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Prospección de pozos con gyros

Prospección de pozos con herramientas giroscópicas | Parte 1 de 2

La tecnología para la exploración en minería ha experimentado algunas mejoras significativas en los últimos años. Por lo que, tal vez sea el momento de revisar la situación actual para sacar el máximo partido al conjunto de herramientas que existen en el mercado.

Este artículo, dividido en dos partes, explora la prospección a nivel mundial, teniendo en cuenta que, muchas de las minas del mundo se encuentran en los lugares más remotos y hostiles, esto supone uno de los retos topográficos más difíciles. También, tomaremos como referencia la información transversal de las tecnologías de petróleo y gas para ayudarnos en el entorno de la exploración minera.

Topografía magnética frente a la giroscópica

Las herramientas magnéticas, al ser la opción menos costosa y más robusta, siempre se han considerado el estándar para la topografía. No cabe duda de que ocupan un merecido lugar en la explotación minera.

Pero a medida que ha aumentado la concienciación y la apreciación de las ventajas de la precisión de las perforaciones direccionales, y los giroscopios se han vuelto más robustos y fiables, han entrado en la corriente principal de la topografía minera.

Antes se consideraban demasiado exóticos, caros y poco fiables, pero ahora son la herramienta por defecto para la prospección en esta industria.

Las incertidumbres asociadas a los instrumentos magnéticos pueden soportar ser reformuladas. Las herramientas magnéticas referencian según la dirección del pozo al Norte Magnético.

Puede resultar una obviedad, pero cabe mencionar que las herramientas magnéticas no proporcionan resultados precisos cuando se opera en entornos magnéticos.

En las últimas herramientas se pueden descargar los datos brutos del magnetómetro y del acelerómetro, así como realizar comprobaciones de control de calidad sobre la vibración, la intensidad del campo magnético y la inclinación para excluir exploraciones erróneas.

Grafico Norte Magnetico y geografico 1

Dado que el Norte Magnético se desplaza constantemente con el paso del tiempo, debemos corregir las perforaciones teniendo en consideración el Norte Magnético al Geográfico.

La declinación hace referencia al desfase entre las referencias del Norte Magnético y el Geográfico.

Pero, incluso en una zona libre de interferencias magnéticas, ¿sabes cuál es la precisión de los datos de declinación? Si se introducen datos inexactos, se compensa todo el levantamiento, lo que conducirá a una localización inexacta del fondo del pozo.

El método estándar para obtener datos de declinación es utilizar un modelo predictivo. Ninguno de esos modelos tiene en cuenta todas las variaciones de un lugar concreto, como la geología local.

Cuando un modelo cuesta más de 20.000 dólares al año, se puede sucumbir a la tentación de seguir utilizando un modelo anticuado durante algunos años, lo que disminuye la precisión relacionada con el tiempo.

La información actual del sitio web de la NOAA sugiere que, incluso en condiciones limpias y correctamente modeladas, hay un error residual de 0,3 grados y, a menudo, prácticamente, de 3 a 4 grados de error en los valores de declinación. Esta es una de las incertidumbres que podemos calcular.

¿Qué significan estos márgenes de error?

En una perforación de 600 metros, un error de declinación de 0,2 grados crea un error sistemático de localización del fondo del pozo de 2 pies. Esto quiere decir que, un error de declinación de 3,0 grados crea un error sistemático de 31 pies.

Nada de esto tiene en cuenta la mineralogía ferromagnética de su mina ni otras incertidumbres propias de las herramientas magnéticas que no podemos estimar.

Una de estas otras fuentes de interferencia magnética que apenas se trata en situaciones de prospección es la magnetización de la sarta de perforación. La rotación y la tensión de las barras de perforación pueden provocar la magnetización de la propia barra de perforación.

Esto puede verse claramente cuando se rompen las conexiones: se puede ver cómo el óxido y las limaduras de hierro se adhieren al polo magnético que es la conexión. La solución: la desmagnetización en una bobina de corriente alterna.

Medición giroscópica

Los instrumentos giroscópicos, como sabemos, no están sujetos a interferencias magnéticas. Hacen referencia al Norte Geográfico, el eje de rotación, eliminando así la declinación y otros errores mencionados anteriormente.

El avance en calidad de los giroscopios se produjo cuando se pasó de la mecánica al estado sólido.

Esto aumentó instantáneamente la robustez y la fiabilidad hasta el punto de que ahora están a la altura de las herramientas magnéticas.

Creemos que este concepto aún no es del todo apreciado por aquellos que han experimentado con los giroscopios mecánicos. 

Giroscopios de referencia vs. giroscopios de búsqueda del norte

Un giroscopio solía ser una masa que giraba rápidamente y se resistía a girar en su plano principal. En la actualidad, los giroscopios precisos de gama alta son un dispositivo óptico (láser de anillo o fibra óptica) o un dispositivo vibratorio (de resonancia hemisférica).

Ambos son muy precisos y, en general, adecuados para la industria minera, donde las altas temperaturas son poco habituales.

Un giroscopio de referencia necesita una dirección de referencia. Se utiliza para fijar el inicio de la prospección, y la herramienta actualiza el cambio de posición a medida que entra y sale del pozo.

Un giroscopio de referencia está sujeto a la deriva. Por lo tanto, se realizan paradas para corregir la deriva anterior antes de seguir funcionando en modo continuo.

 

GyroLogic New PDA big

Figura 1: Gyro de Referencia | GyroLogic™

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Figura 2: Gyro Buscador de Norte | GyroMaster™

Un giroscopio buscador del Norte, por su capacidad de búsqueda del Norte, encontrará el Norte en cada estación de girocompás. Una vez más, funciona en modo continuo entre estaciones de girocompás.

Todos los giroscopios se desvían en cierta medida. Cada fabricante de giroscopios ha trabajado para reducir y corregir esta deriva, por lo que poseen sus propios métodos patentados.

El otro salto cualitativo se ha producido en el procesamiento de datos

Una de las ventajas indudables de los instrumentos magnéticos es la claridad de los datos. Los clientes más experimentados pueden revisar los datos por sí mismos.

Pueden ver si la intensidad del campo magnético y la inclinación no coinciden con los valores esperados y rechazar el estudio. Pero ¿qué se puede hacer para resolver esta situación?

El sector de los giroscopios, en general, siempre ha sido menos transparente, ya que el cliente no puede conocer todo el filtrado de caja negra que se realiza para eliminar y, en general, poner en orden los datos erróneos.

Este es el «post-procesamiento» que puede llevar una transferencia a la oficina central para los controles de calidad antes de ir al cliente.

En la era de la cadena de custodia y los requisitos de transparencia de los datos, es sorprendente que los clientes acepten esta situación.

Lo ideal es que el topógrafo entregue al cliente un levantamiento de entrada y salida sin editar. La diferencia de localización entre el inicio y el final es una combinación de precisión, calibración, resolución y repetibilidad.

El cliente puede revisar los datos y ver inmediatamente el valor de cierre del levantamiento y calcular el error por longitud del levantamiento.

En la parte dos, hablaremos de los errores y cómo eliminarlos para optimizar la precisión de la perforación

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