Brevet FR2578656A1 — publié le 19860912

La présente invention concerne la diagraphie de trous de sondage et en particulier un procédé de de détection li- thologique utilisant un outil qui est désigné habituelle- ment sous le terme d'appareil de télédétection pour trous de sondage (BHTV), et concerne également un tel appareil. Un appareil de télédétection pour trous de sondage utilise un transducteur acoustique rotatif qui est commandé périodiquement de façon pulsatoire de manière à produire une énergie acoustique qui se propage vers l'extérieur, rencontre la paroi du trou de sondage et est réfléchie en direction du transducteur. L'amplitude du signal réfléchi est affichée sur un tube cathodique dont la face peut être photographiée. La photographie obtenue représente une carte de la paroi du trou de sondage, divisée suivant la direction du nord et étalée à plat. Le transducteur est commandé de facon pulsatoire à une fréquence relativement élevée, de par exemple 1500 impulsions par seconde, tandis que la pé- riode de rotation du transducteur est égale à 0,333 seconde. Le balayage de l'oscilloscope est commandé par un signal de synchronisation verticale qui est produit par une sonde magnétométrique qui tourne de concert avec le transducteur. Bien que les appareils mentionnés ci-dessus soient utiles pour l'obtention d'un affichage de la paroi du trou de sondage, qui indique les emplacements de fractures ou d'autres éléments caractéristiques, ils présentent de gra- ves limitations lorsqu'ils sont utilisés dans un trou de sondage non circulaire ou bien elliptique. Le même pro- blème se pose également lorsque l'appareil vient en position décentrée sous l'effet de son déplacement à travers le trou de sondage. On peut voir que, lorsque l'appareil de télédétection BHTV est décentré ou se trouve dans un trou non circulaire, l'énergie acoustique est dispersée en tous les emplacements hormis au niveau de l'endroit o cette énergie frappe la paroi du trou de sondage perpendiculai- rement à une tangente en ce point. C'est pourquoi l'éner- gie réfléchie qui est reçue par le transducteur est maxi- male dans quatre positions et diminue dans les autres po- sitions. L'appareil BHTV tel qu'il est actuellement dis- ponible, présente différents niveaux de gain d'amplifica- tion, qui sont sélectionnés au moyen d'un commutateur rotatif commandé à partir de la surface. Etant donné que l'amplitude est réglée à partir de la surface, on ne peut pas la modifier pour obtenir l'amplification correcte lors- que le transducteur tourne. Par conséquent l'affichage ob- tenu possède des zones lumineuses et des zones sombres, dans lesquelles il manque des détails. On notera que lors d'opérations normales, une fracture ou une autre anomalie présente dans la paroi du trou de sondage ne réfléchit pas d'énergie et apparaît sous la forme d'une ombre sombre sur l'affichage. Les problèmes indiqués ci-dessus sont résolus au moyen du circuit de commande automatique de gain (AGC) décrit dans la demande de brevet britanique 8 401 298 (publiée le 1er Août 1984, N de publication 2 133 882). Cette demande décrit un circuit AGC présentant un long temps de montée et un temps de décroissance ou de retombée bref, qui permet à l'amplificateur d'amplifier les signaux faibles, tandis que son temps de retombée bref empêche l'amplificateur d'être saturé lorsque l'amplitude du si- gnal réfléchi augmente. Bien que cette demande de brevet résolve le problème de l'excentricité du trou de sondage, le circuit AGC atténue des détails dans l'observation li- thologique dans certaines formations par suite de la nor- malisation de l'amplitude réalisée par le circuit AGC. 0 Ces faibles variations dans l'observation lithologique peuvent être extrêmement importantes pour l'évaluation de certains types de formations, par exemple des formations présentant des fractures. La présente invention résoud le problème indiqué ci-dessus en fournissant des moyens en forme de circuits 2S78656 servant à produire un signal de gain qui est associé à l'amplitude du niveau de la commande AGC. Ce signal de gain est envoyé à la surface, o il peut être utilisé pour reconstituer le signal initial délivré par l'appareil de télédétection BHTV. Le signal de gain, qui reflète le gain du circuit AGC, peut prendre la forme d'une impulsion dont l'amplitude est associée au gain, l'impulsion étant transmise à la surface par une ligne câblée et étant transformée en un signal numérique. A la surface, le signal de gain peut être utilisé pour reconstituer le signal initial de l'appareil de télé- détection BHTV ou être affiché sous la forme d'un signal séparé. En dehors du signal de gain,il est souhaitable d'utiliser un signal qui représente les irrégularités du trou de sondage ou l'excentricité de l'appareil BHTV dans le trou de sondage. Ce signal est normalement le signal "de temps de vol ou de propagation" décrit dans le brevet US N 4 463 378. En utilisant la combinaison du signal de gain et du signal de temps de propagation, on peut normali- ser le signal de l'appareil BHTV et l'afficher en utilisant le système décrit dans le brevet mentionné ci-dessus. Gra- ce à la normalisation du signal de l'appareil BHTV avant son affichage, les détails de la lithologie du trou de sondage ressortiront plus aisément et pourront être utili- sés pour la détermination des caractéristiques de la for- mation. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après prises en référence aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 représente le schéma d'un circuit con- venant pour réaliser un circuit de contrôle de gain situé dans l'appareil BHTV décrit dans la demande de brevet men- tionnée précédemment; et la figure 2 représente le train d'impulsions des si- gnaux envoyés à la surface. En se référant à la figure 1, on y voit représenté un amplificateur placé au fond du trou de sondage et un circuit de commande auttatique de gain (AGC) pour une unité constituée par un appareil de télédétection pour trous de sondage (BHTV). En particulier le signal de l'ap- pareil BHTV est envoyé par l'intermédiaire d'un conducteur à un amplificateur 11 qui est raccordé à un étage ad- ditionnel d'amplification 12. La sortie de l'amplificateur 12 est raccordée au circuit mélangeur 14 qui adapte la sortie de l'amplificateur à l'entrée du circuit 15 formant étage d'attaque de ligne. Le signal est alors envoyé à la ligne câblée 16 et est transmis à l'intérieur du trou de sondage jusqu'au système électronique situé dans la partie supérieure du trou. Le circuit amplificateur représenté est muni d'un circuit AGC semblable à celui décrit dans la demande de brevet britannique N 8 401 298. Ce circuit AGC 21 est ac- couplé à l'entrée de l'amplificateur 12 au moyen du con- ducteur 20. En particulier ce circuit comporte une diode d'entrée 22 qui est accouplée à un circuit RC formé par la résistance 23 et par la capacité 24. Le circuit de com- mande de gain 21 est accouplé à l'entrée de commande de gain de l'amplificateur 11 au moyen d'un conducteur 26. Le circuit servant à envoyer le signal de gain re- présentant l'amplitude du signal de commande de gain comprend deux amplificateurs 30 et 31. L'entrée de l'am- plificateur 30 est accouplée au conducteur 26 tandis que la sortie de l'amplificateur 31 est accouplée à un côté d'un transistor de commutation 32. Le transistor 32 est commandé par le signal d'impulsion de commande F qui tra- verse une ligne à retard 33. La ligne à retard retarde la commutation du transistor 32, pendant un intervalle de temps préréglé, afin d'amener le signal de gain dans une position appropriée dans le train d'impulsions. L'interval- le de temps est choisi de manière à positionner le signal de gain dans une zone stable après l'impulsion de commande du transducteur et avant le signal réfléchi renvoyé par l'apppareil BHTV. La figure 2 représente le train d'impulsions envoyé par l'appareil BHTV à la surface. Le signal de synchronisa- tion S est produit par l'impulsion de commande F en asso- ciation avec le signal de gain G et le signal R du récep- teur. Le signal de gain G obtenu à partir du signal de commande de gain est envoyé par l'intermédiaire du circuit mélangeur 14 et de l'étage d'attaque de ligne 15 au câble d'enregistrement 16. Ce signal de gain G possède une am- plitude d'impulsion associée à l'amplitude du signal AGC et une durée associée à la durée de conduction ou durée de "mise à l'état conducteur" du transistor de commutation 32, qui est commandé par la ligne à retard 33. De préférence la ligne à retard 33 délivre une impulsion, qui possède une durée prédéterminée ou préréglée, pour rendre le tran- sistor conducteur. Le signal de gain peut être utilisé en combinaison avec le système d'enregistrement du brevet US 4 463 378 de manière à former une carte de la paroi du trou de son- dage, sur laquelle on peut examiner les détails lithologi- ques. L'amplitude maximale du signal de gain du circuit AGC peut être utilisée pour fournir la réflectivité acous- tique des lithologies lorsque l'on tient compte de l'atté- nuation supplémentaire due à la longueur variable du tra- jet hydraulique dans le trou de sondage, grâce à l'utilisa- tion de l'information concernant le temps de propagation. REVENDICATIONS 1. Procédé de détection de modifications de la lithologie de formations entourant un trou de sondage, caractérisé en ce qu'il consiste à: explorer les formations entourant le trou de sondage moyennant l'utilisation d'un appareil de télédé- tection pour trous de sondage (BHTV), - régler le niveau du signal de l'appareil BHTV en utilisant un circuit de commande automatique de gain AGC 21), - produire un signal de gain G associé à l'amplitude du signal du circuit de commande automatique de gain (AGC) et - utiliser le signal de gain pour indiquer la ré- flectivité des formations. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à produire en outre un signal associé aux irrégularités du trou de sondage et à utiliser ce si- gnal en combinaison avec le signal de gain pour indiquer la réflectivité de la formation. 3. Appareil de télédétection perfectionné pour trous de sondage (BHTV) du type comportant un circuit de com- mande automatique de gain AGC (21), pour la mise en oeu- vre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit de déclenchement servant à déclencher son fonctionnement et que ledit circuit de com- mande AGC (21) comporte un amplificateur de sortie (30, 31), un circuit de commande AGC proprement-dit (21) pré- sentant un temps de montée long et un temps de retombée bref, et des moyens en forme de circuit (32) accouplés audit circuit AGC (21) pour produire un signal de gain (G) associé à l'amplitude du signal AGC. 4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une ligne à retard (33) qui est accouplée audit moyen en forme de circuit (32) de ma- nière à retarder la transmission du signal de gain. 5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'amplitude dudit signal est associée à l'ampli- tude dudit signal AGC.