En este artículo se resumen algunos de los conceptos centrales y los equipos que históricamente se han usado para la tarea de medir variaciones en la dimensión de pozos.

La creciente importancia en la Medición de Trayectoria en los pozos exploratorios, sean estos por perforación diamantina o por circulación inversa (aire reverso), requieren cada vez más atención de los departamentos de geología.

En este artículo se resumen algunos de los conceptos centrales y los equipos que históricamente se han usado para esta tarea.

En los últimos años los principales centros mineros y bolsas mundiales han elaborado estrictas normativas (NI 43-101, JORC, SAMREC, etc.) con el fin de elevar y uniformizar los estándares de estimación de los recursos y reservas minerales.

En este sentido, la medición de la trayectoria y en muchos casos, la Orientación de los Testigos, agregan materialidad y consistencia a la información geológica.

La importancia de la verificabilidad de la información proporcionada y la característica de control de calidad de la data toman más relevancia en este contexto.

De aquí se explica el mayor interés por los equipos electrónicos que ofrezcan contraste en sus mediciones o registros inalterables que no permitan adulteración.

La inversión que se realiza en busca de información geológica es cuantiosa, no sólo por la perforación en sí sino además por los trabajos previos de acceso que son onerosos. Por ende, la consigna es “obtener la máxima información posible del taladro”, y sobre todo, tener seguridad de dónde se encuentra, por lo que conocer la trayectoria es fundamental.

Desvío de pozos

Los motivos de desviaciones pueden ser variados, como por ejemplo:

Demasiado Empuje (push down), genera desviación positiva hacia arriba.

Presencia de estructuras (fracturas, fallas, etc.) que guían la perforación a través de los planos de estas estructuras.

Ejemplos Clásicos de Desviación

Ejemplos de Deflexión y Pérdida de dirección en roca competente
Factores que afectan la desviación

– Condiciones Litológicas,
– Diámetro del pozo.
– Tipo de Corona.
– Tipo de Barra
– Los escariadores.
– La velocidad de rotación.
– La presión o empuje de perforación.
– La habilidad o experiencia del perforista.
– La posición inicial.
– El ángulo del pozo.
– Profundidad del pozo.

Conceptos Importantes

Medición: Proceso de cuantificar nuestra experiencia del mundo exterior.

Medición de Pozos: Cuantificar la posición en rumbo e inclinación de la trayectoria del pozo (rumbo y buzamiento de capas o fracturas).

Incertidumbre de la Medición: Intervalo más pequeño en el que podemos estar seguros que contiene el valor buscado.

La Incertidumbre en la Medición puede ser:

Absoluta: Está definida por la resolución del equipo y está expresada en grados o décimas de grado.

Relativa o precisión: Está definida por la resolución en relación al tamaño de lo medido y se expresa en porcentaje.

Incertidumbre Estadística:

– Asociada al concepto de repetitividad.

– Mediciones reiteradas producen resultados diferentes pero que deben converger alrededor de un valor más probable.

– Incorporan probabilidad y el error se mide como desviación estándar.

En los equipos de medición nos interesa conocer el grado de precisión del equipo, su resolución y su repetitividad. Cualquiera de estas por sí sola no es suficiente. Es decir, la buena repetitividad de un equipo no es garantía que el dato sea bueno. Este puede ser capaz de repetir consistentemente un dato malo.

Tipos de Medición

– Single Shot – Se hace una medición cada vez que se baja el equipo usado. Para poder configurar una trayectoria hay que hacer varias mediciones. Esta fue la manera original en que se medían los pozos. Se bajaba una mini brújula con un dispositivo de relojería regulable por medio del cual uno le daba una cuerda al instrumento para que la brújula esté libre hasta el tiempo fijado que excedía al tiempo que le tomaba al medidor bajar el instrumento y pasarlo a través de la broca. La inclinación se medía con un dispositivo similar pendular adosado a la brújula que quedaba fijo terminado el tiempo.

– Multi Shot – Mediciones múltiples secuenciales pero en una misma operación de bajada del equipo. Este permite graficar la trayectoria completa.

Tipo de Equipos

– Absolutos – Toman mediciones independientes entre sí, de tal manera que un error no es arrastrado a la siguiente lectura. Son generalmente magnéticos. Ej.: Multi-Shot magnético; Tropari.
– Relacionales – Usan una dirección como referencia y miden en forma relativa los cambios con respecto a ésta. No son magnéticos. Ej. Giroscopios MEM, Giroscopios Mecánicos, Deviflex (Multi Shot no magnético), Maxibor (fuera de producción).

Equipos Magnéticos

– Con Brújula – Tropari, y todos los que usan película de revelado. El principio es hacer una lectura usando una brújula con inclinómetro basculante y mecanismo de fijación por engranajes que permite leer en superficie ó tomarle una foto en el punto de medición y revelarla después. No permiten detectar anomalías magnéticas y tienen baja resolución. Su uso está en declive.

– Con Magnetómetros – Miden la intensidad del campo magnético de la tierra en cada punto de medición y permiten hacer un contraste rápido con las lecturas regionales (back ground) y con ello estimar si hubo perturbación magnética.

Normalmente con resoluciones de décima de grado.

Miden la inclinación con acelerómetros.

Multishot Magnético fuera de la Corona

Equipos No Magnéticos

– Instrumento Optico de 1990 – Instrumento que permite medir la desviación con respecto a una posición inicial, normalmente es la orientación inicial del pozo medido por topografía convencional. La inclinación la mide con acelerómetros. No debe usarse en pozos cercanos a la vertical ya que no logra discernir entre los círculos el ángulo correcto.

– Giroscopio – En condiciones en que el yacimiento tiene excesivo contenido de minerales magnéticos, normalmente en minas de hierro ó en condiciones en que se necesite medir a través de las barras se usa el giroscopio. Son equipos delicados y caros que miden el cambio en la fuerza centrípeta al basculamiento y pierden precisión al alejarse de la vertical.

– Existen los mecánicos (1950) y los electrónicos con nanotecnología MEM como el DeviGyro.

– Son los equipos de mayor valor.

Medidores de Tensión - Elongación

El DeviFlex es un MultiShot no Magnético diferente, ya que basa su principio de medición en los cambios de tensión por la micro-elongación generada en la columna de perforación al ocurrir cambios en la dirección. La mide con medidores de tensión-elongación (strain gages). Se utiliza a través de las barras, fácil de usar y con lectura en el punto de perforación.

Adicionalmente la inclinación se verifica con una segunda lectura suministrada por los acelerómetros.

Selección del Método de Medición

El equipo a usar debe escogerse considerando:

– Que la precisión y la exactitud del equipo y del método sean consistentes con la aplicación o el requerimiento del mandante.

– El tiempo que toma correr el instrumento es importante ya que cualquier demora innecesaria tiene un costo, hay que evitar perder tiempo en medir o en espera para que llegue un equipo de medición. Este tiempo debería usarse en perforar.

– Que el equipo sea fácil de usar, que se entiendan las lecturas y sea sencillo de mantener.

– Que el costo del equipo sea coherente con los objetivos definidos.

– Idealmente que tenga mecanismos de calidad de la data.

La tendencia general va en el uso de equipos no-magnéticos que no requieren que se retiren las barras de perforación para hacer la medición. La exposición al riesgo de los equipos magnéticos al momento de la medición genera accidentes sea por derrumbe o por una mala operación del equipo de perforación (caída de barras) que normalmente los deja inutilizados.

Es por ello, que los equipos no magnéticos que pueden medir a través de las barras, tomarán mayor importancia.

Con la profundización de los yacimientos, la necesidad de optimizar y reducir los costos de perforación, generarán demanda por la perforación diamantina direccional y esta a su vez, incrementará la demanda por saber exactamente cuál fue la trayectoria del pozo.

Conclusiones

– La medición de pozos es de vital importancia para saber la ubicación de las muestras y la trayectoria real del pozo.

– Las nuevas tecnologías nos ofrecen equipos para una medición más rápida, precisa y confiable.
– Entender bien los conceptos de medición es vital para una buena interpretación de los datos.

Informe preparado por Luis Silva Arrieta, Ingetrol