WO1994014087A1 - Device and method for measuring the conductivity of geological formations adjacent a well - Google Patents
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Abstract
Device comprising a transmitter-receiver coil (5) movable in the well and means (8) for generating a periodic excitation signal which produces an overvoltage in the transmitter-receiver coil. The variation in the coil overvoltage factor is determined by measuring means (9) and analyzed by processing means (10) to obtain an indication of the conductivity value of the formation adjacent the well.
Description
DISPOSITIF ET METHODE POUR MESURER LA CONDUCTIVITE DES FORMATIONS GEOLOGIQUES AUTOUR D'UN PUITSDEVICE AND METHOD FOR MEASURING THE CONDUCTIVITY OF GEOLOGICAL FORMATIONS AROUND A WELL
La présente invention concerne un dispositif et une méthode permettant de mesurer par induction la conductivite d'une formation terrestre ou géologique environnant un puits.The present invention relates to a device and method for inductively measuring the conductivity of a terrestrial or geological formation surrounding a well.
Les méthodes d'induction en diagraphies sont utilisées depuis de nombreuses années pour mesurer la conductivite des formations terrestres, notamment les formations situées au voisinage d'un puits de forage.Logging induction methods have been used for many years to measure the conductivity of land formations, especially formations located in the vicinity of a wellbore.
Les dispositifs utilisés conventionnellement selon l'art antérieur, font appel à une ou plusieurs bobines émettrices activées par un courant alternatif et au moins une bobine réceptrice aux bornes de laquelle on effectue une mesure de tension. La tension mesurée est représentative des courants induits dans la formation géologique par le champ magnétique oscillant dû au courant alternatif, et donc varie notamment en fonction de sa conductivite. L'utilisation d'au moins un couple bobine émettrice et bobine réceptrice rend le dispositif encombrant du fait de la dimension transversale de l'ensemble par rapport au diamètre du puits dans lequel il est situé. Il est donc difficile à orienter dans de multiples directions et rend l'analyse de la formation limitée à une exploration linéaire.The devices conventionally used according to the prior art, use one or more emitting coils activated by an alternating current and at least one receiving coil at the terminals of which a voltage measurement is made. The measured voltage is representative of the currents induced in the geological formation by the oscillating magnetic field due to the alternating current, and therefore varies in particular as a function of its conductivity. The use of at least a pair of transmitting coil and receiving coil makes the device bulky because of the transverse dimension of the assembly relative to the diameter of the well in which it is located. It is therefore difficult to orient in multiple directions and makes the training analysis limited to linear exploration.
Il est intéressant de disposer d'un dispositif de caractérisation des formations géologiques permettant d'avoir des informations tenant compte de l'anisotropie des propriétés des roches, qui se traduit par des valeurs de conductivite, donc de résistivité, variables dans l'espace à trois dimensions.It is interesting to have a device for characterizing geological formations allowing to have information taking into account the anisotropy of the properties of rocks, which results in values of conductivity, therefore resistivity, variable in the space to three dimensions.
Le but de la présente invention est d'offrir un dispositif et une méthode, remédiant aux inconvénients des dispositifs de l'art antérieur, et ainsi de mesurer la conductivite d'une formation géologique située autour d'un puits dans plusieurs directions, pour obtenir une information sur la distribution spatiale de la conductivite de la formation, notamment sur l'homogénéité et/ou la non homogénéité de cette formation.The object of the present invention is to provide a device and a method, overcoming the drawbacks of the devices of the prior art, and thus to measure the conductivity of a geological formation located around a well in several directions, to obtain information on the spatial distribution of the conductivity of the formation, in particular on the homogeneity and / or the non-homogeneity of this formation.
Dans toute la suite du texte, on définit par le terme "circuit résonnant" le circuit électronique constitué par le générateur, les
moyens inductifs et éventuellement d'autres éléments placés dans le circuit.Throughout the rest of the text, the term "resonant circuit" defines the electronic circuit constituted by the generator, the inductive means and possibly other elements placed in the circuit.
La présente invention concerne un dispositif pour mesurer la conductivite de formations géologiques autour d'un puits caractérisé en ce qu'il comporte en combinaison des moyens inductifs adaptés à être descendus dans le puits, des moyens de génération d'un signal périodique d'excitation propre à créer dans les moyens inductifs une surtension, des moyens de mesure de la variation du facteur de surtension des moyens inductifs causée par la présence des formations géologiques environnantes et des moyens de traitement pour déterminer à partir de ladite variation du facteur de surtension une indication sur la valeur de la conductivite de la formation située autour du puits sondé.The present invention relates to a device for measuring the conductivity of geological formations around a well, characterized in that it comprises, in combination with inductive means adapted to be lowered into the well, means for generating a periodic excitation signal. suitable for creating an overvoltage in the inductive means, means for measuring the variation of the overvoltage factor of the inductive means caused by the presence of the surrounding geological formations and processing means for determining from said variation of the overvoltage factor an indication on the value of the conductivity of the formation located around the well surveyed.
Les moyens inductifs peuvent comporter une bobine inductive émettrice-réceptrice allongée.The inductive means may include an elongate inductive transmitter-receiver coil.
La bobine inductive est, par exemple, équipée à au moins une de ses extrémités d'un moyen permettant de privilégier les lignes de champ générées par le signal périodique selon une direction donnée. La bobine peut comporter un élément de perméabilité magnétique élevée qui permet d'augmenter la valeur du champ d'induction magnétique de façon à élargir la zone analysée de la formation.The inductive coil is, for example, equipped at at least one of its ends with a means making it possible to favor the field lines generated by the periodic signal in a given direction. The coil may include an element of high magnetic permeability which makes it possible to increase the value of the magnetic induction field so as to widen the analyzed area of the formation.
Les moyens inductifs peuvent être orientables dans toutes les directions par rapport à l'axe du puits.The inductive means can be orientable in all directions relative to the axis of the well.
Les moyens inductifs peuvent comporter plusieurs bobines érnettrices-réceptrices, l'axe de chaque bobine faisant un angle OC avec l'axe vertical du puits, l'angle étant variable en fonction de la bobine. La fréquence du signal périodique est choisi, par exemple, en fonction de la fréquence de résonance du circuit.The inductive means may comprise several entertaining-receiving coils, the axis of each coil making an angle OC with the vertical axis of the well, the angle being variable as a function of the coil. The frequency of the periodic signal is chosen, for example, according to the resonant frequency of the circuit.
La fréquence du signal périodique peut être égale à la fréquence du signal de résonance du circuit.The frequency of the periodic signal can be equal to the frequency of the circuit resonance signal.
Le signal périodique est, par exemple, un signal permanent.
Le signal périodique peut être constitué d'un train d'impulsions de courte durée.The periodic signal is, for example, a permanent signal. The periodic signal can consist of a short duration pulse train.
La présente invention concerne aussi une méthode pour mesurer la conductivite d'une zone d'une formation géologique terrestre située autour d'un puits de forage comportant les étapes suivantes : a) on génère un signal électromagnétique variable à partir d'au moins un moyen inductif allongé, b ) on détecte la variation du facteur de surtension d'au moins un desdits moyens inductifs allongés ayant généré le signal, ladite variation étant causée par la formation géologique située autour du puits de forage, et on en déduit la valeur de la conductivite de la zone de la formation géologique située autour du puits de forage, pour une position donnée dans le puits dudit moyen inductif.The present invention also relates to a method for measuring the conductivity of an area of a terrestrial geological formation situated around a wellbore comprising the following steps: a) a variable electromagnetic signal is generated from at least one means elongated inductive, b) the variation of the overvoltage factor of at least one of said elongated inductive means having generated the signal is detected, said variation being caused by the geological formation located around the wellbore, and the value of the conductivity of the area of the geological formation located around the wellbore, for a given position in the well of said inductive means.
On mesure, par exemple, la variation en amplitude du facteur de surtension.We measure, for example, the amplitude variation of the overvoltage factor.
La position du moyen inductif allongé est, par exemple, repérée par l'angle ce que fait sa direction d'allongement par rapport à l'axe du puits ou angle d'inclinaison, son azimut β et sa cote zi suivant l'axe vertical du puits.The position of the elongated inductive means is, for example, identified by the angle what does its direction of elongation relative to the axis of the well or angle of inclination, its azimuth β and its dimension zi along the vertical axis of Wells.
On mesure par exemple des valeurs d'amplitude du facteur de surtension du moyen inductif allongé en faisant varier l'angle d'inclinaison ce et on détermine à partir des valeurs mesurées du facteur de surtension la distribution spatiale de la valeur de la conductivite d'une zone de la formation en fonction de la profondeur p, ladite profondeur étant observée suivant une direction perpendiculaire à l'axe du puits.For example, amplitude values of the overvoltage factor of the elongated inductive means are measured by varying the angle of inclination ce and the spatial distribution of the conductivity value of the voltages is determined from the measured values of the overvoltage factor. a zone of the formation as a function of the depth p, said depth being observed in a direction perpendicular to the axis of the well.
On peut aussi mesurer la valeur du facteur de surtension pour différentes valeurs d'azimut β et déterminer à partir des valeurs mesurées la distribution spatiale de la conductivite d'une zone de la formation autour de l'axe du puits.One can also measure the value of the overvoltage factor for different values of azimuth β and determine from the measured values the spatial distribution of the conductivity of a zone of the formation around the axis of the well.
On peut effectuer des mesures de la variation du facteur de surtension pour plusieurs couples de valeurs (a i, β j), et à partir des valeurs mesurées, par exemple en les correlant, déterminer
la valeur de la conductivite d'une zone de la formation située autour du puits.It is possible to carry out measurements of the variation of the overvoltage factor for several pairs of values (ai, β j), and from the measured values, for example by correlating them, determining the value of the conductivity of an area of the formation located around the well.
En réitérant les mesures précédentes pour différentes positions du moyen inductif, on peut obtenir une cartographie de la valeur de la conductivite de la formation géologique.By repeating the previous measurements for different positions of the inductive means, one can obtain a map of the value of the conductivity of the geological formation.
On peut utiliser comme moyen inductif une bobine émettrice-réceptrice.A transmitter-receiver coil can be used as an inductive means.
On peut utiliser plusieurs bobines émettrices-réceptrices comme moyens inductifs. On effectue les mesures, par exemple de façon séquentielle.Several transmitter-receiver coils can be used as inductive means. The measurements are made, for example sequentially.
Un des avantages offert par le dispositif et la méthode selon l'invention est d'obtenir des informations tenant compte, par exemple, de l'anisotropie des valeurs de conductivite des roches.One of the advantages offered by the device and the method according to the invention is to obtain information taking account, for example, of the anisotropy of the conductivity values of the rocks.
Ce but est atteint par l'utilisation d'un élément inductif unique remplissant la fonction d'émetteur-récepteur qui permet d'avoir un dispositif de faible encombrement du fait de sa compacité et qui peut ainsi être orienté facilement selon toutes les directions dans le puits de forage. La possibilité d'orienter le dispositif dans le puits permet, entre autres avantages, d'utiliser la directivité des lignes de champs générées par la bobine émettrice-réceptrice pour caractériser des zones ponctuelles ou de taille relativement faible de la formation géologique.This object is achieved by the use of a single inductive element fulfilling the function of transceiver which allows to have a device of small size because of its compactness and which can thus be oriented easily in all directions in the borehole. The possibility of orienting the device in the well allows, among other advantages, to use the directivity of the field lines generated by the transmitter-receiver coil to characterize specific or relatively small areas of the geological formation.
Un autre avantage est de minimiser les coûts des dispositifs de diagraphiie existants. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante de modes de réalisation donnés à titre d'exemples non limitatifs et en référence aux dessins annexés dans lesquels :Another advantage is to minimize the costs of existing logging devices. Other advantages and characteristics of the invention will appear on reading the following description of embodiments given by way of nonlimiting examples and with reference to the appended drawings in which:
- la figure 1 schématise une sonde à induction utilisée pour réaliser des diagraphies selon l'art antérieur,FIG. 1 diagrammatically shows an induction probe used to carry out logs according to the prior art,
- la figure 2 schématise un dispositif réalisé selon l'invention comportant une bobine unique émettrice-réceptrice,FIG. 2 schematizes a device produced according to the invention comprising a single transmitter-receiver coil,
- les figures 3A, 3B montrent respectivement une bobine située à différentes positions dans un puits et les courbes de conductivite obtenues,
- les figures 4A, 4B représentent des modèles simplifiés d'une section de la formation traversée par un puits, montrant la zone envahie de la formation analysée pour différentes positions de l'élément émetteur-récepteur, - la figure 5 représente une bobine caractérisée par l'angle β de rotation du plan B formé par l'axe de la bobine et la verticale, e tFIGS. 3A, 3B respectively show a coil located at different positions in a well and the conductivity curves obtained, - Figures 4A, 4B show simplified models of a section of the formation crossed by a well, showing the area invaded by the analyzed formation for different positions of the transmitter-receiver element, - Figure 5 represents a coil characterized by the angle β of rotation of the plane B formed by the axis of the coil and the vertical, and
- la figure 6 schématise un dispositif comportant quatre bobines émettrice s -réceptrice s. La figure 1 représente le schéma de principe d'une sonde à induction selon l'art antérieur.- Figure 6 shows schematically a device comprising four transmitting coils s -receiver s. Figure 1 shows the block diagram of an induction probe according to the prior art.
La sonde à induction est constituée d'une bobine émettrice E et d'une bobine réceptrice R distantes l'une de l'autre d'un paramètre d et positionnées toutes les deux sur un même support SP et ayant un même axe.The induction probe consists of a transmitting coil E and a receiving coil R distant from each other by a parameter d and both positioned on the same support SP and having the same axis.
Une source de tension alternative S génère dans la bobine émettrice E un courant alternatif, dont la fréquence, d'environ 20 KHz, et l'intensité sont constantes. Le courant alternatif génère autour de l'axe de la bobine confondu avec l'axe du support SP, des courants de Foucault circulant dans des boucles coaxiales à l'axe commun des bobines et qui modifient la valeur du champ d'induction traversant la bobine réceptrice R, ainsi que la valeur du courant la parcourant. Le coefficient de couplage inductif entre les deux bobines E et R est modifié par la conductivite du milieu traversé. Un dispositif M mesure la valeur du courant circulant dans la bobine réceptrice R, qui est représentative des pertes créées par les courants de Foucault dans la formation et donc représentative de sa conductivite.An alternating voltage source S generates an alternating current in the emitting coil E, the frequency of which is about 20 KHz, and the intensity are constant. The alternating current generates around the axis of the coil merged with the axis of the support SP, eddy currents flowing in coaxial loops with the common axis of the coils and which modify the value of the field of induction crossing the coil receiver R, as well as the value of the current flowing through it. The coefficient of inductive coupling between the two coils E and R is modified by the conductivity of the medium crossed. A device M measures the value of the current flowing in the receiving coil R, which is representative of the losses created by the eddy currents in the formation and therefore representative of its conductivity.
En faisant varier la distance d séparant la bobine émettrice de la bobine réceptrice, on règle la focalisation du signal de manière à explorer au delà de la zone envahie la conductivite de la formation pour différentes profondeurs. A partir des informations obtenues sur la valeur de la conductivite pour différentes profondeurs de la formation, et à l'aide d'opérations de soustractions successives, on remonte à la valeur de
conductivite de la formation en un point donné ou pour une zone limitée en taille donnée.By varying the distance d separating the transmitting coil from the receiving coil, the focus of the signal is adjusted so as to explore the conductivity of the formation for different depths beyond the invaded zone. From the information obtained on the value of the conductivity for different depths of the formation, and using successive subtraction operations, we go back to the value of conductivity of the formation at a given point or for an area limited in given size.
Une telle disposition des deux bobines limite les mesures de la conductivite de la formation géologique dans une direction par exemple perpendiculaire à l'axe commun des deux bobines et ne permet pas d'augmenter la profondeur d'analyse de la formation obtenue à l'aide d'orientations différentes des lignes de champs.Such an arrangement of the two coils limits the measurements of the conductivity of the geological formation in a direction for example perpendicular to the common axis of the two coils and does not make it possible to increase the depth of analysis of the formation obtained using of different orientations of the field lines.
De plus, un tel dispositif ne permet pas d'obtenir de façon simple et directe une information sur l'homogénéité ou la non homogénéité d'une formation géologique entourant le puits.In addition, such a device does not make it possible to obtain, in a simple and direct manner, information on the homogeneity or the non-homogeneity of a geological formation surrounding the well.
La méthode selon l'invention utilise le fait qu'une bobine émettrice-réceptrice unique parcourue par un courant alternatif variable génère des lignes de champ dont la directivité permet d'effectuer une analyse spatiale de la valeur de la conductivite d'une formation constituée d'un milieu hétérogène tel que les formations environnant un puits et, notamment d'observer l'homogénéité et/ou la non homogénéité d'une formation géologique. Le principe repose sur l'utilisation des lignes de champ qui induisent dans le milieu hétérogène des pertes électriques variant avec la conductivite du milieu se traduisant au niveau de la bobine par une variation du facteur de surtension du circuit résonnant dans lequel est incluse la bobine.The method according to the invention uses the fact that a single transceiver coil traversed by a variable alternating current generates field lines whose directivity makes it possible to perform a spatial analysis of the value of the conductivity of a formation consisting of 'a heterogeneous medium such as the formations surrounding a well and, in particular to observe the homogeneity and / or the non-homogeneity of a geological formation. The principle is based on the use of field lines which induce in the heterogeneous medium electrical losses varying with the conductivity of the medium resulting in the level of the coil by a variation of the overvoltage factor of the resonant circuit in which the coil is included.
On va, à partir de la variation du facteur de surtension du circuit résonnant activé, déduire, par exemple, la conductivite d'une hétérogénéité située dans une formation terrestre.We will, from the variation of the overvoltage factor of the activated resonant circuit, deduce, for example, the conductivity of a heterogeneity located in an earth formation.
La description qui suit mentionne, plus particulièrement, l'utilisation de la variation de l'amplitude du facteur de surtension pour obtenir une information sur la conductivite.The description which follows mentions, more particularly, the use of the variation of the amplitude of the overvoltage factor to obtain information on the conductivity.
La figure 2 montre une sonde 1 permettant d'effectuer des mesures de conductivite d'une formation géologique 2 traversée par un trou de forage 3. Le dispositif de mesure 1 est suspendu dans le trou de forage 3 par un moyen 4, tel que, par exemple, une tige de forage ou un câble.FIG. 2 shows a probe 1 making it possible to carry out conductivity measurements of a geological formation 2 crossed by a borehole 3. The measuring device 1 is suspended in the borehole 3 by means 4, such as, for example, a drill pipe or cable.
Selon un mode de réalisation simplifié, la sonde 1 comporte un moyen inductif, tel qu'une bobine allongée 5 jouant le rôle
d'émetteur-récepteur positionnée autour d'un support 6 qui permet de fixer et d'orienter la bobine par rapport au corps 7 de la sonde 1.According to a simplified embodiment, the probe 1 comprises an inductive means, such as an elongated coil 5 playing the role transmitter-receiver positioned around a support 6 which makes it possible to fix and orient the coil relative to the body 7 of the probe 1.
La bobine allongée 5 est équipée d'un moyen, tel qu'un tubage latéral constitué d'un matériau magnétique (fer doux ou ferrite) adapté à la fréquence d'utilisation du dispositif, qui se déplace éventuellement selon l'axe de la bobine et permet ainsi de privilégier certaines lignes de champs. Le tubage n'est pas représenté sur la figure 1 pour des raisons de clarté. On privilégie ainsi, par exemple, les lignes de champs dont le vecteur champ magnétique B à l'extérieur de la bobine possède une direction se rapprochant de la direction de l'axe de la bobine.The elongated coil 5 is equipped with means, such as a lateral casing made of a magnetic material (soft iron or ferrite) adapted to the frequency of use of the device, which optionally moves along the axis of the coil and thus allows to favor certain lines of fields. The casing is not shown in Figure 1 for reasons of clarity. We thus privilege, for example, the field lines whose magnetic field vector B outside the coil has a direction approaching the direction of the axis of the coil.
Tout autre moyen possédant les caractéristiques requises peut être employé au lieu du tubage. De la même manière, la bobine peut être équipée à chacune de ses extrémités d'un tel moyen.Any other means having the required characteristics can be used instead of casing. Similarly, the coil can be equipped at each of its ends with such a means.
Un générateur de signaux 8 envoie à la bobine 5 un signal périodique d'excitation, par exemple un signal alternatif, qui engendre dans la bobine 5 un courant périodique. Ce courant crée à l'intérieur et à l'extérieur de la bobine un champ magnétique oscillant générant dans la formation géologique 2 des pertes par courants de Foucault qui sont représentatives de sa conductivite. Dans un compartiment de la sonde 1 sont disposés des moyens de mesure 9 connectés à la bobine 5, qui détectent la variation du facteur de surtension du circuit résonnant activé, notamment sa variation en amplitude et transmettent un signal représentatif de cette variation à des moyens de traitement 10 tel qu'un processeur programmable qui permet d'obtenir, à partir du signal mesuré, une indication sur la valeur de la conductivite de la formation géologique 2.A signal generator 8 sends to the coil 5 a periodic excitation signal, for example an alternating signal, which generates in the coil 5 a periodic current. This current creates inside and outside the coil an oscillating magnetic field generating in the geological formation 2 losses by eddy currents which are representative of its conductivity. In a compartment of the probe 1 are arranged measuring means 9 connected to the coil 5, which detect the variation of the overvoltage factor of the activated resonant circuit, in particular its variation in amplitude and transmit a signal representative of this variation to means of processing 10 such as a programmable processor which makes it possible to obtain, from the measured signal, an indication of the value of the conductivity of the geological formation 2.
Le dispositif comporte aussi un moyen de contrôle 1 1 du générateur de signal 8, qui permet de choisir les paramètres du signal alternatif envoyé à la bobine 5, par exemple la forme, l'amplitude et la fréquence et de commander la manière dont sont envoyés ces signaux.
Les moyens de contrôle 1 1 permettent notamment de régler la fréquence envoyée à la bobine à une valeur sensiblement égale à la valeur de fréquence d'accord du circuit résonnant dans lequel la bobine est incluse. Le câble ou la tige 4 comportent des lignes conductrices servant à envoyer des commandes aux différents dispositifs situés dans le trou de forage ou à remonter les signaux de mesures effectuées à l'aide du dispositif. La bobine 5 est associée, par exemple, à des moyens moteurs, (non représentés) permettant de modifier sa position qui sont commandés par exemple par l'intermédiaire des lignes conductrices.The device also includes a control means 1 1 of the signal generator 8, which makes it possible to choose the parameters of the alternating signal sent to the coil 5, for example the shape, the amplitude and the frequency and to control the way in which are sent these signals. The control means 11 make it possible in particular to adjust the frequency sent to the coil to a value substantially equal to the tuning frequency value of the resonant circuit in which the coil is included. The cable or the rod 4 comprise conductive lines used to send commands to the various devices located in the borehole or to raise the measurement signals carried out using the device. The coil 5 is associated, for example, with motor means (not shown) making it possible to modify its position which are controlled, for example, via the conductive lines.
Le processeur 10 est adapté aussi à générer des signaux de commande d'orientation de la bobine 5 dans le puits. On fait varier, par exemple, l'angle d'inclinaison α de la bobine par rapport à l'axe du puits (Fig.5).The processor 10 is also adapted to generate signals for controlling the orientation of the coil 5 in the well. We vary, for example, the angle of inclination α of the coil relative to the axis of the well (Fig. 5).
Le processeur 10 commande par exemple, la variation de l'azimut β du plan B formé par l'élément inductif et l'axe du puits par rapport à un plan de référence.The processor 10 controls, for example, the variation of the azimuth β of the plane B formed by the inductive element and the axis of the well with respect to a reference plane.
Des espaceurs d'un type connu sont disposés autour du corps de la sonde pour la maintenir centrée dans le puits lors de ses déplacements le long du puits, à la montée ou la descente du dispositif.Spacers of a known type are placed around the body of the probe to keep it centered in the well when it travels along the well, when the device is raised or lowered.
Une des manières d'augmenter la portée d'analyse du dispositif, consiste à insérer, par exemple, à l'intérieur de la bobine 5 , un élément tel qu'un noyau de perméabilité magnétique élevée, qui a pour effet d'augmenter la valeur du champ d'induction magnétique. Le noyau peut être réalisé en permalloy, alliage M 1040, en mu-métal par exemple.One of the ways of increasing the analysis range of the device, consists in inserting, for example, inside the coil 5, an element such as a core of high magnetic permeability, which has the effect of increasing the value of the magnetic induction field. The core can be made of permalloy, alloy M 1040, of mu-metal for example.
On choisit une bobine dont les paramètres : coefficient de self-induction L, capacité C et résistance r conduisent à une valeur de rapport (L/r) le plus élevé possible, de manière à avoir, à une fréquence donnée, un coefficient de surtension ou facteur de qualité Q élevée. On améliore ainsi la précision de mesure.We choose a coil whose parameters: self-induction coefficient L, capacitance C and resistance r lead to a value of ratio (L / r) as high as possible, so as to have, at a given frequency, a coefficient of overvoltage or high Q quality factor. This improves measurement accuracy.
Afin d'obtenir un champ électromagnétique constant à l'intérieur de la bobine, on réalise la bobine 5 de préférence en
employant une technique de bobine à double enroulement bien connue des spécialistes du domaine.In order to obtain a constant electromagnetic field inside the coil, the coil 5 is preferably made by employing a double winding coil technique well known to those skilled in the art.
On peut adapter la fréquence de résonance du circuit à la fréquence du signal d'excitation en ajoutant une capacité variable dans le circuit résonnant. Cet agencement permet, entre autre, de diminuer la fréquence de résonance due aux paramètres de la bobine qui est souvent comprise entre 5M et lOKHz.The resonant frequency of the circuit can be adapted to the frequency of the excitation signal by adding a variable capacitance in the resonant circuit. This arrangement allows, among other things, to decrease the resonant frequency due to the parameters of the coil which is often between 5M and lOKHz.
En opération, la sonde 5 est descendue dans un puits traversant des formations géologiques de conductivite variables avec la profondeur. Le puits est rempli en partie par une boue conductrice dont la conductivite électrique est plus élevée que celle de la formation. Autour du puits est présente une zone envahie dont la conductivite est également plus élevée que la valeur de la conductivite de la formation. Sur la figure 3A, la bobine émettrice réceptrice 5 munie de son tubage T est représentée dans trois positions selon l'axe vertical z du puits.In operation, the probe 5 is lowered into a well crossing geological formations of variable conductivity with depth. The well is partially filled with a conductive slurry whose electrical conductivity is higher than that of the formation. Around the well there is an invaded area whose conductivity is also higher than the value of the conductivity of the formation. In FIG. 3A, the receiving transmitting coil 5 provided with its casing T is represented in three positions along the vertical axis z of the well.
La bobine émettrice réceptrice est positionnée dans un puits autour duquel on trouve une première zone envahie Z \ , comportant une certaine quantité d'eau V ] et une seconde zone envahie ∑2 avec une autre quantité d'eau Vi -The receiving emitting coil is positioned in a well around which there is a first invaded zone Z \, comprising a certain quantity of water V] and a second invaded zone ∑2 with another quantity of water Vi -
La bobine étant placée dans la position a, les lignes de champ induites traversent, selon la taille et la position du tubage T, la zone 7χ \ ou là zone Z2 ou éventuellement les deux. La courbe σ l représentée sur la figure 3B montre la variation de la conductivite mesurée pour une telle formation en fonction de la distance r du point où la formation est observée puis selon une direction ox perpendiculaire, par exemple, à l'axe z du puits.The coil being placed in position a, the induced field lines cross, depending on the size and position of the casing T, zone 7χ \ or there zone Z2 or possibly both. The curve σ l represented in FIG. 3B shows the variation of the conductivity measured for such a formation as a function of the distance r from the point where the formation is observed then in a direction ox perpendicular, for example, to the axis z of the well .
Cette courbe σ 1 a été obtenue à partir des valeurs mesurées de l'amplitude du facteur de surtension U aux bornes de la bobine. Au préalable, on a effectué un point zéro consistant à faire tourner la bobine à 90° par rapport à l'axe du puits, et à mesurer la valeur de la conductivite moyenne de la zone envahie.This curve σ 1 was obtained from the measured values of the amplitude of the overvoltage factor U at the terminals of the coil. Beforehand, a zero point was carried out consisting in rotating the coil 90 ° relative to the axis of the well, and in measuring the value of the average conductivity of the invaded area.
Le passage du résultat de mesure de l'amplitude du facteur de surtension à la valeur de la conductivite se fait selon des
abaques préalablement obtenues et mémorisées dans le processeur 10, par exemple.The passage of the measurement result from the amplitude of the overvoltage factor to the value of the conductivity takes place according to abacuses previously obtained and stored in processor 10, for example.
Ces calculs sont basés sur le fait que selon une coupe radiale la dissipation totale en énergie pour une profondeur F en fonction de la valeur de la conductivite locale et du champ magnétique local s'exprime selon la formule suivante :These calculations are based on the fact that according to a radial section the total energy dissipation for a depth F as a function of the value of the local conductivity and the local magnetic field is expressed according to the following formula:
dissipation en énergie = G σ (r) β2(r)dr
ou G est un facteur géométrique intégré obtenu à partir d'abaques établis en laboratoire.energy dissipation = G σ (r) β2 (r) dr where G is an integrated geometric factor obtained from abacuses established in the laboratory.
Cette dissipation en énergie est proportionnelle à la valeur de tension mesurée.This energy dissipation is proportional to the measured voltage value.
Par une méthode classique de système d'équations linéaires, connue des spécialistes en mathématiques, la mesure de la dissipation en énergie pour chaque profondeur T donne une valeur de la conductivite de la formation pour la profondeur T.By a classical method of system of linear equations, known to specialists in mathematics, the measurement of the energy dissipation for each depth T gives a value of the conductivity of the formation for the depth T.
En effectuant plusieurs mesures du facteur de surtension pour plusieurs valeurs de profondeur ou distance par rapport à l'axe vertical du puits, on établit, par exemple, le profil de variation de la conductivite de la formation géologique en fonction de la distance à l'axe du puits.By carrying out several measurements of the overvoltage factor for several values of depth or distance relative to the vertical axis of the well, one establishes, for example, the profile of variation of the conductivity of the geological formation as a function of the distance to the axis of the well.
Les courbes σ b et σc de la figure 3B ont été obtenues , la bobine émettrice 5 étant dans les positions b et c. Dans la position b, et avec un tubage latéral T ayant des dimensions choisies et positionné pour que les lignes de champ sortant de la bobine explorent uniquement les zones Z \ et Z2 dans leur partie ne comprenant pas d'eau, on obtient la courbe σ b qui varie faiblement en fonction de la profondeur r. La courbe σ c a été obtenue en positionnant le tubage T autour de la bobine pour que les lignes de champ explorent uniquement des zones envahies en majorité par de l'eau. La courbe σc obtenue est constante quelque soit la profondeur.
Les courbes de conductivite σ . σc sont déduites des valeurs d'amplitude de la surtension mesurée aux bornes de la bobine de manière identique à celle utilisée pour obtenir la courbe σa-The curves σ b and σc in FIG. 3B were obtained, the emitting coil 5 being in positions b and c. In position b, and with a lateral casing T having selected dimensions and positioned so that the field lines leaving the coil explore only the zones Z \ and Z2 in their part not comprising water, the curve σ is obtained b which varies slightly as a function of the depth r. The curve σ c was obtained by positioning the casing T around the coil so that the field lines explore only areas overwhelmed by water. The curve σ c obtained is constant whatever the depth. The conductivity curves σ. σc are deduced from the amplitude values of the overvoltage measured at the terminals of the coil in the same way as that used to obtain the curve σa-
Du fait de sa compacité déjà mentionnée, on peut facilement modifier l'orientation de la bobine 5 et faire varier son angle d'inclinaison 0L par rapport à la verticale du puits.Because of its compactness already mentioned, one can easily change the orientation of the coil 5 and vary its angle of inclination 0L relative to the vertical of the well.
On observe que lorsque l'angle d'inclinaison <X augmente, la contribution à la variation du signal de réponse de la zone envahie augmente. En effet, la zone d'intersection des lignes de champ avec la zone envahie ou section occupée par la zone envahie et balayée par les lignes de champs augmente dans un plan AA' perpendiculaire à l'axe de la bobine. La valeur du facteur de qualité Q variant en fonction de la valeur de la conductivite, l'amplitude du facteur de surtension diminue lorsque l'angle α j augmente et ceci d'autant plus que la zone envahie au moins en partie par la boue conductrice du puits est profonde.It is observed that when the angle of inclination <X increases, the contribution to the variation of the response signal of the invaded area increases. Indeed, the area of intersection of the field lines with the invaded area or section occupied by the invaded area and swept by the field lines increases in a plane AA 'perpendicular to the axis of the coil. The value of the quality factor Q varying as a function of the value of the conductivity, the amplitude of the overvoltage factor decreases when the angle α j increases and this all the more since the area invaded at least in part by the conductive mud of the well is deep.
Il en résulte également la possibilité, en faisant varier α ; d'explorer en profondeur la formation. Les figures 4A et 4B montrent schématiquement une même zone de puits balayée par les lignes de champ extérieures de la bobine émettrice-réceptrice pour deux positions extrêmes de la bobine.This also results in the possibility, by varying α; to explore training in depth. FIGS. 4A and 4B schematically show the same well zone swept by the external field lines of the transmitter-receiver coil for two extreme positions of the coil.
La figure 4B représente la bobine 5 dans une position très inclinée par rapport à l'axe du puits, l'angle d'inclinaison αj' étant très proche de 90°. Dans ce cas, la section occupée par la zone envahie balayée par les lignes de champs dans un plan perpendiculaire à l'axe de la bobine est beaucoup plus importante que dans le cas représenté sur la figure 3A ou l'angle d'inclinaison α j a une valeur plus faible, plus proche de l'axe du puits et, si la conductivite de la zone envahie est supérieure à celle de la formation, la valeur du facteur de surtension, notamment son amplitude, est plus faible que pour l'angle αj' .
On utilise ce résultat pour obtenir une information sur la valeur de la conductivite de la formation en profondeur. En effet, selon le principe exposé ci-dessus, on obtient des valeurs de surtension qui caractérisent des zones proches de l'axe vertical du puits si l'inclinaison de la bobine est forte, ou des zones plus éloignées si cette inclinaison est faible.FIG. 4B represents the coil 5 in a very inclined position relative to the axis of the well, the angle of inclination αj 'being very close to 90 °. In this case, the section occupied by the invaded zone swept by the field lines in a plane perpendicular to the axis of the coil is much greater than in the case represented in FIG. 3A or the angle of inclination α ja a lower value, closer to the axis of the well and, if the conductivity of the invaded area is higher than that of the formation, the value of the overvoltage factor, in particular its amplitude, is lower than for the angle αj '. This result is used to obtain information on the value of the conductivity of the formation in depth. In fact, according to the principle set out above, overvoltage values are obtained which characterize zones close to the vertical axis of the well if the inclination of the coil is large, or zones more distant if this inclination is small.
Pour cela pour une valeur d'angle α j le générateur 8 envoie un signal alternatif à la bobine 5. Le dispositif 9 mesure, par exemple, la valeur de l'amplitude du facteur de surtension Qi correspondant à l'angle α j. La valeur est ensuite mémorisée dans le processeur 10. Cette valeur d'angle α ; permet d'avoir une information sur la valeur de la conductivite d'une zone envahie située à une cote zi suivant l'axe vertical du puits. On effectue cette mesure pour plusieurs valeurs d'angle α j. Le processeur 10 est programmé pour traiter les valeurs mesurées et déterminer à partir de ces valeurs la valeur de la conductivite de la formation à la cote zi.For this, for an angle value α j, the generator 8 sends an alternating signal to the coil 5. The device 9 measures, for example, the value of the amplitude of the overvoltage factor Qi corresponding to the angle α j. The value is then stored in the processor 10. This angle value α; provides information on the value of the conductivity of an invaded area located at a level zi along the vertical axis of the well. This measurement is carried out for several angle values α j. The processor 10 is programmed to process the measured values and determine from these values the value of the conductivity of the formation at dimension zi.
On obtient ainsi une information sur la valeur de la conductivite moyenne de la formation pour une cote donnée. On observe de plus que le signal provenant de la zone envahie est maximal dans un plan B défini par l'axe de la bobine et l'axe vertical du puits.This gives information on the value of the average conductivity of the formation for a given rating. It is further observed that the signal from the invaded area is maximum in a plane B defined by the axis of the coil and the vertical axis of the well.
On utilise ce résultat pour obtenir une information sur la distribution spatiale de la conductivite de la formation en faisant tourner les plans B autour de l'axe vertical du puits.This result is used to obtain information on the spatial distribution of the conductivity of the formation by rotating the B planes around the vertical axis of the well.
La figure 5 représente une façon d'utiliser le dispositif en faisant varier l'azimut β de la bobine.FIG. 5 represents a way of using the device by varying the azimuth β of the coil.
Pour un angle α donné de la bobine 5 on fait tourner cette dernière autour de l'axe vertical du puits, ce qui correspond à une rotation du plan B , et on mesure pour plusieurs valeurs d'angle β la valeur du facteur de surtension. Chaque valeur de l'azimut β permet de repérer un plan B dans lequel le signal de réponse de la zone envahie est maximal. On procède de façon identique à la méthode décrite en relation avec les figures 4A, 4B. Le processeur 10 est programmé pour déterminer à partir des
valeurs mesurées, la valeur de la onductivité de la formation, pour une cote donnée zi liée à la profondeur d'exploration des lignes de champ contribuant au signal pour l'angle α , dans différentes directions définies par les valeurs prises par l'angle β . On obtient alors une information sur la distribution spatiale de la conductivite de la zone envahie de la formation géologique 2 située autour du puits 3.For a given angle α of the coil 5, the latter is rotated about the vertical axis of the well, which corresponds to a rotation of the plane B, and the value of the overvoltage factor is measured for several values of angle β. Each value of the azimuth β makes it possible to locate a plane B in which the response signal from the invaded zone is maximum. One proceeds in an identical manner to the method described in relation to FIGS. 4A, 4B. The processor 10 is programmed to determine from the measured values, the value of the wavelength of the formation, for a given dimension zi linked to the depth of exploration of the field lines contributing to the signal for the angle α, in different directions defined by the values taken by the angle β . Information is then obtained on the spatial distribution of the conductivity of the area invaded by the geological formation 2 located around the well 3.
Les exemples précédents ont montré l'avantage d'utiliser une seule bobine émettrice-réceptrice afin d'étudier la conductivite de zones envahies de manière spatiale (variation de l'azimut β autour de l'axe vertical du puits) et en profondeur en faisant varier l'angle d'inclinaison α .The previous examples have shown the advantage of using a single transmitter-receiver coil in order to study the conductivity of invaded areas spatially (variation of the azimuth β around the vertical axis of the well) and in depth by making vary the angle of inclination α.
Selon un mode préférentiel de mise en oeuvre de la méthode, par déplacement de la bobine selon l'axe vertical du puits (en descendant ou en montant), on obtient une information sur la conductivite de la formation pour différents niveaux.According to a preferred embodiment of the method, by moving the coil along the vertical axis of the well (going down or up), information on the conductivity of the formation is obtained for different levels.
Une autre variante de réalisation du dispositif permettant d'obtenir ce résultat est schématisé sur la figure 6.Another variant embodiment of the device making it possible to obtain this result is shown diagrammatically in FIG. 6.
On utilise la possibilité d'explorer en profondeur la formation en faisant varier la valeur de l'angle α par rapport à l'axe vertical du puits et la possibilité de modifier l'azimut de la bobine autour de l'axe vertical du puits pour caractériser la formation dans l 'espace.We use the possibility of exploring the formation in depth by varying the value of the angle α relative to the vertical axis of the well and the possibility of modifying the azimuth of the coil around the vertical axis of the well to characterize the formation in space.
Le dispositif peut comporter une pl uralité de bobines émettrices-réceptrices de forme allongée, de préférence, réparties le long du corps de la sonde 1 , et dont on peut modifier individuellement l'inclinaison. Dans le mode de réalisation de la Figure 6, il comporte par exemple, quatre bobines B ] , B2, B3, B4 dont les axes sont inclinés selon des angles respectifs α ι , α2 , α3, α4 avec l'axe vertical du puits, et sont situés dans des plans B ] ,The device may include a plurality of transceiver coils of elongated shape, preferably distributed along the body of the probe 1, and the inclination of which can be individually modified. In the embodiment of FIG. 6, it comprises for example four coils B], B2, B3, B4 whose axes are inclined at respective angles α ι, α2, α3, α4 with the vertical axis of the well, and are located in planes B],
B2, B3, B4 (Fig. 5) dont les angles de rotation ou azimut sont β i , β2, β3 et β4 (Fig. 5).B2, B3, B 4 (Fig. 5) whose angles of rotation or azimuth are β i, β2, β 3 and β 4 (Fig. 5).
Le dispositif comporte, par exemple dans ce cas, un premier multiplexeur 12 pour connecter séquentiellement le générateur de signal 8 aux quatre bobines et un deuxième multiplexeur 13
pour connecter séquentiellement les mêmes bobines au moyen de mesure 9.The device comprises, for example in this case, a first multiplexer 12 for sequentially connecting the signal generator 8 to the four coils and a second multiplexer 13 for sequentially connecting the same coils to measuring means 9.
On peut aussi relier les bobines à des générateurs de signaux distincts et à des moyens de mesure 9 indépendants. Le nombre des bobines positionnées à l'intérieur du corps 7 est choisi en fonction de la précision avec laquelle on souhaite caractériser la formation.It is also possible to connect the coils to separate signal generators and to independent measurement means 9. The number of coils positioned inside the body 7 is chosen according to the precision with which one wishes to characterize the formation.
On utilise par exemple 10 à 20 bobines pour avoir une bonne précision de mesures. Chaque bobine a un diamètre par exemple compris entre 0,5 et 5 cm et une longueur variant, par exemple, dans la fourchette 3 et 50 cm.For example, 10 to 20 coils are used to have good measurement accuracy. Each coil has a diameter for example between 0.5 and 5 cm and a length varying, for example, in the range 3 and 50 cm.
La longueur totale de la sonde 1 peut ainsi varier entre 50 cm et 2 m, elle est fonction du nombre de bobines le consti tuant. Une des possibilités de mise en oeuvre du dispositif consiste à déplacer la sonde 1 dans le puits de forage jusqu'à une cote fixée. La cote de la sonde est déterminée par exemple par la longueur du câble 4 ayant été déroulé ou enroulé au cours de la descente. On effectue alors des mesures de la conductivite de la formation pour une position donnée de la sonde. Pour cela, on procède par exemple aux étapes suivantes : le générateur de signaux 8 envoie un signa l alternatif d'excitation par l'intermédiaire du. multiplexeur 12, à une bobine Bj repérée par son angle d'inclinaison αj, par son espacement longitudinal XJ par rapport à un point de référence, qui peut être par exemple en haut de celle-ci, et par son azimut β j. La fréquence d'excitation est prise égale de préférence à la fréquence de résonance du circuit. A partir du moment où le signal est appliqué, on enregistre à l'aide des moyens de mesure 9 la valeur de l'amplitude du coefficient de qualité Q du circuit résonnant. Les valeurs mesurées sont ensuite transmises au processeur 10 qui les mémorise.The total length of the probe 1 can thus vary between 50 cm and 2 m, it is a function of the number of coils constituting it. One of the possibilities of implementing the device consists in moving the probe 1 in the wellbore to a fixed dimension. The dimension of the probe is determined for example by the length of the cable 4 having been unwound or wound up during the descent. Measurements of the conductivity of the formation are then made for a given position of the probe. For this, the following steps are carried out, for example: the signal generator 8 sends an alternating excitation signal via the. multiplexer 12, to a coil Bj identified by its angle of inclination αj, by its longitudinal spacing XJ with respect to a reference point, which can for example be at the top thereof, and by its azimuth β j. The excitation frequency is taken preferably equal to the resonance frequency of the circuit. From the moment the signal is applied, the value of the amplitude of the quality coefficient Q of the resonant circuit is recorded using the measuring means 9. The measured values are then transmitted to the processor 10 which stores them.
On réitère cette mesure de façon séquentielle en faisant varier les valeurs des angles d'inclinaison α j et de rotation β j
pour chaque bobine. Les valeurs mesurées sont mémorisées dans le processeur 1 0 programmé pour les traiter et qui, par corrélation par exemple, détermine une valeur moyenne de la conductivite d'une zone envahie de la formation en profondeur et spatialement autour de l'axe vertical du puits. La profondeur de la zone envahie caractérisée dépend notamment du nombre de bobines disposées à l'intérieur de la sonde 1.This measurement is repeated sequentially by varying the values of the angles of inclination α j and of rotation β j for each coil. The measured values are stored in the processor 10 programmed to process them and which, by correlation for example, determines an average value of the conductivity of an area invaded by the formation in depth and spatially around the vertical axis of the well. The depth of the characterized invaded area depends in particular on the number of coils placed inside the probe 1.
Quand le dispositif comporte plusieurs bobines, on mesure de façon séquentielle les valeurs de surtension obtenues pour les bobines contenues dans la sonde 1 , en utilisant les multiplexeurs 12, 13.When the device comprises several coils, the overvoltage values obtained for the coils contained in the probe 1 are measured sequentially, using the multiplexers 12, 13.
En effectuant des mesures pour différentes positions du corps 7 de la sonde, repérées par exemple par la longueur dont on a enroulé ou déroulé le câble 4, il est ainsi possible de caractériser la formation géologique située autour du puits à différents niveaux et d'en déduire pour chaque niveau une cartographie de la conductivite de la formation pour des zones envahies de la formation situées à des profondeurs variables par rapport à l'axe du puits et dans des directions spatiales variant autour de l'axe vertical du puits.By making measurements for different positions of the body 7 of the probe, identified for example by the length of which the cable 4 has been wound or unwound, it is thus possible to characterize the geological formation located around the well at different levels and in deduce for each level a mapping of the conductivity of the formation for areas invaded by the formation located at variable depths relative to the axis of the well and in spatial directions varying around the vertical axis of the well.
On ne sortirait pas du cadre de l'invention si l'on fait varier l'amplitude d u champ magnétiq ue dans la bobine en faisant varier l'intensité transmise à la bobine par le générateur de fréquence . Un des avantages supplémentaires du dispositif selon l'invention apparaît lorsque l'on considère le cas d'un puits dévié. Ce cas est schématisé sur la figure 7. Une des difficultés dans ce cas est liée au fait que la sonde 1 qui parcourt le puits 14 est inclinée par rapport aux couches successives ( 15 , 16) de la formation. Il est possible dans ce cas, de maintenir la ou les bobines 5 en position verticale, c'est-à-dire selon une direction sensiblement perpendiculaire aux couches de terrain rencontrées. Un moyen simple pour y parvenir consiste à suspendre la bobine par une de ses extrémités par rapport au corps de la sonde de
manière à ce qu'elle soit libre de tourner ou de s'orienter dans le puits sous l'action de la pesanteur.It would not go beyond the scope of the invention if the amplitude of the magnetic field in the coil is varied by varying the intensity transmitted to the coil by the frequency generator. One of the additional advantages of the device according to the invention appears when considering the case of a deviated well. This case is shown diagrammatically in FIG. 7. One of the difficulties in this case is linked to the fact that the probe 1 which traverses the well 14 is inclined relative to the successive layers (15, 16) of the formation. In this case, it is possible to maintain the coil (s) 5 in a vertical position, that is to say in a direction substantially perpendicular to the layers of ground encountered. A simple way to achieve this is to suspend the coil by one of its ends relative to the body of the probe. so that it is free to turn or to orient itself in the well under the action of gravity.
On ne sortirait pas du cadre de l'invention si on utilisait pour repérer la bobine l'angle de déclinaison par rapport à l'axe vertical (égal à π/2-α) .We would not go beyond the scope of the invention if we used to locate the coil the declination angle relative to the vertical axis (equal to π / 2-α).
B ien entendu, diverses modifications et/ou adjonctions peuvent être apportées par l'homme de métier au procédé et au dispositif dont la description vient d'être donnée à titre nullement limitatif, sans sortir du cadre de l'invention.
Of course, various modifications and / or additions can be made by those skilled in the art to the process and to the device, the description of which has just been given without limitation, without departing from the scope of the invention.
Claims
REVENDICATIONS
1 ) Dispositif pour mesurer la conductivite de formations géologiques autour d'un puits, caractérisé en ce qu'il comporte en combinaison une bobine inductive émettrice-réceptrice allongée (5) mobile et adaptée à être descendue dans le puits, des moyens de génération (8) d'un signal périodique d'excitation propre à créer dans la bobine inductive émettrice-réceptrice allongée(5) une surtension, des moyens de mesure (9) de la variation du facteur de surtension de la bobine inductive émettrice-réceptrice allongée causée par la présence des formations géologiques environnantes, et des moyens de traitement ( 10) pour déterminer directement à partir de ladite variation du facteur de surtension une indication sur la valeur de la conductivite de la formation située autour du puits.1) Device for measuring the conductivity of geological formations around a well, characterized in that it comprises in combination an elongated inductive transmitter-receiver coil (5) movable and adapted to be lowered into the well, generation means ( 8) a periodic excitation signal capable of creating an overvoltage in the elongated transceiver inductive coil (5), means for measuring (9) the variation of the overvoltage factor of the elongated inductive emitter-receiver coil caused by the presence of the surrounding geological formations, and processing means (10) for directly determining from said variation of the overvoltage factor an indication of the value of the conductivity of the formation located around the well.
2. - Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les moyens inductifs (5) comportent une bobine émettrice- réceptrice de forme allongée.2. - Device according to claim 1, characterized in that the inductive means (5) comprise a transmitter-receiver coil of elongated shape.
3. - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la bobine émettrice-réceptrice (5) comporte à au moins une de ses extrémités un moyen pour privilégier les lignes de champ générées par le signal périodique selon une direction donnée.3. - Device according to claim 2, characterized in that the transmitter-receiver coil (5) comprises at at least one of its ends a means for favoring the field lines generated by the periodic signal in a given direction.
4. - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite bobine comporte un élément de perméabilité magnétique élevée permettant d'augmenter la valeur du champ d'induction magnétiq ue.4. - Device according to claim 2, characterized in that said coil comprises an element of high magnetic permeability for increasing the value of the magnetic induction field.
5. - Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les moyens inductifs sont orientables dans toutes les directions par rapport à l'axe dudit puits. 5. - Device according to claim 1, characterized in that the inductive means are orientable in all directions relative to the axis of said well.
6. - Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que lesdi ts moyens i nd uctifs comportent pl u sieurs bobi nes émettrices-réceptrices, l'axe de chaque bobine faisant un angle a avec l'axe du puits, ledit angle étant variable en fonction de la bobine. 6. - Device according to claim 1, characterized in that the di ts i i nd uctifs comprise pl u sieurs bobi nes emitters-receivers, the axis of each coil making an angle a with the axis of the well, said angle being variable depending on the coil.
7. - Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la fréquence du signal périodique est fonction de la fréquence de résonance du circuit.7. - Device according to claim 1, characterized in that the frequency of the periodic signal is a function of the resonance frequency of the circuit.
8. - Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la fréquence du signal périodique est égale à la fréquence du signal de résonance du circuit.8. - Device according to claim 7, characterized in that the frequency of the periodic signal is equal to the frequency of the resonance signal of the circuit.
9. - Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le signal périodique est un signal permanent.9. - Device according to claim 1, characterized in that the periodic signal is a permanent signal.
10. - Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le signal alternatif est constitué d'un train d'impulsions de courte durée.10. - Device according to claim 1, characterized in that the alternating signal consists of a train of short duration pulses.
1 1 . - Méthode pour mesurer la conductivite d'une zone d'une formation géologique terrestre située autour d'un puits de forage comportant les étapes suivantes : a) on génère un signal électromagnétique variable à partir d'au moins un moyen inductif allongé, b ) on mesure la variation du facteur de surtension d'au moins ledit moyen inductif allongé ayant généré le signal, causée par la présence de la formation géologique environnante et, on en déduit la valeur de la conductivite de la zone de la formation géologique située autour du puits de forage, pour une position donnée dans le puits dudit moyen inductif allongé.1 1. - Method for measuring the conductivity of an area of a terrestrial geological formation located around a wellbore comprising the following steps: a) a variable electromagnetic signal is generated from at least one elongated inductive means, b) measuring the variation of the overvoltage factor of at least said elongated inductive means having generated the signal, caused by the presence of the surrounding geological formation and, from this is deduced the value of the conductivity of the area of the geological formation located around the wellbore, for a given position in the well of said elongated inductive means.
12. - Méthode selon la revendication 13, caractérisée en ce que l'on mesure la variation de l'amplitude du facteur de surtension.12. - Method according to claim 13, characterized in that the variation in the amplitude of the overvoltage factor is measured.
13. - Méthode selon la revendication 1 1 , caractérisée en ce que l'on repère la position du moyen inductif allongé par l'angle que fait sa direction d'allongement par rapport à l'axe du puits ou angle d'inclinaison α , son azimut β et sa cote zi suivant l'axe du puits .13. - Method according to claim 1 1, characterized in that one locates the position of the inductive means elongated by the angle made by its direction of elongation relative to the axis of the well or angle of inclination α, its azimuth β and its dimension zi along the axis of the well.
14. - Méthode selon la revendication 1 1 , caractérisée en ce que l'on mesure des valeurs du facteur de surtension du moyen inductif allongé en faisant varier l'angle d'inclinaison α et en ce que l'on détermine à partir des valeurs mesurées, la distribution spatiale de la conductivite d'une zone de la formation en fonction de la profondeur p suivant une direction perpendiculaire à l'axe du puits.14. - Method according to claim 1 1, characterized in that one measures values of the overvoltage factor of the elongated inductive means by varying the angle of inclination α and in that one determines from the values measured, the spatial distribution of the conductivity of an area of the formation as a function from the depth p in a direction perpendicular to the axis of the well.
15. - Méthode selon la revendication 1 1 , caractérisée en ce que l'on mesure l a valeur d u facteur de surtension pour différentes valeurs d'azimut β et on détermine à partir de valeurs mesurées, la distribution spatiale de la conductivite de la formation autour de l'axe du puits.15. - Method according to claim 1 1, characterized in that one measures the value of the overvoltage factor for different values of azimuth β and it is determined from measured values, the spatial distribution of the conductivity of the formation around the axis of the well.
16. - Méthode selon la revendication 1 1 , caractérisée en ce que l'on mesure la variation du facteur de surtension pour plusieurs couples de valeurs (a i , β i ), et à partir des valeurs mesurées, on détermine la valeur de la conductivite d'une zone de la formation située autour du puits.16. - Method according to claim 1 1, characterized in that the variation of the overvoltage factor is measured for several pairs of values (ai, β i), and from the measured values, the value of the conductivity is determined an area of the formation located around the well.
17. - Méthode selon la revendication 16, caractérisée en ce que l'on effectue une corrélation des différentes valeurs mesurées .17. - Method according to claim 16, characterized in that one carries out a correlation of the different measured values.
18. - Méthode selon la revendication 16, caractérisée en ce que l'on réitère les mesures précédentes pour différentes positions dudit moyen inductif pour obtenir une cartographie de la valeur de la conductivite de la formation géologique. 18. - Method according to claim 16, characterized in that the previous measurements are repeated for different positions of said inductive means to obtain a mapping of the value of the conductivity of the geological formation.
19. - Méthode selon l'une des revendications 1 1 à 18, caractérisée en ce que l'on utilise comme moyen inductif une bobine émettrice-réceptrice.19. - Method according to one of claims 1 1 to 18, characterized in that one uses as inductive means a transmitter-receiver coil.
20. - Méthode selon l'une des revendications 1 1 à 18, caractérisée en ce que l'on utilise plusieurs bobines émettrices- réceptrices.20. - Method according to one of claims 1 1 to 18, characterized in that one uses several transmitter-receiver coils.
21. - Méthode selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'on acquiert les mesures de façon séquentielle. 21. - Method according to one of the preceding claims, characterized in that the measurements are acquired sequentially.
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| GB9416258A GB2278688B (en) | 1992-12-15 | 1993-12-14 | Device and method for measuring the conductivity of geological formations around a well |
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Applications Claiming Priority (2)
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