Análise geomecânica em rochas carbonáticas com auxílio de drone: aplicação em mineração na Formação Irati

Abstract

As características geomecânicas de unidades geológicas carbonáticas reservatório e formações sobrepostas são de extrema importância para evitar diversos problemas relacionados à perfuração e extração de petróleo em poços terrestres e marítimos. Em função da profundidade e alto custo da coleta de amostras laterais, opta-se apenas pela amostragem das rochas reservatórios. Portanto, o presente trabalho tem como objetivo determinar os parâmetros geomecânicos através de levantamentos fotométricos do drone obtidos em frentes de lavra de calcário da Formação Irati, além de fornecer maiores informações de forma rápida e com baixo custo sobre o maciço. Logo, a área escolhida foi a Mineração Amaral Machado, na região de Saltinho - SP, onde é explorado o calcário dolomítico que é recoberto por folhelhos ricos em matéria orgânica e intercalados com camadas centimétricas a decimétricas de calcários, considerados reservatórios análogos do pré-sal. A estrutura local possui duas falhas principais NW, responsáveis por abater o maciço, bascular parte do acamamento subhorizontal para um mergulho de 60° e mostrar um padrão de fraturamento composto por falhas menores, duas famílias de juntas verticais NW e uma família vertical NE. Esse padrão de fraturamento foi observado previamente pela extração automática de planos da modelagem 3D, obtidos através do drone, e o maciço recebeu classe 4 nas classificações RMR e SMR. Contudo, ambas as classificações não foram capazes de separar unidades geomecânicas da área, devido a presença de finas camadas de folhelho que atuam como desagregadoras, formando fraturas muito abertas preenchidas por argilas expansíveis. Com o intuito de resolver tal problema, foi proposto a separação do talude em 3 setores por meio do acamamento. O setor A possui o acamamento com mergulho de 60° e a cinemática de talude de deslizamento planar, enquanto o setor B apresenta o acamamento sub-horizontal e a cinemática de tombamento de blocos. Assim, notou-se a falta de detalhamento das condições geomecânicas das rochas brandas pelo RMR e SMR, sendo necessário utilizar as características do acamamento, grau de fraturamento e cinemática para detalhar o talude, resultando em uma divisão de 11 compartimentos distintos, cujos compartimentos 7, 8 e 10 são os mais críticos e possuem zonas de queda de blocos, enquanto o compartimento 11 é uma zona de atenção para deslizamentos.

The geomechanical characteristics of carbonate geological units, reservoirs and superimposed formations are extremely important to avoid several problems related to the drilling and extraction of oil in land and sea wells. Due to the depth and high cost of collecting lateral samples, only the reservoir rocks were sampled. Therefore, the present work aims to determine the geomechanical parameters through photometric 3D models of the drone obtained in limestone mining fronts of the Irati Formation, in addition to providing more information quickly and at low cost about the massif. Therefore, the area chosen was Mineração Amaral Machado, in the region of Saltinho - SP, where dolomitic limestone is explored, which is covered by shales rich in organic matter and interspersed with centimetric to decimetric layers of limestone, considered analogous pre-salt reservoirs. . The local structure has two main NW faults, responsible for collapsing the massif, tilting part of the sub-horizontal bedding to a 60° dip and showing a fracturing pattern composed of smaller faults, two families of NW vertical joints and one NE vertical family. . This fracturing pattern was previously observed with the automatic extraction of 3D modeling planes, obtained through the drone and classified in class 4, regarding RMR and SMR. However, both classifications were not able to separate geomechanical units in the area, due to the presence of thin shale layers that act as disaggregators, forming very open fractures filled with expandable clays. In order to solve this problem, it was proposed to separate the slope into 3 sectors by means of bedding. Sector A has bedding with a 60° dip and planar sliding slope kinematics, while sector B has sub-horizontal bedding and block overturning kinematics. Thus, using the characteristics of the bedding, degree of fracturing and kinematics, it was possible to divide the area into 11 different compartments, whose compartments 7, 8 and 10 are the most critical and have zones of falling blocks, while compartment 11 is a zone Pay attention to landslides.