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“Las Herramientas Sónico y de Imágenes en la Caracterización Del Macizo Rocoso para Optimizar el Tajo Abierto”

Juan Tito Mendoza Aranda, 2014

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Radioactividad (Gamma ray)

Spectral Gamma ray (K, Th, U)

Resistividad

Densidad

Neutrón (detector de H)

Sónico

Acoustic Televiewer (ATV)

Optical Televiewer (OTV)

Verticality

Giroscopio

Herramientas de Registros - Utilización

En Exploración

En Geomecánica

Principios de Funcionamiento

PROCESAMIENTO

ADQUISICION DE DATOS

PROCESAMIENTO

Principios Físico y de Funcionamiento: • Mecánico (6): Temperatura, Caliper • Sensor pasivo (1): Radioactividad, Spectral GR • Emisión de corriente y de pulsos (2): Resistividad, Sónico • Emisión de radiación y Escaneo del Pozo (5): Densidad, Neutrón y Televiewer.

Ø= 6.5 cm

3.36 m

Cómo se Determina la Resistencia del Macizo Rocoso (Rock

Strength)?

Procedimiento Estándar: • Mediciones RQD (Rock Quality Descriptor) en todo el núcleo. • Comparación de estos datos con las pruebas de carga puntuales (point

load test) hechas con pruebas UCS (Compresión Uniaxial Simple) y otros parámetros de resistencia de la roca.

Procedimiento con Registros Sónico: • Determinar cuál es la relación entre la resistencia de la roca (medido

como UCS y la velocidad del Sónico en el laboratorio y en el pozo. La siguiente Figura mostrará ésta relación…

Registrado por BPB (Ex-Weatherford) en 1994, NE Australia

Caliza

Yacimiento Estrato- ligado: Sph, Gal, Py en lutita carbonosa.

Lutitas y limolitas

RELACIÓN

MODERADA

BUENA

POBRE

POBRE

PORQUÉ ?

COMPARACIÓN DE DATOS GEOTÉCNICOS DERIVADOS DE MEDICIONES DE LABORATORIO Y DE REGISTRO

SÓNICO DE UN POZO EN EL NE DE AUSTRALIA

RELACIONES APROXIMADAS ENTRE LA VELOCIDAD DEL SÓNICO, COMPRESIÓN UNIAXIAL Y POROSIDAD

Velocidad Sónico, UCS ƒ (Litologia, Porosidad)

(Duplancic, 1995)

UCS del Registro Sónico – Pórfido de Au-Cu, Roca Diorita

Interpretación: La radioactividad es constante, la densidad va en aumento. Una ligera disminución del tiempo de tránsito (325 a 200 µs/m) (azul) genera un aumento en UCS (50 a 70 Mpa) (rojo).

“tiempo de tránsito” del Sónico vs “carga puntual” de 14 pozos se tiene por regresión lineal una ecuación que permite obtener la curva UCS continua: y = 104.24 e -0.002t donde t: tiempo de tránsito.

Registrado por Weatherford en Cajamarca, 2012

2.2 gr/cm3 3.2 0--- API 200

RADIOACTIVIDAD SONICO – UCS DENSIDAD

Resultado

Análisis Geomecánico: Determinación de Breakout con el Acoustic Televiewer

El plano de fractura inducida que se genera por la perforación sigue la dirección del menor esfuerzo, en este ejemplo es NE-SW. El ATV los detecta por líneas verticales a 180° como plano breakout (abertura), luego las fallas y fracturas naturales tendrán rumbo perpendicular NW-SE.

Registrado por Weatherford en Junín en 2013

W E

Herramientas de Orientación de Pozo: VERTICALITY y GYRO

Ambos tiene dos Cilindros de Nivel. Uno mide la componente N-S y el otro la componente E-W de la inclinación. En ambiente con minerales ferrosos se prefiere el Gyro porque no usa magnetómetros.

Los magnetómetros XYZ del Verticality miden la fuerza del campo magnético.

El Gyro mide las fuerzas elásticas de suspensión y de inercia de una fija por las oscilaciones de anillos perpendiculares

Herramientas de Imágenes:

Acoustic Televiewer (ATV) y Optical Televiewer (OTV)

Campana de Ultrasonido

Sensor de Desviación

Cámara digital Luz Espejo cónico

• ATV

• OTV

Sinusoide

Orientación Geográfica con Registro de Imágenes

La sinusoide es el resultado del desarrollo bidimensional del borde de la elipsoide (plano inclinado). El punto más bajo nos indica el buzamiento del plano (Este).

N E S W N

N

E

W

S

Presentación del Registro ATV

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Tabla de Estructuras Aparentes y Estructuras Reales a partir del ATV

Prof. m

3D Imagen 0° -- Buz. Ap -- 90° 0° Buz. Real 90°

0° Amplitud 360°

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DIAGRAMA POLAR WULFF

Conexiones complejas

Ejemplo: El plano de fractura buza 45° grados al W.

Se traza el polo (Pole) perpendicular al plano de fractura hasta que intercepta el

Hemisferio Sur de la esfera. Se une el polo con el Zenit con una línea discontinua,

resultando la Proyección Polar en la intercepción de ésta línea con el Círculo Mayor.

0 90°

Optical Televiewer en Yacimiento de Skarn (Cu)

0 --- GR --- 250 Imagen OTV 0 Imagen 360° 0 Tadpole 90°

17

32

Imagén (parcial) 0-17m. Diagrama Polar cubre 0-50 m

Registrado por Weatherford en Ancash, 2012

Fracturas y venas mineralizadas

REGISTRO COMPOSITE, Pozo B: 167.4-171.1m GAMMA RAY – ATV – FOTO - DIPMETER

ATV registrado por

Weatherford en Cuzco en

2012.

100

101

102

103

Fractura con relleno, 65°W

Fractura abierta, 70°S

Fractura abierta, 85°NW

Fractura con relleno, 80°NW

Fractura abierta, 60°SW

Fractura parcialmente abierta, 60°SW

Prof.

m

0 --- GR --- 250 3D Imagen 0° Imagen 360° 0° Dip 90° FOTO

Detección de Falla, Pozo 1: 118-126m Interpretación del ATV y Dipmeter derivado del ATV

ATV registrado por

Weatherford en Cuzco en

2012.

Arrastre en ambos bloques de la falla ubicada a 123.5m

3D 0° Imagen 360°

0° Dipmeter 90°

TABLA I

POZO 1

ZONA INTERVALO

(m) ESPESOR

(m)

NUMERO DE

FRACTURAS

DENSIDAD DE FRACTURAS

(Fr/m) ORIENTACIÓN DE FRACTURAS (Fr) INTERPRETACIÓN

1 15-26 11 24 2.18 Fr mayores: 74°181Az; Fr menores: 48°346Az; Fr par ab: 78°356Az.

2 26-62 36 75 2.08 Fr mayores y menores: 45°-75° ENE-ESE

3 62-80 18 19 1.05 Fr menores: 48°-60° NNE.

4 80-117 37 33 0.89 Fr mayores: 40°-50° NW; Fr menores: 42°-75°SE. Fr par ab: 1; Venilleo: 1

5 117-128 11 22 2.00 Fr mayores y menores: 48°-88° 274Az Distorsión rollover en 118-126m por falla.

6 128-160 32 102 3.18 Fr mayores y menores: 25°-70°N-NE; Fr par ab: 22°-75°SW

7 160-176 16 24

1.50 Fr parc ab: 55°-70° N-SE

8 176-204 28 34 1.21 Fr mayores: 50°-80°SW; Fr parc ab: 55°-80° NW-NE Distorsión rollover en 174-176m y arrastre en 176-178m por falla.

9 204-232 28 27 0.96 Fr mayores: 12° 71Az

Pozo 1

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Aplicaciones en Geomecánica

A manera de Conclusión: Razones Porqué Utilizar los Registros

Eléctricos

• Del registro Sónico se obtiene la curva UCS continua válida porque está calibrada con los datos de carga puntual.

• Los núcleos no son orientados, en cambio las Imágenes y el Dipmeter de los Televiewer orientan las capas, zonas débiles del macizo rocoso, fallas y fracturas respecto al Norte magnético. Estos datos son esenciales en la construcción del Tajo Abierto.

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