BR102015011554B1

BR102015011554B1 - Método e sistema para estimar a densidade de material em torno de um furo na exploração mineral

Info

Publication number: BR102015011554B1
Application number: BR102015011554-7A
Authority: BR
Inventors: Wanderson Roberto Pereira; Dionisio Uendro Carlos; Marco Antônio Da Silva Braga
Original assignee: Vale S.A
Priority date: 2014-05-05
Filing date: 2015-05-05
Publication date: 2022-05-24
Also published as: CN105089621B; CA2890788A1; US20150316679A1; AU2015202360A1; US20150316678A1; CA2890647A1; AU2015202368B2; CN105700033B; US9778393B2; AU2015202360B2; CN105700033A; BR102015011555B1; AU2015202368A1; CA2890647C; BR102015011554A2; CA2890788C; BR102015011555A2; CN105089621A; US10401530B2

Abstract

MÉTODO E SISTEM A PARA CORREÇÃO DE DADOS DE PERFILAGEM GEOFÍSICA EM HASTE DE SONDAGEM. Método e sistema para estimativa da densidade de material que circunda um poço em exploração mineral, incluindo esse método a inserção de ferramenta numa haste de perfuração localizada dentro do poço, possuindo essa ferramenta uma fonte de radiação gama e pelo menos um sensor; elevação da ferramenta dentro da haste de perfuração; recebimento de leituras de contagem de gama por pelo menos um sensor; envio das leituras de contagem de gama para um dispositivo de computação; e remoção dos efeitos da haste de perfuração das leituras de contagem de gama no dispositivo de computação para calcular a densidade do material que circunda o poço.

Description

CAMPO DA DIVULGAÇÃO

[0001] A presente divulgação diz respeito a ferramentas para exploração mineral e operação das mesmas, e está particularmente relacionada ao uso e operação de uma ferramenta gama- gama para exploração mineral.

CONTEXTO

[0002] A perfuração geológica constitui um componente importante na exploração de minerais, incluindo, entre outras, a exploração de minério de ferro. Tal perfuração fornece informações sobre litologias que compõem o modelo geológico usado na estimativa de recursos e reservas.

[0003] Na exploração de petróleo, a perfilagem geofísica gama-gama de poço é uma técnica que oferece métodos para medição de densidades em testemunhos e amostras de perfuração. Tal sistema também pode ser usado para exploração mineral. Entretanto, vários problemas ocorrem. Em particular, na exploração mineral rochas friáveis podem tornar as medições de densidade imprecisas. A retirada de uma haste de perfuração usada para criar o poço pode danificar as bordas do poço.

[0004] Além disso, uma ferramenta de perfilagem baixada em um poço sem revestimento pode ficar presa no fundo do poço se o poço desmoronar. Uma ferramenta de perfilagem na indústria petrolífera pode ser abandonada se ficar presa, já que a exploração de petróleo jamais atingirá o ponto em que a ferramenta ficou presa diretamente. Contudo, na exploração mineral, como a exploração de minério de ferro, a ferramenta pode ser atingida por mineiros e, portanto, representar um perigo.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0005] A presente divulgação será melhor compreendida com a consulta às figuras, nas quais:

[0006] A Figura 1 é um diagrama de blocos mostrando um testemunho de perfuração estendido por material friável e não-friável;

[0007] A Figura 2 é um gráfico mostrando variações de diâmetro da parede de poço comparado ao diâmetro nominal em diversas profundidades;

[0008] A Figura 3 é um gráfico mostrando medidas de densidade, medidas de calibre, e radiação gama natural em diversas profundidades num poço;

[0009] A Figura 4 é uma vista esquemática de uma ferramenta mais simplificada para perfilagem gama-gama de poço;

[0010] A Figura 5 é um diagrama mostrando as leituras da contagem de gama em função da densidade para uma fonte de césio-137;

[0011] A Figura 6 é uma vista esquemática de uma ferramenta mais simplificada para perfilagem gama-gama de poço em um poço com revestimento de haste de perfuração;

[0012] A Figura 7 é uma vista expandida de feixes de raio gama avançando através de haste de perfuração, em rocha e sendo recebidos em diversos sensores;

[0013] A Figura 8 é uma vista esquemática mostrando os vários componentes para a passagem dos feixes de raio gama da Figura 7;

[0014] A Figura 9 é um gráfico mostrando medições de densidade num furo revestido e num furo não revestido, juntamente com dados residuais e correção de erro; e

[0015] A Figura 10 é um diagrama de blocos simplificado de um exemplo de dispositivo de computação com capacidade para ser usado com o sistema da presente divulgação.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS FIGURAS

[0016] A presente divulgação estabelece um método para estimar a densidade de materiais que circundam um poço em explorações minerais, e o método compreende: inserção de ferramenta em haste de perfuração localizada dentro de um poço, sendo que a ferramenta possui uma fonte de radiação gama e pelo menos um sensor; levantamento da ferramenta dentro da haste de perfuração; recebimento das leituras de contagens de gama por pelo menos um sensor; envio das leituras de contagem de gama para um dispositivo de computação; e remoção dos efeitos da haste de perfuração das leituras de contagem de gama no dispositivo de computação para calcular a densidade do material que circunda o poço.

[0017] A presente divulgação proporciona ainda um meio não-transitório legível por computador para armazenar instruções que, quando executadas por um processador de dispositivo de computação, são configuradas para: receber leituras de contagem de gama de um sensor de uma ferramenta, sendo que a ferramenta tem uma fonte de raio gama e é elevada em haste de perfuração dentro de um poço; determinar uma densidade combinada a partir das leituras de contagem de gama; e remover efeitos da haste de perfuração das leituras de contagem de gama no dispositivo de computação para calcular a densidade de material que circunda o poço.

[0018] A presente divulgação supera problemas relacionados a poços sem revestimento ao permitir a perfilagem de densidade dentro de hastes de perfuração. A perfilagem é feita utilizando uma fonte de césio-137 para exploração mineral, como exploração de minério de ferro.

[0019] Conforme descrito abaixo, um conjunto de descidas foram realizadas numa perfilagem dupla do mesmo furo, tanto com como sem hastes de perfuração. A densidade de recuperação encontrada em conformidade com as formas de execução descritas abaixo encontraram uma consistência significativa entre a densidade medida do furo aberto e do furo revestido da haste de perfuração. Em testes no mundo real foi encontrada uma consistência superior a 94%.

[0020] Ao descer uma ferramenta pela haste de perfuração, é possível evitar a destruição da ferramenta, e em algumas formas de execução melhorar a produtividade e a segurança permitindo a obtenção de perfis de densidade ao longo de todo poço dentro de hastes de perfuração.

[0021] Fatores Operacionais

[0022] A presente divulgação é discutida tendo em vista operações de perfuração geológica para minério de ferro. Contudo, a divulgação não é limitada a perfurações geológicas para minério de ferro, sendo possível a exploração de outros minerais. Por exemplo, operações para a exploração de cobalto ou níquel poderiam ser igualmente usadas com as técnicas descritas abaixo.

[0023] Em operações de perfurações geológicas para minério de ferro, a compacidade da rocha é um fator definitivo para o desempenho da perfuração. A compacidade da rocha está associada a futuros estágios de planejamento para mineração e processamento mineral devido a características compactas ou friáveis das rochas. Rochas friáveis permitem uma taxa de progresso de perfuração maior do que as compactas e aumentam custos e tempo de execução devido ao maior desgaste com base em abrasão.

[0024] A transição de rocha compacta para rocha friável pode ser abrupta e apresentar um caráter episódico com uma ou várias ocorrências ao longo do poço. A transição também pode ter um caráter crônico, apresentando uma maior variação de frequência ao longo do mesmo poço.

[0025] Devido à compacidade e coesão de cada litologia, a haste de perfuração pode induzir o fraturamento nas paredes do poço. Esse fraturamento é maior para litologias friáveis com rochas menos coesivas, e contrariamente é menor para litologias compactas e mais coesivas.

[0026] Especificamente, é feita agora referência à Figura 1. A Figura 1 mostra uma haste de perfuração 110 usada para perfuração de um poço. O poço é criado em uma litologia friável 120 e uma litologia compacta 130.

[0027] Como visto no exemplo da Figura 1, quando o poço é perfurado através da litologia friável 120, ocorre um fraturamento significativo ao redor da haste de perfuração.

[0028] Contrariamente, com uma litologia compacta 130, o fraturamento é mínimo.

[0029] O fraturamento induzido por atividade de perfuração pode provocar desmoronamento nas paredes do poço após a remoção das hastes de perfuração, resultando em um bloqueio do furo que pode impossibilitar a descida de ferramentas de perfilagem geofísica de poço ao longo de toda a profundidade do poço. Além disso, se o desmoronamento ocorrer durante atividades de perfilagem geofísica, isso poderá causar a perfilagem da ferramenta geofísica no poço.

[0030] Um exemplo de perfilagem de poço em um poço com condições precárias é mostrado a respeito da Figura 2. Especificamente, na Figura 2 um diagrama 200 inclui diagrama de raio gama 210 que mostra a radiação gama natural dentro do furo. O diagrama 200 inclui ainda uma carta de profundidades 212 mostrando a profundidade da leitura, bem como um diagrama de calibre 214 mostrando o diâmetro do poço em comparação com o diâmetro nominal do poço.

[0031] No exemplo da Figura 2, as medições do calibre no diagrama 214 mostram que o diâmetro do poço varia em comparação com o diâmetro nominal 216.

[0032] As condições mostradas a respeito da Figura 2 acima proporcionam condições incertas para a atividade de perfilagem geofísica de poço.

[0033] Ainda, mesmo se não houver bloqueio do furo, litologias friáveis criam uma irregularidade nas paredes do furo, que pode induzir variações proporcionais nos valores de densidade. Essas variações podem ser baseadas em materiais não consolidados ou em variações de diâmetro decorrentes de rugosidade.

[0034] É feita referência agora à Figura 3 que mostra um gráfico de resultados 300. No gráfico 300, um diagrama de raio gama 310 fornece a radiação gama natural. O diagrama de profundidade 312 fornece a profundidade do furo na qual as leituras foram feitas. Um diagrama de densidade 312 fornece a leitura da densidade no furo a uma determinada profundidade. Um diagrama de calibre 316 mostra o diâmetro do furo quando comparado a um diâmetro nominal de furo 318.

[0035] Como visto pela seta 320, uma região de variação de densidade é criada devido a um alargamento do furo correspondente a um aumento no diâmetro do furo, como mostrado pelo diagrama 316.

[0036] Os diagramas das Figuras 2 e 3 podem ser criados por uma ferramenta embutida no furo, como aquela mostrada na Figura 4 por exemplo.

[0037] Em operação, a perfilagem gama-gama de poço inclui a introdução de uma sonda de perfilagem de poço no poço. A ferramenta é equipada com uma fonte radioativa e, na prática, pelo menos dois sensores receptores para leitura da contagem por segundo (CPS) de partículas gama incidentes. Os dois sensores possuem afastamentos da fonte diferentes mas conhecidos. Os dois sensores são usados para determinação de contatos com a rocha influenciados pela proximidade desses contatos em relação a cada sensor.

[0038] A Figura 4 mostra um exemplo de sonda 400 que pode ser baixada em um poço 402. A sonda 400 inclui fonte de radiação gama 410 que possui propriedades conhecidas. Por exemplo, em uma forma de execução a fonte pode ser césio-137.

[0039] A sonda 400, no exemplo da Figura 4, inclui dois sensores, nomeadamente um sensor curto 412 e um sensor longo 414. O afastamento entre a fonte 410 e o sensor curto 412 e o sensor longo 414 é determinado previamente e conhecido. Contudo, em outras formas de execução mais de dois sensores podem ser usados na sonda 400. Os sensores 412 e 414 podem ser qualquer sensor adequado que possa detectar feixes de raio gama a partir da fonte 410 e fornecer uma contagem precisa.

[0040] A fonte 410 emite feixes de raio gama como mostrado, por exemplo, nos feixes de raio gama 430 e 432. Os vários feixes de raio gama podem ser detectados, após difusão dentro do material que circunda o poço 402, pelo sensor curto 412 ou pelo sensor longo 414.

[0041] Especificamente, a fonte gama 410 proporciona um feixe de raio gama que avança no material circundante. Parte dos feixes de raio gama desviará e será detectada pelos sensores 412 e 414, como mostrado pelos feixes 430 e 432.

[0042] Devido à interação entre partículas gama e o material geológico, a contagem observada por cada sensor 412 e 414 é atenuada em relação à contagem observada diretamente a partir da fonte radioativa, e a contagem é então associada à densidade do material geológico de acordo com a equação 1 abaixo.

[0043] Na equação 1 acima, N é a contagem detectada no sensor, N0 é a contagem direta emitida a partir da fonte, μ é o coeficiente de absorção mássico, ρ é a densidade do material, e x é a distância fonte-sensor. Assim, a partir da equação 1, como μ, x e N0 são conhecidos, a densidade pode ser calculada com base na contagem N recebida no sensor.

[0044] Conhecendo os parâmetros envolvidos na equação 1, é portanto possível relacionar os valores de densidade no material aos valores da contagem de partículas gama em qualquer um ou nos dois sensores 412 e 414.

[0045] Em algumas formas de execução, a sonda 400 pode incluir um compasso de calibre 440 para determinar o diâmetro do furo. Como será reconhecido por aqueles com conhecimento técnico, o diâmetro do furo pode variar com base em fatores como desprendimento de material friável ou devido a redução do diâmetro do furo pela compressão. O compasso de calibre 440 pode forçar ainda mais a sonda 400 em contato com a parede do poço 402.

[0046] Em uma forma de execução, dados da 400 são fornecidos para um receptor de dados de superfície 450 utilizando um cabo de comunicação 452. Contudo, outras opções são possíveis, incluindo o armazenamento de dados na sonda 400 durante a operação e transferência desses dados para um computador para processamento em uma ocasião posterior. Além disso, em algumas formas de execução a sonda 400 pode incluir alguns recursos de processamento ou pré-processamento para permitir filtragem de controle de qualidade ou identificação na própria sonda.

[0047] O receptor de dados 450 pode ser um computador com capacidade de condicionamento dos dados. Em outras formas de execução, o receptor de dados 450 pode meramente registrar os dados para processamento em uma ocasião posterior. Na segunda opção, um computador adicional (não é mostrado) pode executar cálculos sobre os dados fornecidos pela sonda 400.

[0048] Em operação, a sonda 400 pode ser baixada em um poço e as leituras de dados podem ser capturadas conforme a ferramenta é elevada. A profundidade da sonda seria conhecida geralmente com base no mecanismo de descida da ferramenta, que pode ser ainda calibrada com base na radiação com ocorrência natural. A taxa de ascensão da sonda pode ser definida para assegurar a qualidade das leituras do material que circunda o poço 402.

[0049] A perfilagem gama-gama de poço funciona com um princípio baseado na propriedade de partículas interagindo com materiais expostos a um feixe de raio gama. A densidade do material afeta a interação do feixe de partículas. Especificamente, quanto mais denso o material, maior a interação de partículas e assim uma contagem mais baixa de radiação gama é recebida no receptor.

[0050] É feita referência agora à Figura 5 que mostra o diagrama 500 expressando a relação entre a densidade e a contagem. Especificamente, como visto na Figura 5, a linha 510 apresenta uma redução exponencial na contagem gama conforme o material fica mais denso.

[0051] De acordo com as formas de execução descritas aqui, é proporcionado um sistema e processo para perfilagem geofísica de poços em furos com intervalos de material friável. Especificamente, o sistema e processo são caracterizados pela descida de ferramenta geofísica dentro de uma haste de perfuração. A descida da ferramenta dentro da haste de perfuração assegura a integridade das paredes do poço durante a perfilagem e amplia a qualidade do registro subsequente da metragem perfilada total no poço.

[0052] O uso da ferramenta dentro da haste de perfuração proporciona redução de risco de perda de ferramentas na perfuração, e aumentos de produtividade, permitindo que a perfilagem geofísica de poço em litologias friáveis tenha um desempenho similar ao de ferramenta numa litologia compacta.

[0053] Para descer uma ferramenta na haste de perfuração, a perfilagem geofísica de poço pode ser realizada, em uma forma de execução, ao final da atividade de perfuração mas antes da remoção das hastes de perfuração. Neste caso, a perfilagem geofísica com haste possui a vantagem de permitir que a ferramenta deslize sobre uma superfície regular e também permite uma maior exploração da metragem perfilada devido à contenção de possíveis desmoronamentos, permitindo a descida da ferramenta por toda a extensão do furo. A descida da ferramenta no revestimento de perfuração impede a perda da ferramenta devido a desmoronamento durante operações de perfilagem.

[0054] Contudo, a própria haste de perfuração representa um fator de incerteza, já que a densidade da haste de perfuração é maior do que a variação de densidades esperada para a mineralização. Assim, para permitir a descida da ferramenta gama-gama, os efeitos provocados pela influência da haste de perfuração nas medições de densidade devem ser compreendidas e compensadas.

[0055] Em um aspecto da compensação, o uso de uma fonte radioativa predeterminada, como o césio 137, pode permitir que a correção seja adaptada para a variação de contagem específica da fonte. Ainda que o césio-137 seja usado em exemplos aqui, a presente divulgação não está limitada a esta fonte, e outras fontes podem igualmente ser usadas. Por exemplo, o cobalto 60 poderia ser usado em algumas formas de execução.

[0056] Além disso, no caso de perfilagem de poço com haste de perfuração, a geometria de aquisição descrita acima a respeito da Figura 4 começa a ser condicionada pela presença de hastes de perfuração entre a ferramenta de perfilagem geofísica de poço e a massa rochosa. É feita referência agora à Figura 6.

[0057] Como visto na Figura 6, a ferramenta gama-gama 600 ainda inclui a mesma fonte 610, e sensores 612 e 614. Contudo, na forma de execução da Figura 6, a ferramenta 600 é descida no poço 602 dentro de uma haste de perfuração 604.

[0058] Assim, os raios gama 630 e 632 recebidos pelos sensores 612 e 614 respectivamente são condicionados pela própria haste de perfuração.

[0059] O compasso de calibre 640 ainda pode ser usado, em uma forma de execução, para forçar a ferramenta em contato com a haste de perfuração 604. Contudo, em outras formas de execução, já que o diâmetro do interior da haste de perfuração é conhecido e uniforme, o compasso de calibre 640 pode ser omitido.

[0060] Na forma de execução da Figura 6, a torre de perfuração 660 ainda faz parte da unidade e pode ser usada para baixar e erguer a ferramenta. Além disso, um dispositivo de perfilagem de dados como um computador 650 pode existir na superfície para capturar os resultados da ferramenta 600.

[0061] É feita referência agora à Figura 7, que mostra uma vista expandida da ferramenta com fonte 710 e sensores 712 e 714. Na Figura 7, a haste 740 fica entre a ferramenta e a rocha. A geometria de aquisição requer portanto o atravessamento da haste de perfuração em duas direções, especificamente a partir da fonte através da haste de perfuração até a rocha, e depois da rocha através da haste de perfuração até o sensor. Assim, como visto na Figura 7, a distância média considerada entre a fonte e os sensores inclui um componente distinto para a haste de perfuração, nomeadamente a densidade da haste de perfuração juntamente com um comprimento equivalente à espessura da haste de perfuração.

[0062] Assim, a atenuação da radiação gama durante a aquisição agora possui dois componentes diferentes, um deles a massa da rocha, determinada pela equação 1 acima, e a outra tratando com a haste de perfuração, que pode ser representada pela equação 2 abaixo.

[0063] Na equação 2 acima, N1 é a contagem de radiação gama que cruza a haste; N0 é a contagem de radiação emitida pela fonte; μ é o coeficiente de absorção mássico; ρh é a densidade da haste de perfuração e h é a espessura da haste.

[0064] Considerando a geometria de aquisição exibida acima em relação à Figura 7, dois alcances podem ser distintos com densidades diferentes. O primeiro é o alcance com uma espessura de haste h, cuja densidade ph corresponde à densidade da haste. O outro é o alcance com uma parede de rocha com comprimento x, cuja densidade ρ corresponde à densidade da massa de rocha. É feita referência agora à Figura 8.

[0065] Como visto na Figura 8, uma ferramenta possui uma fonte 810 e sensores 812 e 814. A radiação da fonte de cruzar a haste de perfuração 820. Uma vista expandida na Figura 8 mostra que a haste de perfuração possui espessura h e uma densidade ρh enquanto a rocha possui uma densidade ρ e a distância entre a fonte e o sensor curto é rotulado como x.

[0066] Na Figura 8, baseada na atenuação relativa de radiação gama descrita nas equações 1 e 2 acima, é possível relacionar diferentes contagens API de valores em diferentes pontos do projeto, devido à presença da haste, bem como da massa de rocha, no caminho aproximado coberto pela radiação gama a partir da fonte até o sensor.

[0067] A partir da equação 2 acima, considerando que N0 é a contagem direta na fonte, a atenuação causada pela haste reduz a contagem até um valor N1. O mesmo efeito ocorre no ponto onde a radiação gama com contagem inicial N1 passa a N2, que conta as partículas que viajaram uma distância x através da massa da rocha com densidade ρ.

[0068] Finalmente, o sensor registrará uma densidade ρ1, que é a composição entre a densidade da pedra e da haste. Essa densidade é condicionada pela geometria de aquisição.

[0069] Levando em conta a Figura 8, a correção da densidade pode ser feita para medições no interior da haste de perfuração. Considerando que uma leitura de densidade bruta ρ1 pelo sensor num furo com hastes de perfuração a partir da equação 1, a equação 3 é produzida.

[0070] Assim a equação 3 é meramente a equação 1 na qual a densidade composta ρ1 é usada, e a equação é rearranjada para isolar ρ1.

[0071] Considerando a geometria de aquisição descrita com relação à Figura 8, três etapas de interação podem ser distintas com relação à interação da radiação com a haste de perfuração. A primeira etapa é descrita pela equação 2 acima. A segunda etapa, que é a contagem API de radiação gama que é atenuada pela formação bruta com densidade ρ, resulta a equação 4 abaixo.

[0072] Assim a equação 4 é meramente a equação 1 para as interações que ocorrem fora da haste de perfuração.

[0073] A terceira etapa no cálculo é aquela na qual a contagem N2 será mais uma vez diminuída pela haste, resultando a contagem bruta N no sensor.

[0074] A equação 5 está relacionada à leitura de densidade bruta ρ1 pelo sensor.

[0075] Como visto na Equação 5 acima, ela é novamente uma substituição da equação 1 para a densidade ρ1 usando uma atenuação de contagem de N2 para N.

[0076] A substituição das equações 2 e 4 pela equação 5 produz a equação 6 abaixo.

[0077] A solução da equação 6, resulta na simplificação da equação 7 abaixo.

[0078] A partir da equação 7, se as densidades forem isoladas, a equação 8 é alcançada.

[0079] Como visto na equação 8 acima, o termo é o mesmo da equação 3 acima. Assim, a substituição da 3 pela equação 8 e o isolamento da densidade p necessária resulta na equação 9.

[0080] A partir da equação 9, ρ1 é a densidade lida por um sensor como o sensor curto, h é conhecido, x é conhecido, e ρh é conhecido. Portanto, a densidade lida pelo sensor pode ser corrigida para remover os efeitos da haste de perfuração, fornecendo assim a densidade da rocha.

[0081] A partir das equações acima, com base nas geometrias conhecidas de sensor e fonte, densidades e espessuras de hastes de perfuração, a ferramenta pode ser descida através da haste de perfuração e a haste de perfuração compensada, produzindo desse modo um valor para a densidade da rocha atrás da haste de perfuração.

[0082] Resultados de testes em furos de perfuração confirmam os resultados de correção. Especificamente, de modo a verificar a equação de correção, dados provenientes de um furo de perfuração foram encontrados usando duas passagens da ferramenta. Numa primeira passagem a ferramenta foi descida utilizando a haste de perfuração e na segunda passagem a haste de perfuração foi removida e a ferramenta foi descida no furo sem um revestimento.

[0083] É feita referência agora à Figura 9, que mostra um gráfico 900 com os resultados das medições de densidade de um poço. Os resultados são para o mesmo poço, que foi descida com revestimento com a haste de perfuração e sem revestimento após a haste de perfuração ser removida.

[0084] Para o poço revestido, é mostrada uma linha 920 representando medições de densidade da rocha. Os resultados para as medições de densidade no furo sem revestimento são obtidos utilizando a linha 930.

[0085] Além disso, a linha de furo aberto (sem revestimento) 930 pode ser corrigida utilizando as técnicas descrita no pedido provisório dos EUA do requerente Número 61/988810 depositado em 5 de maio de 2014, cujo conteúdo é incorporado por referência ao presente.

[0086] Um diagrama residual para a descida sem revestimento, usando uma ferramenta com dois sensores, é mostrado pela linha 940 na Figura 9. A linha 940 mostra um residual elevado na área de 950. Esta área de alto residual pode ser causada, por exemplo, por desmoronamento de parede durante a remoção da haste de perfuração, levando a resíduos que são sistematicamente mais altos.

[0087] Utilizando estes dados residuais, uma linha corrigida 960 pode ser produzida, levando em conta os resíduos.

[0088] A partir da Figura 9, o diagrama 900 apresenta uma tendência entre os valores de densidade corrigida e os valores de densidade do furo aberto na qual os valores de densidade superiores são aumentados e os valores de densidade inferiores são reduzidos para os dados em questão sem afetar significativamente os valores residuais. Assim, a partir da Figura 9, para um furo em questão, a correção das densidades é útil já que ela recupera uma boa aproximação dos valores de densidade brutos distorcidos pela presença das hastes de perfuração.

[0089] Além disso, no caso de um desmoronamento da parede da perfuração que seja preexistente, isso poderá ser detectado por um controle de qualidade rápido através da análise de diferenças entre as medições de densidade registradas nos sensores de espaçamento curto e longo. Esse fator colabora para o aumento nos resíduos relacionados a valores maiores de densidade registrados, mostrando a possibilidade de um intervalo de confiança onde as correções são mais eficazes.

[0090] Considerando que a curva de atenuação de radiação gama inclui um aumento na densidade exibida na Figura 5, um intervalo de confiança pode ser delineado para as medições de densidade para as quais a correção impõe um deslocamento, já que a medição usando hastes de perfuração segue a mesma relação entre contagem API e densidade permanece após aplicar a correção.

[0091] Portanto, uma diferença na densidade envolvendo um valor de densidade alto registrado em medições de furo revestido implica uma diferença sutil nas contagens, que pode exceder o intervalo de confiança ou a relação entre contagem API e densidade.

[0092] Similarmente, valores de densidade muito baixos, medidos em furos revestidos, são forçados para dentro do intervalo de confiança, enquanto a própria densidade de rocha pode ficar menor que esse intervalo. Consequentemente, um intervalo de confiança reduzido em relação aos valores observados para medições de densidade de furo aberto pode existir para densidades muito baixas como aquelas em ambientes de exploração de carvão sedimentar. Além disso, um intervalo de confiança reduzido pode existir para densidades muito altas que forem maiores do que aquelas encontradas em explorações minerais como a exploração de minério de ferro.

[0093] Como medida de controle, pode ser usada uma correlação entre perfis de densidade e as descrições geológicas de furos de perfuração, bem como dados de densidade convencionais e dados a partir de scanners petrofísicos além do controle de qualidade de valores de densidade gama-gama.

[0094] O disposto acima proporciona, portanto, métodos e ferramentas para uso em perfilagem geofísica gama-gama de poço dentro de haste de perfuração, incluindo correção para os efeitos da haste de perfuração.

[0095] O dispositivo de computação no qual os métodos descritos acima são implantados pode ser qualquer dispositivo de computação. Um exemplo de dispositivo de computação simplificado é apresentado tendo em vista a Figura 10.

[0096] A Figura 10 é um diagrama de blocos de um dispositivo de computação 1000 que pode ser usado para implantação dos dispositivos e métodos divulgados aqui. Dispositivos específicos podem utilizar todos os componentes mostrados, ou apenas um subconjunto dos componentes, e os níveis de integração podem variar de dispositivo para dispositivo. Além disso, um dispositivo pode incluir vários exemplos de um componente, como unidades de processamento múltiplo, processadores, memórias, transmissores, receptores, etc. O dispositivo de computação 1000 pode compreender um processador 1010 que interage com uma interface de usuário 1040 com um ou mais dispositivos de entrada/saída, como alto- falante, microfone, mouse, tela sensível ao toque, teclado, impressora, monitor, e assemelhados.

[0097] O dispositivo de computação pode incluir um ou mais processadores 1010, memória 1020, e subsistema de comunicação 1030 conectados a um barramento 1012. O barramento 1012 pode ser um ou mais de qualquer tipo entre diversos tipos de arquiteturas de barramento incluindo um barramento de memória ou controlador de memória, um barramento de periféricos, um barramento de vídeo, ou assemelhados. O processador 1010 pode incluir qualquer tipo de processador de dados eletrônico. A memória 1020 pode compreender qualquer tipo de memória de sistema como memória de acesso aleatório estático (SRAM ), memória de acesso aleatório dinâmico (DRAM ), DRAM sincronizada (SDRAM ), memória apenas de leitura (ROM ), uma combinação das mesmas, ou assemelhados. Numa forma de execução, a memória pode incluir ROM para uso no boot-up, e DRAM para armazenamento de programas e dados para uso durante a execução de programas.

[0098] A memória 1020 pode incluir ainda qualquer tipo de dispositivo de armazenamento configurado para guardar dados, programas, e outras informações e para disponibilizar o acesso de dados, programas, e outras informações via barramento. A memória 1020 pode incluir, por exemplo, um ou mais unidades de estado sólido, unidades de disco rígido, unidade de disco magnético, unidade de disco ótico, ou assemelhados.

[0099] A interface de usuário 1040 pode ser usada para combinar dispositivos externos de entrada e saída para a unidade de processamento. Entre os exemplos de dispositivos de entrada e saída estão um monitor acoplado a um adaptador de vídeo, mouse/teclado/impressora acoplados a uma interface I/O. Outros dispositivos podem ser acoplados à unidade de processamento, e cartões adicionais ou menos interfaces de cartões podem ser utilizadas. Por exemplo, uma interface serial como o Barramento Serial Universal (USB) (não é mostrado) pode ser usada para proporcionar uma interface para impressora, e uma entrada pode ser fornecida para dados da sonda 600.

[00100] O dispositivo de computação 1000 também pode incluir subsistema 1830, que pode incluir conexões com fio, como cabo Ethernet ou assemelhados, e/ou conexões sem fio para acesso a nós ou redes diferentes. Esse subsistema de comunicação 1030 permitiria ao dispositivo de computação a comunicação com unidades remotas via rede. Por exemplo, o subsistema de comunicação 1030 pode permitir comunicação sem fio via um ou mais transmissores/antenas de transmissão e um ou mais receptores/antes de recepção. Numa forma de execução, o dispositivo de computação 1000 é acoplado a uma rede de área local ou rede de ária ampla para processamento de dados e comunicação com dispositivos remotos, como outras unidades de processamento, internet, instalações de armazenamento remoto, ou assemelhados.

[00101] Através das descrições das formas de execução precedentes, os ensinamentos da presente divulgação podem ser implantados usando hardware apenas ou usando uma combinação de software e hardware. Software ou outras instruções executáveis por computador para implantação de uma ou mais formas de execução, ou uma ou mais partes dos mesmos, podem ser armazenados em qualquer mídia de armazenamento legível por computador apropriada. A mídia de armazenamento legível por computador pode ser uma mídia tangível ou transitória/não-transitória como mídias óticas (e.g., CD, DVD, Blu-Ray, etc.), magnéticas, discos rígidos, mídias voláteis ou não voláteis, em estado sólido, ou qualquer outro tipo de mídia de armazenamento no estado da técnica.

[00102] Recursos e vantagens adicionais da presente divulgação serão reconhecidos por aqueles com conhecimento do estado da técnica.

[00103] A estrutura, os dispositivos, acessórios, e alternativas das formas de execução específicas descritas aqui e mostradas nas Figuras são destinados à aplicação geral a todos os ensinamentos da presente divulgação, incluindo todas as formas de execução descritas e ilustradas aqui, na medida em que as mesmas forem compatíveis. Em outras palavras, a estrutura, as características, acessórios, e alternativas de uma forma específica de execução não pretendem estar limitados apenas à forma de execução específica, exceto quando assim indicado.

[00104] Além disso, a descrição detalhada acima é fornecida para permitir que qualquer pessoa com o conhecimento da técnica faça ou use uma ou mais formas de execução em conformidade com presente divulgação. Várias modificações dessas formas de execução serão prontamente aparentes para aqueles com o conhecimento da técnica, e os princípios genéricos definidos aqui podem ser aplicados a outras formas de execução sem afastamento do espírito ou escopo dos ensinamentos aqui fornecidos. Assim, os presentes métodos, sistemas, e/ou dispositivos não pretendem ser limitados pelas formas de execução aqui divulgadas. O escopo das reivindicações não deve ser limitado por essas formas de execução, mas deve receber a interpretação mais ampla consistente com a descrição como um todo. Referências a um elemento no singular, como pelo uso do artigo "um" não pretendem significar "um e apenas um" a menos que seja indicado especificamente, mas sim "um ou mais". Todos os equivalentes estruturais e funcionais dos elementos das várias formas de execução descritas em toda a divulgação que forem conhecidos ou vierem ser futuramente conhecidos por aqueles com conhecimento normal da técnica são considerados abrangidos pelos elementos das reivindicações.

[00105] Além disso, nada neste instrumento tem a intenção de ser uma admissão de técnica anterior ou conhecimento geral comum. Além disso, a citação ou identificação de qualquer documento neste pedido não é uma admissão de que tal documento esteja disponível como técnica anterior, ou de que qualquer referência faz parte do conhecimento geral comum da técnica. Além disso, nada divulgado aqui pretende ser dedicado ao público independentemente dessa divulgação ser explicitamente recitada nas reivindicações.

Claims

1. Método para estimar a densidade de material em torno de um furo na exploração mineral, caracterizado por o método compreender: inserção de uma ferramenta para uma haste de perfuração localizada dentro de um furo, a ferramenta que tem uma fonte de radiação gama e, pelo menos, um sensor; elevação da ferramenta no interior da haste de perfuração; recebimento de leituras de contagem gama de pelo menos um sensor; envio das leituras de contagem de gama para um dispositivo de computação; e cálculo, por meio do dispositivo de computação, de uma densidade p estimada do material em torno do furo de sondagem, em que a densidade p de material em torno do furo de sondagem é calculada com base em:

Em que p1 é uma densidade com base nas leituras do sensor, h é uma espessura de parede da haste de perfuração, ph é a densidade da haste de perfuração e x é a distância entre a fonte de radiação gama e o sensor.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a ferramenta ser levantada a uma taxa predeterminada.

3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a elevação ser feita utilizando um sistema de polia ligada a uma torre de perfuração.

4. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda calibrar a ferramenta rodando a ferramenta através do furo de sondagem em um segundo tempo após a haste de perfuração ter sido removida a partir do furo de sondagem.

5. Método da reivindicação 1, caracterizado por a fonte de radiação ser selecionada para proporcionar leituras únicas para a litologia do furo de sondagem.

6. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda a definição de um intervalo de confiança para densidades com base em informações litológicas e a haste de perfuração.

7. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a ferramenta compreender um único sensor.

8. Sistema para estimar a densidade de material em torno de um furo na exploração mineral, de acordo com o método da reivindicação 1, sendo dotado de um equipamento de leitura por computador não transitório para armazenar instruções caracterizado por compreender um processador de um dispositivo de computador configurado para: receber leituras de contagem gama a partir de um sensor de uma ferramenta, a ferramenta que tem uma fonte de raios gama e sendo levantada em uma haste de perfuração dentro de um furo de sondagem; determinar uma densidade combinada a partir das leituras de contagem gama; e calcular, por meio do dispositivo de computação, uma densidade p estimada do material em torno do furo de sondagem, em que a densidade p de material em torno do furo de sondagem é calculada com base em:

9. Sistema, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por a ferramenta ter um único sensor, a instrução a ser configurada para compensar as leituras de densidade com base nos valores residuais entre a leitura do sensor.

10. Sistema, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por compreender ainda calibrar medições de densidade para a ferramenta, recebendo contagens gama de execução da ferramenta através do orifício de um segundo tempo após a haste de perfuração ter sido removida a partir do furo de sondagem.

11. Sistema, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por as instruções serem configuradas para definir um intervalo de confiança para densidades com base nas informações litológicas e a haste de perfuração.