Электромагнитный способ определения углов падения независимо от типа бурового раствора и околоскважинного пространства

006075 1. Область, к которой относится изобретение Настоящее изобретение в общем случае относится к области каротажа скважин. Более конкретно,настоящее изобретение относится к усовершенствованным способам, в которых устройства, оснащенные антенными системами, имеющими поперечное или наклонное представление магнитного дипольного момента, используются для электромагнитных измерений подповерхностных формаций и для определения структуры слоистости резервуара и падения формации, а также местоположения скважин, относительно геологических границ резервуара. 2. Уровень техники Информация, характеризующая падения в исследуемых подповерхностных формациях, является важной для понимания условий отложения осадочных пород и для разработки и осуществления профиля бурения скважины для разведки нефти и газа. Падение и простирание пласта формации могут быть получены из сейсмических карт и изображений скважины. Сейсмические карты обеспечивают крупномасштабную информацию о структуре, а изображения скважины обеспечивают информацию, относящуюся к локальному окружению формации, через которую проходит скважина. Оба типа информации являются полезной информацией для разведки углеводородов. Однако данные о падении, полученные из изображений скважины, обычно являются более точными, чем данные, полученные из сейсмических карт. В области изучения и добычи углеводородов из уровня техники хорошо известны различные способы каротажа скважин для оценки подповерхностных формаций, через которые проходит скважина. Такие способы обычно используют устройства и инструменты, оснащенные источниками, выполненными с возможностью испускания энергии в формацию. В настоящем описании "инструмент" и "устройство" будут использоваться взаимозаменяемо для обозначения, например, электромагнитного инструмента(устройства), инструмента (или устройства) на каротажном кабеле или инструмента (или устройства) для каротажа в процессе бурения. Испускаемая энергия взаимодействует с окружающей формацией для формирования сигналов, детектирование и измерение которых осуществляют при помощи одного или нескольких датчиков. При помощи обработки данных обнаруженных сигналов получают характеристики снимков или профиля формации. Промышленные инструменты, предлагаемые сегодня для получения электрических изображений скважины, включают в себя инструмент GeoVision Resistivity (GVR) и инструмент Azimuthal DensityNeutron (ADN) (оба инструмента, используются "в процессе бурения") и инструмент Formation Microresistivity Imager (FMI) (инструмент на каротажном кабеле), все они являются собственностью и предлагаются Schlumberger, правопреемником настоящего изобретения. Падения получают из снимков скважин путем распознавания границ раздела пластов на изображении или путем установления взаимосвязей между изображениями, измеренными различными датчиками. На точность оценки падения из снимков влияют множество факторов, включающих в себя качество снимков, разрешающую способность инструментов по вертикали, профессионализм геолога, и - в скважинах с отходом - точность геофизического исследования скважины. Среди вышеуказанных инструментов построения изображения инструмент FMI обеспечивает самое высокое качество изображений скважины благодаря использованию им измерительных электродов,имеющих небольшие размеры (например, 0,2 дюйма). Точность видимого падения на изображениях, построенных инструментом FMI, обычно составляет около 0,5 для характерных крутых углов падения(или высот падения). Для меньшего видимого падения точность уменьшается до нескольких градусов. Помимо этого, инструмент FMI и другие электродные инструменты работают только в проводящем буровом растворе. Инструмент GVR обеспечивает исследования углов падения в масштабе реального времени, но только для видимых углов падения, превышающих 53. Анализ на поверхности полученного в масштабе реального времени изображения может устранить такие ограничения, но, поскольку изображение получается с помощью однодюймовых электродных площадок, качество изображения не позволяет точно определить падение в случае, малого относительно падения. Высокая скорость прохождения также может влиять на качество изображения и, тем самым, на точность падения, получаемого из изображения. Подобно инструменту FMI, инструмент GVR работает только в проводящем буровом растворе. Для буровых растворов на углеводородной основе и синтетических буровых растворов может применяться инструмент Oil Base MicroImager (OBMI), также от Schlumberger, для обеспечения получения изображений. Качество изображений является более низким, чем у инструмента FMI, и ошибка определения падения будет больше, чем у инструмента FMI. В настоящее время не имеется инструментов получения электрического изображения для определения падения как в проводящих, так и непроводящих буровых растворах. Электромагнитный (ЭМ) индукционный каротаж и электромагнитный волновой каротаж являются хорошо известными из уровня техники способами. Каротажные инструменты для измерения электрической проводимости (или ее обратной величины, удельного сопротивления) геологических формаций,окружающих скважину, размещаются внутри скважины на каротажном кабеле или на бурильной колонне"в процессе бурения". В настоящем описании любая ссылка на проводимость подразумевает ее обратную величину, удельное сопротивление или наоборот. Обычный электромагнитный инструмент измерения-1 006075 удельного сопротивления содержит передающую антенну и одну или несколько (обычно две) приемные антенны, расположенные на некотором расстоянии от антенны передатчика вдоль оси инструмента (см. фиг. 1). Индукционные инструменты измеряют удельное сопротивление (или проводимость) формации путем измерения напряжения, вызываемого в приемных антенне(антеннах) как результат магнитного потока, вызываемого переменными токами, текущими через излучающую (или передающую) антенну. Так называемые электромагнитные волновые инструменты, работают таким же способом, но обычно на более высоких частотах, чем индукционные инструменты при сопоставимых расстояниях между антеннами(примерно 106 Гц для электромагнитных волновых инструментов по сравнению с 104 Гц для индукционных инструментов). Обычный электромагнитный волновой инструмент может работать в области частот 1 кГц - 2 МГц. Традиционные передатчики и приемники представляют собой антенны, образованные катушками,содержащими один или несколько витков изолированной токопроводящей проволоки намотанной на основу. Такие антенны обычно работают в качестве источников и/или приемников. Специалистам в данной области техники, будет очевидно, что одна антенна может использоваться в качестве передатчика в один момент времени, и в качестве приемника - в другой. Также очевидно, что конфигурации передатчик-приемник, изложенные в настоящем описании, являются взаимозаменяемыми вследствие принципа обратимости, т.е. "передатчик" может использоваться в качестве "приемника" и наоборот. Антенны функционируют по следующему принципу, катушка с переменным током (например, передающая катушка) формирует магнитное поле. Электромагнитная энергия передающей антенны каротажного инструмента, расположенного в скважине, передается в окружающие области формации, и такая передача индуцирует вихревой ток, протекающий в формации, окружающей передатчик (см. фиг. 2 а). Вихревой ток, индуцируемый в формации, который является функцией удельного сопротивления формации, формирует магнитное поле, которое, в свою очередь, индуцирует электрическое напряжение в приемных антеннах. При использовании пары пространственно разнесенных приемников, напряжение, индуцируемое в двух приемных антеннах будет иметь различные фазы и амплитуды вследствие геометрического распределения и абсорбции окружающих формаций. Разность фаз (сдвиг фазы, Ф) и отношение амплитуд (коэффициент ослабления, А) двух приемников могут быть использованы для получения удельного сопротивления формации. Обнаруженные сдвиг фаз (Ф) и ослабление (А) зависят не только от расстояния между двумя приемниками и расстояний между передатчиком и приемниками, но также от частоты ЭМ волн, генерируемых передатчиком. В известных из уровня техники инструментах индукционного каротажа и инструментах электромагнитного волнового каротажа приемные и передающие антенны крепятся с их осями, параллельными продольной оси инструмента. Таким образом, эти инструменты выполнены с антеннами, имеющими продольный магнитный дипольный момент (ПМД). На фиг. 2 А показано упрощенное представление электромагнитной (ЭМ) энергии, исходящей из такого каротажного инструмента, расположенного в части или сегменте скважины, проходящем сквозь подповерхностную формацию, в направлении, перпендикулярном исследуемому пласту формации. Однако это не является точным изображением всех многочисленных сегментов, составляющих скважину - в частности, если скважина является наклоннонаправленной, как описано ниже. Таким образом, сегменты скважины часто проходят сквозь слои формаций под углом, отличным от 90, как показано на фиг. 2 В. В этом случае говорят, что плоскость формации имеет относительное падение. Угол относительного падения, , определяется как угол между осью скважины (осью инструмента) ВА и нормалью N к плоскости Р исследуемого пласта формации. Хорошо известно из уровня техники, что на отклик каротажного инструмента могут влиять структуры пластов формации, окружающие сегмент скважины, в котором расположен инструмент. Для электромагнитных каротажных инструментов это известно как эффект влияния смежных пластов. Соответственно, ответы известных индукционных инструментов и электромагнитных волновых инструментов,имеющих ПМД антенны, подвержены влиянию слоев формации и их падений. Однако такие инструменты традиционно являются ненаправленными, и, следовательно, неспособны предоставить азимутальную информацию о структуре слоев. Таким образом, коммерчески доступные индукционные инструменты измерения удельного сопротивления на каротажном кабеле и электромагнитные волновые инструменты для каротажа в процессе бурения (LWD), в настоящее время не способны точно определять падение. Новый способ в области каротажа скважин представляет собой использование инструментов, включающих в себя антенны, имеющие наклонные или поперечные катушки, т.е., в которых оси катушек не параллельны продольной оси инструмента или скважины. Такие инструменты, таким образом, реализованы с антеннами, имеющими поперечный или наклонный магнитный дипольный момент (НМД). Специалистам в данной области техники будет очевидно, что для наклона или смещения антенны существует множество способов. Каротажные инструменты, снабженные НМД антеннами, описаны, например, в патентах США 6163155; 6147496; 5115198; 4319191; 5508616; 5757191; 5781436; 6044325; и 6147496. Ответ от такого инструмента зависит от азимутальной ориентации инструмента в наклонной формации. Следовательно, полезная информация о геологической структуре, в частности, падение и про-2 006075 стирание, может быть получена при подходящем анализе азимутальных или направленных измерений. Публикация заявки на патент США 2003/0055565, Omeragic, патентообладателем которого в настоящий момент является Schlumberger, выведены аналитические выражения для вычисления параметров анизотропной формации из трехосных индукционных измерений. Патент США 6163155, Bittar,патентообладателем которого является Dresser, раскрывает способ и устройство для одновременного определения горизонтального удельного сопротивления, вертикального удельного сопротивления и угла относительного падения для анизотропных геологических формаций при помощи программного вращения ортогональных катушек для разделения горизонтального и вертикального удельного сопротивления. Патент США 6556016, Gao и др., патентообладателем которого является Halliburton, раскрывает индукционный способ определения приблизительного угла падения анизотропной геологической формации, используя трехосные измерения. Указанные приложения ограничены формациями с анизотропией. Определения, используемые в настоящем описании Определенные термины определяются в настоящем описании при их первом использовании, тогда как другие определенные термины, используемые в настоящем описании, определены ниже."Видимое падение" означает угол, который (наклонный) пласт составляет с горизонтальной плоскостью, при измерении в любом направлении, отличном от перпендикуляра к простиранию."Пласт" или "слоистость" означает стратификацию или слоистость отложений или месторождений,которые обычно имеют место в подповерхностных формациях (обычно представляющие собой горную породу)."Бининг" означает сортировку измеренных сигналов - в частности, ответов формации на переданную электромагнитную энергию - по группам, основываясь на значениях параметров, и может осуществляться для одного параметра, определенного из сигнала или для нескольких параметров. Примером критерия бининга может быть частота или период компонента сигнала. Другим примером является связь измеренного сигнала с азимутальным углом ориентации инструмента."Падение" или "угол падения" означает угол, который (наклонный) пласт составляет с горизонтальной плоскостью при измерении перпендикулярно простиранию."Инверсия" или "инверсный" означает вывод модели (иначе называемой "обратной моделью") из измеренных данных (например, данных каротажа), которая дает ответы, наиболее соответствующие измеренным данным согласно определенному критерию. Например, измеренный сигнал может быть использован для воссоздания модели подповерхностной формации, которая дает ответы с наилучшим совпадением с измерением при помощи итеративной подгонки параметров модели."Относительное падение" или "угол относительного падения" означает угол между осью скважины(или осью инструмента) и перпендикуляром к плоскости, определяемой исследуемым пластом формации."Симметрия" или "симметричный", как используется в настоящем описании, относится к конфигурации, в которой наборы конструкций передатчик-приемник находятся в противоположных ориентациях вдоль продольной оси инструмента (например, , 180-), таким образом, что указанные наборы передатчик-приемник могут быть коррелированны при обычной операции симметрии (например, перенос, зеркальное отражение, инверсия и поворот) в отношении точки на оси инструмента или плоскости симметрии, перпендикулярной оси инструмента. Симметризация означает процедуру, в которой ответы симметричных компонентов складываются или вычитаются для получения комбинированного ответа."Передняя поверхность инструмента" означает угловую ориентацию инструмента по его продольной оси, противолежащей углу между выбранной отметкой на корпусе инструмента (например, воротником бура) и либо самой верхней по гравитационной вертикали стенки скважины и либо географическим севером. Сущность изобретения В одном из аспектов настоящего изобретения предлагается способ и устройство для определения падения и простирания геологической формации, основываясь на направленных (т.е. азимутальных) измерениях. Измерения являются относительно глубокими так, что влияние околоскважинного пространства по сравнению с известными источниками изображения скважины, является гораздо менее значимым. Другое преимущество заключается в том, что изобретение работает как в проводящем, так и в слабопроводящем буровом растворе. Точность определения падения может быть довольно высокой (особенно в случае, если относительное падение не находится в районе 90). Настоящее изобретение использует направленные измерения инструментом на основе электромагнитных (ЭМ) волн для определения падения и простирания слоистости формации. Азимутальный угол может быть установлен путем определения направленного ответа, как функция азимутального угла, либо при помощи реального вращения инструмента, либо при помощи программного вращения, используя набор трехосных катушек в случае использования каротажного кабеля (см., например, патент США 6584408). Информация о падении выводится из ответа симметризованных направленных измерении и может применяться во время бурения для обеспечения отслеживания падения в реальном времени, но без ограничения на большие углы относительного падения, как в случае известных инструментов. Настоящее изобретение основано на открытии, заключающегося в том, что почти для всех углов-3 006075 падения симметризованные направленные ответы (xz-zx индукция либо ее волновой электромагнитный эквивалент) являются практически линейно пропорциональными углу относительного падения для данной геологической формации. Дополнительно, в случае если приемник и передатчик расположены по разные стороны границы пласта, коэффициент пропорциональности является практически постоянным и независящим от местоположения инструмента. Такие значимые свойства верны только для симметризованных измерений. Таким образом, в одном из аспектов настоящего изобретения относится к устройству, требуемому для проведения таких симметризованных измерений. Это подразумевает симметризованные пары TR илиTRR измерений, как предлагается в публикации заявки на патент США 2003/0085707 Minerbo и др.,патентообладателем которого в настоящее время является Schluberger. Измерения осуществляются на частотах, от характерных для индукционного способа, до характерных для электромагнитного волнового способа. Другой аспект настоящего изобретения относится к способу использования ответа такого устройства для точного определения, как относительного падения, так и азимута слоистости. Истинное падение и азимут могут быть определены из информации об относительном падении и азимуте, связанной с ориентацией скважины. Другой аспект настоящего изобретения относится к применению такой службы определения падения в реальном времени в процессе бурения. Другой аспект настоящего изобретения относится к использованию такой информации для помощи в интерпретации анизотропии удельного сопротивления для трехосных индукционных инструментов или электромагнитных волновых инструментов. Преимущество такого определения падения перед известным определением падения из изображений скважины включает в себя 1 - высокую точность на меньших относительных углах падения; 2 - наличие функций для определения падения в реальном времени; 3 - меньшую зависимость от околоскважинного пространства и независимость от эффектов, связанных с комками в буровом растворе и фильтрацией бурового раствора; 4 - определение падения не подвержено влиянию небольших локальных вариаций угла падения в областях, прилегающих к стенке скважины; 5 - услугу по определению падения не зависит от типа бурового раствора. Таким образом, настоящее изобретение может быть описано более точно как способ характеристики подповерхностной формации при помощи каротажного инструмента, расположенного в скважине,проходящей через формацию, причем каротажный инструмент имеет продольную ось и снабжен, по меньшей мере, передающей системой и приемной системой. Каротажный инструмент размещают внутри скважины таким образом, что передающая система и приемная система располагаются в непосредственной близости от границы исследуемой формации, и измеряют азимутальную ориентацию каротажного инструмента. Электромагнитная энергия передается в формацию, используя передающую систему, и измеряют сигналы, связанные с электромагнитной энергией, передаваемой используемой передающей системой, используя приемную систему. Определяют относительный азимут границы формации, и, используя измеренные сигналы и определенный относительный азимут границы, формируют симметризованное направленное измерение. Затем, используя образованное направленное измерение, определяют относительное падение границы формации. Затем относительный азимут и относительное падение границы формации могут быть использованы для определения истинного азимута и падения границы формации способом, известным в данной области техники. В одном из вариантов осуществления способа настоящего изобретения каротажный инструмент размещен на бурильной колонне для вращения вместе с ней. Этот вариант осуществления использует передающую систему, включающую в себя первую и вторую передающие антенны, и приемную систему,включающую в себя первую и вторую приемные антенны. Вторая передающая антенна имеет магнитный дипольный момент, чей наклон соответствует наклону магнитного дипольного момента первой приемной антенны, и вторая приемная антенна имеет магнитный дипольный момент, чей наклон соответствует наклону магнитного дипольного момента первой передающей антенны. По меньшей мере, одна из первых антенн имеет магнитный дипольный момент, наклоненный по отношению к оси каротажного инструмента, причем наклонный магнитный дипольный момент одной из первых антенн соответствует первому азимутальному углу. Дополнительно по меньшей мере одна из вторых антенн имеет наклонный магнитный дипольный момент, наклонный по отношению к оси каротажного инструмента, причем наклонный магнитный дипольный момент одной из вторых антенн соответствует второму азимутальному углу. Этот вариант осуществления может быть адаптирован к различиям между первым и вторым азимутальными углами. Таким образом, например, второй азимутальный угол может отличаться от первого азимутального угла, по существу, на 90, или два угла могут быть, по существу, одинаковыми. В другом приложении с бурильной колонной, передающая система включает в себя по меньшей мере одну антенну, имеющую магнитный дипольный момент, наклоненный относительно оси каротаж-4 006075 ного инструмента на угол , и приемную систему, включающую в себя по меньшей мере одну антенну,имеющую магнитный дипольный момент, который наклонен по отношению к оси каротажного инструмента на угол 180-. В этом случае этап передачи и этап измерения выполняются в процессе вращения каротажного инструмента вместе с бурильной колонной. В таком приложении с бурильной колонной передающая система может включать в себя две пространственно разнесенные передающие антенны, причем каждая передающая антенна имеет магнитный дипольный момент, который наклонен по отношению к оси инструмента на первый угол. Приемная система может включать в себя по меньшей мере одну приемную антенну, расположенную между двумя передающими антеннами на первой глубине скважины, причем передающая антенна имеет магнитный дипольный момент, который наклонен по отношению к оси инструмента на второй угол. В этом случае,этап передачи включает в себя подачу мощности на одну из двух передающих антенн для передачи электромагнитной энергии в формацию, тогда как этап измерения включает в себя измерения сигналов напряжения, связанных с электромагнитной энергией, передаваемой одной из передающих антенн (используя приемную антенну), определение азимутальной ориентации каротажного инструмента и поворота бурильной колонны таким образом, чтобы повернуть передающую и приемную антенны вокруг оси каротажного инструмента. Затем каротажный инструмент перемещают внутри скважины таким образом,чтобы разместить другую из двух передающих антенн на первой глубине скважины, и на другую из двух передающих антенн подают мощность для передачи электромагнитной энергии в формацию. Затем измеряют второй сигнал напряжения, связанный с электромагнитной энергией, передаваемой другой передающей антенной, используя приемную антенну, опять определяют азимутальную ориентацию каротажного инструмента и бурильную колонну опять поворачивают так, чтобы повернуть передающую и приемные антенны вокруг оси каротажного инструмента. Затем из измеренных первого и второго сигналов напряжения может быть определен относительный азимут границы, и измеренные первый и второй сигналы напряжения затем могут быть скомбинированы для получения симметризованного направленного измерения. В приложении с бурильной колонной согласно способу в соответствии с настоящим изобретением азимут каротажного инструмента может быть определен, используя датчик передней поверхности инструмента. Относительный азимут границы может быть определен, используя бининг или при помощи соотнесения измеренных азимутальных углов, соответствующих минимальной и максимальной величине измеренных сигналов. Предпочтительно измеренные сигналы представляют собой комплексные сигналы напряжения. Соответственно, необходимые значения фазового сдвига и ослабления могут быть вычислены из измеренных сигналов напряжения, связанных с относительным азимутом границы. Значения фазового сдвига и ослабления могут быть получены путем взятия логарифма от отношения комплексных сигналов напряжения, полученных для двух отдельных предварительно выбранных азимутальных углов, таких как 0 и 180 от определенного относительного азимута границы. В конкретном варианте осуществления способа настоящего изобретения этап получения направленного измерения включает в себя извлечение, как величины, так и фазы измеренных сигналов при помощи аппроксимации ответа измеренных сигналов при различных азимутальных ориентациях инструмента аппроксимирующими функциями. Аппроксимирующие функции предпочтительно представляют собой синусоиды, имеющие коэффициенты аппроксимации, включающие в себя константы, и термыsin, соs, sin2 и соs2, которые определяют итеративный алгоритм аппроксимации, применяемый для определения азимутальной зависимости направленных измерений, как описано в совместно поданной заявке на патент США 10/709212, поданной 21 апреля 2004 г., Li и др., и права на который принадлежат патентообладателю настоящего изобретения. В конкретном варианте осуществления способа настоящего изобретения передающая система включает в себя по меньшей мере первую и вторую передающие антенны, и приемная система включает в себя по меньшей мере первую и вторую приемные антенны. Антенны ориентированы таким образом,что первая передающая и первая приемная антенны определяют первую симметричную пару антенн, а вторая передающая и вторая приемная антенны определяют вторую симметричную пару антенн, причем магнитный дипольный момент по меньшей мере одной из антенн образует, по существу, не нулевой угол с каротажным инструментом. Способ согласно настоящему изобретению предпочтительно дополнительно включает в себя этап определения профиля удельного сопротивления через границу формации, что может рассматриваться, а может не рассматриваться, как часть этапа определения падения. Профиль удельного сопротивления может быть определен из известных данных направляющей скважины или из измерений удельного сопротивления в забое скважины. Измерения удельного сопротивления в забое скважины обычно обеспечиваются каротажным инструментом или другим инструментом, размещенным на общей инструментальной штанге с каротажным инструментом. Этап определения относительного падения может включать в себя использование предварительно вычисленной просмотровой таблицы для непосредственных измерений для выбранных значений удель-5 006075 ного сопротивления двух пластов формации, разделенных границей формации и относительного угла падения. Путем определения истинных значений удельного сопротивления двух пластов формации одна или несколько предварительно вычисленных просмотровых таблиц для выбранной пары удельных сопротивлений может использоваться для определения направленного ответа границы на единицу падения,соответствующего истинным значениям удельного сопротивления. Затем определяют относительное падение путем деления, полученного направленного измерения на масштабный коэффициент, который получают из определенного профиля удельного сопротивления путем вычисления направленного ответа границы на единицу падения. Этап определения относительного падения может дополнительно включать в себя инверсию. Пример включает в себя этапы выбора одного или нескольких направленных измерений для использования в инверсии, этап выбора подходящей модели инверсии, проверки того, что выбранная модель инверсии совместима с другой информацией, и определение относительного падения и параметров выбранной модели инверсии. Определенные, выбранные параметры модели инверсии могут включать в себя положение границы формации и удельного сопротивления пластов формации с каждой стороны границы. Этап выбора модели инверсии включает в себя выбор простейшей модели, которая аппроксимирует известную информацию, и этап проверки включает в себя сравнение выбранной модели с известными геологическими характеристиками и другими измеренными параметрами формации. В другом приложении способа настоящего изобретения каротажный инструмент представляет собой не вращающийся или медленно вращающийся каротажный кабель или инструмент, расположенный на бурильной колонне. В конкретном варианте осуществления согласно этому случаю передающая система включает в себя две передающие антенны, и каждая передающая антенна имеет магнитный дипольный момент, выровненный относительно оси инструмента. Приемная система включает в себя две поперечных приемных антенны с их магнитными дипольными моментами, имеющими различные ориентации, но обе являются перпендикулярными оси каротажного инструмента. Две приемные антенны расположены между двумя передающими антеннами на первой глубине скважины, по существу, посередине между двумя передающими антеннами. В другом варианте осуществления не вращающегося или медленно вращающегося инструмента приемная система включает в себя приемную антенну, имеющую дипольный момент, выровненный относительно оси инструмента, а передающая система включает в себя две пары поперечных передающих антенн с магнитными дипольными моментами в каждой паре, имеющими различную ориентацию, но перпендикулярными оси каротажного инструмента. Приемная антенна расположена между двумя парами передающих антенн на первой глубине скважины, по существу, посередине между двумя парами передающих антенн. Поскольку в таких приложениях вращение инструмента не возможно, используется полученная посредством программного определения матрица вращения, согласно патенту США 6584408, права на который также принадлежат патентообладателю настоящего изобретения. В таких приложениях способа настоящего изобретения без вращения или с медленным вращением этап передачи включает в себя подачу мощности на одну из двух передающих антенн для передачи электромагнитной энергии в формацию. Этап измерения включает в себя использование двух приемных антенн для измерения первых сигналов напряжения, связанных с электромагнитной энергией, передаваемой одной передающей антенной, измерение азимута каротажного инструмента, определения относительного азимута границы, и получение первого, направленно измеренного сигнала напряжения виртуального поперечного приемника с относительным азимутом границы, используя матрицу вращения, соответствующую определенному относительному азимуту границы в отношении азимута инструмента. Затем каротажный инструмент перемещают внутри скважины таким образом, чтобы переместить другую из двух передающих антенн на первую глубину скважины (где были размещены две приемные антенны), и процесс повторяется. Соответственно, на другую из двух передающих антенн подают мощность для передачи электромагнитной энергии в формацию, два приемника используются для измерения вторых сигналов напряжения, связанных с электромагнитной энергией, передаваемой другой передающей антенной, (снова) измеряют азимут каротажного инструмента, (снова) определяют относительный азимут границы. Эти этапы позволяют получить второй, направленно измеренный сигнал напряжения виртуального поперечного приемника с относительным азимутом границы, используя матрицу вращения, соответствующую определенному относительному азимуту границы в отношении азимута инструмента. Полученные первый и второй сигналы напряжения виртуального поперечного приемника затем комбинируют для получения симметризованного направленного измерения. В конкретных вариантах осуществления приложений без вращения или с медленным вращением передающая система включает в себя трехосные передающие антенны, и приемная система включает в себя трехосные приемные системы. Векторы магнитных дипольных моментов трех антенн в антенных системах могут быть линейно независимыми или взаимно ортогональными. Трехосные антенны также могут быть, по существу, расположенными совместно. В вариантах осуществления, использующих трехосные антенны, этап передачи включает в себя последовательную подачу мощности на каждую из трех передающих антенн для передачи электромагнитной энергии в формацию.-6 006075 В случае взаимно ортогональных трехосных антенных систем этап измерения включает в себя последовательное измерение первого, второго и третьего сигналов напряжения, связанных с электромагнитной энергией, передаваемой первой, второй и третьей передающими антеннами, используя три приемные антенны в каждом измерении. Сигналы напряжения, измеренные соответствующими тремя приемниками, затем линейно комбинируют для получения напряжений, представляющих пару виртуальных приемника и передатчика с произвольной ориентацией. Это позволяет получить связанные напряжения между тремя взаимно ортогональными виртуальными приемниками и передатчиками и композицию симметризованного направленного измерения, используя связанные напряжения для симметричных пар приемника и передатчика. Относительный азимут границы может быть определен в таких вариантах осуществления поtan-1(YZ/XZ) или tan-1(2XY/(XX-YY,где YZ является напряжением для дипольного магнитного момента приемной антенны, ориентированного по Y, и передающей антенны, ориентированного по Z,XZ является напряжением для дипольного магнитного момента приемной антенны, ориентированного по X, и передающей антенны, ориентированного по Z,XY является напряжением для дипольного магнитного момента приемной антенны, ориентированного по X, и передающей антенны, ориентированного по Y,XX является напряжением для дипольного магнитного момента приемной антенны, ориентированного по X, и передающей антенны, ориентированного по X,YY является напряжением для дипольного магнитного момента приемной антенны, ориентированного по Y, и передающей антенны, ориентированного по Y,Z является направлением вдоль оси инструмента,X является направлением по эталонному азимутальному углу и перпендикулярно Z,Y является перпендикуляром к X и Z; иX, Y, Z образуют декартову систему координат. Направленные измерения согласно такому варианту осуществления могут быть получены, используя связанное напряжение X'Z-ZX', где X' является направлением по относительному азимуту границы и перпендикулярно оси Z инструмента. В случае линейно независимой трехосной антенной системы сигналы пары виртуальных приемника-передатчика с фиксированной ориентацией генерируются из измеренных первого, второго и третьего сигналов напряжения при помощи трехмерной матрицы вращения, соответствующей фиксированной ориентации. Другой аспект настоящего изобретения относится к способу характеризации подповерхностной формации и включает в себя этапы размещения каротажного инструмента внутри скважины таким образом, что передающая система и приемная система инструмента расположены в непосредственной близости от границы исследуемой формации и измерения азимутальной ориентации каротажного инструмента. Электромагнитная энергия передается в формацию, используя передающую систему и сигналы, связанные с электромагнитной энергией, передаваемой передающей системой, измеряются, используя приемную систему. Используя измеренные сигналы, получают симметризованное направленное измерение,и определенное направленное измерение строят как функцию глубины для множества различных глубин. Глубина, на которой по меньшей мере одна из верхних и нижних антенн пересекает границу формации,затем может быть идентифицирована, используя разрывность в скорости изменения направленного измерения. Другой аспект настоящего изобретения относится к каротажному устройству для характеризации подповерхностной формации, через которую проходит скважина, включающему в себя корпус, выполненный с возможностью перемещения в скважине, имеющий продольную ось. Корпус каротажного устройства может быть выполнен с возможностью перемещения и вращения в бурильной колонне и перемещения при помощи каротажного кабеля. Для передачи электромагнитной энергии в формацию в корпусе размещена передающая система. Для измерения сигналов, связанных с электромагнитной энергией,передаваемой передающей системой, в корпусе размещена приемная система. Также предусмотрены средства для определения относительного азимута границы формации, представляющей интерес в непосредственной близости от скважины для получения симметризованного направленного измерения, используя сигналы, измеренные приемной системой, и относительный азимут границы, определенный при помощи средств определения азимута, и для определения относительного падения границы формации,используя полученное направленное измерение. В конкретном варианте осуществления устройства настоящего изобретения передающая система включает в себя по меньшей мере одну антенну, имеющую магнитный дипольный момент, наклоненный относительно оси каротажного инструмента на угол , и приемная система включает в себя по меньшей мере одну антенну, имеющую магнитный дипольный момент, наклоненный относительно оси каротажного инструмента на угол 180-. В еще одном варианте осуществления устройства настоящего изобретения, передающая система-7 006075 включает в себя по меньшей мере первую и вторую передающие антенны, и приемная система включает в себя по меньшей мере первую и вторую приемные антенны. Антенны ориентированы таким образом,что первая передающая и первая приемная антенна образуют первую пару симметричных антенн, и вторая приемная антенна образуют вторую пару симметричных антенн. В еще одном варианте осуществления устройства настоящего изобретения передающая система включает в себя две передающие антенны, причем каждая передающая антенна имеет магнитный дипольный момент, выровненный относительно оси инструмента. Приемная система включает в себя две поперечные, взаимно перпендикулярные приемные антенны, причем две приемные антенны расположены между двумя передающими антеннами. В качестве альтернативы устройство может быть выполнено с обратным расположением приемников и передатчиков (две передающие антенны расположены между двумя приемными антеннами). В конкретном варианте осуществления передающая система включает в себя трехосные передающие антенны, и приемная система включает в себя трехосные приемные антенны. Средства определения азимута могут включать в себя датчик передней поверхности инструмента и/или носитель, считываемый компьютером с исполняемыми компьютером инструкциями для определения относительного азимута границы исследуемой формации. В одном из вариантов осуществления средства формирования включают в себя носитель, считываемый компьютером с исполняемыми компьютером инструкциями для формирования симметризованного направленного измерения, используя сигналы, измеренные приемной системой, и относительный азимут границы, определенный при помощи средств определения азимута. Средства определения относительного падения могут включать в себя носитель, считываемый компьютером с исполняемыми компьютером инструкциями для определения относительного падения границы формации, используя сформированное направленное измерение. Краткое описание чертежей Для того чтобы приведенные выше отличительные признаки и преимущества настоящего изобретения можно было понять более подробно более конкретное описание настоящего изобретения, кратко суммированное выше, может быть приведено со ссылками на варианты осуществления настоящего изобретения, которые иллюстрируются прилагаемыми чертежами. Однако необходимо отметить, что прилагаемые чертежи иллюстрируют только типичные варианты осуществления настоящего изобретения и,следовательно, не должны рассматриваться как ограничивающие его объем, поскольку настоящее изобретение может допускать другие равно эффективные варианты осуществления настоящего изобретения. Фиг. 1 изображает схематический вид индукционных инструментов или электромагнитных волновых инструментов из известного уровня техники; фиг. 2 А и 2 В представляет виды в вертикальном разрезе, показывающие вихревые токи, индуцируемые каротажным инструментом в скважине, походящей через формацию без относительного падения и с относительным падением соответственно; фиг. 3 представляет вид в вертикальном разрезе известной из уровня техники ротарной бурильной колонной, с которой может применяться настоящее изобретение для улучшения; фиг. 4 изображает схематический вид основного каротажного инструмента для направленного измерения, имеющего пару симметричных передающих и приемных антенн; фиг. 5 изображает схематический вид каротажного инструмента для направленного измерения, расположенного в сегменте скважины, который лежит внутри одного пласта формации, в случае, когда симметризованные направленные измерения не чувствительны к падениюи анизотропии; фиг. 6 представляет схематический вид каротажного инструмента для направленного измерения,расположенного в сегменте скважины, который пересекает границу пласта, проходя через два пласта формации, случае, когда симметризованные направленные измерения практически постоянные и пропорциональны падению для данного профиля удельного сопротивления, если передатчик(передатчики) и приемник(приемники) расположены на противоположных сторонах границы пласта; фиг. 7 изображает диаграмму удельного сопротивления, описывающую единичную границу формации, которая разделяет два смежных пласта формации; фиг. 8 А-8 С показывают диаграммы, характеризующие отклики формации (известные измерения удельного сопротивления и симметризованные направленные измерения) на электромагнитную энергию,передаваемую каротажным инструментом, ориентированным вдоль оси скважины-инструмента, причем каротажный инструмент имеет антенны, расположенные с каждой стороны границы; фиг. 9 изображает отклик на симметризованные направленные сигналы для электромагнитного волнового способа, приведенные как функция истинной вертикальной глубины (ИВГ) для различных углов падения при пересечении границы пласта согласно одному аспекту настоящего изобретения; фиг. 10 изображает отклик, аналогичный отклику согласно фиг. 9, но сигналы для электромагнитного волнового способа нормализованы по углу падения в логарифмическом масштабе; фиг. 11 изображает нормализованный отклик, аналогичный отклику согласно фиг. 10 в линейном масштабе; фиг. 12 изображает отклик, аналогичный отклику согласно фиг. 9, но представляющий единичную-8 006075 пару передатчик-приемник (ПрдПрм) перед симметризацией; фиг. 13 изображает отклик, аналогичный отклику согласно фиг. 10, но представляющий две совместно расположенные пары ПрдПрм; фиг. 14 изображает эквивалент отклика индукционного инструмента для симметризованной пары ПрдПрм (измерение XZ-ZX), нормализованный по углу падения; фиг. 15 представляет блок-схему процедуры определения падения согласно одному из аспектов настоящего изобретения. Подробное описание предпочтительного варианта осуществления изобретения На фиг. 3 показаны известная из уровня техники ротарная буровая установка и бурильная колонна,в которых может быть применено настоящее изобретение для улучшения. Наземная платформа и буровая вышка 10 расположены над скважиной 11, проходящей сквозь подповерхностную формацию F. В иллюстративном варианте осуществления изобретения скважина 11 формируется при помощи роторного бурения хорошо известным из уровня техники способом. Специалистам в данной области техники будет очевидным, однако, что настоящее изобретение также применимо в направленном бурении так же, как и в роторном бурении, и не ограничивается наземными буровыми установками. Также очевидно, что настоящее изобретение не ограничено приложениями "в процессе бурения", но также может быть использовано в приложениях с каротажным кабелем (как дополнительно описано ниже). Бурильная колонна 12 расположена внутри скважины 11 и включает в себя буровое долото 15 на ее нижнем конце. Бурильная колонна 12 вращается при помощи роторного стола 16, приводимого в действие при помощи средств (не показаны), который сцепляется с ведущей трубой 17 на верхнем конце бурильной колонны. Бурильная колонна 12 подвешена на крюке 18, прикрепленном к талевому блоку (также не показан) через ведущую трубу 17 и вертлюг 19, которые допускают вращение бурильной колонны относительно крюка. Буровой флюид или раствор 26 хранится в резервуаре 27, сформированном на буровой площадке. Насос 29 подает буровой флюид 26 во внутреннюю часть бурильной колонны 12 через порт в вертлюге 19, заставляя буровой флюид течь в направлении вниз через бурильную колонну 12, как показано стрелкой 9. Буровой флюид выходит из бурильной колонны 12 через порты в бурильном долоте 15 и затем проходит вверх через область между внешней стороной бурильной колонны и стенкой скважины, называемый затрубным пространством, как показано стрелками 32. При этом буровой флюид смазывает бурильное долото 15 и переносит осколки формации вверх на поверхность в процессе его возвращении в резервуар 27 для очистки. Бурильная колонна 12 дополнительно включает в себя систему низа бурильной колонны (СНБК), в целом обозначаемую 34, расположенную около бурильного долота 15 (другими словами, в пределах нескольких длин воротников бура от бурильного долота). Система низа бурильной колонны включает в себя средства для измерения обработки и сохранения информации, а также связи с поверхностью. Система 34 низа бурильной колонны, таким образом, включает в себя помимо других элементов устройство 36 измерения и локальной связи (устройство связи) для определения и передачи удельного сопротивления формации F, окружающей скважину 11. Устройство 36 связи, также известное как устройство каротажа удельного сопротивления, включает в себя первую пару передающих/приемных антенн Прд, Прм, а также вторую пару передающих/приемных антенн Прд', Прм'. Вторая пара антенн Прд', Прм' является симметричной относительно первой пары антенн Прд, Прм, как описано ниже. Прибор 36 каротажа удельного сопротивления дополнительно включает в себя контроллер для управления сбором данных,как это известно, в данной области техники. СНБК 34 дополнительно включает в себя инструменты, размещенные внутри воротников 38, 39 бура для осуществления различных других измерительных функций, таких как измерение естественной радиации, плотности (при помощи гамма или нейтронного излучения) и поровое давление формации F. По меньшей мере несколько из воротников бура снабжены стабилизаторами 37, что хорошо известно в данной области техники. Блок 40 связи с поверхностью/локальной связи также включен в СНБК 34 непосредственно над воротником 39 бура. Блок 40 включает в себя тороидальную антенну 42, используемую для локальной связи с устройством 36 каротажа удельного сопротивления (хотя для улучшения могут быть использованы другие средства локальной связи), и известный тип акустической телеметрической системы, осуществляющей связь с аналогичной системой (не показана) на поверхности земли посредством сигналов, переносимых в буровом флюиде или растворе. Таким образом, телеметрическая система в блоке 40 включает в себя акустический передатчик, генерирующий акустический сигнал в буровом флюиде (иначе называемый "гидроимпульсным"), который представляет параметры, измеренные в забое скважины. Сгенерированный акустический сигнал принимается на поверхности преобразователей, обозначаемых ссылочной позицией 31. Преобразователи, например пьезоэлектрические преобразователи, преобразуют принятые акустические сигналы в электрические сигналы. Выход преобразователей 31 соединен с приемной подсистемой 90, расположенной у устья скважины, которая демодулирует переданные сигналы. Выход приемной подсистемы 90 соединен с процессором 85 компьютера и записывающим устройством 45. Процессор 85 может использоваться для определения профиля удельного сопротивления форма-9 006075 ции (помимо прочего) в режиме "реального времени" в процессе каротажа или впоследствии, извлекая записанные данные из записывающего устройства 45. Процессор компьютера связан с монитором 92,использующим графический интерфейс пользователя ("ГИП"), через который параметры, измеренные в забое скважины и конкретные результаты, полученные из них (например, профили удельного сопротивления) представляются пользователю в графическом виде. Передающая система 95, расположенная около устья скважины, также предусмотрена для приема входных команд от пользователя (например, через ГИП монитора 92), и выполнена с возможностью выборочного прерывания насоса 29 способом, который позволяет обнаруживать это преобразователями 99 в блоке 40. Таким способом организуется двусторонняя связь между блоком 40 и оборудованием, расположенным около устья скважины. Подходящий блок 40 более подробно описан в патентах США 5235285 и 5517464, права на которые принадлежат патентообладателю настоящего изобретения. Специалистам в данной области техники будет очевидно, что для связи с поверхностью могут использоваться другие акустические способы, а также другие средства телеметрии (например, электромеханические,электромагнитные). Для формирования измерений, чувствительных к направлению, используют два типа катушечных антенн. Для одного из типов чувствительность по направлению достигается либо посредством смещения антенны, например от центра продольной оси каротажного инструмента, либо посредством частичного экранирования. Направленные измерения также могут производиться при помощи, по меньшей мере,одной антенны, расположенной таким образом, что ее магнитный дипольный момент не является выровненным относительно продольной оси инструмента, несущего антенну. Настоящее изобретение относится ко второму типу антенн, чувствительных к направлению. На фиг. 4 схематически показано основное устройство 36 каротажа удельного сопротивления для направленного измерения с помощью электромагнитных (ЭМ) волн. Устройство включает в себя передающую антенну Прд, которая излучает ЭМ волны определенной частоты f, и приемную антенну Прм,которая находится на некотором расстоянии L в стороне. Также показана симметричная пара (Прд', Прм') согласно публикации в заявке на патент США 2003/0085707 ("Minerbo и др."), права на который принадлежат патентообладателю настоящего изобретения. Для ясности и простоты нижеследующее обсуждение ограничено передающей антенной Прд и приемной антенной Прм, хотя, в общем случае, оно применимо к симметричной паре антенн Прд' и Прм'. Необходимо отметить, что, хотя наклонные дипольные моменты двух симметризованных пар показаны расположенными в одной плоскости на фиг. 4, это в настоящем изобретении не является обязательным. Как ясно из последующего обсуждения, сигналы от двух пар, имеющих дипольные моменты в различных плоскостях могут быть суммированы для получения эквивалентных результатов в случае, если в операции симметризации используются выделенные коэффициенты или фазовый сдвиг по направлению, или ослабление. При работе приемная антенна Прм регистрирует напряжение в VRT, индуцированное ЭМ волной от передающей антенны Прд и ее вторичными токами, вызванными в формации, через которую проходит скважина, содержащая устройство 36, каротажа удельного сопротивления. Обе антенны Прд и Прм фиксированы на устройстве 36, каротажа удельного сопротивления и, следовательно, физически вращаются вместе с устройством. Это является отличием от альтернативного приложения настоящего изобретения с каротажным кабелем, в котором виртуальные антенны "вращаются" при помощи программных средств(т.е. измеренные сигналы напряжения "вращаются" вокруг оси каротажного инструмента в плоскость,которая перпендикулярна исследуемой границе, используя матрицу вращения в соответствующую определенному азимуту границы). Устройство 36 каротажа удельного сопротивления снабжено датчиком передней стороны внутри одного из воротников 38, 39 бура для непрерывного указания азимутальной ориентации устройства каротажа удельного сопротивления, и контроллером для управления первой и второй парами приемных и передающих антенн так, чтобы выборочно передавать электромагнитную энергию в формацию и измерять сигналы напряжения, связанные с переданной электромагнитной энергией, как функцию азимутальной ориентации каротажного инструмента. Датчик передней стороны устройства каротажа использует одно из следующих: магнетометры для указания азимутальной ориентации устройства каротажа относительно магнитного севера Земли; гравитационные датчики для указания азимутальной ориентации устройства каротажа относительно вектора гравитации Земли; или другие подходящие средства, известные в данной области техники. Можно исходить из того, что ориентация антенн формирует углы т для передающей антенны Прд и R для приемной антенны Прм. Азимутальные изменения связанного напряжения при вращении инструмента могут быть выражены в терминах связи декартовых компонентов магнитных дипольных моментов в идее где набор комплексных коэффициентов С 0, С 1C, C1S, C2C, C2S определен для представления амплитуд различных компонентов, измеряемого отклика формации. Соответственно комплексные коэффициенты определяются как(1.2) Согласно одному из аспектов настоящего изобретения установлено, что данные коэффициенты представляют собой функции удельного сопротивления формации, отклонения ствола скважины и азимутального угла в месте расположения инструмента. При операции симметризации, т.е. (T=R), выражение (1.1) упрощается до Все гармоники (С 2C, C2S) второго порядка исчезают после вычитания, поскольку они являются симметричными относительно замены углов наклона передатчика и приемника. Таким образом, симметризация упрощает азимутальное изменение антисимметричных сигналов. На этом этапе точка отсчета азимутального угла является произвольной. Для плоской геометрии, если мы выбираем точку отсчета углакак направление проекции вектора нормали к плоскости слоистости на плоскость инструмента, получаем Vyz = Vzy = 0 по условию симметричности и будет иметь чистую зависимость типа соs. Однако определив какой-либо отсчет, ориентация слоистости может быть вычислена как(1.4) представляет собой нормаль к слоистости и, следовательно,составляет в точПри повороте bеd,ности [Vyz-Vzy] без учета мультипликативной константы 2sin(T-R). После определения напряжения на каждой приемной катушке, связанного с передающими катушками, может быть определено полное измерение: путем сложения напряжений в случае индукционного инструмента или путем нахождения комплексного отношения напряжений в случае электромагнитного волнового инструмента. Например, для устройства электромагнитного волнового каротажа согласно фиг. 4, абсолютное значение напряжения в каждом приемнике может быть получено как квадратный корень из суммы квадратов действительной и мнимой частей комплексного напряжения (уравнения 1.1), и отношение абсолютных значений дает ослабление, из которого может быть получено удельное сопротивление Rad, определяемое ослаблением (удельное сопротивление формации на относительно большой глубине исследования вокруг приемников). Фаза для каждого приемника получается как арктангенс отношения мнимой и действительной частей комплексного напряжения, а фазовый сдвиг представляет собой разность фаз в двух приемниках. После этого может быть получено удельное сопротивление Rps, определяемое фазовым сдвигом (удельное сопротивление формации на относительно малой глубине исследования вокруг приемников). Для измерений электромагнитного волнового способа получают разность логарифмов напряжений(или отношение) двух измерений. Следуя указаниям Minerbo и др., мы берем амплитуду азимутального отклика, т.е. разницу в фазовом сдвиге и ослаблении измерения, на углахи (+180), оцениваемая для максимума отклика по напряжению. Из уравнений (1.1-2) это приводит к приближению(1.5) Максимум V достигается при =0, если х выбран как направление, совпадающее с нормалью слоистости. При оценке при угле =0 уравнение (1.5) дает(1.6) Однако это все еще не является чистым откликом типа xz-zx, который требуется, т.е. который является нечувствительным к анизотропии слоистости и углу падения. Настоящее изобретение относится к направленным измерениям, которые являются нечувствительными к анизотропии формации в широких пределах углов падения и в широких пределах частот. Теперь после процедуры симметризации (T=R) пo Minerbo и др. мы имеем Опять это является близким к ответу индукционного типа, хотя знаменатель все еще содержит некоторые компоненты, не имеющие простой зависимости от [xz-zx]. Это доказывает, что процедура симметризации для измерения электромагнитного волнового способа может давать отклики, подобные таковым для симметризованных измерений индукционного способа, но не являющихся чистыми. Также является верным, что измерения электромагнитного волнового способа, могут быть осуществлены при двух произвольных ориентациях для азимутального ответа. Таким образом, ориентация слоистости определяется путем изучения азимутальной зависимости отклика устройства каротажа. Один из способов извлечения различных компонентов (т.е. коэффициентов) азимутального отклика описан в заявке на патент США, Li и др., озаглавленной "Directional Electromagnetic Wave Resistivity Apparatus and Method", поданной 21 апреля 2004 г., серийный 10/709212, в котором измеренные азимутальные изменения сигнала аппроксимируются аппроксимирующими функциями. В частности азимутальный отклик аппроксимируется согласно извлеченным релевантным термамsin и cos направленных измерений, что выполняется итеративно. Такой алгоритм аппроксимации выполняется цифровым сигнальным процессором при помощи целочисленного алгоритма так, что он является достаточно быстрым для выполнения для всех каналов в пределах периода дискретизации 4 мс. Точное использование информации об азимутальном угле и рандомизация входных последовательностей делает алгоритм устойчивым к нерегулярным вращениям инструмента, а также к скачкообразному движению при тяжелых условиях бурения. В этом случае все данные используются для получения верхнего/нижнего сигнала вместо данных только на двух площадках, тем самым улучшая отношение сигнал/шум измерения. Использование точных азимутальных узлов также делает определяемые ориентации слоистости более точными. Подробный алгоритм может быть описан следующим образом. Реализация с плавающей точкой: начиная с начального значения матрицы Р 0 и вектора U0, затем переходят к алгоритму, описанному ниже с измерением у(i) и базисом r = (l cosi sini cos2i sin2i)T, где Р является матрицей размерности ММ, a U и r являются векторами размерности М. М является размерностью базисной функции. После N-ой итерации U преобразуется в значение, которое представляет коэффициенты выражения. Этот алгоритм является стабильным, и сходимость обычно достигается через 10-15 итераций. Подробный алгоритм приведен ниже. где N samples является общим количеством выборок, принимаемых за один цикл,М является размерностью вектора аппроксимирующих функций (количество аппроксимирующих функций),U является вектором аппроксимирующих коэффициентов размерности М,R является вектором значений аппроксимирующих функций в каждом положении измерения размера М и Р является матрицей размерности ММ. Во многих случаях реализация с плавающей точкой может быть слишком затратной для выполнения на доступных в настоящее время ЦПУ, размещаемых в забое скважины, при этом могут иметь место сотни каналов для аппроксимации, и ввод данных для каждого азимутального угла должен быть довольно коротким (мс) для того, чтобы угол был точным при более высокой скорости вращения. В такой ситуации может применяться целочисленная реализация с некоторыми модификациями для улучшения точности (например, использование 32 битов при умножении), выполняя изменение масштаба для предотвращения переполнения и для ускорения преобразования. Значения базисной функции также могут быть предварительно сгенерированы и сохранены в памяти так, что они позже могут быть интерполированы для получения значения для истинного угла i. Поскольку при способе аппроксимации извлекаются только релевантные сигналы, требуется сохранять только используемые коэффициенты. Таким образом, в этом случае требуется сохранять только 5 коэффициентов, по сравнению с 32-мя в случае, если необходимо сгруппировать все данные, используя пример с 32 площадками. Специалистам в данной области техники будут очевидны преимущества способа настоящего изобретения, который включает в себя точность извлекаемых сигналов и конкретное улучшение точности азимутального угла. Из данных коэффициентов аппроксимации может быть определен азимутальный угол (простирание) границы слоистости. Фиг. 5 является схематическим представлением устройства 36' каротажа для направленного измерения, имеющего ось ВА и расположенного в сегменте 11 скважины, который лежит внутри одного пласта В 2 формации. Пласт В 2 отделен от вышележащего пласта B1 границей P1, и отделен от нижележащего пласта В 3 границей Р 2. доказано, что в такой конфигурации симметризованные направленные измерения,полученные от связок Прд 1-Прм 1 и Прд 2-Прм 2 (согласно Minerbo и др.) являются нечувствительными к падениюи анизотропии. Однако на фиг. 6 показана конфигурация, где такие направленные измерения являются исключительно чувствительными к падению. Таким образом, фиг. 6 является схематическим представлением устройства 36" каротажа для направленного измерения, имеющего ось ВА и расположенного в сегменте 11' скважины, пересекающего границу P1 пласта. Скважина 11' проходит через два пласта В 1, В 2 формации, и устройство каротажа сконфигурировано (и расположено) таким образом, что передатчик Прд 1 и приемник Прм 2 расположены на противоположных сторонах границы P1. При таком расположении симметризованные направленные измерения, полученные инструментом 36", являются практически постоянными и пропорциональными падению для данного профиля удельного сопротивления. Фиг. 7 представляет собой диаграмму удельного сопротивления, описывающую ось ВА сегмента скважины, пересекающую одну границу P1 формации, которая разделяет два смежных пласта B1, B2 формации. В этом примере смежные пласты формации показывают переходное удельного сопротивление 21/1 Омм через границу Р 1 и падение= 5. На фиг. 8 А-8 С показаны диаграммы, представляющие отклики формации на электромагнитную энергию, передаваемую устройством каротажа, ориентированного согласно фиг. 7, с антеннами устройства каротажа, находящимися по разные стороны границы P1 (аналогично фиг. 6). Таким образом, фиг. 8 А описывает определяемый известным способом профиль удельного сопротивления через пласты В 1,В 2. Фиг. 8 В, 8 С описывают ослабление и фазовый сдвиг, соответственно полученные из симметризованных направленных измерений с антеннами, расположенными через границу формации (как на фиг. 7). Соответственно, части кривых диаграмм на фиг. 8 В и 8 С, которые являются практически постоянными(т.е. практически "плоские" нижние сегменты) представляют измерения, выполненные при расположении антенн на противоположных сторонах границы Р 1. Было установлено, что симметризованный направленный отклик является нечувствительным к углам падения и анизотропии для больших относительных углов падения (например, 60) и если, как пе- 13006075 редатчик, так и преемник расположены на одной стороне границы (см. Minerbo и др.). Для меньших относительных падений (например, 40) оказалось, что отклик симметричного направленного измерения(типа xz-zx) является " прямо пропорциональным углу относительного падения, в случае если передатчики и приемники находятся на противоположных сторонах границы, как будет описано ниже. На фиг. 9 показан отклик направленного сигнала для электромагнитного волнового способа на 100 кГц, приведенный в виде функции положения инструмента согласно истинной вертикальной глубине(ИВГ) при переходе из пласта с 1 Омм в пласт с 10 Омм. Сигнал постепенно возрастает с увеличением угла относительного падения. При нулевом относительном падении отсутствует изменение сигнала, приходящего от структуры при вращении инструмента вследствие симметрии. Таким образом, сигнал является нулевым. Однако как только относительное падение становится ненулевым, генерируется конечный сигнал. Фактически, как можно видеть из диаграммы, даже при относительном падении 1 сигнал фазового сдвига является слегка превышающим 1, что является довольно значительным, имея в виду точность измерения, которая может быть достигнута при. помощи существующих электронных средств. На фиг. 10 показан тот же отклик, что и согласно фиг. 9 для углов относительного падения до 30,но с сигналами фазового сдвига и ослабления нормализованными по углу относительного падения. Нормализованные кривые сходятся на вершине друг с другом вне зависимости от угла падения. Это особенно верно в середине, когда передатчик и приемник находятся по разные стороны границы пласта. Это означает, что сигнал фазового сдвига и ослабления из симметризованного отклика являются линейно пропорциональными углу падения, и этот коэффициент пропорциональности практически не зависит от положения инструмента, когда Прд и Прм находятся по разные стороны границы. Конечно, фактор линейности зависит от расположения ПрдПрм, частоты измерения и удельного сопротивления двух пластов - главным образом от величины части двух слоев с наибольшей проводимостью. Нормализованные по углу падения отклики направленных измерений для 100 кГц еще раз представлены на фиг. 11, включая углы до 70 в линейном масштабе. Коэффициент масштабирования для фазового сдвига 50 на 2% меньше, а для 70 на 6% меньше, чем для меньших углов фазового сдвига. Ослабление является более чувствительным, показывая изменения 15 и 40% при 50 и 70 соответственно. Важно отметить, что такая простота отклика является непосредственным результатом симметризации. На фиг. 12 показан отклик для отдельных пар ПрдПрмПрм до симметризации в точности при такой же конфигурации, что и согласно фиг. 9. Отклики являются гораздо более сложными. Более не соблюдается линейная связь между измеренными сигналами и падением формации, которую мы ясно видели для симметризованной ПрдПрм конфигурации. Симметризация упрощает отклик инструмента на границу пласта в скважинах с большим углом и делает то же самое для чувствительности по падению. Это явление основывается на физических законах. Фиг. 9-12 иллюстрируют отклик для пар антенн ПрдПрм, физически расположенных в разных местах, хотя расстояние ПрдПрм является фиксированным для двух пар, как требуется для симметризации. На фиг. 13 показан нормализованный отклик для двух совместно расположенных пар ПрдПрм. Это предназначено для осуществления сравнения с фиг. 10. Отклик от совместно расположенных и раздельно расположенных пар ПрдПрм на падение является довольно похожим. На фиг. 14 показан эквивалентный отклик индукционного инструмента (xz-zx) симметричных пар на 10 кГц, нормализованный на угол видимого падения. И действительная и мнимая части напряжения приемника могут быть масштабированы как падение с очень хорошей аппроксимацией. Коэффициент пропорциональности является практически постоянным для действительной части напряжения и линейно меняется с расстоянием, когда пара передатчик и приемник расположена по две стороны границы раздела. Простая связь симметризованного направленного отклика с относительным падением позволяет точно определить относительное падение и азимут слоистости структуры. Например, при падении=1 сигнал фазового сдвига согласно фиг. 9 составляет около 0,09 Дб и 1,6. Даже с помощью электронных средств фазовый сдвиг и ослабление могут быть измерены до 0,02 и 0,004 Дб соответственно. Это означает, что падение может быть измерено с точностью 0,01-0,03, если такая точность требуется, и в этом случае должны использоваться очень точные датчики. В качестве сравнения такой уровень точности является на два порядка величины меньше, чем тот, который могут обеспечить известные из уровня техники инструменты изображения скважины. Более реально, принимая во внимание возможные эффекты окружения, является возможным измерить относительное падение с точностью 10% даже при очень малых углах относительного падения. После определения относительного падения направленный отклик может быть использован для вывода оценки расстояния до границы, если датчики находятся в стороне от границы. Также интересно отметить радикальное отличие между откликом инструмента, когда приемники и передатчики расположены на противоположных сторонах границы, и такового, когда и передатчики и приемники находятся на одной стороне. Наклон откликов, как функция глубины, резко меняется при пересечении. Это изменение может быть использовано для точной идентификации положения границы пласта. Данный способ применим как к индукционным инструментам на каротажном кабеле, так и элек- 14006075 тромагнитным волновым инструментам для каротажа в процессе бурения (LWD), независимо от способа перемещения. Для приложений "в процессе бурения" эта информация может быть получена в реальном времени при помощи отправки измерений к устью скважины и анализа их на поверхности, или при помощи анализа данных в забое скважины сначала и последующей отправки информации о структуре падения на поверхность. Специалистам в данной области техники будет очевидно, что хотя отклик зависит от свойств слоистости, таких как удельное сопротивление, он также зависит от размещения приемника-передатчика и частоты. Ниже будет описан отдельный аспект настоящего изобретения со ссылкой на фиг. 15. Проводят направленные измерения в реальном масштабе времени, определяют азимут границы пласта, и формируют направленные измерения (все, как описано выше), используя устройство каротажа, расположенное в скважине в непосредственной близости от одного или более исследуемых пластов (этап 110). Определяют удельные сопротивления формации на каждой стороне идентифицированной границы,используя стандартные измерения удельного сопротивления, индукционные, или электромагнитные волновые (этап 105). Выбранные направленные каналы из введенных направленных сигналов напряжения используют для точного определения угла падения и положения границы. Определенный угол падения может быть проверен, используя различные направленные каналы из введенных направленных сигналов напряжения, используя просмотровую таблицу или при помощи способов инверсии (этап 120). Простая процедура для диаграммы или просмотровой таблицы подготавливаются изначально для определения падения одной границы. Генерируют симметризованный отклик измерения, и этот отклик масштабируют, исходя из известных удельных сопротивлений для прогнозирования угла падения рассматриваемого пласта формации(т.е. границы пласта). Этап масштабирования соответствует (определению) коэффициента масштабирования. Границу рассматриваемого пласта формации, идентифицируют посредством перемещения устройства каротажа внутри скважины, генерации новых направленных измерений и симметризованного отклика, масштабирования симметризованного отклика и наблюдения изменений отклика (этап 120). В одном из вариантов осуществления этап определения видимого падения осуществляется, используя просмотровую таблицу. В этом случае, способ дополнительно включает в себя этапы определения коэффициента масштабирования для выбранной пары определенных удельных сопротивлений путем вычисления направленного отклика границы на единицу падения, определения относительного падения путем деления сформированного направленного измерения на коэффициент масштабирования и использования просмотровой таблицы для выбранных пар удельных сопротивлений и определения относительного падения и азимута для определения истинного падения. Просмотровая таблица может быть предварительно вычислена для многих пар удельных сопротивлений. Затем из полученных удельных сопротивлений мы по таблице можем легко найти, как много единиц (градусы, Дб или вольты) мы имеем на градус падения. Альтернативой является построение 3-мерной просмотровой таблицы, которая включает в себя падения, и применение простой процедуры для просмотровой таблицы. В качестве альтернативы, коэффициент масштабирования определяют из определенного профиля удельного сопротивления при помощи вычисления направленного отклика границы на единицу падения,и определения относительного падения путем деления сформированного направленного измерения на коэффициент масштабирования. В другом варианте осуществления этап определения относительного падения включает в себя инверсию. Инверсия предпочтительно включает в себя этапы выбора одного или нескольких направленных измерений для использования в инверсии, выбора подходящей модели инверсии, проверки того, что выбранная модель инверсии является совместимой с другой информацией и определения падения и параметров выбранной модели инверсии. Определенные параметры выбранной модели инверсии предпочтительно включают в себя положение границы формации и удельного сопротивления пластов формации с каждой стороны границы. Этап (125) выбора или построения модели предпочтительно включает в себя выбор простейшей модели, которая соответствует известной информации, и создание визуализации выбранных направленных измерений. Этап выбора моделей предпочтительно дополнительно включает в себя использование алгоритмов для уменьшения сложности модели, таких как информационный критерий Акаике. Инверсия,основанная на модели должна быть гибкой, допуская выбор параметров от 1 (только падение) до 6 (падение, положение границы и анизотропные удельные сопротивления двух пластов). Процесс может быть интерактивным или в виде пакетной обработки. Инверсия, основанная на модели, может быть использована для одной или нескольких границ (произвольный профиль удельного сопротивления). Специалистам в данной области техники будет очевидно, что настоящее изобретение может быть реализовано, используя один или несколько подходящих компьютеров общего назначения, имеющих подходящие аппаратные средства, и запрограммированными для выполнения процедур согласно настоящему изобретению. Программирование может быть выполнено, используя одно или несколько устройств хранения программ, считываемых компьютером и кодирования одной или нескольких программ,составленных из инструкций, исполняемых компьютером для осуществления операций, описанных вы- 15006075 ше. Устройство хранения программ может быть выполнено в виде, например, одного или нескольких гибких дисков; CD-ROM или другого оптического диска; магнитной ленты; постоянного запоминающего устройства (ПЗУ); или других средств, хорошо известных в данной области техники, либо разработанных впоследствии. Программа, составленная из инструкций, может представлять собой "объектный код",т.е. в двоичной форме, которая является более или менее непосредственно исполняемой компьютером;"исходный код", требующей компиляции или интерпретации перед исполнением; или какую-либо промежуточную форму такую, как частично скомпилированный код. Точный вид устройства хранения программ и кодирования инструкций является неважным для настоящего описания. Таким образом, указанные средства обработки могут быть реализованы в поверхностном оборудовании в инструменте или разделены между ними, как известно в настоящей области техники. Также очевидно, что способы настоящего изобретения могут быть использованы с любым типом систем каротажа скважин, например, инструментами с каротажным кабелем, инструментами каротажа в процессе бурения/измерения во время бурения, или инструментов каротажа во время подъема бурильной колонны. Из приведенного выше описания понятно, что в предпочтительных и альтернативных вариантах осуществления настоящего изобретения могут быть произведены различные модификации и изменения без отступления от истинной сущности изобретения. Настоящее описание предназначено только для иллюстративных целей и его не следует рассматривать в качестве ограничения. Объем настоящего изобретения должен определяться только нижеследующей формулой изобретения. Термин "содержащий" в формуле изобретения означает "включает в себя, по меньшей мере" так, что перечисленный список элементов в формуле изобретения представляет собой открытую группу. "Один" и другие термины, означающие единичность, включают в себя их формы множественного числа, если только они непосредственно не исключены. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ описания подповерхностной формации с каротажным инструментом, расположенным в скважине, проходящей через формацию, причем каротажный инструмент имеет цилиндрическую форму и снабжен, по меньшей мере, передающей системой и приемной системой, указанный способ включает в себя этапы размещения каротажного инструмента внутри скважины таким образом, что передающая система и приемная система располагаются в непосредственной близости от границы рассматриваемой формации; измерения азимутальной ориентации каротажного инструмента; передачи электромагнитной энергии в формацию, используя передающую систему; измерения сигналов, связанных с электромагнитной энергией, переданной передающей системой,используя приемную систему; определения относительного азимута границы формации; формирования симметризованного направленного измерения, используя измеренные сигналы и определенный относительный азимут границы; и определения относительного падения границы формации, используя сформированное направленное измерение. 2. Способ по п.1, которое дополнительно включает в себя этапы определения истинного азимута и истинного падения границы формации. 3. Способ по п.1, в котором каротажный инструмент расположен в бурильной колонне, для вращения вместе с ней; передающая система включает в себя первую и вторую передающие антенны и приемная система включает в себя первую и вторую приемные антенны; причем вторая передающая антенна имеет магнитный дипольный момент с наклоном, соответствующим наклону магнитного дипольного момента первой приемной антенны, и вторая приемная антенна имеет магнитный дипольный момент с наклоном, соответствующим наклону магнитного дипольного момента первой передающей антенны, таким образом, что по меньшей мере одна из первых антенн имеет наклонный магнитный дипольный момент по отношению к оси каротажного инструмента, причем наклонный магнитный дипольный момент одной из первых антенн соответствует первому азимутальному углу, и по меньшей мере одна из вторых антенн имеет наклонный магнитный дипольный момент по отношению к оси каротажного инструмента, причем наклонный магнитный дипольный момент одной из вторых антенн соответствует второму азимутальному углу. 4. Способ по п.1, в котором каротажный инструмент расположен в бурильной колонне, для вращения вместе с ней; передающая система включает в себя по меньшей мере одну антенну, имеющую магнитный дипольный момент, наклоненный по отношению к оси каротажного инструмента на угол ; этап передачи осуществляется в процессе вращения каротажного инструмента вместе с бурильной колонной;- 16006075 приемная система включает в себя по меньшей мере одну антенну, имеющую магнитный дипольный момент, наклоненный относительно оси каротажного инструмента на угол 180-; и этапы измерения осуществляется в процессе вращения каротажного инструмента вместе с бурильной колонной. 5. Способ по п.4, в котором относительный азимут границы определяется путем соотнесения измеренных азимутальных углов, соответствующих минимальной и максимальной величине измеренных сигналов. 6. Способ по п.1, в котором этап формирования направленного измерения включает в себя извлечение, как величины, так и фазы сигналов посредством аппроксимации отклика измеренного сигнала при различных азимутальных ориентациях инструмента функциями аппроксимации. 7. Способ по п.1, в котором передающая система включает в себя по меньшей мере первую и вторую передающие антенны; приемная система включает в себя по меньшей мере первую и вторую приемные антенны; причем антенны ориентированны таким образом, что первая передающая и первая приемная антенны образуют первую симметричную пару антенн, и вторая передающая и вторая приемная антенны образуют вторую симметричную пару антенн, и магнитный дипольный момент по меньшей мере одной из антенн образует, по существу, ненулевой угол с каротажным инструментом. 8. Способ по п.1, который дополнительно включает в себя этап определения профиля удельного сопротивления через границу формации. 9. Способ по п.8, в котором этап определения относительного падения включает в себя определение профиля удельного сопротивления через границу формации. 10. Способ по п.8, в котором профиль удельного сопротивления определяется либо из известных данных направляющей скважины, либо из измерения удельного сопротивления в забое скважины. 11. Способ по п.10, в котором измерения удельного сопротивления в забое скважины обеспечиваются каротажным инструментом или другим инструментом, размещенным на общей инструментальной штанге с каротажным инструментом. 12. Способ по п.8, в котором этап определения относительного падения выполняется с использованием предварительно вычисленной просмотровой таблицы. 13. Способ по п.12, в котором этап определения относительного падения включает в себя определение реальных значений удельного сопротивления двух пластов формации, разделенных границей формации; использование одной или нескольких предварительно вычисленных просмотровых таблиц для выбранной пары удельных сопротивлений для определения направленного отклика границы на единицу падения, соответствующего реальным значениям удельного сопротивления; и определение относительного падения путем деления сформированного направленного измерения на коэффициент масштабирования, причем коэффициент масштабирования определяется из определенного профиля удельного сопротивления путем вычисления направленного ответа границы на единицу падения. 14. Способ по п.8, который дополнительно включает в себя этапы определения коэффициента масштабирования из определенного профиля удельного сопротивления путем вычисления направленного отклика границы на единицу падения и определения относительного падения путем деления сформированного направленного измерения на коэффициент масштабирования. 15. Способ по п.8, в котором этап определения относительного падения включает в себя инверсию. 16. Способ по п.1, в котором каротажный инструмент представляет собой устройство, размещенное на невращающемся или медленно вращающемся каротажном кабеле или бурильной колонне. 17. Способ по п.16, в котором передающая система включает в себя две передающие антенны, причем каждая передающая антенна имеет магнитный дипольный момент, выровненный относительно оси инструмента; приемная система включает в себя две поперечные приемные антенны с их магнитными дипольными моментами, ориентированными в различных направлениях, но перпендикулярными к оси каротажного инструмента, причем две приемные антенны расположены между двумя передающими антеннами на первой глубине скважины, по существу, посередине между двумя передающими антеннами. 18. Способ по п.17, в котором этап передачи включает в себя подачу мощности на одну из двух передающих антенн для передачи электромагнитной энергии в формацию; этап измерения включает в себя измерение первых сигналов напряжения, связанных с электромагнитной энергией, передаваемой одной передающей антенной, используя две приемные антенны,измерение азимута каротажного инструмента; определение относительного азимута границы; формирование первого направленного измеренного сигнала напряжения виртуального поперечного приемника по относительному азимуту границы, используя матрицу вращения, соответствующую опре- 17006075 деленному относительному азимуту границы относительно азимута инструмента; и дополнительно включающий в себя этапы перемещения каротажного инструмента внутри скважины для перемещения другой из двух передающих антенн на первую глубину скважины; подачи мощности на другую из двух передающих антенн для передачи электромагнитной энергии в формацию; измерения вторых сигналов напряжения, связанных с электромагнитной энергией, передаваемой другой передающей антенной, используя две приемные антенны; измерения азимута каротажного инструмента; определения относительного азимута границы; и формирования второго направленного измеренного сигнала напряжения виртуального поперечного приемника по относительному азимуту границы, используя матрицу вращения, соответствующую определенному относительному азимуту границы относительно азимута инструмента; и комбинирования сформированных первого и второго сигналов напряжения виртуального поперечного приемника для формирования симметризованного направленного измерения. 19. Способ по п.16, в котором передающая система включает в себя трехосные передающие антенны; приемная система включает в себя трехосные приемные антенны. 20. Способ по п.19, в котором векторы магнитных дипольных моментов трех передающих антенн являются линейно независимыми и векторы эффективной площади антенн трех приемников являются линейно независимыми. 21. Способ по п.19, в котором векторы магнитных дипольных моментов трех передающих антенн являются взаимно ортогональными и векторы магнитных дипольных моментов трех приемных антенн являются взаимно ортогональными. 22. Способ по п.19, в котором три передающие антенны и три приемные антенны, по существу, являются совместно расположенными. 23. Способ по п.19, в котором этап передачи включает в себя подачу мощности на одну из трех передающих антенн для передачи электромагнитной энергии в формацию; подачу мощности на вторую из трех передающих антенн для передачи электромагнитной энергии в формацию; подачу мощности на третью из трех передающих антенн для передачи электромагнитной энергии в формацию; этап измерения включает в себя измерение первых сигналов напряжения, связанных с электромагнитной энергией, передаваемых одной передающей антенной, используя три приемные антенны,измерение вторых сигналов напряжения, связанных с электромагнитной энергией, передаваемых второй передающей антенной, используя три приемные антенны; измерение третьих сигналов напряжения, связанных с электромагнитной энергией, передаваемых третьей передающей антенной, используя три приемные антенны; и дополнительно включающий в себя этапы линейного комбинирования сигналов напряжения, измеренных соответствующими тремя приемниками для генерации напряжений, представляющих пару виртуальных передатчика и приемника с произвольными ориентациями; формирования связанных напряжений между тремя взаимно ортогональными виртуальными передатчиками и приемниками; и формирование симметризованного направленного измерения, используя связанные напряжения для пар симметричных передатчика и преемника. 24. Способ по п.20, в котором сигналы пар виртуальных приемника-передатчика с фиксированной ориентацией генерируются из измеренных первых, вторых и третьих сигналов напряжения при помощи 3-мерной матрицы вращения, соответствующей фиксированной ориентации. 25. Способ по п.23, в котором относительный азимут границы определяется согласноtan-1(YZ/XZ) или tan-1(2XY/(XX-YY,где YZ является напряжением для дипольного магнитного момента приемной антенны, ориентированного по Y, и передающей антенны, ориентированного по Z,XZ является напряжением для дипольного магнитного момента приемной антенны, ориентированного по X, и передающей антенны, ориентированного по Z,XY является напряжением для дипольного магнитного момента приемной антенны, ориентированного по X, и передающей антенны, ориентированного по Y,XX является напряжением для дипольного магнитного момента приемной антенны, ориентированного по X, и передающей антенны, ориентированного по X,YY является напряжением для дипольного магнитного момента приемной антенны, ориентирован- 18006075 ного по Y, и передающей антенны, ориентированного по Y,Z является направлением вдоль оси инструмента,X является направлением по референсному азимутальному углу и перпендикулярно Z,Y является перпендикуляром к X и Z; иX-Y-Z образуют декартову систему координат. 26. Способ по п.23, в котором направленные измерения формируются, используя X'Z-ZX' связанное напряжение, где X' является направлением по относительному азимуту границы и представляет собой перпендикуляр к оси Z инструмента. 27. Способ по п.4, в котором передающая система включает в себя две раздельно расположенные передающие антенны, причем каждая передающая антенна имеет магнитный дипольный момент, наклоненный относительно оси инструмента на первый угол; приемная система включает в себя по меньшей мере одну приемную антенну, расположенную между двумя передающими антеннами на первой глубине скважины, причем приемная антенна имеет магнитный дипольный момент, наклоненный относительно оси инструмента на второй угол. 28. Способ по п.27, в котором этап передачи включает в себя подачу мощности на одну из двух передающих антенн для передачи электромагнитной энергии в формацию; этап измерения включает в себя измерение первых сигналов напряжения, связанных с электромагнитной энергией, передаваемой одной передающей антенной, используя приемную антенну,определение азимутальной ориентации каротажного инструмента и вращение бурильной колонны таким образом, чтобы обеспечивать поворот передающей и приемной антенн вокруг оси каротажного инструмента, и дополнительно включающий в себя этапы перемещения каротажного инструмента в скважине таким образом, чтобы обеспечивать перемещение другой из двух передающих антенн на первую глубину скважины; подачи мощности на другую из двух передающих антенн с возможностью обеспечения передачи электромагнитной энергии в формацию; измерения вторых сигналов напряжения, связанных с электромагнитной энергией, передаваемой другой передающей антенной, используя приемную антенну; определения азимутальной ориентации каротажного инструмента; и вращения бурильной колонны с возможностью обеспечения поворота передающей и приемной антенн вокруг оси каротажного инструмента,причем относительный азимут границы определяется из измеренных первых и вторых сигналов напряжения; и измеренные первые и вторые сигналы напряжения комбинируются для формирования симметризованного направленного измерения. 29. Способ описания подповерхностной формации с каротажным инструментом, расположенным в скважине, проходящей через формацию, причем каротажный инструмент имеет продольную ось и снабжен, по меньшей мере, передающей системой и приемной системой, которые совместно содержат по меньшей мере один набор верхних антенн и один набор нижних антенн,указанный способ включает в себя этапы размещения каротажного инструмента внутри скважины таким образом, что передающая система и приемная система располагаются в непосредственной близости от исследуемой границы формации; измерения азимутальной ориентации каротажного инструмента; передачи электромагнитной энергии в формацию, используя передающую систему; измерения сигналов, связанных с электромагнитной энергией, передаваемой передающей системой,используя приемную систему; формирования симметризованного направленного измерения, используя измеренные сигналы; и изображения определенного направленного измерения как функции глубины для множества различных глубин; и использования разрывности в скорости изменения изображенного направленного измерения для идентификации глубины, на которой по меньшей мере одна из верхних и нижних антенн пересекает границу формации. 30. Устройство каротажа для описания подповерхностной формации, через которую проходит скважина, включающее в себя корпус, выполненный с возможностью перемещения в скважине, имеющий продольную ось; передающую систему, расположенную в корпусе, для передачи электромагнитной энергии в формацию; приемную систему, расположенную в корпусе, для измерения сигналов, связанных с электромагнитной энергией, передаваемой передающей системой;- 19006075 средства определения относительного азимута рассматриваемой границы формации в непосредственной близости от скважины; средства формирования симметризованного направленного измерения, используя сигналы, измеренные приемной системой, и относительный азимут границы, определенный средством определения азимута; и средства определения относительного падения границы формации, используя сформированное направленное измерение. 31. Устройство каротажа по п.30, в котором корпус выполнен с возможностью размещения в бурильной колонне и дополнительно приспособленный для вращения вместе с бурильной колонной. 32. Устройство каротажа по п.30, в котором корпус выполнен с возможностью размещения на каротажном кабеле.