состоит в том, чтобы создать устройство для электрического исследования стенки буровой скважины с большой точностью.

Цель в устройстве для электрического каротажа, содержащем набор электродов с изоляторами, обращенных к стенке буровой скважины, расположенных на башмаке скважинного прибора, причем электроды подсоединены электрически к источнику питания и через коммутатор к процессору, достигается благодаря тому, что электроды расположены на башмаке в виде сетки, состоящей по меньшей мере из двух рядов, смещенных ступенчато относительно друг друга и с одинаковыми интервалами между электродами в рядах, при этом смещение рядов электродов и интервал между ними выбраны таким образом, что границы зон каротажа по различным рядам перекрывают друг друга при перемещении инструмента вдоль буровой скважины на величину, большую или равную диаметру электродов с изолятором.

Согласно варианту исполнения изобретения поверхность башмака выполнена проводящей электрический ток и соединена с блоком питания и электродами.

Электроды выгодно располагать вдоль линейных рядов, по крайней мере вдоль трех линейных рядов.

Согласно другому варианту исполнения целесообразно располагать электроды вдоль концентрических рядов.

В центре сетки электродов выгодно размещать дополнительный электрод.

В соответствии с другой модификацией устройство содержит центральный электрод на подушке, расположенной на башмаке, причем подушка имеет изоляторную часть, на которой смонтирована сетка электродов.

На фиг.1 изображен инструмент для исследования буровой скважины с подушками; на фиг.2 представлена подушка инструмента с измерительными электродами в соответствии с одним вариантом изобретения, вид спереди; на фиг.3 подушка инструмента с измерительными электродами в соответствии с другим вариантом изобретения, вид спереди; на фиг.4 подушка согласно фиг.3, вид сверху; на фиг.5 показаны частично вид спереди на подушку инструмента, блок-схему и компоновку схем, применяемую в инструменте; на фиг.6 представлена подушка инструмента с решеткой измерительных электродов, вид спереди; на фиг.7 показаны частично вид спереди на подушку инструмента, блок-схему и компоновку схем, применяемую в инструменте; на фиг. 8 и 9 представлены блок-схемы для устройства для обработки сигналов, используемых в дифференцировании ориентационной информации при использовании инструмента согласно фиг.7.

На фиг. 1 представлен инструмент 1 для исследования буровой скважины, подвешенный на кабеле 2 в буровой скважине 3, проникающей в земную формацию 4. Кабель 2 соединяется с расположенной на поверхности аппаратурой 5 управления, которая включает универсальный цифровой процессор для обработки сигналов, чтобы обрабатывать измерения, сделанные инструментом 1, и обеспечивать запись на записывающем устройстве 6. Расположенная на поверхности аппаратура 5 обеспечивается соответствующими органами управления и энергией, чтобы приводить в действие электрические устройства в инструменте 1, через кабель 2 способом, который хорошо известен в инструментах и способах электрической регистрации результатов буровых изысканий.

Инструмент 1 обеспечивается совокупностью подушек 7 и 8, которые монтируются на устройствах 9, которые прижимают подушки к стенке 10 буровой скважины 3. Устройства 9 могут быть пружинами или гидравлическими исполнительными механизмами и хорошо известны.

Желательно использовать инструмент 1, чтобы исследовать буровую скважину вводом электрических геологосъемочных токов от решетки 11 измерительных электродов 12, смонтированных на подушке, в формацию 4 и контролем величины геологосъемочных токов от каждого геологосъемочного электрода 12. Совокупность небольших измерительных электродов 12 используется для того, чтобы обеспечивать небольшую глубину исследования с тем, чтобы стенка 10 буровой скважины могла исследоваться на трещиноватость и стратиграфию.

Как показано на фиг.2, измерительные электроды 12 монтируются на подушке в линейной решетке 11 так, что их суммарным действием, когда инструмент перемещается вдоль буровой скважины 3, является инжектирование отдельно измеряемых геологосъемочных токов в участки буровой скважины, которые периферически перекрываются. Это достигается расположением измерительных электродов в показанном на фиг.2 варианте отдельными рядами 13.1 и 13.2 с расположением отдельных измерительных электродов 12 таким образом, чтобы межцентровые расстояния S между периферически следующими один за другим электродами были меньше, чем их размер вдоль кругового направления.

Измерительные электроды 12 монтируются заподлицо на подушке 8, поверхность 14 которой является проводящей. Измерительные электроды окружаются изоляторами 15, чтобы электрически изолировать их от проводящей поверхности 14 подушки, между тем как при работе подушки 8 электрический потенциал нескольких измерительных электродов 12 и проводящей поверхности 14 фактически является одинаковым В показанном на фиг.2 варианте измерительные электроды 12 выполнены в виде дисковых кнопок, хотя могут применяться различные формы.

Питание током измерительных электродов 12 могут осуществляться низкочастотным источником 16 постоянного тока, который показан на фиг.5. Он обеспечивает соответствующие электроды 12 и проводящую поверхность 14 подушки током через проводники 17, 18, причем измерительные электроды снабжаются током через отдельные низкоимпедансные первичные обмотки 19 чувствительных к току трансформаторов 20. В силу этого измерительные электроды 12 находятся, по существу, при одинаковом электрическом потенциале с проводящей поверхностью 14 подушки. Обратный провод 21 предназначен для тока от источника 16 и может подводиться к электроду, расположенному около поверхности или на инструменте 1, или на перемычке (т.е. при электрической бесконечности). Вторичные обмотки 22 трансформаторов 20 генерируют геологосъемочный сигнал, представляющий прохождение тока от соответствующего измерительного электрода 12.

Геологосъемочные сигналы на линиях 23 от вторичных обмоток 22 подаются к включенному последовательно устройству 24 квантования и запоминания, которое включает аналого-цифровой преобразователь. Устройство 24 последовательно производит выборку каждого геологосъемочного сигнала на линии 23 и после выборки автоматически преобразует дискретный результат выборки в цифровую форму для использования в процессоре 25 для обработки сигналов. Такие устройства, как устройство 24, хорошо известны.

Число и размеры измерительных электродов 12 на любой подушке 7, 8 выбираются соответственно требованиям, позволяющим исследовать адекватный периферический участок буровой скважины и получать разрешающую способность, требуемую для того, чтобы обнаружить и определить ориентацию аномалий удельного сопротивления, показывающих трещиноватость и стратиграфию. На фиг. 1 и 2 показана используемая решетка 26 из девятнадцати измерительных электродов. Однако после смещения по глубине каждая решетка фактически генерирует геологосъемочный ток по периферически непрерывному участку, дискретные части которого измеряются отдельно.

Размер и разнесение друг от друга по периферии измерительных электродов 12 выбираются определенным способом. Пространственная полоса пропускания электрода определяется его размерами. Точное воспроизведение пространственного распределения плотности геологосъемочного тока в пределах этой пространственной полосы пропускания определяется в периферическом (круговом) направлении расстоянием (эффективным перекрытием) между электродами, а в аксиальном направлении скоростью движения инструмента 1 в буровой скважине и частотой выборки. Способность точно воспроизводить плотность геологосъемочного тока при использовании электродной решетки, такой как решетка 11 или решетка 26, повышается, когда увеличивается эффективное перекрытие электродов 12, несмотря на то, что разрешающая способность ограничивается пространственной полосой пропускания отдельных электродов 12.

На фиг. 2 размер дисковых электродов 12 определяется в зависимости от их пространственной полосы пропускания. Это означает, что предпочтительно площадь поверхности измерительных электродов делается такой малой, как это может представляться возможным, чтобы обнаруживать аномалии удельного сопротивления в любом одном участке (пространственную частоту). Однако слишком малая площадь поверхности имеет тенденцию повышать уровни помех в считываемых геологосъемочных токах. Вообще площадь поверхности измерительных электродов выбирается в качестве компрессора между шириной полосы пропускания и уровнем помех. Измерительные электроды 12 имеют один определяющий размер, а именно диаметр d. В таком случае самая высокая пространственная частота, которая может измеряться, составляет 1/d приблизительно, т.е. при любой скорости сканирования составляющая пространственной частоты, которая может определяться, имеет порядок 1/d. Для надлежащего воспроизведения плотности геологосъемочного тока требуется выборка с частотой, которая по крайней мере в два раза выше этой самой высокой пространственной частоты как в аксиальном (вдоль буровой скважины), так и в периферическом (круговом) направлениях. Измерительные электроды 12 могут изготавливаться с диаметром d около 5 мм.

Для точного воспроизведения электроды должны быть близко расположены. Однако электроды имеют ограниченные размеры и не могут размещаться бесконечно близко друг к другу в периферийном направлении, чтобы обеспечивать любую требуемую точность. Для того, чтобы воспроизводить составляющие пространственной частоты, лежащие в пределах воспринимающего тока "окошка" каждого отдельного электрода, перекрытие должно быть достаточным для создания решетки, от которой могут воспроизводиться составляющие пространственной частоты плотности тока, находящиеся в пределах полосы пропускания, определяемой размерами каждого электрода, без так называемого эффекта неразличимости (совместности), т.е. когда более высокие пространственные частоты принимают замаскированную форму более низких частот и становятся неотличимыми от последних.

Таким образом, сразу после выбора размера электрода выбирается межцентровое расстояние S между периферическими следующими один за другим электродами, такими как 12.1 и 12.2, чтобы гарантировать, что решетка полностью может воспроизводить составляющие самой высокой пространственной частоты.

Для правильного представления плотности тока или геологосъемочных токов электроды 12 располагаются в последовательных рядах 13.1 и 13.2. Расстояние S между центрами тех измерительных электродов, которые могут считаться периферически последовательно расположенными, предпочтительно либо равно половине самого большого периферического расстояния х измерительного электрода, либо меньше этой величины, причем при х, равном d, в случае дискового измерительного электрода 12. В случае дисковых, кнопочных измерительных электродов, как показано на фиг.2, выбирается соотношение Sd/2 и аппроксимируется очень тонкими изоляторами кольцами 15.

Аксиальная разрешающая способность подавляется одинаковыми эффектами, как и круговая (периферическая) разрешающая способность. Для того, чтобы воспроизводить аномалии удельного сопротивления, которые лежат в плоскости, перпендикулярной к оси буровой скважины, аксиальное перекрытие достигается выборкой кнопок рядов 13.1 и 13.2 при скорости, достаточно высокой, чтобы гарантировать, что выборка с каждого из них делается с частотой, по меньше мере в два раза более высокой, чем самая высокая пространственная частота аномалий в аксиальном направлении. Как в выборе периферического расположения электродов 12, скорость выборки выбирается достаточно высокой, чтобы обеспечить возможность воспроизведения составляющих пространственной частоты, которые находятся в пределах полосы пропускания, определяемой при помощи размеров каждого электрода.

Дискретные выборки от аксиально разнесенных друг от друга рядов 13.1 и 13.2 смещаются по глубине с тем, чтобы получать точное представление геологосъемочных токов как по круговым, так и по глубинным размерам.

С решеткой измерительных электродов на подушке представляется желательным исследовать настолько большую площадь стенки буровой скважины, как это может быть практически возможно. Следовательно, подушка обеспечивается решеткой 11, периферический размер которой является таким большим, как это может быть практически возможно. Однако размер подушки не может быть слишком большим, чтобы сила трения со стенкой буровой скважины не становилась слишком большой, когда суммируется этот эффект от всех подушек, и становится слишком трудно перемещать инструмент 1 вдоль буровой скважины. Более того решетка измерительных электродов не должна простираться непосредственно до кромки, как, например, периферические или боковые стороны 27, 28 (фиг.2), чтобы электрические краевые эффекты не смешивались с измерениями удельного сопротивления в непосредственной близости от измерительных электродов 12. Такие краевые эффекты имеют тенденцию служить причиной отклонения геологосъемочных токов, уменьшающего периферическую разрешающую способность. Следовательно, минимальный поперечно проходящий участок ширины W для проводящей поверхности 14 предпочтительно выдерживается, чтобы предупреждать чрезмерный разброс электрических полей у боковых кромок решетки 11.

Практически приемлемые подушка и решетка 26 (рис. 5) измерительных электродов 12 предопределяют общую периферическую ширину подушки порядка около 10 см с десятью дисковыми измерительными электродами каждый 5 мм в диаметре, так тесно расположенными, как это может быть возможно в многократном числе рядов 29, 30, как показано на фиг.5. Изоляторные кольца 15 делаются очень узкими и порядка 1 мм шириной. Периферическое перекрытие между периферически последовательно расположенными измерительными электродами в различных рядах предпочтительно делается таким, чтобы оно составляло примерно половину самого большого периферического размера измерительных электродов. Больше пары рядов 29, 30 требуется в случае, когда желательно половинное или большее периферическое перекрытие, чтобы оптимизировать точное воспроизведение плотности геологосъемочного тока. Например, фиг.6 иллюстрирует решетку 31 измерительных электродов 12 на подушке 32, расположенных вдоль трех линейных рядов 13.1 13.3, имеющих каждый 13 электродов. Расстояние S между периферически последовательно расположенными электродами достаточно мало, чтобы получать периферическое перекрытие, по меньшей мере, 50% диаметра дисковых электродов 12. Необходимы по меньшей мере три ряда, когда принимается во внимание толщина изоляторных колец 15.Практически выполнимые подушка 32 и решетка 31 вовлекают общую периферическую ширину подушек примерно 14 см при межцентровых расстояниях между прилежащими электродами внутри каждого ряда примерно 3d/2. Могут включаться дополнительные ряды 13 измерительных электродов, например, когда требуется избыточность электродов, например, когда требуется избыточность в измерениях.

С решеткой измерительных электродов, которая описана со ссылками на фиг. 2, 5 и 6, можно получить информацию, пригодную в обнаружении ориентаций аномалий удельного сопротивления, показывающих трещиноватость и стратиграфию. Полезную информацию можно получить от трещин, имеющих толщину порядка одной десятой диаметра дискового геологосъемочного электрода. Ориентация определяется исходя из опорной плоскости, которой может быть плоскость, перпендикуляpная оси буровой скважины. Способность измерительных электродов 12 обнаруживать самые малые трещины зависит не только от размеров этих трещин, но и от контраста удельных сопротивлений между заполненными жидкостью трещинами и земной формацией.

В варианте на фиг.7 решетка 33 измерительных электродов 12 показана расположенной на подушке 34 в рамке, такой как кольцо. Рамочная решетка образуется вокруг центра, от которого вдоль любого одного направления должен пересекаться измерительный электрод 12. Подушка 34 имеет проводящую поверхность 14, в которую заделываются измерительные электроды 12 при их соответствующих поверхностях заподлицо с поверхностью 14. Измерительные электроды 12 окружены изоляторами 15.

Как описано выше, электропитание осуществляется источником 16 постоянного тока чувствительными к геологосъемочным токам трансформаторами 20 и включенными последовательно квантизатором и аналого-цифровым преобразователем 24.

При решетке с замкнутой рамкой, такой как решетка 33, ориентация по прямой трещин, как обозначено позициями 36.1 и 36.2, может определяться в широком диапазоне углов сканированием геологосъемочных токов, воспринимаемых трансформаторами 37. Таким образом, пользуясь одним способом, согласно изобретению контрастирующее удельное сопротивление, представляемое трещиной, такой как 36.1, может обнаруживаться последовательным контролем геологосъемочных токов от электродов 12. Когда один геологосъемочный электрод пересекает трещину, воспринимаемый ток резко увеличивается, даже если общий средний ток от источника 16 выдерживается почти постоянным. Для того, чтобы уменьшать реакцию, которая возникает от однородной формации, в которой не имеется никаких трещин, гоеологосъемочные сигналы, запоминаемые в памяти 35 в процессоре 25 для обработки сигналов и представляющие токи от диаметрально противоположных пар измерительных электродов, таких как 12.3 и 12.4 в решетке 33, объединяются в устройстве 38. Такая стадия объединения предпочтительно вовлекает образование среднего значения между геологосъемочными сигналами от диаметрально противоположных измерительных электродов таких, как 12.3 и 12.4. Фактически следующие одна за другой комбинации определяют геологосъемочные линии известных ориентаций. Сканированием следующих одна за другой комбинаций в устройстве 39 может определяться пиковое значение, представляющее трещиноватость лежащую под обоими измерительными электродами в паре.

Поскольку пара измерительных электродов, которая выдавала пиковое объединенное значение, известна ориентация этой пары относительно опорной плоскости, такой как перпендикулярная оси всей буровой скважины, определяется устройством 40, и относительная ориентация или угол ориентации трещины относительно линии 41.1 может записываться в устройстве 42.

Для такого обнаружения трещиноватости и определения ориентировки могут использоваться усовершенствованные способы. Например, на фиг.8 показан способ, посредством которого комбинированные геологосъемочные сигналы вдоль соответствующих геологосъемочных линий решетки 33 на фиг. 7 после запоминания в процессе 25 для обработки сигналов приводятся к среднему значению для определенного периода времени или на протяжении полного сканирования замкнутой рамки, причем это среднее значение затем используется, чтобы обнаруживать экстремальные значения, такие как пиковое или минимальное, представляющие трещиноватость. Способ начинается обозначенной позицией 43 операцией накопления предопределенного числа геологосъемочных сигналов в позиции 43, а затем получением среднего значения обозначенной позицией 44 операцией. Накопление может делаться для всех пар комбинированных геологосъемочных сигналов вдоль геологосъемочных линий, обводящих одну полную замкнутую решетку 33, или только для ее части, или в течение определенного периода времени. Это среднее значение может постоянно корректироваться, чтобы поддерживать текущее среднее значение. Это среднее значение затем используется в обозначенной позицией 45 операции сравнения с комбинированными геологосъемочными сигналами с тем, чтобы в обозначенной позицией 46 операции могло делаться определение в отношении того, какая комбинация превышает и какая комбинация падает ниже среднего значения на определенную величину, такую как предопределенный процент или фиксированная величина. Такое состояние может получиться для минимального пикового значения или максимального пикового значения в зависимости от того, что представляют геологосъемочные сигналы удельную проводимость или удельное сопротивление. В любом случае пиковое значение представляет трещиноватость, ориентация которой может определяться обозначенной позицией 47 операцией, и затем соответствующие ориентировки трещиноватости могут записываться обозначенной позицией 48 операцией на визуально считываемую запись или запоминаться в памяти процессора для обработки сигналов для последующего визуального представления или анализа.

В дальнейшем усовершенствовании показанного на фиг. 7 варианта измерительные электроды также последовательно исследуются для обнаружения пикового значения вдоль контрастирующей геологосъемочной линии, которая пересекает геологосъемочную линию, согласно которой обнаружилась трещиноватость. Например, со ссылкой на фиг.7, когда трещиноватость захватывается в вилку парой измерительных электродов 12.3 и 12.4 вдоль геологосъемочной линии 41.2, низкое значение удельного сопротивления измеряется от полученных в результате выборки геологосъемочных токов. Однако с переходом к паре измерительных электродов, такой как 12.5 и 12.6, геологосъемочная линия 41.3 которых пересекает геологосъемочную линию 41.2 под определенным углом удельное сопротивление должно быть на уровне контрастирующего высокого пикового значения. Когда угол пересечения составляет примерно 90^о, тогда измерение контрастирующего удельного сопротивления вдоль геологосъемочной линии представляет подтверждение присутствия трещиноватости 36.1.

Фиг. 9 показывает подтверждение ориентировки измеренной трещиноватости, полученной способом согласно фиг. 7. В обозначенной позицией 49 операции сканируются парные комбинации, образованные в операции 38 на фиг.7, чтобы определить пару, которая выдает значение самого большого контраста с пиковым значением, определенным в обозначенной позицией 39 на фиг.7 операции. Это означает, что если последнее пиковое значение представляет максимальное значение, то первое представляет минимальное значение, и наоборот. В обозначенной позицией 50 операции определяется ориентация геологосъемочной линии 41 для геологосъемочных электродов, которые выдавали это контрастирующее пиковое значение, и эта ориентация записывается в обозначенной позицией 51 операции. Когда в обозначенной позицией 52 операции устанавливается, что ориентация контрастирующего пикового значения находится в пределах предопределенного углового диапазона ориентации пикового значения, определенного в обозначенной позицией 40 на фиг.7 операции, это может записываться обозначенной позицией 53 операцией в качестве положительного подтверждения определения ориентировки трещиноватости, проведенной обозначенной позицией 48 операцией. Угловой диапазон представляет диапазон величин угла пересечения и, например, может быть 80^о < < 100^о.

Несмотря на то, что в описанных предпочтительных вариантах для подушек 7, 8 используется проводящая подушка, где обращенная во внешнюю сторону поверхность 14 является проводящей, может представляться выгодным применять изолирующую подушку. В последнем случае измерительные электроды 12 соединяются с источником постоянного тока и монтируются на изолированной подушке без фокусирующего электрода. Однако предпочтительна проводящая подушка, так как она имеет тенденцию быть менее чувствительной к перекосу или приподниманию подушки относительно стенки буровой скважины.

В другом варианте используется изолирующая подушка 54, как показано на фиг. 3 и 4, приходящая в состояние контакта с буровой скважиной, поверхность 14 которой является изолированной. Подушка 54 имеет центрально расположенный электрод 55, окруженный замкнутой рамочной решеткой слегка разнесенных друг от друга измерительных электродов 12, которые перекрывают друг друга способом, описанным в отношении линейных рядов, показанных на фиг.2, но, как изображено, вдоль рамки решетки 56. Решетка 56 имеет круговую форму, хотя могут использоваться различные формы, такие как эллиптическая, квадратная или прямоугольная. Источник 57 низкочастотного переменного тока, подсоединен между центральным электродом 55 и возвратным электродом 58. Последний может быть броней кабеля 2 или находиться в некотором другом отдаленном местоположении.

Состоящее из включенных последовательно квантизатора и аналого-цифрового преобразователя устройство, такое как устройство 24, используется, чтобы считывать разность электрических потенциалов между измерительными электродами 12 и отдаленно расположенным возвратным электродом 58, обеспечивать геологосъемочные сигналы и представлять их процессору 25 для обработки сигналов. Электрический потенциал также может измеряться относительно опорного электрода, другого нежели возвратный электрод 58.Нормальным является положение, когда против однородной стенки буровой скважины линии равного потенциала от центрального электрода 55 проходят по окружностям, концентрическим относительно центрального электрода 55. Когда подушка 54 пересекает трещиноватость, ее различная, нормально более высокая удельная проводимость нарушает симметрию эквипотенциальных линий. В таком случае измерительные электроды 12, перекрывающие трещиноватость, должны обеспечивать общее отклонение пиковых значений, которое обнаруживается с использованием способа, который описан ранее. Усиленное обнаружение трещиноватости может получаться идентификацией пар измерительных электродов, выдающих геологосъемочные сигналы максимального и минимального уровней для соответствующих приблизительных ортогональных ориентаций.

Устройство с изолирующей подушкой, показанное на фиг.3, может также использоваться с динамически фокусируемыми электродами. Это может достигаться добавлением электродов, окружающих решетку 56, таких как электроды А₁, М₁ и М₂. Тогда используются соответствующие балансные электронные устройства 59, чтобы регулировать фокусировку. Наземное соединение 60, такое как получено от электрода М₁, может делаться с схемой 24, чтобы обеспечивать возможность делать выборку и сравнивать различные потенциалы измерительных электродов 12 относительно электрода М₁. Тогда процессор 25 для обработки сигналов может использоваться для обнаружения искажения потенциалов, вызываемых трещинами формации, лежащими под подушкой 54.

Таким образом, располагая несколькими способами для обнаружения аномалий стенки буровой скважины, в которых применяются устройства для электрического исследования, согласно изобретению можно оценить его преимущества. Изменения описанных способов могут делаться без отступления от объема изобретения, такие как использование источника постоянной энергии вместо источника 16 постоянного тока.