164110. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés geológiai képződmények vizsgálatára
5 164110 6 fel. Az SP pontosabb értékének megfelelő jel végül galvanométeres 34 regisztrálóra kerül. Mielőtt a pontosabb SP jelet képző 21 jelfeldolgozó egység működését ismertetnénk, szükségesnek látszik, hogy néhány elméleti megfontolást közöljünk. A szokásos SP jelre, amely a 20 differenciálerősítő kimenetén jelenik meg, az előbbiekben tárgyalt különféle típusú zajok szuperponálódnak. Ezek a zajok két csoportra, nagyfrekvenciás és kisfrekvenciás zajokra oszthatók. A nagyfrekvenciás zajok előidézői, mint azt korábban kifejtettük, a tellurikus áramok, galván effektusok, a fúrással járó rezgések stb. Ezeknek általában néhány másodperc vagy annál rövidebb periódusidejük van. Az egyenáramú vagy kisfrekvenciás zaj általában az elektróda polarizáció miatt lép fel, és a hagyományos SP mérés szempontjából nem szokott zavaró lenni, mivel a polarizációs zaj sokkal kisebb mértékű a SP-hoz képest. Ezzel szemben, mint már említettük, a nagyfrekvenciás zaj zavarja a hagyományos SP mérést. A 20 differenciálerősítő kimenőjelét tehát (V + N)-nel jelölhetjük, ahol V a valódi SP jel, amely egyenlő a 15 és 19a elektródák között zajmentes állapotban mért potenciállal, N pedig a nagyfrekvenciás zajkomponens. A 18 differenciálerősítőből kapott ASP jel jórészt mentes ezektől a váltakozóáramú vagy nagyfrekvenciás zajkomponensektől. Ennek az a magyarázata, hogy a váltakozóáramú zajforrások általában nem helyi jellegűek, és ezért egyforrnán hatnak mind a 14, mind a 15 elektróda potenciáljára, így, mivel a 18 differenciálerősítő az egyik elektróda potenciálját kivonja a másikéból, ez a váltakozóáramú zaj gyakorlatilag kioltódik. Ugyanez nem érvényes viszont a 14 és 15 elektródák polarizációjából eredő hibákra. Ugyanis a polarizáció helyi hatás, azaz mindkét elektródára egyedileg hat. Mint korábban kifejtettük, a polarizációs zaj csekély a teljes SP mértékéhez viszonyítva, tehát a gyakorlatban mindig elhanyagolható. A fúrólyuk egymáshoz közeli két pontja közti potenciálkülönbség, vagyis az SP gradiens jel azonban szintén kicsi, tehát lényeges, hogy levonjuk belőle a polarizációs zajkomponenseket, főleg az integrálás után. így a 18 differenciálerősítő kimenőjelét G-vel jelölt zajmentes gradiens jelből, és P-vel jelölt polarizációs zajból állónak tekintjük. A ASP kimenőjel tehát egyenlő (G + P)-vel. Ezek után belátható, hogy a 18 differenciálerősítőből jövő ASP jel egyrészt értékes nagyfrekvenciás információt, másrészt a polarizációs hiba miatt hasznavehetetlen kisfrekvenciás információt foglal magában. A hagyományos SP jelben viszont a kisfrekvenciás komponensek jelentenek használható információt, a nagyfrekvenciásak pedig az N zaj miatt értéktelenek. Ezt szemlélteti a 2 ábra, amely a fentebb tárgyalt jelkomponensek teljesítménysűrűségét mutatja a frekvencia függvényében. Látható, hogy a zajnélküli, valódi SP teljesítményének, amelyet V-jelű szaggatott görbe ábrázol, túlnyomó része a kisfrekvenciás tartományba esik, a nagyfrekvenciák felé pedi '» rohamosan csökken. Az eredményvonalas görbével ábrázolt zajnélküli, tiszta G gradiens jel teljesítménye kisfrekvenciákon elenyésző, közepes és nagyfrekvenciákon viszont 5 jelentős mértékű. A zajok közül a P polarizációs zaj csak igen kis frekvenciákon számottevő, és a frekvencia növekedésével gyorsan elenyészik. A nagyfrekvenciás N zajkomponens teljesítménye pedig kisfrekvenciáknál zérus, de nagyfrekvenciák-10 nál jelentékeny értékű. Miután a mért SP jel egyenlő (V + N)-nel, a mért ASP gradiens jel pedig (G + P)-vel, a 2. ábra alapján beláthatjuk, hogy a 20 differenciálerősítő-15 bői érkező hagyományos SP jelből csak a kisfrekvenciás információt, a 18 differenciálerősítő ASP különbségi jeléből pedig csak a nagyfrekvenciás információt lehet hasznosítani. Más szóval az említett jel-teljesítmények úgy oszlanak el a 20 frekvencia függvényében, hogy az N és P zajkomponensek könnyen elkülöníthetők az információt hordozó V és G komponensektől, mind az SP, mind pedig a ASP jel esetében. A jelen találmány szerint mind az SP, mind a ASP jel egy 25 olyan 21 jelfeldolgozó egységbe kerül, amely az SP jelből csak a kisfrekvenciás kompoenseket, a ASP jelből csak a nagyfrekvenciás komponenseket detektálja, majd ezt a két detektált komponenst összegezi a kompenzált SP jel előállítása céljából. 30 A 18 differenciálerősítő kimenetén megjelenő ASP gradiens jel az alábbi kifejezéssel adható meg: ASP= G + P = V(z + a) - V(z) + P « a —- + P (1) 35 dz ahol V(z) a valódi SP a fúrólyuk z mélységű szintjén, V(z + a) pedig a (z + a) mélységben fellépő valódi SP. Miután az analóg típusú áramkörök az 40 idő-tartományban működnek, célszerű az (1) egyenletet időfüggvénynek átírva vizsgálni. Ebben az esetben tehát az (1) egyenlet alakja lesz, ahol u az elektródarendszer sebessége (dz/dt). Laplace transzformációt alkalmazva a (2) egyenlet-50 bői az alábbi kifejezést kapjuk: L[ASP] = s7^z) + P, (3) ahol 55 A 20 differenciálerősítő kimenőjelének kifejezése 60 pedig: SP = V(z)-V0 + N. (5) ahol V0 a felszíni 19a elektróda feszültsége. Mivel 65 V0 rendszerint | zérus, kivéve a felszíni elektródának 3
