DE1623118A1

DE1623118A1 - Method and apparatus for examining earth formations

Info

Publication number: DE1623118A1
Application number: DE1967S0112648
Authority: DE
Inventors: Gouilloud Michel Maria Albert; Andre Levy
Original assignee: Societe de Prospection Electrique Schlumberger SA
Current assignee: Services Petroliers Schlumberger SA
Priority date: 1967-11-02
Filing date: 1967-11-02
Publication date: 1971-04-01
Also published as: DE1623118C3; DE1623118B2

Description

Beschreibung "Verfahren und Vorrichtung zum Untersuchen von Erdfromationen".Description "Method and device for the investigation of earth formations".

Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zum Untersuchen von Erdformationen, die von einem Bohrloch durchteuft sind, mittels elektromagnetischer Energie und hat insbesondere zum Gegenstand die Messung des elektrischen Widerstandes oder der Konduktivität bzw. elektrischen Leitfähigkeit der Erdformationen durch Ausbreitung elektromagnetischer Energie in den Formationen und Messung bestimmter Fortpflanzungscharakteristika dieser elektromagnetischen Energie. The invention relates to methods and devices for examination of earth formations penetrated by a borehole by means of electromagnetic Energy and its main object is the measurement of electrical resistance or the conductivity or electrical conductivity of the earth formations Propagation of electromagnetic energy in the formations and measurement of certain Propagation characteristics of this electromagnetic energy.

Für die Untersuchung mn an ein Tiefbohrloch angrenzenden Erdformationen ist bisher eine große Anzahl verschiedener -Arten wn Untersuchungsgeräten angewandt worden Eine Kategorie solcher Untersuchungsgerate macht für die Untersuchung der Erdformationen von elektromagnetischen Feldern Gebrauch. Eine Art solcher Untersuchungsgeräte ist das sogenannte "Elektrodenlog"-Gerät, das mit einemdektrischen Feld in den umliegenden Erdformationen arbeitet, um Aufschluß über deren Widerstand oder Leitfähigkeit zu erhalten. For the investigation of earth formations adjacent to a deep borehole So far, a large number of different types of examination devices have been used One category of such examination devices makes for the examination of the Earth formations from electromagnetic fields Use. A kind of such examination devices is the so-called "electrode log" device, which is equipped with a dielectric Field in the surrounding earth formations is working to shed light on their resistance or to maintain conductivity.

Eine andere Art eines solchen Untersuchungsgerätes ist das sogenannte "INduktionslog"-Untersuchungsgerät, das mit einem magnetischen Feld in den Format ionen arbeitet zum Erzeugen eines Sekundär-Stromflusses in den Formationen.Another type of such an examination device is the so-called "INduktionslog" examination device that uses a magnetic field in the format ion works to create a secondary flow of electricity in the formations.

Dieser sekundäre Stromfluß baut dann ein sekundäres magnetisches Feld auf, das seinerseits Strom in eine oder mehrere in unmittelbarer Nähe angeordnete Empfangsspulen induziert, wobei der Strom proportional ist. dem sekundären Stromfluß und somit proportional der Konduktitvität oder elektrischen Leitfähigkeit der Formationen.This secondary flow of current then builds a secondary magnetic field on, which in turn current in one or more arranged in the immediate vicinity Induced receiving coils, the current being proportional. the secondary current flow and thus proportional to the conductivity or electrical conductivity of the formations.

Sowohl bei den bisher gebräuchlichen Elektrodenlogals auch Induktionslog-Geräten ist es erforderlich gewesen, die Arbeitsfrequenz niedrig genug zu halten, damit der Feldaufbau in den Format ionen als ein statisches oder "quasistatisches" elektromagnetisches Feld eingestuft werden kann. Both with the previously used electrode log and induction log devices it has been necessary to keep the operating frequency low enough to do so the field structure in the format ions as a static or "quasi-static" electromagnetic Field can be classified.

Mit statischem oder quasi statischem Feld ist gemeint, daß das an einer Stelle in den Format ionen aufgebaute Feld einen vernachlässigbaren Einfluß auf das Feld an einer anderen Stelle in den Formationen hat. Daraus hat sich die sogenannte "geometrische Faktor-Theorie"entwickelt, wie sie beim Induktionslog-Verfahren zur Anwendung kommt.With static or quasi-static field it is meant that this is on a field built up in the format ions has a negligible influence on the field elsewhere in the formations. This is what the so-called "geometric factor theory" developed, as it is in the induction log method is used.

Bekanntlich wird, wenn die Frequenz des Transmitter-oder Sendestromes, d.h. des zu der Transmitter- oder Sendespule beim Induktionslog-VErfahren oder zu der Stromaussendeelektrode beim Elektrodenlog-Verfahren zugeführtenStrom', s , nennenswertjist, die statische Feld-Theorie etwas gestört aufgrund des "Skineffektes". Diese sogenaente"Skineffekt"-+erhöht Erscheinung wird verursacht sowohl durch Selbstinduktanz als auch durch Wechselwirkungtzw. gegenseitige Beeinflussung zwischen den in die zu untersuchenden Formationen induzierten zirkulierenden Strömen.Das bedeutet eine Wiederverteilung des Formationsstromflusses im Bemühen, mehr von dem Stromfluß in Bereichen in Erscheinung treten zu lassen, wo die effektive elektrische Impedanz geringer ist. Es ist die gleiche Art von Erscheinung, die anzutreffen ist, beim Hoehfrequenzbetrieb anderer Arten von elektrischen Schaltungen und Einreichtungen. Wenn nicht spezielle"Skineffekt"-Korrekturschaltungen verwendet werden, kann diese"Skineffekt" Erscheinung bemerkenswerte Fehler bei den Messungen hervorrufen. Um eine Feldänderung durch alesen Skineffekt" und auch die sich hieraus ergebenden Genauigkeitsprobleme zu vermeiden, ist die Frequenz bei Bohrlochuntersuchungssystemen immer verhältnismäßig niedrig gehalten worden. Es ist daher erwünscht, eine Untersuchungstechnik zu haben, bei der diese knderung des Feldaufbaus in den Format ionen durch den Skineffekt nicht länger ein Problem ist. As is well known, if the frequency of the transmitter or transmission current, i.e. the one to the transmitter or transmitter coil in the induction log V method or to The current supplied to the current emitting electrode in the electrode logging process is noteworthy, the static field theory somewhat disturbed due to the "skin effect". This so-called "skin effect" - + increases Appearance is caused by both self-inductance and interaction. mutual Influence between the circulating induced in the formations to be investigated This means a redistribution of the formation current flow in an effort to to allow more of the current flow to appear in areas where the effective electrical impedance is lower. It is the same type of appearance that you encounter is when operating other types of electrical circuits and filings at high frequency. If special "skin effect" correction circuits are not used, this "skin effect" Appearance cause noticeable errors in measurements. To a field change by alesen skin effect "and also the resulting accuracy problems To avoid this, the frequency in well logging systems is always proportionate been kept low. It is therefore desirable to have an examination technique in the case of this change in the field structure in the formats due to the skin effect is no longer a problem.

Ein Beiwert der umliegenden Erdformationen, der gemessen werden sollte, ist der elektrische Widerstand Rxo dersogenannten Invasionszone" nächst dem Bohrloch. Die Invasionzone ist der Bereich, in dem die Bohrspülung in die das Bohrloch umgebenden Formationen eindringt und in dem somit die Formationsflüssigkeit von dem Bohrloch weg verdrängt ist. Beim Messen des elektrischen Widerstandes dieser Invasionszone hat sich in der Vergangenheit die Verwendung von Elektrodensystemen allgemein als notwendig erwiesen. A coefficient of the surrounding earth formations that should be measured is the electrical resistance Rxo of the so-called invasion zone "next to the borehole. The invasion zone is the area in which the drilling fluid enters the surrounding the borehole Penetrates formations and thus into which the formation fluid from the borehole is displaced away. When measuring the electrical resistance of this invasion zone In the past, the use of electrode systems has proven to be general proved necessary.

Vielfach hat es sich als erwünscht gezeigt, Elektrodenuntersuchungssysteme zu verwenden, bei denen die Elektroden an einer Art Gummipolster montiert sind, die in ganz unmittelbarer Nähe zu der Bohrlochwandung angeordnet werden können.In many cases it has been shown to be desirable to use electrode examination systems to be used in which the electrodes are mounted on a kind of rubber pad, the very immediate Arranged close to the borehole wall can be.

Auf jeden Fall ergeben sich bestimmte Schwierigkeiten beim Einsatz solcher Elektrodentypensysteme, wenn zur gleichen Zeit ein Induktionslog-Gerät eingesetzt wird. Der Grund hierfür ist, daß von dem Induktionslog-Gerät Ströme in die Metallkonstruktion der Elektroden induziert werden können, was Fehler verursachen kann hinsichtlich der durch das Induktionslog-Systeme gemessenen Konduktivität bzw. elektrischen Leitfähigkeit. Zusätzlich ist bei Verwendung eines Gerätes, bei dem die Elektrode an einer Art Gummipolster angebracht ist, die Aufstiegsgeschwindigkeit durch das Bohrloch begrenzt. In any case, there are certain difficulties in use such electrode type systems if an induction log device is used at the same time will. This is because currents from the induction log device enter the metal structure of the electrodes can be induced, which can cause errors with regard to the conductivity or electrical conductivity measured by the induction log system. In addition, when using a device in which the electrode is attached to a type Rubber pad is attached which limits the rate of ascent through the borehole.

In-diesem Zusammenhang würde es erwünscht sein, sogenannte "Spulentyp"-Untersuchungsgeräte zu schaffen für die Untersuchung dieser Invasionszone der Erdformationen und für dessen Verwendung in Verbindung mit dem üblichen "Induktionslog-Gerät".In this context, it would be desirable to have so-called "coil type" probes to create for the study of this invasion zone of the earth formations and for its use in connection with the usual "induction log device".

Ziel der Erfindung ist daher die Schaffung neuer und verbesserter Verfahren und Geräte für die Untersuchung unterirdischer Erdformationen. The aim of the invention is therefore to create new and improved ones Methods and apparatus for the study of underground earth formations.

Gemäß der Erfindung ist das Verfahren zum Untersuchen von Erdformationen, dievon einem Bohrloch durchteuft sind, gekennzeichnet durch die Aussendung elektromagnetischer Energie, die sich in den angrenzenden Erdformationen fortpflanzt, und durch die Messung mindestens eines Faktors der Fortpflanzungskonstante der sich durch mindestens einen Teil der Erdformationen ausbreitenden bzw. fortpflanzenden elektromagnetischen Energie. Eine zum Durchführen dieses Verfahrens geeignete Vorrichtung ist gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Aussenden elektromagnetischer Energie in die umliegenden Erdformationen, die sich durch diese Formationen ausbreitet, und durch auf die elektromagnetische Energie ansprechende Einrichtungen zum Messen mindestens eines Faktors der Fortpflanzungskonstante mindestens eines Teiles der Erdformationen. According to the invention, the method for examining earth formations, which are penetrated by a borehole, characterized by the emission of electromagnetic Energy that propagates in the adjacent earth formations, and through the Measurement of at least one factor of the propagation constant which is divided by at least part of the earth's formations spreading or propagating electromagnetic Energy. A device suitable for carrying out this method is indicated by means of a device for emitting electromagnetic energy in the surrounding earth formations that spread through these formations, and by means of measuring devices that respond to the electromagnetic energy at least a factor of the propagation constant of at least a part of the earth formations.

Dabei liefern das Verfahren und die Vorrichtung ein Maß einer charakteristischen Eigenschaft mindestens eines Teiles der Erdformationen in Abhängigkeit von der sich ausbreitenden elektromagnetischen Energie. Dieses. Maß der charakteristischen Eigenschaften der umliegenden Formationen kann gewonnen werden durch Messen mindestens eines Faktors der elektromagnetischen Fortplfanzungskonstante des in Frage kommenden Teils der Erdformationen. The method and the device provide a measure of a characteristic Property of at least a part of the earth formations depending on the propagating electromagnetic energy. This. Measure of the characteristic properties the surrounding formations can be obtained by measuring at least one factor the electromagnetic propagation constant of the relevant part of the Earth formations.

Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 ein ins Erdreich medergebrachtes Bohrloch mit einer graphischen Darstellung von Linien gleicher Phase, die von elektromagntischen -Wellen bei der Ausbreitung durch das Bohrloch und die umgebenden Erdformationen erzeugt worden sind, Fige 2 ein sogenanntes Phasor oder Phasendiagramm von Betrag und Phase der elektromagnetischen Felder bei ihrer Ausbreitung durch das Erdreich, Fig. 5 eine Spulenaordaung in einem Bohrloch zusammen mit einer schematlschen Darstellung der in Verbindung mit der Spulenanordnung für die Untersuchung von Erdformationen gemäß der Erfindung zur Anwendung gebrachten elektrischen Schaltungstechnik, Fig. 4 eine graphische Darstellung bestimmter Faktoren, die bei der Bestimmung des sogenannten "Spacings" oder Abstandeszwischen Sender und Empfänger der Anordnung ebenso wie die Betriebsfrequenz der Vorrichtung nach Fig. 4 beachtet werden sollte, Fig. 5 eine in einem Bohrloch angeordnete Elektrodenanordnung oder -gruppe zusammen mit schematischen Darstellungen elektrische Schaltungsanordnungen, die gemäß der Erfindung zur Anwendung kommen können, und Fig. 6 eine Vorrichtung in einer Anordnung gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung. Further features and details of the invention emerge from the following description of the embodiments shown in the drawing. The drawings show: FIG. 1 a borehole with a meder brought into the ground graphical representation of lines of the same phase caused by electromagnetic waves generated as it propagates through the borehole and surrounding earth formations Fig. 2 shows a so-called phasor or phase diagram of magnitude and phase of the electromagnetic fields as they propagate through the ground, Fig. 5 a coil arrangement in a borehole together with a schematic representation in connection with the coil assembly for the study of Earth formations according to the invention applied electrical circuit technology, Fig. 4 is a graphical representation of certain factors involved in determining the so-called "spacings" or distances between the transmitter and receiver of the arrangement just as the operating frequency of the device according to Fig. 4 should be noted, 5 shows an electrode arrangement or group arranged in a borehole together with schematic representations of electrical circuit arrangements according to the Invention can be used, and FIG. 6 shows a device in an arrangement according to another feature of the invention.

Die Beziehung für die magnetische Fe1£tärke Hz bei einer Entfernung z von einem Sender oder Geber kann für große Werte von z in Ableitung von der Maxwell'schen Gleichung ausgedrückt werden als: Hz = Ho e - Z/# (1+j), (1) wobei e gleich 2,718 die Basis des natürlichen Logarithmus ist Ho die magnetische Feldstärke an dem Sender oder Geber bedeutet, und d die sogenannte "Skin"-Tiefe ist, die definiert werden kann als wobei ;) =2#~die Kreisfrequenz des Geber- oder Sendersignals ist, µ die magnetische Permeabilität der in Betracht kommenden Formation bedeutet und im allgemeinen als eine konstante anzusehen ist und # die Konduktivität oder Leitfähigkeit der in Betracht kommenden Formation ist.The relationship for the magnetic force Hz at a distance z from a transmitter or transmitter can be expressed for large values of z derived from Maxwell's equation as: Hz = Ho e - Z / # (1 + j), (1) where e equals 2.718 the base of the natural logarithm Ho means the magnetic field strength at the transmitter or transmitter, and d is the so-called "skin" depth, which can be defined as where;) = 2 # ~ is the angular frequency of the transmitter or transmitter signal, µ means the magnetic permeability of the formation in question and is generally to be regarded as a constant and # is the conductivity or conductivity of the formation in question.

-ung Die Gleich (1) kann umgeschrieben werden für den Fall der elektrischen Feldstärke durch Substitution von E für H. Die Gleichung (1) drückt aus, daß die Ausbreitung des dektromagnetischen Feldes geschwächt und phasenverschoben wird mit Zunahme des Entfernungswertes z, d.h. mit Ausbreitung der elektromagnetischen Energie durch die Erdformationen. Das Maß der Phasenverschiebung wird ausgedrückt durch den Term + der Gleichung (1) und das Maß der Schwächung findet seinen Ausdruck in dem Term ## der Gleichung (1). Somit ist der Term + (1 + +) definiert als die Ausbreitungskonstante, der Term @/# als die Schwächungskonstante und der Term -j 1/# als die Phasenkonstante. Die Gleichung (1) besagt also, daß eine elektromagnetische Welle um einen Faktor von 1 pro "Skin"-Tiefe er geschwächt wird und phasenverschoben wird um einen Radianten für jede "Skin"-Tiefe ihres Weges. -ung The same (1) can be rewritten for the case of the electrical Field strength by substituting E for H. Equation (1) expresses that the Propagation of the electromagnetic field is weakened and phase-shifted with Increase in the distance value z, i.e. as the electromagnetic energy spreads through the earth formations. The amount of phase shift is expressed by the term + of equation (1) and the degree of weakening is expressed in the term ## of equation (1). Thus the term + (1 + +) is defined as the propagation constant, the term @ / # as the attenuation constant and the term -j 1 / # as the phase constant. Equation (1) says that an electromagnetic wave by a factor of 1 per "skin" depth it is weakened and out of phase by one radian for every "skin" depth of their way.

Wie oben festgestellt, wird bei den herkömmlichen Induktionslog- oder Elektrodenlog-Systemen die Arbeits- oder Betriebsfrequenz hinreichend niedriggehalten, so daß die statische oder quasi statische Feldtheorie zur Anwendung kommen kann. Damit ist gemeint, daß der Feldaufbau an einer Stelle in den Erdformationen durch den Transmitter bzw. Sender oder Geber einen vernachlässigbaren Effekt auf das Feld an anderen Stellen in der Erdformation hat. Um diese statische oder quasi statische Feldtheorie zur Anwendung zu bringen, muß jedoch die Arbeits- oder Betriebsfrequenz hinreichend niedrig sein, damit die"Skin"-Tiefe in den Formationen wesentlich größer ist als das Spacing bzw. der Abstand zwischen dem Sender oder Geber und den Empfängern. Dies läßt sich besser erkennen aus der Gleichung (1), wo, wenn die"Skin"-Tiefe 8) wesentlich größer als z ist, H im wesentlichen gleich Hc ist für irgendeinen kleinen Wert von z. As stated above, conventional induction logs or electrode log systems the working or Operating frequency sufficient kept low, so that the static or quasi-static field theory can be applied can come. This means that the field is built up at one point in the earth formations due to the transmitter or transmitter or encoder has a negligible effect the field has elsewhere in the earth formation. To this static or quasi To apply static field theory, however, the working or operating frequency must be used be sufficiently low so that the "skin" depth in the formations is much greater is called the spacing or the distance between the transmitter or transmitter and the receivers. This can be seen better from equation (1), where, if the "skin" depth is 8) is substantially greater than z, H is substantially equal to Hc for any small one Value of e.g.

Im Gegensatz zu der beim Induktionslog-oder Elektrodenlog-Verfahren zur Anwendung kommenden statischen oder quasi statischen Feldtheorie hat die vorliegende Erfindung ihre Grundlage auf einer Steigerung der Arbeits-oder Betriebsfrequenz des Bohrloch-Untersuchungssystems bis zu einem Punkt, wo die"Skin"-Tiefe in der Größenordnung des Spacings bzw. Abstandes zwischen dem Sender oder Geber und dem Empfänger liegt und üblicherweise praktisch kleiner als dieses Spacing ist. Aufgrund der wesentlichen Frequenzerhöhung gegenüber der Arbeits- oder Betriebsfrequenz bei den üblichen Indutkionslog-oder Elektrodenlog-Verfahren kann die in Verbindung mit diesen bekannten Bohrloch-Untersuchungsvedhhren benutzte statische oder quasi statische Feldtheorie nicht mehr länger zur Anwendung kommen. Stattdessen hat der elektromagnetische Feldaufbau an einer Stelle in den Erdformationen einen wesentlichen Einfluß auf das Feld an anderen Stellen in der Formation, was Anlaß zu einer elektromagnetischen Raumwelle gibt. Das läßt sich aus Gleichung (1) erkennen, wo, wenn die'tSkin"-Tiefe r in der Grötenordung oder geringer als die Entfernung z ist, die magnetische Feldstärke sich ändert als eine Exponentialfunktion der Entfernung oder des Abstandes z. In contrast to the induction log or electrode log process static or quasi-static field theory that is used has the present Invention their basis on an increase in the work or operating frequency of the well logging system to a point where the "skin" depth is in the Order of magnitude of the spacing or distance between the transmitter or transmitter and the Receiver lies and is usually practically smaller than this spacing. Because of the significant increase in frequency compared to the working or operating frequency the usual induction logging or electrode logging procedures can be used in conjunction with these known borehole investigation tubes were static or quasi-static Field theory can no longer be applied. Instead, the electromagnetic Field structure at one point in the earth formations has a significant influence the field elsewhere in the formation, giving rise to an electromagnetic Sky wave there. This can be seen from equation (1), where if the 'Skin' depth r in the order of magnitude or less than the distance z that magnetic field strength changes as an exponential function of distance or the distance z.

In Fig. 1 sind Linien gleicher Phase lo gezeigt, die erzeugt sind durch ebene elektromagnetische Wellen, die sich durch eine Formation 11 und ein Bohrloch 12 ausbreiten. In Fig. 1, there are shown lines of equal phase lo that are generated by plane electromagnetic waves that travel through a formation 11 and a Spread borehole 12.

Eine sehr ähnliche Darstellung würde ach ergeben ausgehend. von der Feldschwächung oder - dämpfung. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Fall ist der Widerstand Rf der Formation 11 ergrö#er als der Widerstand Rm der Bohrspülung, Dies gibt einen Anstieg der Linien gleicher Phase in der Spülungssäule bei der Untersuchung derjenigen in der Formation. Diese Linien gleicher Phase sind in einem gegenseitigen Abstand von einer"Skin"-Tiefe dargestellt. Um solche ebenen Wellen zu erzeugen, muß der Sender oder Geber in einer beträchtlichen Entfernung von den Empfängern R und R angeordnet sein.A very similar representation would also result. of the Field weakening or damping. In the case shown in Fig. 1, the resistance is Rf of the formation 11 is greater than the resistance Rm of the drilling fluid, this gives a Increase in the lines of the same phase in the mud column when examining those in formation. These lines of the same phase are at a mutual distance represented by a "skin" depth. To create such plane waves, the Transmitter or transmitter at a considerable distance from receivers R and R. be arranged.

1 2 Der Sender oder Geber und die Empfänger dienen dazu, elektromagnetische Energie auszusenden oder zu empfangen und können somit als Antennen bezeichnet werden. Diese Sende- und Empfangsantennen können entweder von Elektroden oder Spulen gebildet sein.1 2 The transmitter or transmitter and the receiver are used to generate electromagnetic Send or receive energy and can therefore be referred to as antennas. These transmitting and receiving antennas can either be formed by electrodes or coils be.

Da die Spülungssäule 12 abmessungsmäßig kleiner als die restliche- Erdformation ist, wird sich im wesnentlichen die ganze in das Erdreich ausgesandte Energie durch die Formation ausbreiten bzw. fortpflanzen. statt durch die Spülungssäule, weshalb das Spacing oder der Abstand zwischen den Linien gleicher Phase in der Spülungssäule gleich dem Spacing oder Abstand zwischen den Linien gleicher Phase in der Formation sein wird. Deshalb kann durch Anordnung eines Paares von Empfängern R1 und R2 in einem gegenseitigen Abstand ## in dem Bohrloch 12 und durch Vergleich der Phase der von den beiden Empfängern R1 und R2 empfangenen Signale die"Skin"-Tiefe in dem schraffierten Bereich der Erdformation zwischen den Linien gleicher Phase, die in Verbindung stehen mit den Empfängern R1 und R2, gemessen werden. Das Verhältnis für diese Phasendifferenz # kann dargestellt werden als: Somit ist aus Gleichung (4) ersichtlich, daß das Ausmaß der Phasendifferenz tatsächlich ein Maß für die "Skin"-Tiefe @ F der Formation bildet. Diese Phasendifferenz kann auch als Phasengradient bezeichnet werden. D die"Skin"-Tiefe funktionell auf die Konduktivität bzw.Since the mud column 12 is smaller in size than the rest of the earth formation, essentially all of the energy emitted into the earth will propagate through the formation. rather than through the mud column, therefore the spacing or distance between lines of same phase in the mud column will be equal to the spacing or distance between lines of like phase in the formation. Therefore, by placing a pair of receivers R1 and R2 at a mutual distance ## in the borehole 12 and comparing the phase of the signals received by the two receivers R1 and R2, the "skin" depth in the hatched area of the earth formation between the Equal phase lines associated with receivers R1 and R2 are measured. The ratio for this phase difference # can be represented as: It can thus be seen from equation (4) that the magnitude of the phase difference actually forms a measure of the "skin" depth @ F of the formation. This phase difference can also be referred to as a phase gradient. D the "skin" depth functionally affects the conductivity or

Leitfähigkeit der Format ionen durch Gleichung (2) bezogen ist, schafft ein Ma# der "Skin"-Tiefe #F auch ein Ma# für die Konduktivität oder Leitfähigkeit #F der Formation. Somit ergibt sich durch Einsetzen der Gleichung (2) in die Gleichung (4) und durch Auflösung nach der KonduktMtät bzw. Leitfähigkeit GF #F = K##2, (5) 2 wobei K = ist. wµ#e2 Zusätzlich zu der Phasendifferenz zwischen den beiden Empfängern R1 und R2 könnte auch der Amplitudengradient gemessen werden, um ein Maß der "Skin"-Tiefe zu schaffen.Conductivity of the format ions is related by equation (2) creates a measure of the "skin" depth #F also a measure of the conductivity or conductivity #F of the formation. Thus, by substituting equation (2) into the equation (4) and by dissolving according to the conductance or conductivity GF #F = K ## 2, (5) 2 where K =. wµ # e2 In addition to the phase difference between the two receivers R1 and R2 could also be the amplitude gradient measured to give a measure of the "skin" depth to accomplish.

Dies findet seine Grundlage in der zuvor erwähnten Theorie, 1 da# die elektromagnetische Welle durch einen Faktor e für jede "Skin"-Tiefe ihres Weg geschwächt oder gedämpft wird.Der untersuchte Formationsteil ist der in Fig. 1 schraffiert dargestellte Abschnitt in gleicher Weise wie für den Fall der Phasenmessung, da die Linien gleicher Phasen von Fig. 1 auch als Linien gleicher Amplitude angesehen werden können. Da es erwünscht sein kann, die Schwächungs- oder Dämpfungskonstante der Formation zu messen, wie vorstehend erwähnt, sollte die Amplitudenmessung normalisiert werden, um die absolute Amplitude als Faktor bei den Messungen auszuschalten. Dies kann erreicht werden, indem man das Verhältnis der von den beiden Empfängern aufgenommenen Amplituden nimmt. Die Beziehung für dieses Amplitudenverhältnis A2/A1 kann geschrieben werden als: A2 #l = e # , (6) A1 wobei A die Amplitude des von dem Empfänger R2 empfangenen 2 Signals und A1 die Amplitude des von dem Empfänger R1 empfangenen Signals (d.h. der empfangenen Spannung) ist. Durch Auflösung der Gleichung (6) nach der Konduktivität oder Leitfähigkeit #F ergibt sich: wobei K1 eine Pipp$tionalitätskonstante ist, in der solche Dinge wie die Geometrie der Empfänger berücksichtigt sind.This finds its basis in the previously mentioned theory, 1 since # the electromagnetic wave is weakened or attenuated by a factor e for each "skin" depth of its path. The examined part of the formation is the section shown hatched in FIG for the case of phase measurement, since the lines of the same phases from FIG. 1 can also be viewed as lines of the same amplitude. Since it may be desirable to measure the formation's attenuation or attenuation constant, as noted above, the amplitude measurement should be normalized to eliminate absolute amplitude as a factor in the measurements. This can be achieved by taking the ratio of the amplitudes picked up by the two receivers. The relationship for this amplitude ratio A2 / A1 can be written as: A2 #l = e #, (6) A1 where A is the amplitude of the 2 signal received by receiver R2 and A1 is the amplitude of the signal received by receiver R1 (i.e. the received voltage). Solving equation (6) for the conductivity or conductivity #F results in: where K1 is a proportionality constant that takes into account such things as the geometry of the receivers.

In Fig. 2 der Zeichnung ist ein sogenanntes 1,Phasor"-Diagramm oder Phasendiagramm der magnetischen Feldstärke bei Ausbreitung oder Fortpflanzung der elektromagnetischen Wellen durch die Formation dargestellt. Der Feldstärkenvektor Ho stellt die Intensität an einer Stelle über den Empfängern R1 und R2 dar (nicht an dem Sender oder Geber). Mit Ausbreitung oder Fortpflanzung der elektromagnetischen Welle durch das Erdreich wird die Feldstärke durch einen Faktor geschwächt oder gedämpft und um einen Radianten je Skin-Tiefe seines Weges phasenverschoben, wie oben dargelegt. In Fig. 2 of the drawing is a so-called 1, Phasor "diagram or Phase diagram of the magnetic field strength during the propagation or propagation of the electromagnetic waves represented by the formation. The field strength vector Ho represents the intensity at a point above the receivers R1 and R2 (not on the transmitter or encoder). With the spread or propagation of the electromagnetic Wave through the soil is the field strength by a factor weakened or dampened and shifted in phase by one radian per skin depth of its path, as set out above.

Die Feldstärkenvektoren HR und HR2 geben die Intensitäten an den Empfängern R1 und R1 wieder. In den Empfängern R1 und R2 wird einSignal erzeugen, das diesen Fedlstärkenvektoren HR bzw. HR proportional ist. Durch Vergleich der Phase oaer Amplitude dieser beiden Feldstärkenvektoren HR@ und HR@, um ein Ma# des Phasen- oder Amplitudengradienten des magnetischen Feldes in der Nähe der Empfänger zu schaffen, kann die Phasen- oder Dämfpungskonstante der sich ausbreitenden oder fortpflanzenden elektromagnetischen Energie in der Nähe der Empfänger R1 und R2 bestimmt werden. Das gibt dann ein Maß der Skin-Tiefe der Formation. Dann kann dann die Konduktivität (Y der Formation bestimmt werden aus Gleichung (5) oder (7).The field strength vectors HR and HR2 give the intensities to the receivers R1 and R1 again. In the receivers R1 and R2 a signal will be generated that this Spring strength vectors HR and HR is proportional. By comparing the phase oaer Amplitude of these two field strength vectors HR @ and HR @, in order to provide a measure of the phase or to create amplitude gradients of the magnetic field in the vicinity of the receiver, can be the phase or attenuation constant of the propagating or propagating one electromagnetic energy in the vicinity of receivers R1 and R2 can be determined. This then gives a measure of the skin depth of the formation. Then the conductivity can (Y of the formation can be determined from equation (5) or (7).

Die durch die Empfänger R1 und R2 gemessene Phasen-oder Dämpfungskonstante wird wegen der Differntial-Empfängeranordnung, wie oben dargelegt, lediglich durch den in Fig. 1 schraffierten Teil derFormation beeinflußt. Somit wird durch die Differential-Empfängeranordnung der Einfluß der Formationen oberhalb dieses gestrichelten Formationsteils auf die sich ausbreitende elektromagnetische Welle wirkungsvoll ausgeschaltet. Mit anderen Worten wirhtder erste oder obere Empfänger R1 als Bezugspunkt oder Bezugsgröße für den zweiten oder unteren Empfänger R2. Dies ist besser ersichtlich aus Fig. 2, wenn man den Vektor HR als die Bezugsphase und -amplitude für den zweiten Vektor HR2 ansieht. The phase or attenuation constant measured by receivers R1 and R2 is due to the differential receiver arrangement, as set out above, only through affects the hatched part of the formation in FIG. Thus, through the differential receiver arrangement the influence of the formations above this dashed formation part on the propagating electromagnetic waves are effectively switched off. With others Words sees the first or upper receiver R1 as a reference point or reference variable for the second or lower receiver R2. This can be better seen from Fig. 2 when take the vector HR as the reference phase and amplitude for the second vector HR2 looks at.

Somit versteht sich, da# jeglicher Einflu# auf die elektromagnetische Welle, bevor diese den ersten oder oberen Empfänger R1 erreicht, im wesentlichen keinen Einfluß auf die Messung an den beiden Empfängern R1 blind R2.hat.Thus it goes without saying that # any influence # on the electromagnetic Wave before it reaches the first or upper receiver R1, essentially has no influence on the measurement at the two receivers R1 blind R2.

Um einBeispiel dafür zu geben, sei angenommen, da# die Empfänger R1 udn R2 eine "Skin"-Tiefe @F voneinander entfernt sind, wie in Fig. 1 dargestellt. -In diesem Falle ist der Vektor HR gleich e HR und phasenverschoben um einen RadiantenHvon 2 HR. Das 1 Verhältnis HR/HR ist dann gleich-1 A, t;ni lwas anzeigt, daß die 2 1 Empfänger R1 R2 \ HR1 e/'eine Skin"-Tiefe gF vonein- anker entfernt sind. ts sei angenommen, da# eine Fromation oberhalb der Empfängergruppe oder -anordnung R1-R2 einen höheren Widerstand hat als ursprünglich angenommen für das Diagramm gemäß Fig. 2. In diesem Falle können die Feldstärkenvektoren die durch die Feldstärkenvektoren HR und HR dargestellte Form annehmen. Der Vektor HR ist 1 dann R e1HR' Somit sind das Amplitudenverh R2 gleich e HR. Somit sind das Amplitudenverhäl tnis HR12 ~ e1 1HR11 1 und die Phasendifferenz immer noch 7 = eIIR, =e HR T e ein Radiant. Die Differentialempfängeranordnung zeigt somit immer noch an, daß die gemessene"Skin"-Tiefe z F gleich dem Spacing oder Abstand ## zwischen dem Empfängern R1 - R2 ist.To give an example of this, assume that # receivers R1 and R2 are a "skin" depth @F apart, as shown in FIG. -In this Trap, the vector HR is equal to e HR and is out of phase around one radian H of 2 HR. The 1 ratio HR / HR is then equal to -1 A, t; ni lwhich indicates that the 2 1 Receiver R1 R2 \ HR1 e / 'a skin "depth gF from one anchors are removed. It is assumed that a formation above the receiver group or arrangement R1-R2 has a higher resistance than originally assumed for the diagram according to FIG Take the form represented by HR. The vector HR is 1 then R e1HR 'Thus the amplitude ratio is R2 same e HR. Hence the amplitude ratio HR12 ~ e1 1HR11 1 and the phase difference still 7 = eIIR, = e HR T e one radian. The differential receiver arrangement thus still indicates that the measured "skin" depth z F is equal to the spacing or distance ## between the receivers R1-R2.

Die vorstehende Untersuchung ist davon ausgegangen, daß die Format ionen homogen sind und daß der Sender-Empfänger-Abstand groß genug ist, um die elektromagnetischen Wellen als ebene Wellen ansehen zu können. Durch diese Annahme wurde die Erläuterung stark vereinfacht. In Praxis sind die zu messenden Formationen jedoch nicht homogen, und wenn der Sender-Empfänger-Abstand zu groß wäre, so ist es klar, daß aufgrund der hohen Schwächung oder Dämpfung der elektromagnetischen Wellen in den Formationen nur noch sehr wenig Energie, wenn überhaupt welche, an den Empfängern zu messen wäre. Wenn erwünscht, so könnte eine gleichphasige Darstellung der elektromagnetischen Energie für diesen inhomogenen Fall angefertigt werden, wobei dann festgestellt werden könnte, daß die Radialuntersuchung der Format ionen ausgewählt werden kann in einer gewünschten Weise durch passende Wahl der Arbeits- oder Betriebsfrequenz und des Sender-Empfänger-Abstandes oder Æpacings. Z.B. kann es erwünscht sein, die sogenannte"Invasionszone"oder die Invasions- freie" oderiFormationszone zu untersuchen. Diese invasionsfreie" oder reine Zone ist die. ienize Zone, in die die Bohrspülung'vorgedrungen ist und die somit die am weitesten entfernte Zone von dem Bohrloch ist.The above investigation is based on the assumption that the format ions are homogeneous and that the transmitter-receiver distance is large enough to be able to view the electromagnetic waves as plane waves. This assumption has greatly simplified the explanation. In practice, however, the formations to be measured are not homogeneous, and if the transmitter-receiver distance were too great, it is clear that, due to the high attenuation or attenuation of the electromagnetic waves in the formations, very little energy, if any to be measured by the recipients. If desired, an in-phase representation of the electromagnetic energy could be made for this inhomogeneous case, in which case it could be determined that the radial investigation of the format ions selected can be achieved in a desired manner by suitable choice of the working or operating frequency and the transmitter-receiver distance or Æpacings. For example, it may be desirable to use the so-called "invasion zone" or the invasion zone free "or formation zone. This invasion-free" or clean zone is the. ienize zone into which the Bohrspülung 'has penetrated and is thus the most distant zone from the borehole.

Vör der Erörterung, wie die Arbeits- oder Betriebsfrequenz und die Sender-Empfänger-Spacings gewählt werden können, sei zunächst ein Gerät oder eine Vorrichtung zum Messen der Phasen- oder Dämpfungskonstante entsprechend der vorstehend abgehandelten Theorie beschrieben. Es sei dabei auf Fig. Bezug genommen, wo ein Bohrlochuntersuchungsgerät 18 gezeigt ist, das am Ende eines armierten Vielleiterkabeis 20 in ein Bohrloch 19 zur Untersuchung von Erdformationen 21 eingehängt ist. Das Kabel 20 wird von einer nicht gezeigten Trommelwinde abgelassenoder gezogen. Das Bohrlochuntersuchungsgerät 18 umfaßt eine Spuleanordnung mit einer Sende- oder Geberspule T und zwei Empfagngsspulen R4 undR5. Der Mittelpunkt zwischen den Empfangsspulen R4 und R5 befindet sich in einem Abstand Ltr von der Sendespule T, und die beiden Empfangsspulen R4 und R5 sind in einem Abstand t L voneinander entfernt. Das Untersuchungsgerät 18 umfaßt ferner eine flüssigkeitsdichte elektronische Patrone 22, die die in das Bohrloch mit abgesenkte elektrische Schaltungsanordnung enthält. Dise elektronische Schaltungsanordnung ist in dem seitlich des Bohrloch gestrichelt gezeichneten Kasten 22 dargestellt. Before discussing how the working or operating frequency and the Transmitter-receiver spacings can be chosen, be it initially a device or a Device for measuring the phase or attenuation constant according to the above discussed theory. Reference is made to FIG Well logging device 18 is shown attached to the end of an armored multi-conductor cable 20 is suspended in a borehole 19 for examining earth formations 21. That Cable 20 is lowered or pulled from a drum winch, not shown. That Borehole logging device 18 includes a coil assembly having a transmitter or transmitter coil T and two receiver coils R4 and R5. The midpoint between the receiving coils R4 and R5 are at a distance Ltr from the transmitter coil T, and the two Receiving coils R4 and R5 are separated from one another by a distance t L. The examination device 18 also includes a liquid-tight electronic cartridge 22 which is inserted into the Contains borehole with lowered electrical circuitry. Dise electronic Circuitry is in the box shown in dashed lines to the side of the borehole 22 shown.

Bei dieser elektronischen Schaltungsanordnung erregt ein frequenzvariabler Osillator 23 den Transmitter oder Sender T, der elektromagnetische Energie für die Ausbreitung durch die Formationen aussendet. An den Empfängern R4 und R5 ist eine Spannung induziert, die der Energie dieser elektromagnetischen Raumwelle an den Empfängern in der zuvor abgehandelten Weise proportional ist. Die Empfänger R4 und R5 sind an ein Paar elektrisch angepaßter Verstärker 24 und 25 angeschlossen, die die von den Empfängern R4 und R5 aufgenommnen Signale verstärken. Diese Verstärker 24 und 25 sind so angepa#t, da# jegliche Drift in den Verstärkern, beispielseweise bedingt durch einen Temperaturwechsel, einen genau gleichen Einfluß auf beide Verstärker ausübt und somit aufgrund der Differential-Empfänger-Anordnung im wesnentlichen entfällt. In this electronic circuit arrangement, a frequency variable excites Oscillator 23 the transmitter or transmitter T, the electromagnetic energy for the Spread sends out through the formations. A voltage is induced at the receivers R4 and R5, that of the energy of this electromagnetic sky wave at the receivers in the previous one dealt with is proportional. The receivers R4 and R5 are electrical to a pair matched amplifiers 24 and 25 connected to the receivers R4 and R5 amplify recorded signals. These amplifiers 24 and 25 are adapted so that because # any drift in the amplifiers, for example due to a change in temperature, exerts exactly the same influence on both amplifiers and therefore due to the Differential receiver arrangement is essentially omitted.

Die von den Verstärkern 24 und 25 kommenden Signale werden an einen Phasen- oder Amplitudenkomparator bzw. -vergleicher 26 angelegt. Ob das Schaltungselement 26 ein Phasenvergleicher oder ein Amplitudenvergleicher ist, hängt davon ab, ob die Phasen- oder Dämphngskonstante gemessen wird gemäß Gleichung (4) oder (6) zur Bestimmung der"Skin"-Tiefe @ und somit der Konduktivität oder Leitfähigkeit a: Das von dem Vergleicher 26 gegebene Phasen- oder Amplitudensignal wird dann über einen zweipoligen oder Doppelschalter 4 an eine Ubertragungsschaltung 27 zur Wziterleitung zur Erdobafläche über ein Leiterpaar 28 weitergegeben, das in Wirklichkeit durch das armierte Vielleiterkabel 20 zur Erdoberfläche führt. Wenn der Phasen- oder Amplitudenvergleicher 26 von ener solchen Bauart ist, daß er die angelegten Eingangssignale in ein der verglichenen Phase oder Amplitude proportionales Gleichstromsignal umwandelt, so kann die Ubertragerschaltung 27 lediglich von einem Verstärker gebildet sein. Setzt der Phasen- oder Amplitudenvergleicher 26 die verglichenen Signale nicht in ein Gleichstromsignal um, so kann die Ubertragerschaltung 27 ein geeigneter Stromkreis zur übertragung von Hochfrequenzsignalen über das Leiterpaar 28 zur Erdoberfläche sein, z.B. eine Mischschaltung, um die Übertragungsfrequenz auf eine innerhalb der Übertragungsmöglichkeiten des Kabels liegende Frequenz zu reduzieren.The signals coming from the amplifiers 24 and 25 are sent to a Phase or amplitude comparator or comparator 26 applied. Whether the circuit element 26 is a phase comparator or an amplitude comparator, depends on whether the phase or damping constant is measured according to equation (4) or (6) for Determination of the "skin" depth @ and thus the conductivity or conductivity a: That Given by the comparator 26 phase or amplitude signal is then via a two-pole or double switch 4 to a transmission circuit 27 for Wziterleitung passed to Erdobafläche via a pair of conductors 28, which in reality the armored multi-conductor cable 20 leads to the earth's surface. If the phase or amplitude comparator 26 is of such a design that it feeds the applied input signals into one of the compared phase or amplitude converts proportional direct current signal, so the transfer circuit 27 can only be formed by an amplifier. Puts the phase or amplitude comparator 26 does not incorporate the compared signals DC signal to, the transformer circuit 27 can be a suitable circuit for transmission of high frequency signals via the pair of conductors 28 to the earth's surface, e.g. a mixer circuit to increase the transmission frequency to reduce a frequency that is within the transmission capabilities of the cable.

An der Erdoberfläche führt das Leiterpaar 28 das gemessene Phasen- oder Dämpfungssignal zu geeigneten Signalverarbeitungsschaltungen 29 zu> die z.B. für eine geeignete Verstärkung und Verstärkungsregelung sorgen. Ist das durch das Kabel 28 übertragene Signal ein Wechselstromsignal statt eines sich ändernden Gleichstromsignals, so könnte die Signalverarbeitsungsschaltung 29 zusätzlich eine geeignete Gleichrichtung der übertragenen Signale bewirken. Da die über die Kabelleiter 28 zur Oberfläche übertragenen Signale repräsentativ sind entweder für die Phasen- oder dieDämpfungskonstante der Fortpflanzungskonstante in Übereinstimmung entweder mit Gleichung (4) oder (6) in diesem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3, werden die Signale von den Signalverarbeitungsschaltungen 29 an einen geeigneten Konduktivitäts- oder Leitfähigkeitsrechner 5o gegeben, um die durch das Bohrlochuntersuchungsgerät gemessene Konduktivität gemäß einer der Gleichungen (5) oder (7) zu errechnen. Die sich daraus ergebenden Werte für die Konduktivität werden durch ein Aufzeichnungsgerit 31 festgehalten, das in Abhänigigkeit von der Bohrlochtiefe über eine mit einem Rad 33 verbundene Welle 32 angetrieben wird. Das sich drehende Rad 33 steht in Berührung mit dem Kabel 20 und wird entsprechend dessen Auf- und Abbewegung gedreht, so daß der Registrierstreifen des Aufzeichnungsgerätes 31 in Abhängigkeit von der Bohrlochtiefe bewegt wird. Dadurch wird also die Konduktivität oder Leitfähigkeit 6 von dem Aufzeichnungsgerät 31 als eine Funktion der Bohrlochtiefe festgehalten. Falls gewünscht, kann bei einer geeigneten Einteilung der Linienführung auf dem Registrierstreifen des Aufzeichnungsgerätes 51 der Leitfähigkeitsrechner 30 weggelassen werden, oder anders ausgedrückt kann die Phasen- oder Amplitudenfunktion d pl oder AR /AR unmittelbar an dem Aufzeichnungsgerät 31 festgehilte werden.At the earth's surface, the conductor pair 28 feeds the measured phase or attenuation signal to suitable signal processing circuits 29 which, for example, ensure suitable amplification and gain control. Is this If the signal transmitted through the cable 28 is an alternating current signal instead of a changing direct current signal, the signal processing circuit 29 could additionally effect a suitable rectification of the transmitted signals. Since the signals transmitted to the surface via the cable conductors 28 are representative of either the phase or the attenuation constant of the propagation constant in accordance with either equation (4) or (6) in this embodiment of FIG suitable conductivity or conductivity calculator 5o given in order to calculate the conductivity measured by the borehole logging device according to one of the equations (5) or (7). The resulting values for the conductivity are recorded by a recording device 31 which is driven as a function of the depth of the borehole via a shaft 32 connected to a wheel 33. The rotating wheel 33 is in contact with the cable 20 and is rotated in accordance with its up and down movement, so that the recording strip of the recording device 31 is moved as a function of the borehole depth. In this way, the conductivity 6 is recorded by the recording device 31 as a function of the borehole depth. If desired, with a suitable division of the lines on the recording strip of the recording device 51, the conductivity computer 30 can be omitted, or, in other words, the phase or amplitude function d pl or AR / AR can be fixed directly to the recording device 31.

Im Betriebszustand arbeitet der Transmitter oder Sender T bei einer konstanten Frequenz, sendet eine gleichbleibende elektromagnetische Energie in die umgebenden Medien, welche elektromagnetische Energie durch die Differential-Empfänger-Anordnung kontinuierlich gemessen wird, und ein Phasen- oder Dämpfungssignal wird zur Erdoberfläche übertragen, um mittels des Aufzeichnungsgerätes 31 Leitfähigkeitsanzeigen fè~stzuhalten. Diese Differential-Empfänger-Anordnung umfaßt dann die Empfänger R4 und R5 ebenso wie die Verstärker 24 und 25 und den Vergleicher 26. In the operating state, the transmitter or transmitter T works with one constant frequency, sends a constant electromagnetic energy into the surrounding media, which electromagnetic energy through the differential receiver arrangement is measured continuously, and a phase or attenuation signal is sent to the earth's surface in order to hold the conductivity displays by means of the recording device 31. This differential receiver arrangement then also includes receivers R4 and R5 like amplifiers 24 and 25 and comparator 26.

Zwecks einfacher Erläuterung sei angenommen, daß die ausgesandte elektromagnetische Energie den in Fig. 5 durch die Pfeile dargestellten Weg nimmt. Die von dem Empfänger R4 empfangene Energie nimmt den Weg T-A-B-R4 und die von dem Empfänger R5 empfangene Energie den Weg T-A-B-C-R5. Es ist zu erkennen, daß die den Weg T-A-B nehmende Energie beiden Empfängem R4 und R5 gemeinsam ist. For the sake of simplicity, it is assumed that the electromagnetic energy takes the path shown in Fig. 5 by the arrows. The energy received by the receiver R4 takes the path T-A-B-R4 and that from the Receiver R5 received energy the way T-A-B-C-R5. It can be seen that the The energy taking the path T-A-B is common to both receivers R4 and R5.

Ebenso kann angenommen werden, daß die Wege B-R4 und C-R5 im wesentlichen gleich sind hinsichtlich der-Dämpfung und der Phasenverschiebung der sich ausbreitenden elektromagnetischen Energie. Somit entfallen praktisch aufgrund der Differential-Empfänger-Anordnung der gemeinsame Weg T-A-B und die ähnlichen Wege B-R4 und C-R5, und die Empfänger R4 und R5 messen tatsächlich nur den Weg B-C.Likewise, it can be assumed that paths B-R4 and C-R5 are essentially are equal in terms of the attenuation and the phase shift of the propagating electromagnetic energy. Thus practically omitted due to the differential receiver arrangement the common path T-A-B and the similar paths B-R4 and C-R5, and the receivers R4 and R5 actually only measure path B-C.

Wie in Verbindung mit Fig. 1 abgehandelt, wird jedoch aufgrund der BohrlocheinflUsse das senkrechte Meßintervall eher so sein, wie durch den Weg D-E dargestellt. Auf jeden Fall kann gesagt werden, daß ein Erdformationsbereich untersucht wird, der in senkrechter Richtung annähernd das gleiche Ausmaß wie der Empfängerabstand L hat und der im großen und ganzen gegenüber der Empfängeranordnung R4-R5 liegt. Es versteht sich, daß diese Darstellung des Energieflusses übermäßig vereinfacht ist,um eine einfache Erläuterung der Meßtechnik zu geben. As discussed in connection with FIG. 1, however, due to the Borehole influences, the vertical measuring interval is more likely to be as through the path D-E shown. In any case, it can be said that an area of earth formation is being investigated will, which in the vertical direction is approximately the same as the receiver distance L and which is by and large opposite the receiver arrangement R4-R5. It will be understood that this representation of the flow of energy is overly simplistic is to give a simple explanation of the measurement technique.

Hinsichtlich der Wahl der Frequenz und der Sender-Empfänger-Abstände für die Untersuchung der Invasionszone ist es erforderlich, die passende Arbeitsfrequenz f und den Abstand Ltr zwischen Sender und Empfänger so zu wählen, daß die Invasionszonenmessungen nicht durch den Spülungswiderstand Rm oder den Widerstand Rt der invasionsfreien Zone beeinflußt werden. Die Empfänger sollten weit genug entfernt von dem Sender angeordnet werden, und zwar derart, daß die sich durch die Spülungssäule fortpflanzende elektromagnetische Welle nicht mehr länger ein Faktor ist, und andererseits jedoch dicht genug zu den Sendern, daß die elektromagnetische Welle nicht in einem solchen Maße in die invasionsfreie Zone ausgebreitet wird, daß dadurch die Konduktivitätsmessungen der Invasionszone beeinflußt werden. With regard to the choice of frequency and the transmitter-receiver distances For the investigation of the invasion zone it is necessary to use the appropriate working frequency f and the distance Ltr between transmitter and receiver to be chosen so that the invasion zone measurements not by the irrigation resistance Rm or the resistance Rt of the invasion-free Zone are affected. The receivers should be far enough away from the transmitter be arranged in such a way that the propagating through the mud column electromagnetic wave is no longer a factor, and on the other hand it is close enough to the transmitters that the electromagnetic wave is not in such a Dimensions in the invasion-free zone is spread that thereby the conductivity measurements the invasion zone are affected.

Noch ein anderer Faktor sollte bei der Bestimmung des Abstandes Ltr zwischen Sender und Empfänger beachtet werden, und zwar die Tatsache, daß die Konduktivität der verschiedenen Formationszonen einen Einfluß auf die"Skin"-Tiefe jeder besonderen Zone hat(siehe Gleichung (1)).Daher sollten die erwarteten maximalen und minimalen"Skin"-Tiefenwerte bei Bestimmung der Sender-EmpSänger-Abstände berücksichtigt werden. Yet another factor should be considered when determining the distance Ltr between transmitter and receiver must be observed, namely the fact that the conductivity The various formation zones have an impact on the "skin" depth of each particular Zone has (see equation (1)), so the expected maximum and minimum "skin" depth values should be be taken into account when determining the sender-receiver distances.

Um sicherzustellen, daß der größte Teil der von den Empfängern empfangenen Energie durch die Invasionszone und nicht durch die Spülungssäule im Bohrloch oder durch die invasionsfreie Zone beeinflußt ist, sollte der Sender- Empfänger-Abstand mindestens das eineinhalbfache des Bohrlochdurchmessers betragen. Außerdem sollte der Sender-Empfänger-Abstand mindestens halb so groß. sein wie die erwartete maximale "Skin"-Tiefe der Invasionszone xc und weniger als annähernd das fünfzehnfache des erwarteten minimalen Wertes von xo Dieser letzte Faktor, d.h. xc Ltr xc (min) stellt auch sicher, daß die Empfänger von für eine Messung ausreichender Energie erreicht werden. To ensure that most of the received by the recipients Energy through the invasion zone and not through the mud column in the borehole or is affected by the invasion-free zone, the transmitter should Receiver distance be at least one and a half times the borehole diameter. Also should the sender-receiver distance is at least half as great. be like the expected maximum "Skin" depth of the invasion zone xc and less than approximately fifteen times the expected minimum value of xo This last factor, i.e. xc Ltr xc (min) represents also ensure that the receiver has reached sufficient energy for a measurement will.

Der Abstand 4 L zwischen den Empfängern R4 und R5 kann innerhalb bestimmter Grenzen liegen. Diese Grenzen betreffen die Messung der Phasenkonstante der Fortpflanzungskonstante, d. h. der Phasendifferenz der beiden Empfänger. The distance 4 L between receivers R4 and R5 can be within certain limits. These limits relate to the measurement of the phase constant the propagation constant, d. H. the phase difference between the two receivers.

Um dies besser zu verstehen, sei auf FIg. 2 zurückgekommen.To understand this better, refer to FIg. 2 came back.

Wenn dort eine Phasendifferenz zwischen den beiden Vektoren von mehr als 1800 vorhanden ist, wird es schwierig, diese Phasendifferenz zu messen. Man kann somit sagen, daß der Empfänger-Abstand d L geringer sein sollte, als dreimal die minimale erwartete"Skin"-Tiefe der Invasionszone, d.h. j L L < 3 5 xc (min) In Praxis wird dieser Empfänger-Abstand 4 L bestimmt in Ubereinstimmung mit der gewünschten vertikalen Auflösung des Meßsystems, da d L die vertikale Auflösung bestimmt, wie in Fig. 1 gezeigt. Offensichtlich ist der Empfänger-Abstand nicht zu wichtig bei der Messung der Dämpfungskonstante, ausgenommen hinsichtlich der vertikalen Auflösung.If there is a phase difference between the two vectors of more than 1800, it becomes difficult to measure this phase difference. It can thus be said that the receiver distance d L should be less than three times the minimum expected "skin" depth of the invasion zone, ie j LL <3 5 xc (min) In practice, this receiver distance 4 L is determined in Agreement with the desired vertical resolution of the measuring system, since d L determines the vertical resolution, as shown in FIG. Obviously, the receiver distance is not too important when measuring the attenuation constant, except for vertical resolution.

Ein Weg, um in vereinfachter Weise einen Blick auf diese Invasionszonen-Untersuchung zu werfen, besteht darin, sich das elektromagnetische Feld, das die Empfänger erregt, als in einem Bereich konzentriert vorzustellen, der gerade jenseits der letzten übergangsfläche zwischen den beiden Zonen mit unterschiedlichen Leitfähigkeiten liegt; innerhalb eines Zylinders mit einem Radius, der gleich dem Abstand zwischen dem Sender und den Empfängern ist. Somit würde für die Untersuchung der Invasionszone diese letzte Übergangsfläche die Fläche zwischen dem Bohrloch und der Invasionszone sein. Solch eine Übergangsfläche kann auch angesehen werden als die Wandung einer Wellenführung, die den Sender mit den Empfängern verbindet und die beträchtliche Verluste hat, so daß die sich unmittelbar innerhalb der Wellenführung fortpflanzenden Wellen beträchtlich gedämpft werden. One way to look in a simplified way at this invasion zone investigation throwing consists in the electromagnetic field that excites the receivers, imagined as concentrated in one area that is just beyond the last transition area between the two zones with different conductivities lies; inside a cylinder with a radius equal to the distance between the sender and the receivers. Thus, for the investigation of the invasion zone this last transition area is the area between the borehole and the invasion zone be. Such a transition surface can also be viewed as the wall of a Waveguide that connects the transmitter with the receivers and the considerable Has losses, so that those propagating directly within the wave guide Waves are dampened considerably.

Es scheint wünschenswert, an dieser Stelle den Einfluß des Bohrloches auf die Invasionszonen-Untersuchung aufzuzeigen. Fig. 4 zeigt eine Kurvendarstellung des errechneten prozentualen Fehlers Y als Funktion von für verschiedene Werte von Ltr . In Fig. 4 ist zu senen, da# aer denier Y R zielich@ wesentlich wird für bestimmte Kontraste von Rxo/Rm, wenn H O 5 xc 5 Ltr Wenn natürlich der Kontraste des Widerstandes Rxo der Invasionszone zu dem Widerstand Rm der Spülung ausreichend groß wäre, so würde ein Untersuchungssystem, bei dem der ender-Empfänger-Abstand Ltr die Hälfte der "Skin"-Tiefe xc iri der Invasionszone beträgt, a usreichend genaue Ergebnisse liefern. Da dieser Widerstandsgegensatz jedoch nicht immer so hoch sein kann, kann es mehr erwünscht sein, des Verhältnis ### gleich 1, 2 oder mehr zu wählen, um den prozentualen xc Fehler Y niedrig zu halten. Dadurch können hinreichend genaue Resultate erhalten werden für im wesentlichen jeglichen Kontrast oder Gegensatz von Rxo Rm Es sollte hier auch festgestellt werden, daß Rm leicht an der Bohrstelle bestimmt werden kann, und, da der Bereich der Invasionszonenwiderstände Rxo für jede gegebene geographische Region im allgemeinen bekannt ist, kann die Arbeitsfrequenz vor dem Einhängen des Untersuchungsgerätes in das Bohrloch von Hand eingestellt werden, um Ltr ein Verhältnis von # zu erhalten, das ausreichend gro#, xo ist, um den Bohrlocheinflu#fehler Y auf annehmbare Werte zu reduzieren. Dies geschieht, wie in Fig. 4 schematisch dargestellt, indem der Oszillator 23, der den Sender T erregt, als ein frequenzvariabler Oszillator ausgebildet ist.It seems desirable at this point to show the influence of the borehole on the invasion zone investigation. 4 shows a graph of the calculated percentage error Y as a function of for various values of Ltr. In Fig. 4 is to see that # aer denier YR is essential for certain contrasts of Rxo / Rm, if HO 5 xc 5 Ltr. at which the end-recipient distance Ltr is half the "skin" depth xc iri of the invasion zone, deliver sufficiently accurate results. However, since this opposing resistance cannot always be so high, it may be more desirable to choose the ratio ### equal to 1, 2 or more in order to keep the percentage xc error Y low. This allows reasonably accurate results to be obtained for essentially any contrast or contrast in Rxo Rm. It should also be noted here that Rm can be readily determined at the well site, and since the range of invasion zone resistances Rxo for any given geographic region is generally known is, the operating frequency can be adjusted by hand before hanging the testing device in the borehole in order to obtain a ratio of # Ltr which is sufficiently large #, xo to reduce the borehole influence error Y to acceptable values. This is done, as shown schematically in FIG. 4, in that the oscillator 23, which excites the transmitter T, is designed as a frequency-variable oscillator.

Es sei hier auch bemerkt, daß, anstatt die Frequenz des frequenzvariablen Oszillators 23 vor dem Absenken des Untersuchungsgerätes in das Bohrloch von Hand einzustellen, ein in das Bohrloch mit abzusenkender Rückkopplungsregelkreis verwendet werden kann, um die"Skin"-Tiefe Sxo L konstant zu halten und somit die Funktion tr ebenfalls konstant zu halten. Dies ist dargestellt #xo durch Schalten des zweipoligen Doppel schalters 34 in die Stellung, wo das Signal von dem Phasen- pderAmplitudenvergleicher 26 an einen Eingang eines verhä)tnismäßig starken Hochleistungsverstärkers 39 angelegt wird. Für die vorliegenden Zwecke ist dabei vorauszusetzen, daß das Ausgangs signal des Vergleichers 26 ein sich veränderndes Gleichstromsignal ist. It should also be noted here that instead of the frequency of the frequency variable Oscillator 23 by hand before lowering the examination device into the borehole to set a downhole feedback control loop used can be to keep the "skin" depth Sxo L constant and thus the function also keep tr constant. This is shown by switching the bipolar #xo Double switch 34 to the position where the signal from the phase pder amplitude comparator 26 is applied to an input of a relatively powerful high-power amplifier 39 will. For the present purposes it is assumed that the output signal of the comparator 26 is a varying DC signal.

Ein Signal konstanter Spannung proportional dem gewünschten Wert der"Skin-"Tiefe xo der Invasionszone wird zu dem anderen Eingang des Verstärkers 59 zugeführt. Der Verstärker 59 gibt dann ein Gleichstrom- Steuersignal zu dem frequenzvariablen Oszillator 25 proportional der Differenz zwischen dem gewünschten "Skin"-Tiefenwert #xo (gewünscht) und dem gemessenen "Skin"-Tiefenwert #xo (gemessen). A constant voltage signal proportional to the desired value the "skin" depth xo of the invasion zone becomes the other input of the amplifier 59 supplied. The amplifier 59 then outputs a DC control signal to the variable frequency Oscillator 25 proportional to the difference between the desired "skin" depth value #xo (desired) and the measured "skin" depth value #xo (measured).

Im Betrieb wirkt diese Gegenkopplungsanordnung dahin, den gemessenen Skin-Tiefenwert #xo(gew.) im wesentlichen gleich dem gewünschten Skin-Tiefenwert #xo(gew.) zu halten durch Veränderung der Frequenz des frequenzvariablen Oszillators 23. Wenn @xo (gemessen) gleich @xo (gewünscht ist, hat somit das Ausgangssignal von dem Verstärker 59 eine Amplitude +d.h. eines Verstärkers mit hohem Verstärkungsfaktor Null. Wenn jedoch et (gemessen) von dem gewünschten xo Wert abweichen sollte, führt der Verstärker 39 dem frequenzvariablen Oszillator 23 eine ausreichende Signalamplitude zu, um immer die gewünschte Bedingung zustande zu bringen, d'xo (gemessen) im wesentlichen gleich #xo (gewünscht). In operation, this negative feedback arrangement affects the measured Skin depth value #xo (weight) essentially equal to the desired skin depth value #xo (weighted) to be held by changing the frequency of the variable frequency oscillator 23. If @xo (measured) equals @xo (desired, it has the output signal from amplifier 59 an amplitude + i.e. a high gain amplifier Zero. However, if et (measured) should deviate from the desired xo value, the Amplifier 39 the variable-frequency oscillator 23 a sufficient signal amplitude to, in order to always bring about the desired condition, d'xo (measured) essentially equal to #xo (desired).

Um ein Maß der Konduktivität oder Leitfähigkeit @xo zuerhalten, ist es jetzt lediglich erforderlich, die Größe des an den frequenzvariablen Oszillator 25 gegebenen Steuersignals zu wissen. DiesesSteuersignal ist natürlich proportional der Frequenz des frequenzvariablen Oszillators 23, da es die Frequenz des Oszillators steuert. Da xo in diesem Fall konstaiit gehalten wird, ist es jetzt klar, da# die Gleichung (1) umgeschrieben werden kann als # = 2K2 , wobel K2 gleich #xo2 (gewünscht) ist. Somit kann @@ durch Kenntnis von # = 2#f die Konduktivität gefunden werden. Um ein für die Konduktivität oder Leitfähigkeit repräsentatives Signal zur Erdoberfläche zu geben, wird das Steuersignal von dem Verstärker 59 über den Schalter 54 an die Übertragungsschaltung 27 angelegt statt des Ausgangssignals von dem Vergleicher 26. To get a measure of conductivity or conductivity @xo is it now only required the size of the variable frequency oscillator 25 given control signal to know. This control signal is of course proportional the frequency of the variable frequency oscillator 23 as it is the frequency of the oscillator controls. Since xo is kept constant in this case, it is now clear that the Equation (1) can be rewritten as # = 2K2, where K2 equals # xo2 (desired) is. Thus, @@ knowing # = 2 # f the conductivity can be found. A signal to the earth's surface that is representative of conductivity or conductivity to give, the control signal from the amplifier 59 via the switch 54 to the Transfer circuit 27 applied in place of the output from the comparator 26th

Was die Untersuchung der invasionsfreien Zone betrifft, so kann die für die Untersuchung der Invasionszone beschriebene Verfahrensweise auch für die invasionsfreie Zone zur Anwendung gebracht werden. Es ist jedoch die Skin-Tiefe gt t der invasionsfreien Zone zu beachten statt der Skin-Tiefe #xo der Invasionszone. Auch der radiale Abstan zwischen der Mitteleachse des Bohrlochs und der Grenze zwischen der Invasionszone und der invasionsfreien Zone ist zu beachten anstelle des Bohrlochdurchmessers. As for the study of the invasion-free zone, the procedure described for the investigation of the invasion zone also for the invasion-free zone can be applied. It's the skin depth, however gt t of the invasion-free zone instead of the skin depth #xo of the invasion zone. Also the radial distance between the center axis of the borehole and the boundary between the invasion zone and the invasion-free zone must be taken into account instead of the borehole diameter.

Somit sollte für den Fall dieser invasionsfreien Zone der Sender-Empfänger-Abstand mindestens etwa drei Meter betragen undittndestens halb so groß wie die erwartete maximale Skin-Tiefe d (max) der invasionsfreien Zone sein, um eine t E genaue Messung der Skin-tiefe #t der invasionsfreien Zone und somit der Konduktivität #@ ohne Beeinflussung von der t Invasionszone zu ermöglichen. Auch der Sender-Empfänger-Abstand Ltr sollte kurz genug sein, so daß die Empfänger ausreichend Energie vorfinden zum Messern. Da der Sender-Empfänger-Abstand Ltr für die Untersuchung der invasionsfreien Zone großer ist als für die Invasionszone, wird die Frequenz für diese invasionsfreie Zone höchstwahrscheinlich geringer sein, um den oben angeregten Verfahrensgängen zu genügen. Die den Empfänger-Abstand #L bestimmenden Faktoren sind die gleichen wie im Zusammenhang mit der Invasionszonenuntersuchung dargelegt Durch Befolgen der oben angeregten Anordnungregel kann zumindest ein Faktor der Fortpflanzungskonstanten gemessen werden, um ein Maß für die Skin-Tiefe {t der invasionsfreien Zone und somit deren Konduktivität oder elektrischer Leitfähigkeit Ct zu erhalten. Thus, in the case of this invasion-free zone, the transmitter-receiver distance should be at least about three meters and at least half as large as the expected maximum Skin depth d (max) of the invasion-free zone to be a t E precise measurement of the skin depth #t of the invasion-free zone and thus the conductivity # @ to allow t without influencing the invasion zone. Also the sender-receiver distance Ltr should be short enough so that the recipient has enough energy to use Knives. Since the transmitter-receiver distance Ltr for the investigation of the invasion-free Zone is larger than for the invasion zone, the frequency for this becomes invasion-free Zone will most likely be less to the procedural steps suggested above to suffice. The factors determining the receiver distance #L are the same As set out in connection with the Invasion Zone Inquiry By Following of the arrangement rule suggested above, at least one factor of the propagation constant be measured to be a measure of the skin depth {t of the invasion-free zone and thus to obtain their conductivity or electrical conductivity Ct.

Die an den Sender und die Empfänger für die Untersuchung der invasionsfreien Zone angeschlossene elektronische Apparatur kann im wesentlichen die gleiche sein wie bei dem in Fig. 5 gezeigten Gerät für die Unterfsuchung der Invasionszone mit der Aussnahme, daß die Parameter der Schaltungen aufgrund der verringerten Frequenz etwas unterschiedlieh sind. In Blockdiagrammform kann jedoch das Gerät für die Untersuchung der invasionsfreien Zone identisch mit dem Gerät für die Invasionszonenuntersuchung sein. The sent to the transmitter and the receiver for the investigation of the invasion-free Electronic equipment connected to the zone may be essentially the same as in the device shown in FIG. 5 for investigating the invasion zone the exception that the parameters of the circuits due to the reduced frequency are slightly different. However, in block diagram form, the device can be used for investigation the invasion-free zone is identical to the device for the invasion zone investigation be.

Es kann erwünscht sein, ein Gerät zu schaffen für die Untersuchung der Invasionszonen und der invasionsfreien Zonen während des gleichen Untersuchungslaufes in dem Bohrloch. Dies kann erreicht werden durch Verwendung zweier getrennter Arbeitsfrequenzen und zweier gesonderter Antennen-Empfänger-Anordnungen. Die Antennenanordnungen für die Untersuchung der invasionsfreien' Zone wird dann weiter entfernt sein von dem Sender als diejenige für die Untersuchung der Invasionszone. Dies ist in Fig. 3 dargestellt durch Anordnung eines Paares von Empfängern R6 und R7 in einem hinreichenden Abstand unterhalb der Empfänger R4 und R5. It may be desirable to provide a device for the examination the invasion zones and the invasion-free zones during the same examination run in the borehole. This can be achieved by using two more separated Working frequencies and two separate antenna-receiver arrangements. The antenna arrangements for the investigation of the invasion-free 'zone will then be further away from the transmitter as the one for the investigation of the invasion zone. This is shown in Fig. 3 illustrated by arranging a pair of receivers R6 and R7 in a sufficient Distance below the receivers R4 and R5.

Ein gesonderter Oszillator 23a ist an die Sende-Antenne T angeschlossen für diese Untersuchung der invasionsfreien Zone. Die Empfänger R6 und R7 sind an eine elektronische Schaltung 38 angeschlossen, bestehend aus Verstärkern, einem Komparator oder Vergleicher und einer Übertragungsschaltung ähnlich den Verstärkern 24 und 25, dem Phasen-oder Amplitudenvergleicher 26 und der Ubertragungsschaltung 27, wie sie bereits oben abgehandelt worden sind.A separate oscillator 23a is connected to the transmitting antenna T. for this study of the invasion-free zone. The receivers R6 and R7 are on an electronic circuit 38 connected, consisting of amplifiers, one Comparator or comparator and a transmission circuit similar to the amplifiers 24 and 25, the phase or amplitude comparator 26 and the transmission circuit 27 as discussed above.

Sowohl der Oszillator 23a als auch die Schaltung 38 sind in gestrichelten Linien dargestellt, um der Tatsache Rechnungku tragen, diß diese Doppeluntersuchungsanordnung eine alternative Ausführungsform ist. Das von der elektronischen Schaltung 38 kommende Signal ist repräsentativ für den Widerstand oder die elektrische Leitfähigkeit Cit der invasionsfreien Zone während das von der übertragerschaltung 27 zur Erdoberfläche gegebene Signal repräsentativ ist für die Leitfähigkeit @xo oder den Widerstand Rxo der Invasionszone, wie oben abgehandelt. Falls gewünscht, kann eine frequenzvariable Anordnung vorgesehen sein für die Untersuchung der invasionsfreien Zone in der gleichen Weise wie für die Untersuchung der Invasionszone. Dies ist dargestellt in Fig. 3 durch den mit dem Hinweis "Steuerfrequenz des frequenzvariablen Oszillators 23a" zu versehenden Leiter 38a, der an einen Verstärker ähnlich dem Verstärker 59 angeschlossen sein kann.Both the oscillator 23a and the circuit 38 are shown in dashed lines Lines are shown to reflect the fact that this dual examination arrangement is an alternate embodiment. That coming from the electronic circuit 38 Signal is representative of the resistance or the electrical conductivity Cit the invasion-free zone during that from the transmission circuit 27 to the earth's surface given signal is representative of conductivity @xo or resistance Rxo of the invasion zone, as discussed above. If desired, a frequency variable can be used Arrangement should be provided for the investigation of the invasion-free zone in the same Way as for the study of the invasion zone. This is shown in FIG. 3 by the with the note "control frequency of the variable frequency oscillator 23a" to be provided conductor 38a, which is connected to an amplifier similar to the amplifier 59 can be.

Fig. 5 der Zeichnung zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung für die Untersuchung unterirdischer Erdformationen durch die Anwendung von sich ausbreitenden elektromagnetischen Wellen. Das Gerät gemäß Fig. 5 zeigt eine in einem Bohrloch 19 angeordnete Elektrodenanordnung. Figure 5 of the drawings shows another embodiment of the invention for the investigation of underground Earth formations through the application of propagating electromagnetic waves. The device according to FIG. 5 shows an electrode arrangement arranged in a borehole 19.

Die mechanischen Teile des Bohrloch-Untersuchungsgerätes sind zwecks kürzerer Darstellung und Beschreibung aus Fig. 5 der Zeichnung weggelassen, doch sind diese Einzelheiten in der Bohrloch-Untersuchungstechnik an sich ganz bekannt. Die Elektroden gemäß Fig. 5 umfassen eine Stromaussendeelektrode A, eine ganz dicht dieser angeordnete Stromrückkehrelektrode B und zwei Meßelektroden M1 und M2, die in einem gewünschten Abstand unterhalb der Stromaussende-und -rückkehrelektrode angeordnet sind. Die Stromaussende-und -rückkehrelektroden A und B können als ein elektrischer Dipol angesehen werden. Somit kann die Kombination der Stromaussende- und -rückkehrelektroden A - B als der Sender für die Aussendung elektromagnetischer Energie in die umgebenden Erdformationen angesehen werden.The mechanical parts of the borehole logging device are for the purpose Shorter representation and description of Fig. 5 of the drawing omitted, but these details are well known per se in the well logging technique. The electrodes according to FIG. 5 comprise a current emitting electrode A, a very tight one this arranged current return electrode B and two measuring electrodes M1 and M2, the at a desired distance below the current sending and returning electrode are arranged. The current sending and returning electrodes A and B can be used as a electrical dipole. Thus, the combination of the current emitting and return electrodes A - B as the transmitter for the emission of electromagnetic Energy can be viewed in the surrounding earth formations.

Die Meßelektroden M1 und M2 sprechen auf den elektrischen Feldteil der ausgesandten elektromagnetischen Energie in fast der gleichen Weise an, wie die Empfängerspule gemäß Fig. 3 auf den magnetischen Teil der sich fortpflanzenden elektromagnetischen Energie anspruch. Somit kann man die Meßelektroden M1 und M2 als Empfänger ansehen und der Abstand zwischen den Sendeelektroden A - B und den Empfangselektroden M1 - M2 ist somit das sogenannte Sender-Empfänger-Spacing oder der Sender-Empfänger-Abstand Ltr," Die zuvor abgehandelte Theorie paßt ebenso gut auf die Elektrodenanordnung von Fig.5 wie auf die Spulenanordnung nach Fig. 3. The measuring electrodes M1 and M2 respond to the electric field part of the emitted electromagnetic energy in almost the same way as the receiver coil of FIG. 3 on the magnetic part of the propagating electromagnetic energy requirement. Thus you can the measuring electrodes M1 and M2 as a receiver and the distance between the transmitter electrodes A - B and the Receiving electrodes M1-M2 is thus the so-called transmitter-receiver spacing or the transmitter-receiver distance Ltr, "The previously discussed theory fits just as well on the electrode arrangement of FIG. 5 as on the coil arrangement according to FIG. 3.

Die durch die Meßelektroden M1 und M aufgenommene Spannung, die dem elektrischen Feldteil der 2 sich ausbreitenden elektromagneti-schen Welle an den Empfängern proportional ist, wird angelegt an ein Paar elektrisch angepaßter Verstärker 40 und 41. Die Ausgangssignale der Verstärker 40 und 41 werden z@gleich an einen Phasenkomparator oder -vergleicher 8 als auch an einen Amplitudenvergleicher 59 gegeben. Da die Phasendifferenz oder das Amplitudenverhältnis der an die Verstärker 40 und 41 angelegten Signale gemessen wird, ist es klar, daß der Masseanschluß für die im Bohrloch befindliche elektronische Schaltung in Fig. 5 an die umhüllende Patrone erfolgen kann, wie dargestellt. Das bedeutet, daß jeglicher Fehler in diesem geerdeten Bezugspotential einen sehr geringen, wenn überhaupt einen Einfluß auf die Messungen haben wird. The voltage picked up by the measuring electrodes M1 and M, the electric field part of the 2 propagating electromagnetic wave at the Proportional to recipients is, is applied to a pair electrically matched amplifier 40 and 41. The output signals of amplifiers 40 and 41 are z @ the same to a phase comparator or comparator 8 and to an amplitude comparator 59 given. As the phase difference or the amplitude ratio of the to the amplifier 40 and 41 applied signals is measured, it is clear that the ground connection for the downhole electronic circuit in Fig. 5 to the enveloping Cartridge can be made as shown. That means that any mistake in this grounded reference potential has a very small, if any, influence the measurements will have.

Was den Phasenvergleicher 58 angeht, so werden die Ausgangssignale von den Verstärkern 40 und 41 jedes für sich angelegt an ein Paar von Spannungsbegrenzern 42 und 45, die dazu dienen, die Spannungshöhe der von den Verstärkern 40 und 41 kommenden Signale bei einer gewünschten gleichbleibenden Spannung zu halten. Die Ausgangssignale von den Spannungsbegrenzern 42 und. 43 werden einem phasenempfindlichen Detektor 44 zugeführt, wobei das Signal von einem der Spannungsbegrenzer als Bezugsphase für das andere Signal wirkt. Da die Spannungsbegrenzer 42 und 45 Amplitudenänderingen von dem zu dem phasenempfindlichen Detektor 44 zugeführten Signalen entfernen, führt der phasenempfindliche Detektor 44 ein sich änderndes Gleichstrom-Ausgangssignal zur Erdoberfläche, das proportional ist der Phasendifferenz d # zwischen den beiden von den Meßelektroden-M1 und M2 aufgenommenen Signalen. As for the phase comparator 58, the output signals are of amplifiers 40 and 41 each applied to a pair of voltage limiters 42 and 45, which serve to determine the voltage level of the amplifiers 40 and 41 to keep incoming signals at a desired constant voltage. the Output signals from voltage limiters 42 and. 43 become a phase sensitive Detector 44 supplied, with the signal from one of the voltage limiters as a reference phase works for the other signal. As the voltage limiters 42 and 45 change in amplitude from the signals supplied to the phase sensitive detector 44 leads phase sensitive detector 44 receives a varying DC output signal to the earth's surface, which is proportional to the phase difference d # between the two signals picked up by the measuring electrodes-M1 and M2.

Im Amplitudenvergleicher 59 werden die von den Verstärkern 40 und 41 kommenden Ausgangssignale durch ein Paar von Gleichrichtern 45 und « geschickt und dann als gleichgerichtete Ausgangssignale einer Ratio- oder Verhältnisschaltung 47 zugeführt, die das Verhältnis der beiden eingegebenen Signale nimmt. Das sich daraus ergebende Ausgangssignal der Ratio- oder Verhältnisschaltung 47 ist somit ein sich änderndes Gleichstromsignal proportional dem Verhältnis Sowohl die Amplituden- als auch dle Phasenslgnele - werden zur erooberfläche geführt,um Anzeigen für die elektrische Leitfähigkeit der die Sondenanordnung umgebenden Erdformationen zu erhalten. Der Vergleicher 26 von Fig. 3 kann so aufgebaut sein, wie der Phasen- oder Amplitudenvergleicher 58 oder 59 von Fig. 5.In the amplitude comparator 59, the output signals coming from the amplifiers 40 and 41 are sent through a pair of rectifiers 45 and 45 and then fed as rectified output signals to a ratio circuit 47 which takes the ratio of the two input signals. The resulting output signal of the ratio circuit 47 is thus a changing direct current signal proportional to the ratio Both the amplitude and the phase signals - are fed to the surface in order to obtain indications of the electrical conductivity of the earth formations surrounding the probe arrangement. The comparator 26 of FIG. 3 can be constructed in the same way as the phase or amplitude comparator 58 or 59 of FIG. 5.

Dort ist noch eine andere Sache zu beachten, und zwar der Einfluß der reflektierten Wellen auf die Messungen. There is one other thing to watch out for, and that is the influence of the reflected waves on the measurements.

Reflektierte Wellen sind an Begrenzungen, wie z.B. Schichtflächengrenzen, zurückgeworfene elektromagnetische Wellen.Reflected waves are at boundaries, such as layer surface boundaries, reflected electromagnetic waves.

Dieses Problem der reflektierten Wellen bereitet besondere Schwierigkeiten in Verbindung mit der Untersuchung der invasionsfreien Zone wegen des längeren Sender-Empfänger-Spacings oder -abstandes Ltr in diesem Falle, was somit Anla# gibt zu zu lang gemessenen tiefenabständen, die fehlerhaft sein können. Aber auch bei der Invasionszonenuntersuchung können Schwierigkeiten hinsichtlich refklektierter Wellen auftreten. Dieses Problem der reflektierten Wellen ist in Fig 1 dargestellt, wo eine einfallende elektromagnetische Welle Hi gezeigt ist, die sich gegen eine Schichtfläche 13 ausbreitet, und eine reflektierte Welle Hr, die sich von der Schichtfläche 15 wieder weg ausbreitet.This reflected wave problem presents particular difficulties in connection with the investigation of the invasion-free zone because of the longer transmitter-receiver spacing or distance Ltr in this case, which means that the measured values are too long depth distances that can be incorrect. But also with the invasion zone investigation Difficulties with reflected waves can arise. This problem of the reflected waves is shown in Fig. 1, where an incident electromagnetic Wave Hi is shown, which propagates against a layer surface 13, and a reflected wave Hr, which propagates away from the layer surface 15 again.

Wenn die Format ionen homogen sind und unter der Annahme, daß die Antennen Spulen sind, die somit magnetische Felder erzeugen, so kann die Beziehung für die magnetische Feldstärke Hz ebener Wellen an einer gegebenen Stelle in der Formation ausgedrückt werden als: +z1/a ~zl/a (8) Hz = Hi + Hr 1 + j wobei a = ist und @F Hr = das reflektierte Feld und z'= = die Entfernung von der Schichtflächenebene 13 bedeuten. If the format ions are homogeneous and assuming that the Antennas are coils, which thus generate magnetic fields, so the relationship can for the magnetic Field strength Hz of plane waves at a given Digit in the formation can be expressed as: + z1 / a ~ zl / a (8) Hz = Hi + Hr 1 + j where a = and @F Hr = the reflected field and z '= = the distance from the Layer surface plane 13 mean.

Es ist festgestellt worden, daß, wenn die zweite Differenz des magnetischen Feldes gemessen wird, die sich der zweiten Ableitung des Feldes annähert, daß die Messung dann im wesentlichen unempfindlich gegenüber der Reflektionswellenkomponente von Gleichung (8) ist. Die zweite Ableitung von Gleichung (8) ergibt sich zu: Der Term rechts von dem letzten Gleichheitszeichen von Gleichung (9) ist lediglich die näherungsweise Definition einer zweiten Ableitung. Der Gleichung (9) kann entnommen werden, daß die Reflektionswellenkomponente des magnetischen Feldes an einer gegebenen Stelle vernachlässigt werden kann durch Anordnung zweier Empfänger mit Werten von jeweils +1 in einer Entfernung 3 L von dem Haupt-Zentralempfänger mit einem Wert von -2. Um ein gutes Maß dieser zweiten Differenz zu schaffen, sollte das Spacing oder der Abstand #L zwischen den Empfängern verhältnismä#ig klar sein im Verhältnis zu einer Skin-Tiefe. Die Beziehung für die Konduktivität oder elektrische Leitfähigkeit 6 ist abgeleitet von der Gleichung (9) : Während die Gleichungen (9) und (lo) für ein homogenes Medium und den Fall ebener Wellen gelten, können die Feldgleichungen für sphärische Wellen und inhomogene Medien -in der gleichen Weise geschrieben werden, und die zweite Ableitung einer solchen Gleichung kann zur Bestimmung der Spacings oder Abstände und Werte der verschiedenen Empfänger dienen. Die gleiche Betrachtung gilt auch für die elektrischen Feldgrößen, d.h. die Elektroden.It has been found that if the second difference in magnetic field is measured, which approximates the second derivative of the field, then the measurement is essentially insensitive to the reflection wave component of equation (8). The second derivative of equation (8) results in: The term to the right of the last equal sign of equation (9) is only the approximate definition of a second derivative. From equation (9) it can be seen that the reflection wave component of the magnetic field at a given location can be neglected by placing two receivers with values of +1 each at a distance of 3 L from the main central receiver with a value of -2. To get a good measure of this second difference, the spacing or distance #L between the receivers should be relatively clear in relation to a skin depth. The relationship for the conductivity or electrical conductivity 6 is derived from equation (9): While equations (9) and (lo) apply to a homogeneous medium and the case of plane waves, the field equations for spherical waves and inhomogeneous media can be written in the same way, and the second derivative of such an equation can be used to determine the spacings or distances and values of the various recipients are used. The same consideration also applies to the electrical field quantities, ie the electrodes.

In Fig. 6 ist ein gemäß den Beziehungen der Gleichungen (9) und (lo) konstruiertes Gerät gezeigt. Dieses Gerät umfaßt eine Spulenanordnung mit Spulen R9, R10 und R11 in einem Bohrloch 50, die gemäß Gleichung (9) angeordnet sind. In Fig. 6 is a according to the relationships of equations (9) and (lo) constructed device shown. This device comprises a coil assembly with coils R9, R10 and R11 in a borehole 50, which are arranged according to equation (9).

Die Empfänger R9 und R11 sind an entgegengesetzten Seiten der zentralen Spulen Rlo angeordnet, die doppelt so viel Windungen wie die Spulen R9 und R11 hat, um die Bewertungsfaktoren 2, 1 und 1 zu schaffen. Die Spulen R9 und R11 sind in Reihenschaltung und die zentrale Spule Rlo in einer Gegenreihenschaltung zu den Spulen R9 und R11 anXgeordnet.The receivers R9 and R11 are on opposite sides of the central one Coils Rlo arranged, which has twice as many turns as the coils R9 and R11, to create the evaluation factors 2, 1 and 1. The coils R9 and R11 are in Series connection and the central coil Rlo in a series connection to the Coils R9 and R11 arranged in anX.

Somit hat jede der Spulen Rg undR11 einen Wert von +1 und die Spule Rlo einen Wert von -2, um Gleichung (9) zu genügen. Die in Reihe geschaltete Spulenanordnung ist an einen Verstärker und Gleichrichter 51 angeschlossen, der ein dem Zähler von Gleichung (lo) proportionales Signal gibt. Um ein dem Nenner von Gleichung (lo) proportionales Signal zu erhalten, wird die in die mittlere oder zentrale Empfängerspule R10 induzierte Spannung, die proportional ist 2Hz, an einen Verstärker und Gleichrichter 52 angelegt, der für eine Ausgangsspannung proportional 2Hz sorgt. Dieses Ausgangssignal wird dann durch ein Bewertungsnetzwerk 53 (#L)2jw/n mit einem konstanten Faktor bewertet, um 2 ein Signal proportional dem Nennerterm von Gleichung (lo) zu schaffen. Die Ausgänge von der Verstärker- und Gleichrichterschaltung 51 und dem Bewertungsnetzwerk 53 werden einer Ratio--oder Verhältnisschaltung 54 zugeführt, die ein der Konduktivität oder elektrischen Leitfähigkeit gemäß Gleichung (lo) proportionales Ausgangssignal zur Erdoberfläche gibt. Wenn gewünscht, kann statt der Reihenschaltung der bewerteten Spulen R9, Rlo und R11 diese Bewertung elektronisch erreicht werden durch ein Bewertungsnetzwerk. Wenn die Antennen Elektroden sind, kann die Bewertung auch erreicht werden mit geeigneten elektronischen Netzwerken.Thus, each of the coils Rg and R11 has a value of +1 and the coil Rlo has a value of -2 to satisfy equation (9). The series-connected coil arrangement is connected to an amplifier and rectifier 51, which is a counter of Equation (lo) gives proportional signal. To get a denominator of equation (lo) To get the proportional signal, that is in the middle or central receiver coil R10 induced voltage, which is proportional to 2Hz, to an amplifier and rectifier 52, which provides an output voltage proportional to 2Hz. This Output signal is then through an evaluation network 53 (#L) 2jw / n with a constant factor weighted to create a signal proportional to the denominator term of equation (lo). The outputs from the amplifier and rectifier circuit 51 and the evaluation network 53 are fed to a ratio or ratio circuit 54, which is one of the conductivity or electrical conductivity according to equation (lo) proportional output signal to the surface of the earth. If desired, the rated Coils R9, Rlo and R11 this evaluation can be achieved electronically through an evaluation network. If the antennas are electrodes, the evaluation can also be achieved with suitable electrodes electronic networks.

Wie somit zu erkennen ist, lehrt die vorliegende Erfindung eine gegenüber dem bekannten Stande der Technik vollständig unterschiedliche Technik für die Untersuchung von Erdformationen. Während die vorliegende Erfindung elektromagnetische Energie für die Untersuchung unterirdischer Erdformationen verwendet, ist sie vollständig verschieden von den früheren statischen oder quasi statischen elektromagnetischen Untersuchungstechniken> und zwar insofern, als die Arbeitsfrequenz erhöht wird bis zu einem Punkt, wo die statische und quasi statische Feldtheorie nach den vorbekannten Induktionslog- und Elektrodenlog-Untersuchungssystemen sich nimt länger anwenden lädt. Stattdessen ist die Wellenlänge und die Skin-Tiefe der Frequenz bis zu einem Punkt verringert, wo die dynamische Feldtheorie zur Anwendung kommt und sich die elektromagnetische Welle durch die Formationen fortpflanzt. Dann kann durch Messung einer oder oder beider Fortpflanzungskonstanten, d.h. der Dämpfungskonstante oder der Phasenkonstante, die Skin-Tiefe und somit die Konduktivität oir elektrische Leitfähigkeit der benachbarten. Format ionen bestimmt werden. As can thus be seen, the present invention teaches one opposite the prior art completely different technique for the investigation of earth formations. While the present invention electromagnetic energy used for the study of underground earth formations, it is complete different from the earlier static or quasi-static electromagnetic Examination techniques> insofar as the work frequency is increased to a point where the static and quasi-static field theory according to the previously known Induction log and electrode log examination systems are no longer in use loads. Instead, the wavelength and the skin depth are up to one in frequency Point where dynamic field theory is applied and the electromagnetic wave propagates through the formations. Then can by measurement one or or both of the propagation constants, i.e. the damping constant or the phase constant, the skin depth and thus the conductivity oir electrical Conductivity of the neighboring. Format ions can be determined.

Durch passende Wahl der Konstanten des Untersuchungssystems, d.h. der Antennen-Spacings- oder -abstände und der Frequenz, können gewünschte radiale und vertikale Lösungen verwirktlicht werden, die die-Untersuchung jeder interessierenden Formationszone gestatten. In den obigen Beispielen ist ebenso gezeigt, wie die geeigneten Spacings oder Abstände und die Frequenz für die Untersuchung der Invasionszone und der invasionsfreien Zone auszuwählen sind. Gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung kann selbstverständlich jegliche andere Zone oder Kombination von interessierenden Zonen durch geeignete Auswahl der Spacings und der Frequenz in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Erfindung untersucht werden. By suitable choice of the constants of the investigation system, i. the antenna spacings or distances and the frequency, can be desired radial and vertical solutions are realized that the-investigation of everyone of interest Allow formation zone. In the above examples it is also shown how the suitable ones Spacings or distances and the frequency for the study of the invasion zone and the invasion-free zone are to be selected. In accordance with the teachings of the present invention can of course any other zone or combination of interest Zones by appropriate selection of spacings and frequency in accordance with may be examined according to the teachings of the present invention.

Während oben bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben worden sind, ist es für den Fachmann klar, daß verschiedene Abwandlungen und Modifikationen an den beschriebenen Einrichtungen möglich sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. While preferred embodiments of the invention are described above have been, it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications on the facilities described are possible without falling within the scope of the invention leaving.

- PatentansprUche -- patent claims -

Claims

Claims 1. Method for examining earth formations, which are pierced by a borehole, characterized by the emission of electromagnetic Energy that propagates in the adjacent earth formations' and through the Measurement of at least one factor of the propagation constant which is divided by at least part of the earth's formations spreading or propagating electromagnetic Energy 2. The method according to claim 1, characterized in that at least one measured factor of the propagation constant as a parameter for the "skin" depth of the relevant part of the earth formation is used.

3. The method according to claim 1, characterized in that an antenna arrangement is moved through the borehole that at least one transmitter antenna electromagnetic Energy is supplied for transmission and propagation through the surrounding media and that at least one factor of the propagation constant of at least a part of the surrounding media as a function of the electromagnetic energy that is received by at least one receiving antenna.

4 The method according to claim 3, characterized in that two receiving antennas are moved through the borehole and that the measurement is at least X of a factor of Propagation constant measuring the gradient of either the Amplitude or phase of the electromagnetic field depending on the electromagnetic energy that is absorbed by the two receiving antennas, includes.

5. The method according to claim 4, characterized in that the measurement of the gradient of a factor of the electromagnetic field the comparison of the phases of the electromagnetic energy received by the two receiving antennas is, and that an output signal is generated that is for the phase difference between representative of the electromagnetic energy absorbed by the two receiving antennas is as an indication of a property of the surrounding media.

6. The method according to claim 4, characterized in that when measuring of the gradient of a factor of the electromagnetic field the amplitudes of the the electromagnetic energy recorded by both receiving antennas is compared, and that an output signal is generated which is representative of the amplitude gradient between the electromagnetic energy picked up by the two receiving antennas rep is essential as an indication of a property of the surrounding media.

7. The method according to claim 3, characterized in that the frequency the emitted electromagnetic energy is adjusted depending on at least one measured factor of the propagation or propagation constant, in order to keep the measured constant factor at a desired value, and that a signal is generated which is representative of the conductivity or electrical conductivity of at least a part the surrounding Media depending on the covering of the setting of the frequency.

8. Device for carrying out the method according to one or more of claims 1 to 7, characterized by a device (T), 23, 23a) for transmitting electromagnetic energy in the surrounding earth formations that run through them Formations propagates, and through to electromagnetic energy appealing devices for measuring at least one factor of the reproductive constant at least part of the earth formations.

9. Apparatus according to claim 8, characterized in that at least a measured factor of the propagation constant is representative of the Skin11 depth at least of one part of the earth formations. lo. Device according to claim 8, characterized by an antenna arrangement movable through a borehole with transmitting (T) and receiving antennas (Ri,, R2, ...), devices for supplying electromagnetic energy to at least a transmitting antenna (T) for transmission and propagation through the surrounding area Media and by facilities that are connected to at least one of the from the transmitting antenna (T) spaced receiving antennas (R1, R2 ... are coupled. And on address the propagating electromagnetic energy for measurement at least a factor of the constant of propagation in at least a part of the surrounding one Media.

11. The device according to claim lo, characterized by two on the reproductive energy responsive electromagnetic Receiving antennas (R1, ...) and through devices (26 - 51) coupled to these for measurement at least a factor of the constant of propagation in at least a part of the near media surrounding the receiving antenna.

12. The device according to claim 10, characterized in that the a measured factor of the propagation constant is the phase constant.

13. The apparatus according to claim lo, characterized in that the a measured factor of the propagation constant is the attenuation constant.

14. The apparatus according to claim 11, characterized in that # the The distance between the two receiving antennas (R1, R2, ..) is small is compared to the distance or spacing between the transmit (T) and receive antennas (R1, R2, ...).

15. The device according to claim 10, characterized by devices to to calculate the conductivity or electrical conductivity of at least one Part of the surrounding media due to the measured propagation constant.

16. The device according to claim lo, characterized in that the receiving antenna arrangement at least three antennas (Rg, Rlo, R11), which are arranged so that the Influence of reflected electromagnetic energy is kept as low as possible.

17. The device according to claim 16, characterized in that the receiving antenna arrangement (R9, R10, R11) a central antenna (Rlo) and an upper antenna (R9) and a lower antenna (R11) 1), and that these receiving antennas so are arranged that the from the central antenna (R1o) received electromagnetic Energy approximately twice that of the upper (RQ) and lower (R11) Antenna received energy is evaluated and an opposite polarity Has.

18. The device according to claim lo, characterized in that the Means for supplying electromagnetic energy to at least the one transmitting antenna (T) comprises a voltage controlled oscillator (23) and further devices responsive to the measured propagation constant factor and a Generate control signal for setting the frequency of the oscillator such that maintain a desired value of the measured propagation constant factor and further comprises means responsive to the control signal and a Give a measured value for the conductivity of the surrounding media.

19. The device according to claim 8, characterized by one by a Borehole movable antenna arrangement with transmitting (T) and receiving antennas (R1, R2, ...), Devices for supplying electromagnetic energy to at least one transmitting antenna for transmission and propagation through the surrounding media, and through facilities, those with at least two of the receiving antennas arranged at a distance from the transmitting antenna (T) (R1, R2, ...) are coupled and to the propagating electromagnetic energy address to create a measure for a characteristic property of the surrounding media.

20. The device according to claim 8, 1o or 19, characterized in that the emitted electromagnetic energy has a frequency such that the maximum skin depth of the electromagnetic energy in the formation zone to be examined is less than twice the distance or spacing between the transmitting (T) and the receiving antenna (R). where the skin depth o is expressed by the relationship in which w = = angular frequency of the propagating or propagating electromagnetic energy, µ = magnetic permeability of the formation zone and = conductivity or electrical conductivity of the formation zone.

21. The device according to claim 19, characterized in that the Devices for creating a measure of a characteristic property the surrounding media include facilities (26) for comparing the phases and / or Amplitudes of the electromagnetic received by the two receiving antennas (R1, R2, ...) Energy and to generate a signal 5 for the phase difference and / or the Amplitude gradient between the two receiving antennas (R1, R2 '...) Ingested electromagnetic energy represent @@@@ is to provide an indication of the to deliver measured characteristics.