Conceptos Clave en Minería, Geomecánica y Geología del Petróleo

Parámetros de Roca Intacta y Macizo Rocoso

Factores clave para la caracterización geotécnica:

• Resistencia de la roca intacta: Propiedad fundamental del material rocoso sin discontinuidades.
• Estructuras: Incluye la frecuencia, relleno, resistencia del relleno y orientación de las discontinuidades (fallas, diaclasas, etc.).
• Características geológicas: Origen y estructura general del macizo rocoso.
• Presencia de agua: Influencia del agua subterránea en la resistencia y estabilidad.
• Dirección y tamaño de la excavación: Geometría de la obra minera.

Selección del Método de Excavación

Definición: Estrategia que define cómo excavar y extraer un cuerpo mineralizado de forma técnica y económica. Define las operaciones unitarias.

Métodos de Excavación

• Superficie:

  • Rajo (Minería a cielo abierto)
  • Cantera (Sílice, caliza, piedra)
  • Placeres (Depósitos de arena en antiguos ríos o playas, oros)
  • Minería costa afuera (Fondo oceánico)

• Subterránea:

  • Autosoportados (Room & Pillar, Shrinkage, Sublevel Stoping)
  • Soportados (Cut & Fill, Excavation, Backfilling)
  • Hundimiento (Block Caving, Sublevel Caving)

Criterios de Selección del Método de Excavación

• Espacial: Tamaño, forma, disposición y profundidad del yacimiento.

• Geología e Hidrogeología: Drenaje, mineralogía y petrografía, calidad del macizo rocoso (Q, RMR, GSI), planos de debilidad, aguas subterráneas.

• Geotecnia: Propiedades elásticas y plásticas de la roca, estados de esfuerzos, hundibilidad.

• Económica: Tasa de producción, reserva, vida útil de la mina, productividad.

• Tecnología: Porcentaje de recuperación, dilución, flexibilidad del método.

• Medioambiente: Control de la excavación, subsidencia, control atmosférico, fuerza laboral.

Etapas en la Transformación de la Materia Orgánica (Generación de Hidrocarburos)

• Diagénesis: La materia orgánica pierde H₂O y CO₂ (policondensación; previo a la formación del querógeno). Ocurre en sedimentos recientes cerca de la superficie. Se forma CH₄ e hidrocarburos de bajo peso molecular.

• Catagénesis: Etapa crítica donde el querógeno genera hidrocarburos en grandes cantidades. Inicia a temperaturas de 70-80°C. Ocurre craqueo térmico (alta presión y temperatura) produciendo petróleo concentrado y gas húmedo.

• Metagénesis: Última etapa. El producto final es principalmente gas metano. Todo el querógeno se ha transformado, quedando estéril e incapaz de generar hidrocarburos distintos al CH₄.

Roca Madre: Madura, Inmadura y Sobremadura

• Roca Madre Madura: Se ubica dentro de la ventana de generación de hidrocarburos líquidos o gaseosos.

• Roca Madre Inmadura: Su ubicación en la corteza terrestre está por encima de la ventana de petróleo, donde no se generan hidrocarburos líquidos, solo compuestos altamente pesados y sulfurosos.

• Roca Madre Sobremadura: Se encuentra por debajo de la ventana de gas, habiendo generado ya todos los hidrocarburos posibles.

Sincronía y Migración de Hidrocarburos

Asegura que todos los elementos del sistema petrolero se ordenen de manera secuencial y adecuada. Si la expulsión y migración de hidrocarburos ocurre antes de la formación de la trampa, el porcentaje de acumulación será bajo, indicando un sistema petrolero fuera de tiempo (out of timing).