Brevet FR2687228A1 — publié le 19930813

PROCÉDÉ ET DISPOSITIF DE DIAGRAPHIE POUR L'ÉTUDE DE CARACTÉRISTIQUES GÉOMÉTRIQUES D'UN FORAGE L'invention se rapporte à un procédé et dispositif pour l'étude de caractéristiques géométriques d'un forage et plus particulièrement pour la détection des distances entre une sonde de diagraphie et la paroi d'un forage dans plusieurs directions autour de la sonde L'invention concerne en outre l'application d'une telle technique à un procédé et dispositif de diagraphie pour l'étude des résistivités azimutales des formations géologiques traversées par un forage en vue de corriger ces mesures de résistivité. On connaît des appareils de diagraphie qui détectent des distances entre une sonde de diagraphie et la paroi d'un forage dans plusieurs direction autour de la sonde Ces appareils ont pour but de mesurer plusieurs diamètres du forage Un exemple de réalisation mécanique d'un tel diamétreur multiple est décrit dans le brevet américain US 4 251 921 (Fink) L'appareil comprend des bras articulés adaptés à venir en contact sur la paroi du forage et un système pour mesurer l'écartement des bras Cet appareil nécessite de nombreuses parties mécaniques mobiles susceptibles d'usure et présente des risques de coincement dans les forages difficiles. Un autre exemple d'un mode de réalisation acoustique d'un tel diamétreur multiple est décrit dans le brevet américain US 4 827 457 (Seeman et ai) Ce dispositif présente l'avantage de mesurer sans contact plusieurs diamètres du forage Il nécessite toutefois un nombre important de capteurs acoustiques dont le prix est relativement élevé. Le brevet américain US 4 087 740 (Suau) décrit un appareil de -2- diagraphie à électrodes pour déterminer le diamètre moyen d'un forage. Dans cet appareil, on émet un premier courant qui s'écoule principale- ment dans les formations et un deuxième courant qui s'écoule principalement dans le fluide du forage On élabore deux signaux de résistivité en réponse aux premiers et deuxièmes courants et l'on combine les deux signaux de résistivité pour en déduire le diamètre moyen du forage Un tel dispositif ne donne pas d'indications sur l'excentration de la sonde dans le forage ni sur la forme de la section transversale du forage. Un objet de l'invention concerne une technique de diagraphie sans contact permettant d'obtenir des informations sur l'excentration d'une sonde dans un forage et/ou sur la forme de la section transversale du forage. Un autre objet de l'invention est une technique de diagraphie à électrodes pour détecter plusieurs distances radiales entre une sonde de diagraphie et la paroi d'un forage. Enfin, un autre objet de l'invention est une technique de diagraphie pour la mesure de résistivités azimutales des formations traversées par un forage dans laquelle les mesures sont corrigées pour tenir compte de l'excentration de la sonde et/ou de la forme irrégulière de la section transversale du forage. Selon un premier aspect de l'invention, un procédé de diagraphie pour l'étude de caractéristiques géométriques d'un forage dans lequel est suspendu un corps de sonde allongé, comprend les étapes suivantes: émettre des courants électriques (Ici) entre une électrode annulaire de courant (A) disposée sur le corps et un réseau d'électrodes azimutales de courant (Aazi) circonférenciellement espacées sur le corps, l'électrode annulaire (A) étant longitudinalement espacée du réseau d'électrodes azimutales de façon que les courants émis s'écoulent principalement dans le fluide du forage; et, en réponse aux courants émis (Ici), élaborer des signaux de sortie (Rci) fonction de la résistivité de zones du forage dans lesquelles s'écoulent les courants pour fournir des indications des distances entre le corps et la paroi du forage dans plusieurs directions autour de la sonde. -3- De préférence, on commande l'émission des courants (Ici) de façon qu'ils soient égaux entre eux et d'amplitude constante (Ic), on détecte les différences de potentiel (A Vci) apparaissant, en réponse aux courants émis (Ici), entre des électrodes azimutales de contrôle (Mazi) associées aux électrodes azimutales de courant (Aazi) et une électrode annulaire (M) associée à l'électrode annulaire de courant (A), et on élabore des signaux de sortie (Rc) tels que chacun soit fonction du rapport (A Vci/Ic) du potentiel détecté (A Vci) au courant (Ic). Un dispositif de diagraphie pour la mise en oeuvre de ce procédé comprend: un corps de sonde allongé adapté à être déplacé le long du forage; un réseau d'électrodes azimutales de courant (Aazi) espacées circonférenciellement les unes des autres sur le corps; une électrode annulaire de courant (A) longitudinalement espacée du réseau d'électrodes azimutales de façon que des courants émis entre le réseau d'électrodes azimutales de courant (Aazi) et l'électrode annulaire de courant (A) s'écoulent principalement dans le fluide du forage; des moyens pour émettre des courants (Ici) entre les électrodes azimutales (Aazi) et l'électrode annulaire (A); et des moyens pour élaborer, en réponse aux courants (Ici), des signaux de sortie (Rc 1) fonction de la résistivité de zones du forage dans lesquelles s'écoulent les courants pour fournir des indications des distances entre le corps et la paroi du forage dans plusieurs directions autour de la sonde. De préférence, le dispositif comprend une électrode annulaire de contrôle (M) associée à l'électrode annulaire de retour (A) et une électrode azimutale de contrôle (Mazi) associée à chaque électrode azimutale de courant (Aaz P). Selon un deuxième aspect de l'invention, un procédé pour étudier la résistivité des formations traversées par un forage comprend les étapes suivantes: émettre des premiers courants (Iazi) par un réseau d'électrodes azimutales de courant (Aazi) espacées circonférenciellement les unes des autres et disposées sur un corps de sonde allongé adapté à être déplacé le long du forage; élaborer, en réponse aux premiers courants (Iazi), des premiers signaux de sortie (Razi) représentatifs de la résistivité des formations dans plusieurs directions autour de la sonde; émettre, par les électrodes azimutales de courant (Aazi), des deuxièmes courants (Ici) s'écoulant principalement dans le fluide du -4- forage; et élaborer, en réponse aux deuxièmes courants (Ici), des deuxièmes signaux de sortie (Rci) fonction des distances entre le corps et la paroi du forage dans plusieurs directions autour de la sonde pour corriger les premiers signaux de sortie (Razi). De préférence, les premiers courants (Iazi) sont émis à une première fréquence et les deuxième courants (Ici) sont émis à une deuxième fréquence différente de la première Des courants auxiliaires à la première fréquence sont émis dans les formations par des électrodes annulaires de garde (A 2) disposées sur le corps de part et d'autre du réseau d'électrodes azimutales (Aazi) pour focaliser les premiers courants (Iazi) Les deuxième courants (Ici) sont émis entre les électrodes azimutales (Aazi) et les électrodes de garde (A 2) avec des amplitudes égales. Chacun des deuxièmes signaux de sortie (Rci) est fonction du rapport (A Vci/Ic) de la différence de potentiel (A Vci) détectée entre une électrode azimutale de contrôle (Mazi) et des électrodes annulaires de contrôle (M 3, M 4) à l'amplitude (Ic) des deuxièmes courants (Ici) Pour corriger les premiers signaux de sortie, on élabore des signaux représentatifs de coefficients de correction (Cexi) selon les équations Cex = 12 Rc /Z Rc 1 1 1 Un dispositif selon le deuxième aspect de l'invention comprend: un corps de sonde allongé adapté à être déplacé le long du forage; un réseau d'électrodes azimutales de courant (Aazi) espacées circonférenciellement les unes des autres sur le corps; deux électrodes annulaires de garde (A 2) disposées longitudinalement sur le corps de part et d'autre du réseau d'électrodes azimutales de courant (Aazi); des moyens pour émettre des premiers courants (Iazi) par les électrodes azimutales de courant (Aaz); et des moyens pour élaborer, en réponse aux premiers courants (Iazi), des premiers signaux de sortie (Razi) représentatifs de la résistivité des formations dans plusieurs directions autour de la sonde Le dispositif comprend de plus des moyens pour émettre, par les électrodes azimutales de courant (Aazi), des deuxièmes courants (Ici) s'écoulant principalement dans le fluide du forage et des moyens pour élaborer, en réponse aux deuxièmes courants (Ici), des deuxièmes signaux de sortie (Rci) fonction des distances entre le corps et la paroi du forage dans plusieurs directions autour de -5 - la sonde pour corriger les premiers signaux de résistivité (Razi). De préférence, le dispositif comprend des électrodes azimutales de contrôle (Mazi) respectivement associées aux électrodes azimutales de courant (Aazi) et deux électrodes annulaires de contrôle (M 3, M 4) respectivement associées aux électrodes de garde (A 2). Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs mieux de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels: La figure 1 représente un dispositif de diagraphie selon l'invention comprenant une sonde équipée d'électrodes pour l'étude de caractéris- tiques géométriques d'un forage; La figure 2 représente une configuration préférée d'électrodes portées par la sonde de diagraphie de la figure 1; La figure 3 est un schéma synoptique de circuits électriques utilisables de préférence dans le dispositif de la figure 1; La figure 4 est un schéma synoptique d'une variante des circuits électriques utilisables dans le dispositif de la figure 1; La figure 5 représente une sonde de diagraphie pour l'étude de la résistivité des formations selon un deuxième aspect de l'invention dans lequel on utilise la détection de propriétés géométriques du forage pour corriger les mesures; La figure 6 représente une configuration d'électrodes portées par la sonde de diagraphie de la figure 5; et La figure 7 est un schéma synoptique des circuits électriques utilisés de préférence dans le dispositif de la figure 5. En référence à la figure 1, un dispositif de diagraphie pour l'étude d'un forage 10 traversant des formations géologiques 11 comprend une sonde 12 suspendue dans le forage à l'extrémité d'un câble multi- -6 - conducteur 13 Le câble 13 passe sur une poulie 14 et s'enroule sur un treuil 15 destiné à déplacer la sonde 12 le long du forage Le treuil fait partie d'une unité de surface 16. La sonde 12 comprend un corps allongé 17 ayant une section supérieure 20 formée par une enveloppe métallique étanche contenant des circuits électriques et une section inférieure 21 susceptible d'être équipée de capteurs (non représentés) pour l'étude des formations géologiques Ces capteurs peuvent être des électrodes, des bobines d'induction, des capteurs nucléaires, des transducteurs acoustiques ou autres En plus de ces capteurs, la section inférieure 21 porte un ensemble 22 d'électrodes pour la détection de caractéristiques géométriques du forage Des informations sur la forme et les dimensions de la section transversale du forage, ainsi que sur l'excentration de la sonde 12 dans le forage, sont en effet intéressantes, soit en elles mêmes pour la connaissance de l'état du forage, soit pour corriger les mesures effectuées sur les formations. En référence à la figure 2 qui représente plus en détail l'ensemble d'électrodes 22 disposées sur la sonde 12, la section inférieure 21 du corps porte une électrode annulaire de courant A, une électrode annulaire de contrôle M associée à l'électrode de courant A, et un réseau de douze électrodes azimutales circonférenciellement espacées les unes des autres L'électrode annulaire de courant A peut être disposée entièrement d'un côté de l'électrode de contrôle M, comme représenté sur la figure, ou comporter une partie au dessus et une partie au dessous de l'électrode annulaire M Chaque électrode azimutale comprend une électrode azimutale de courant Aaz entourant une électrode azimutale de contrôle Mazi, i étant un indice de 1 à 12. Le réseau d'électrodes azimu:ales est longitudinalement espacé de l'électrode annulaire de courant A de façon que des courants émis entre les électrodes azimutales et l'électrode annulaire A s'écoulent principalement dans le fluide du forage L'intervalle longitudinal entre les bords voisins des électrodes Aaz et de l'électrode A est de l'ordre de grandeur des distances radiales à détecter entre la sonde 12 et la paroi du forage Dans un mode de réalisation préféré cet intervalle a été choisi égal à environ 5 cm. -7 - Pour obtenir des mesures des distances entre la sonde et la paroi du forage dans plusieurs directions autour de la sonde, on émet des courants Ic entre les électrodes azimutales de courant Aaz et l'électrode annulaire de courant A Des différences de potentiel A Vc. apparaissent entre chacune des électrodes azimutales de contrôle Mazi et l'électrode annulaire de contrôle M La résistivité apparente Rci de la zone traversée par chaque courant Ici est donnée par l'équation: Rci = kl L Vc /Ic. i i dans laquelle kl est un coefficient constant qui dépend de la géométrie de la sonde 12 Comme une partie des courants Ici s'écoulent dans les formations, les résistivités apparentes Rci sont fonction des distances radiales entre la sonde et la paroi du forage Pour obtenir des indications sur ces distances, on élabore donc des signaux représentatifs des résistivités Rci. On obtient ainsi des informations sur l'excentration de la sonde dans le forage et sur la forme éventuellement irrégulière de la section du forage sans augmenter la complexité mécanique de l'appareil. La figure 3 représente schématiquement des circuits électriques pour élaborer de tels signaux selon un mode de réalisation préféré de l'invention Dans ce mode de réalisation, on maintient à une valeur constante les amplitudes des courants Ici et l'on détecte les différences de potentiel A Vci. A gauche de la figure, on a représenté schématiquement les électrodes A, M, Mazi et Aazi déjà décrites, une seule électrode Mazi et une seule électrode Aazi étant représentées pour simplifier l'exposé. Un oscillateur 30 fournit une tension alternative pour commander douze sources de courant 33 i Les sorties de chaque source de courant 33 i sont reliées d'une part à une électrode azimutale de courant Aazi et d'autre part à l'électrode annulaire de courant A pour émettre, entre ces électrodes, un courant alternatif Ici Les douze sources de courant 33 émettent donc douze courants égaux Ici L'intensité commune Ic des douze courants égaux Ici est détectée à la sortie de l'oscillateur 30 par un amplificateur 31 dont la sortie est appliquée à un redresseur synchrone 32. La différence de potentiel A Vci apparaissant entre chaque électrode -8 azimutale de contrôle Maz et l'électrode annulaire de contrôle M, est détectée par un amplificateur 34 i dont la sortie est appliquée à un redresseur synchrone 35 i Les références de phase nécessaires aux redresseurs synchrones 32 et 35 proviennent de l'oscillateur 30 Les valeurs redressées de Ic et des différences de potentiel A Vci sont appliquées à un circuit de calcul 36 qui élabore des signaux Rci selon les équations: Rc = kl àVc /Ic i i Le circuit de calcul 36 peut aussi élaborer douze signaux Cex. représentatifs de coefficients d'excentration dans lesquels l'influence des variations de résistivité du fluide du forage est pratiquement éliminée selon les équations: Cex = 12 Rc /E Rc. Ces coefficients sont fonction des distances relatives entre la sonde et la paroi du forage dans douze directions autour de la sonde. Dans le mode de réalisation décrit, le circuit de calcul est disposé dans l'équipement de surface 16 et les autres circuits sont contenus dans la section supérieure 20 de la sonde 12 Les treize signaux Ic et A Vci redressés sont alors envoyés depuis le fond jusqu'en surface par l'intermédiaire du câble 13 Tout autre répartition des circuits de la figure 3 entre le fond et la surface est évidemment possible. La figure 4 représente schématiquement des circuits électriques pour élaborer les signaux Rci selon un autre mode de réalisation de l'invention Dans cette variante, on maintient constante l'amplitude des différences de potentiel àVci et l'on détecte les courants Ici. Un oscillateur 40 fournit une tension alternative au primaire d'un transformateur 41 dont un premier enroulement secondaire est connecté entre l'électrode annulaire de contrôle M et une entrée d'un amplificateur différentiel 44 i L'autre entrée de l'amplificateur différentiel 44 est reliée à une électrode azimutale de contrôle Maz. et sa sortie est appliquée à une source de courant 45 i Les sorties de chaque source de courant 45 i sont reliées d'une part à une électrode azimutale de courant Aazi et d'autre part à l'électrode annulaire de courant A De cette façon, on commande l'émission des courants alternatifs Ici de façon que les différences de potentiels A Vci 9 - apparaissant entre l'électrode annulaire de contrôle M et chaque électrode azimutale de contrôle Mazi soient maintenues égales à une différence de potentiel G Vc d'amplitude fixe La valeur commune A Vc des douze différences de potentiels égales A Vci est détectée au moyen d'un deuxième enroulement secondaire du transformateur 41 relié à un amplificateur 42 puis à un redresseur synchrone 43. Le courant Ici émis par chaque électrode azimutale de courant Aazi est détecté par une résistance série 46 i de faible valeur placée sur une sortie de chaque source de courant 44 i Les bornes de la résistance 46 i sont reliées aux entrées d'un amplificateur 47 i dont la sortie est appliquée à un redresseur synchrone 48 i Les références de phase nécessaires aux redresseurs synchrones 43 et 48 proviennent de l'oscillateur 40 Un circuit de calcul 49 élabore des signaux Rci selon les équations suivantes: Rc = kl Vc/Ic. Dans la variante de la figure 4, comme dans le cas de la figure 3, lorsque le circuit de calcul 49 est en surface, il suffit de transmettre treize signaux par le câble 13 En l'absence d'asservissements pour maintenir constantes les amplitudes des courants Ici, ou celles des différences de potentiel L Vci, il est aussi possible de détecter douze courants Ici et douze différences de potentiel A Vci On transmet alors vingt-quatre signaux en surface par le câble 13. Dans les modes de réalisation décrits ci-dessus, on détecte les différences de potentiel sur des électrodes de contrôle isolées des électrodes de courant On peut aussi relier directement les amplificateurs de détection 34 i et 44 i à l'électrode annulaire de courant A et/ou aux électrodes azimutales de courant Aaz Les mesures sont alors entachées d'erreurs provenant des impédances de contact des électrodes et aussi des résistances des fils de connexion Mais des solutions peuvent être trouvées pour réduire ces erreurs, par exemple en utilisant des électrodes sélectionnées pour leurs faibles impédances de contact. La figure 5 représente une sonde de diagraphie 50 pour l'étude de la résistivité des formations, dans laquelle on utilise la détection de propriétés géométriques du forage pour corriger les mesures La sonde - suspendue à un câble 13, comprend un corps allongé 51 ayant une section supérieure 52 qui contient des circuits électriques et une section inférieure 53 qui porte des électrodes. La section inférieure 53 porte un premier ensemble d'électrodes annulaires Ao, Ml-M'l, M 2-M'2, Al-A'l et A 2-A'2 pour mettre en oeuvre une technique connue de Double Laterolog en mode profond L Ld et en mode moins profond L Ls selon la technique décrite dans le brevet US 3 772 589 (Scholberg) L'électrode A 2 est réalisée en deux parties entre lesquelles sont disposés un réseau 54 d'électrodes azimutales et des électrodes annulaires de contrôle M 3, M 4 comme représenté plus en détail sur la figure 6 Le réseau d'électrodes azimutales est utilisé pour la mesure de résistivités azimutales comme décrit dans la demande de brevet francais No 91 14701 déposée le 28 novembre 1991. En référence à la figure 6 qui représente la partie supérieure de la section inférieure 53, le corps 51 forme deux électrodes de garde A 2 auxquelles sont respectivement associées deux électrodes annulaires de contrôle M 3, M 4 électriquement reliées entre elles Les électrodes annulaires de contrôle M 3, M 4, isolées par rapport aux électrodes A 2, sont par exemple situées à l'intérieur des électrodes A 2 respectives. L'électrode M 4 pourrait être aussi disposée en dessous de l'électrode A 2 supérieure et M 3 au dessus de l'électrode A 2 inférieure Entre les deux électrodes de garde A 2, est disposé le réseau 54 de douze électrodes azimutales circonférenciellement espacées les unes des autres Chaque électrode azimutale comprend une électrode azimutale de courant Aazi entourant une électrode azimutale de contrôle Mazi, i étant un indice de 1 à 12. Pour obtenir des mesures de résistivité dans plusieurs directions autour de la sonde, on émet dans les formations, à une première fréquence basse fl, des courants de mesure Iazi par les électrodes azimutales de courant Aazi Ces courants sont focalisés par des courants auxiliaires émis par les électrodes A 2 Un système d'asservissement formé de douze boucles d'asservissement commande les courants de mesure Iazi de façon à annuler sensiblement la différence de potentiel A Vazi détectée entre les électrodes annulaires de contrôle M 3, M 4 reliées entre elles et chacune des électrodes azimutales de contrôle Mazi On détecte de plus le potentiel Vaz des électrodes annulaires de il - contrôle M 3, M 4 reliées entre elles et l'on élabore des signaux de sortie azimutaux Razi chacun fonction du rapport du potentiel Vaz détecté sur les électrodes annulaires de contrôle au courant Iazi émis par une électrode azimutale selon l'équation: Raz = k 2 Vaz/Iaz. dans laquelle k 2 est un coefficient qui dépend de la géométrie de la sonde Cette technique est décrite en détail dans la demande de brevet francais No 91 14701 mentionnée précédemment. Les mesures de résistivités azimutales ainsi produites sont sensibles à l'excentration de la sonde dans le forage Pour obtenir des informations sur cette excentration en vue de corriger les mesures, on détecte en outre les distances entre les électrodes azimutales et la paroi du forage. Pour ce faire, on émet dans le fluide du forage, à une deuxième fréquence plus élevée f 2, des deuxièmes courants Ici entre les électrodes azimutales de courant Aaz et les électrodes annulaires de contrôle M 3, M 4 Ces courants Ici sont maintenus égaux entre eux de sorte qu'il suffit de détecter un seul courant Ic On détecte de plus la différence de potentiel A Vci apparaissant entre chacune des électrodes azimutales de contrôle Maz et les électrodes annulaires de contrôle M 3, M 4 reliées entre elles et l'on élabore des deuxièmes signaux de sortie Rci chacun fonction du rapport de la différence de potentiel A Vci détectée au courant Ic émis par chaque électrode azimutale selon l'équation: Rc = kl àVc /Ic dans laquelle kl est un coefficient qui dépend de la géométrie de la sonde. On obtient ainsi des informations sur l'excentration de la sonde dans le forage et sur la forme éventuellement irrégulière de la section du forage au niveau de profondeur exact o sont effectuées les mesures. Peu importe donc que la sonde soit inclinée par rapport à l'axe du forage De plus, la complexité mécanique de l'appareil n'est pas augmentée du fait que l'on utilise les mêmes électrodes pour les mesures azimutales de résistivité et pour les mesures de caractéristiques géométriques. 12 - En référence à la figure 7, on a représenté un mode de réalisation préféré des circuits électriques utilisés dans la sonde de la figure 5. En bas et à droite de la figure, on a représenté schématiquement les électrodes A 2, M 3, M 4, une seule électrode Mazi et une seule électrode Aazi Un courant alternatif It à la fréquence fl de 35 Hz est envoyé depuis une source de surface 60 vers la sonde de fond par un ou plusieurs conducteurs 61 du câble 13 Ce courant total It est détecté au fond au moyen d'une résistance série 62 de faible valeur dont les bornes sont reliées à un amplificateur 63 suivi d'un filtre passe- bande 64 centré sur la fréquence fl La phase du courant total It est aussi détectée au moyen d'un circuit 65 de détection de phase La mesure au fond du courant total It et la détection de sa phase permet de s'affranchir des distorsions qui ont pu être introduite par la transmission le long du câble 13 Une partie du courant total est appliquée par l'intermédiaire d'un conducteur 66 aux électrodes A 2 électriquement court-cicuitées comme indiqué schématiquement par la connexion 67 Le courant total circule entre les électrodes de courant et une électrode B éloignée située en surface. Une partie des circuits sert aux mesures azimutales de résistivité des formations Les électrodes annulaires de contrôle M 3, M 4 reliées entre elles sont reliées à l'entrée d'un amplificateur de mesure 70 dont l'autre entrée est reliée à une électrode de référence N qui est l'armure du câble La sortie de l'amplificateur 70 est appliquée à un filtre passe-bande 71 centré sur la fréquence 35 Hz lequel fournit un signal alternatif Vaz représentatif de la différence de potentiel entre les électrodes M 3, M 4 et l'électrode de référence N. Chaque électrode azimutale de contrôle Mazi est reliée à une entrée différentielle d'un préamplificateur 72 i à large bande de fréquences dont l'autre entrée est connectée aux électrodes annulaires de contrôle M 3, M 4 La sortie du préamplificateur 72 i est reliée à à l'entrée d'un étage d'amplification 73 i à gain élevé ayant aussi une fonction de filtrage à 35 Hz, lui même connecté à une source de courant 74 i formée par un convertisseur tension-courant Le courant de sortie de la source 74 est appliqué entre l'électrode de garde A 2 et l'électrode azimutale de courant Aazi associée à l'électrode Mazi considérée La boucle 72 i, 73 et 74 i commande l'émission de chaque courant Iazi de façon à annuler la différence de potentiel entre M 3, M 4 et l'électrode azimutale de 13 - contrôle Mazi correspondante. Le signal de sortie de l'étage d'amplification 73 i est appliqué à un amplificateur de mesure 75 i suivi d'un filtre passe-bande 76 i centré sur la fréquence 35 Hz de façon à fournir un signal alternatif Iaz. représentatif du courant de mesure émis par l'électrode azimutale Aazi. Comme indiqué en pointillés sur la figure 4, le dispositif comprend douze canaux identiques. Les signaux Vaz, It et les douze signaux Iazi sont appliqués à un multiplexeur 77 Un circuit de cadencement 78 commande le cadencement de l'échantillonage des signaux Vaz, It et des douze signaux Iazi. Une autre partie des circuits sert à la détection des distances radiales entre les électrodes azimutales et la paroi du forage Une horloge 80fournit des impulsions ayant une fréquence f 2 de 64 k Hz à un commutateur analogique 81 qui produit un signal rectangulaire de même fréquence appliqué à un filtre passe-bande 82 La tension sinusoïdale d'amplitude fixe Ic apparaissant à la sortie du filtre 82 est appliquée aux sources de courant 74 i de façon à émettre des courants sinusoïdaux Ici d'amplitude fixe et de fréquence f 2 entre chacune des électrodes azimutales Aaz et les électrodes A 2. Le signal de sortie de chacun des préamplificateurs 72 i contient une composante à la fréquence f 2 qui est la chute de potentiel A Vci due à l'un des courants Ici circulant principalement dans le fluide du forage. La sortie de chaque préamplificateur est reliée à un multiplexeur 83 qui reçoit par ailleurs le signal de sortie Ic du filtre 82 et dont l'échantillonnage est commandé par un signal provenant du circuit de cadencement 78 Le signal de sortie du multiplexeur 83 est appliqué à un amplificateur 84 ayant une fonction de filtrage centrée sur la fréquence 64 k Hz afin d'éliminer les signaux dont la fréquence est différente de f 2 La sortie de l'amplificateur 84 est reliée à un redresseur synchrone 85 ayant une référence de phase à 64 k Hz provenant de l'horloge 80, le redresseur 85 étant suivi d'un filtre passe-bas 86. Le signal de sortie multiplexé du filtre 86, qui est une suite de signaux continus correspondant à l'amplitude commune des courants Ici et aux amplitudes des différences de potentiel A Vci, est appliqué au multiplexeur 77. 14 - La sortie du multiplexeur 77 est appliquée à un convertisseur analogique-numérique 90 comportant un amplificateur d'entrée à gain variable Les sorties numériques du convertisseur 90 sont appliquées à un circuit de traitement numérique 91 constitué par un processeur de signal numérique (DSP) programmé pour effectuer une fonction de redresseur synchronisé en phase et une fonction de filtre passe-bas sur les signaux numériques It, Vaz et Iazi La référence de phase nécessaire à la fonction de redressement provient du circuit de détection de phase 65 Le circuit de traitement 91 fournit aussi un signal de commande à l'amplificateur à gain variable du convertisseur analogique-numérique 90 de façon à réduire la dynamique des signaux d'entrée du convertisseur. Les signaux numériques multiplexés représentant les amplitudes des courants ou tensions Vaz, It, Iazi, Ic et A Vci sont appliqués à un circuit de télémesure 92 adapté à moduler et à transmettre ces signaux vers la surface par le câble 13 Ces signaux de fond sont reçus et démodulés en surface par un circuit de télémesure 93 puis entrés dans un ordinateur 94 qui peut être par exemple un micro-ordinateur Microvax commercialisé par la société Digital Equipment Corporation. L'ordinateur 94 effectue un démultiplexage des signaux Vaz, It, Iazi, Ic et A Vci et calcule des signaux bruts de résistivité des formations Razi, des signaux Rci indicatifs des distances radiales entre la sonde et la paroi du forage, et des signaux de résistivité corrigés Raz(cor)i selon les équations: Raz = k 2 Vaz/Iaz. 1 1 Rc = kl A Vc /Ic Cex = 12 Rc /E Rc. Raz(cor)i = Razi/Cexi dans lesquelles kl et k 2 sont des constantes prédéterminées qui dépendent de la géométrie de la sonde de fond. Les différents signaux de résistivité sont enregistrés en fonction de la profondeur dans un appareil d'enregistrement 95 qui peut comprendre un enregistreur optique et un enregistreur magnétique. On remarquera que, dans le mode de réalisation ci-dessus, on minimise l'accroissement de complexité de l'appareil dû à l'ajout de - mesures géométriques, en réutilisant au maximum les nécessaires à l'obtention des signaux de résistivité Raz i 74 i et les préamplificateurs 72 i sont utilisés à la fois types de mesures Razi et Rci Enfin de nombreux autres que le multiplexeur 77, le convertisseur 90 et les télémesure 92, 93 sont communs aux deux types de mesures. circuits déja Les sources pour les deux circuits tels circuits de Les modes de réalisation qui viennent d'être décrits peuvent évidemment faire l'objet de nombreuses variantes ou perfectionnements tout en restant dans le cadre de l'invention telle que définie dans les revendications ci-après. 16 - REVENDICATIONS 1 Procédé de diagraphie pour l'étude de caractéristiques géométriques d'un forage dans lequel est suspendu un corps de sonde allongé, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: émettre des courants électriques (Ici) entre un réseau d'électrodes azimutales de courant (Aazi) circonférenciellement espacées sur le corps et une électrode annulaire de courant (A) disposée sur le corps, l'électrode annulaire (A) étant longitudinalement espacée du réseau d'électrodes azimutales (Aazi) de façon que les courants émis s'écoulent principalement dans le fluide du forage; et en réponse aux courants émis (Ici), élaborer des signaux de sortie (Rci) fonction de la résistivité de zones dans lesquelles s'écoulent les courants pour fournir des indications des distances entre le corps et la paroi du forage dans plusieurs directions autour de la sonde. 2 Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'intervalle entre les électrodes azimutales de courant (Aazi) et l'électrode annulaire de courant (A) est choisi de l'ordre de grandeur des distances à détecter entre le corps et la paroi du forage. 3 Procédé selon la revendication 1 ou 2, comprenant de plus les étapes suivantes: détecter les différences de potentiel (àVci) apparaissant, en réponse aux courants émis (Ici), entre des électrodes azimutales de contrôle (Mazi) associées aux électrodes azimutales de courant (Aazi) et une électrode annulaire (M) associée à l'électrode annulaire de courant (A); et élaborer les signaux de sortie (Rci) en réponse aux différences de potentiel détectées (A Vc P). 4 Procédé selon la revendication 3, comprenant de plus l'étape consistant à commander l'émission des courants (Ici) de façon qu'ils soient égaux entre eux. Procédé selon la revendication 4, comprenant les étapes suivantes: détecter la valeur (Ic) des courants (Ici) émis par les électrodes azimutales de courant; et 17 - élaborer des signaux de sortie (Rce) tels que chacun soit fonction du rapport (A Vci/Ic) du potentiel détecté (A Vci) au courant détecté (Ic). 6 Procédé selon la revendication 1 ou 2, comprenant de plus les étapes suivantes: commander l'émission des courants (Ici) de façon à maintenir à une valeur constante (A Vc) les différences de potentiel (A Vci) apparaissant entre des électrodes azimutales de contrôle (Mazi) associées aux électrodes azimutales de courant (Aazi) et une électrode annulaire (M) associée à l'électrode annulaire de courant (A); détecter les courants (Ici) émis; et élaborer les signaux de sortie (Rc 1) en réponse aux courants (Ici) détectés. 7 Procédé selon la revendication 6, comprenant les étapes suivantes: détecter la valeur constante (àVc) des différences de potentiel (A Vci); et élaborer des signaux de sortie (Rci) tels que chacun soit fonction du rapport (A Vci/Ici) du potentiel détecté (A Vci) au courant détecté (Ici). 8 Dispositif de diagraphie pour l'étude de caractéristiques géométriques d'un forage ( 10), comprenant un corps de sonde allongé ( 17) adapté à être déplacé le long du forage et une électrode annulaire de courant (A) disposée sur le corps, caractérisé en ce qu'il comprend de plus: un réseau ( 22) d'électrodes azimutales de courant (Aazi) espacées circonférenciellement les unes des autres sur le corps, le réseau étant longitudinalement espacé de l'électrode annulaire de courant (A) de façon que des courants émis entre les électrodes azimutales de courant (Aazi) et l'électrode annulaire de courant (A) s'écoulent principalement dans le fluide du forage; des moyens ( 33 i, 45 i) pour émettre des courants (Ici) entre les électrodes azimutales (Aazi) et l'électrode annulaire (A); et des moyens ( 36, 49) pour élaborer, en réponse aux courants (Ici), des signaux de sortie (Rci) fonction de la résistivité de zones dans lesquelles s'écoulent les courants pour fournir des indications des 18 distances entre le corps et la paroi du forage dans plusieurs directions autour de la sonde. 9 Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend de plus: une électrode annulaire de contrôle (M) associée à l'électrode annulaire de retour (A); et une électrode azimutale de contrôle (Mazi) associée à chaque électrode azimutale de courant (Aazi). Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend de plus: des moyens ( 30) pour commander l'émission des courants (Ici) de façon qu'ils soient égaux entre eux; des moyens ( 34 i) pour détecter les différences de potentiels (A Vci) entre les électrodes azimutales de contrôle (Mazi) et l'électrode annulaire de contrôle (M); et des moyens ( 36) pour élaborer des signaux de sortie (Rci) chacun fonction du rapport (A Vci/Ic) du potentiel détecté (A Vci) à la valeur (Ic) du courant (Ici) émis par chaque électrode azimutale. 11 Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend de plus: des moyens ( 40, 41, 44 i) pour commander l'émission des courants (Ici) de façon à maintenir à une valeur constante (A Vc) les différences de potentiel (A Vci) apparaissant entre les électrodes azimutales de contrôle (Mazi) et l'électrode annulaire (M); des moyens ( 46 i, 47 i) pour détecter les courants (Ici) émis; et des moyens ( 49) pour élaborer les signaux de sortie (Rci) chacun fonction du rapport (A Vc/Ici) de la valeur constante (A Vc) au courant détecté (Ici) émis par chaque électrode azimutale. 19 - 12 Procédé pour étudier la résistivité des formations traversées par un forage comprenant les étapes suivantes: émettre des premiers courants (Iazi) par un réseau d'électrodes azimutales de courant (Aazi) espacées circonférenciellement les unes des autres et disposées sur un corps de sonde allongé adapté à être déplacé le long du forage; et élaborer, en réponse aux premiers courants (Iazi), des premiers signaux de sortie (Razi) représentatifs de la résistivité des formations dans plusieurs directions autour de la sonde; caractérisé en ce qu'il comprend de plus les étapes suivantes: émettre, par les électrodes azimutales de courant (Aazi), des deuxièmes courants (Ici) s'écoulant principalement dans le fluide du forage; et élaborer, en réponse aux deuxièmes courants (Ici), des deuxièmes signaux de sortie (Rci) fonction des distances entre le corps et la paroi du forage dans plusieurs directions autour de la sonde pour corriger les premiers signaux de sortie (Razi). 13 Procédé selon la revendication 12, dans lequel les étapes d'émission des courants consistent à: émettre les premiers courants (Iazi) à une première fréquence; et émettre les deuxième courants (Ici) à une deuxième fréquence différente de la première. 14 Procédé selon la revendication 12 ou 13, comprenant en outre l'étape consistant à émettre dans les formations des courants auxiliaires par des électrodes annulaires de garde (A 2) disposées sur le corps de part et d'autre du réseau d'électrodes azimutales (Aazi) pour focaliser les premiers courants (Iazi). Procédé selon la revendication 14, dans lequel les étapes d'émission des courants consistent à: émettre les premiers courants (Iazi) entre les électrodes azimutales (Aazi) et une électrode de retour (B) éloignée; et émettre les deuxième courants (Ici) entre les électrodes azimutales (Aazi) et les électrodes de garde (A 2). 16 Procédé selon la revendication 14 ou 15, comprenant en outre les étapes suivantes: - détecter les différences de potentiel (àVazi) apparaissant entre des électrodes azimutales de contrôle (Mazi) respectivement associées aux électrodes azimutales de courant (Aazi) et des électrodes annulaires de contrôle (M 3, M 4) associées aux électrodes de garde (A 2); et commander l'émission des premiers courants (Iazi) de façon à annuler sensiblement les différences de potentiel (A Vazi) détectées. 17 Procédé selon la revendication 16, comprenant les étapes suivantes: détecter les premiers courants (Iazi) émis par les électrodes azimutales de courant (Aazi); et détecter le potentiel (Vaz) sur les électrodes annulaires de contrôle (M 3, M 4) reliées entre elles; et élaborer les premiers signaux de sortie (Razi) tels que chacun soit fonction du rapport (Vaz/Iazi) du potentiel détecté (Vaz) au courant détecté (Iazi). 18 Procédé selon l'une des revendications 16 ou 17, comprenant les étapes suivantes: commander l'émission des deuxièmes courants (Ici) de façon qu'ils soient égaux entre eux; détecter les différences de potentiel (A Vci) apparaissant, en réponse aux deuxièmes courants (Ici), entre les électrodes azimutales de contrôle (Mazi) et les électrodes annulaires de contrôle (M 3, M 4); et élaborer les deuxièmes signaux de sortie (Rci) tels que chacun soit fonction du rapport (A Vci/Ic) d'une différence de potentiel détectée (A Vci) à l'amplitude (Ic) des deuxièmes courants (Ici). 19 Procédé selon l'une des revendications 12 à 18, comprenant les étapes suivantes: élaborer des signaux représentatifs de coefficients de correction (Cexi) selon les équations Cexi = 12 Rci/E Rci; et élaborer des signaux de résistivité corrigés Raz(cor)i selon les équations Raz(cor)i = Razi/Cexi 21 - Dispositif pour étudier la résistivité des formations traversées par un forage comprenant: un corps de sonde allongé ( 51) adapté à être déplacé le long du forage; un réseau ( 54) d'électrodes azimutales de courant (Aazi) espacées circonférenciellement les unes des autres sur le corps; deux électrodes annulaires de garde (A 2) disposées longitudinalement sur le corps de part et d'autre du réseau d'électrodes azimutales de courant (Aazj); des moyens pour émettre des premiers courants (Iazi) par les électrodes azimutales de courant (Aazi); et des moyens ( 94) pour élaborer, en réponse aux premiers courants (Iazi), des premiers signaux de sortie (Raz,) représentatifs de la résistivité des formations dans plusieurs directions autour de la sonde; caractérisé en ce qu'il comprend de plus: des moyens pour émettre, par les électrodes azimutales de courant (Aazi), des deuxièmes courants (Ici) s'écoulant principalement dans le fluide du forage; et des moyens ( 94) pour élaborer, en réponse aux deuxièmes courants (Ici), des deuxièmes signaux de sortie (Rci) fonction des distances entre le corps et la paroi du forage dans plusieurs directions autour de la sonde pour corriger les premiers signaux de sortie (Razi). 21 Dispositif selon la revendication 20, caractérisé en ce que les moyens d'émission des courants comprennent des sources de courant ( 74 f) respectivement reliées aux électrodes azimutales de courant (Aazi) et adaptées à émettre des courants sur une large bande de fréquence. 22 Dispositif selon la revendication 21, caractérisé en ce que les moyens d'émission des courants comprennent de plus: des moyens ( 73 i) reliés aux sources de courant ( 74 i) pour commander l'émission des premiers courants (Iazi) à une première fréquence (fi); et des moyens ( 80, 81, 82) reliés aux sources de courant ( 74 i) pour commander l'émission des deuxième courants (Ici) à une deuxième fréquence (f 2) différente de la première. 23 Dispositif selon la revendication 22, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens ( 60) pour émettre des courants auxiliaires à la 22 - première fréquence par les électrodes annulaires de garde (A 2) pour focaliser les premiers courants (Iazi). 24 Dispositif selon l'une des revendications 20 à 23, caractérisé en ce qu'il comprend de plus: des électrodes azimutales de contrôle (Mazi) respectivement associées aux électrodes azimutales de courant (Aazi); et deux électrodes annulaires de contrôle (M 3, M 4) respectivement associées aux électrodes de garde (A 2). Dispositif selon la revendication 24, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens ( 72 i) pour détecter, sur une large bande de fréquences les différences de potentiel (A Vazi, A Vci) apparaissant entre les électrodes azimutales de contrôle (Mazi) et les électrodes annulaires de contrôle (M 3, M 4) reliées entre elles. 26 Dispositif selon les revendications 22 et 25 prises en combinaison, caractérisé en ce que les moyens ( 73 i) pour commander l'émission des premiers courants (Iazi) sont adaptés à annuler sensiblement les différences de potentiel (A Vazi) à la première fréquence. 27 Dispositif selon la revendication 22, caractérisé en ce que: les moyens ( 80, 81, 82) pour commander l'émission des deuxièmes courants (Ici) sont adaptés à commander les sources de courant ( 74 i) de façon que les deuxièmes courants soient égaux entre eux; et en ce qu'il comprend: des moyens ( 94) pour élaborer les deuxièmes signaux de sortie (Rci) tels que chacun soit fonction du rapport (A Vci/Ic) d'une différence de potentiel (A Vci) à la deuxième fréquence, à l'amplitude (Ic) d'un deuxième courant. 28 Dispositif selon l'une des revendications 20 à 27, caractérisé en ce qu'il comprend: des moyens ( 94) pour calculer des coefficients de correction (Cexi) selon les équations Cexi = 12 Rci/E Rci; et des moyens ( 94) pour élaborer des signaux de résistivité corrigés Raz(cor)i selon les équations Raz(cor)i = Razi/Cexi.