El objetivo de las perforaciones en el trabajo de la exploración se asocia a un beneficio económico, para realizar de manera correcta una campaña, es necesario seguir los siguientes pasos:
- Levantamiento geológico.
- Levantamiento topográfico y replanteo de caminos, zanjas y sondajes.
- Confección de caminos, zanjas y plataformas de sondajes.
- Instalación de campamentos.
- Mapeo de sondajes y preparación de muestras de sondajes diamantinos.
- Desmovilización de campamentos y áreas de exploración.
En la exploración geológica, se requiere generar información sobre la geometría de un prospecto en el subsuelo, donde el análisis químico hecho en los testigos permitirá estimar la ley media del depósito y definir si el prospecto es realmente viable económicamente.
El proceso de perforación tiene varias aristas dependiendo de su objetivo final, para ello es necesario combinar variadas tecnologías que el usuario debe conocer para optar por la mejor solución.
La perforación de sondajes se puede definir o dividir en dos grandes tipos:
- Diamantina (DDH): genera testigos de roca.
- Circulación Reversa (AR o RC): genera detrito producto de la destrucción absoluta de la roca.
En la perforación influyen los procesos de percusión, empuje, barrido y rotación de la máquina perforadora. Como también influyen los factores geológicos asociados a la dureza (oposición de una capa superficial a la penetración de otro cuerpo más duro), resistencia (propiedad de oponerse a su destrucción frente a una carga exterior como por ejemplo para el cuarzo son 50 MPa y para la calcita 10 a 20 MPa, elasticidad, plasticidad, abrasividad (capacidad de las rocas para desgastar la superficie de contacto de otro cuerpo más duro donde influyen la dureza de los granos, forma de los granos, tamaño de los granos y porosidad de la roca), textura (fábrica) y estructuras geológicas.
Perforación de Aire Reverso (AR)
Perforación por rotación y percusión, requiere de un compresor y un ciclón, el diámetro de las barras es de aproximadamente 6’’ – 8’’ y de 20 pies de largo (aproximadamente 6,096 m). Los tipos de cabezales que pueden ser utilizados son:
- Martillo: usado sobre el nivel freático – perforación en seco.
- Tricono: eficaces en formaciones blandas y condiciones de perforación húmeda.
Perforación con diamantina (DDH)
Este método de perforación entrega muestras precisas y útiles de un yacimiento, comprende dos tipos de sistemas:
- Convencional: el barril de testigo es una parte fija de la columna de barras, para recuperar la muestra hay que sacar toda la columna de barras, los resultados son malos porque la muestra se rompe.
- Wireline: usa un barril de testigo removible a través del interior de las barras, con un pescante en el extremo del cable, de esta forma se recupera el testigo en cualquier punto, en excelente calidad, las barras de sacan sólo cuando cambian corona o instalan casing.
En estas perforaciones la mitad del sondaje se va a análisis geoquímicos, se debe calcular el porcentaje de recuperación respecto al metraje marcado y el metraje real, se obtienen los parámetros geológicos litología, alteraciones, mineralización y datos geotécnicos como la calidad de la roca (RQD)
La perforación diamantina usa un cabezal o broca diamantada que rota en el extremo de la barra, las barras tienen un largo aproximado de 10 pies (3,048 m), para evitar que se atasque la broca se utilizan lodos de perforación para tapar las fracturas en la roca y evitar la fuga de fluidos. La muestra queda contenida en un tubo interior que va dentro de la tubería, y que al final de cada serie de 10 pies, se tira del cable para izar el tubo que contiene el testigo. Los diámetros de testigos son:
Tanto en perforaciones de aire reverso como diamantinas, el objetivo es obtener información y tienen ventajas como también desventajas. El aire reverso es más rápido que la diamantina, pero depende de su uso y depende del objetivo de la perforación.
El aire reverso se utiliza en superficie y la diamantina tanto en superficie como en interior mina. Comparativamente la implementación de la perforación por aire reverso es menos costosa, ya que los costos se calculan por metro perforado. Sin embargo, tiene mayor posibilidad de desviarse y emite gran cantidad de material particulado al ambiente. Es necesario considerar que estos tipos de perforación pueden ser complementarios.
El aire reverso puede alcanzar hasta 400 metros de profundidad con un rendimiento mensual de 3000 a 4000 metros y la diamantina alcanza profundidades de 1600 metros.
Los sondajes de exploración son utilizados para determinar si el blanco definido está presente, para obtener una idea preliminar del tamaño del cuerpo mineral, para determinar la ley del cuerpo, comprobar condiciones geológicas presentes como litología, alteración, mineralización, estructuras, etc.
En general en etapas tempranas se realizan sondajes de aire reverso, donde su rapidez y costo predomina. Si esta etapa o campaña inicial es exitosa, se inicia una segunda etapa con diamantina.
Es importante realizar un monitoreo de la desviación del sondaje, especialmente en sondajes diamantinos, estos pueden ser a través de técnicas geofísicas, con giroscopios (verticalidad),
Es importante conocer la orientación del sondaje perforado en todos sus puntos, no basta con saber la inclinación y rumbo en la boca del sondaje, ya que todas las perforaciones se desvían tanto por factores artificiales como naturales. Es por lo anterior, que se deben realizar mediciones de los pozos, donde existen múltiples maneras de medir la desviación:
- Single shot
- Multi shot
Con equipos absolutos (magnéticos): con brújula, con magnetómetros.
Relacionales (no magnéticos): maxibor, giroscopio.