Perfuração de poços em minério de ferro (Parte I)

   O rebaixamento do nível d'água em mineração de ferro teve seu início na primeira metade da década de 80.

   Desde então devem ter sido perfurados mais de uma centena de poços tubulares profundos em explotações de minério de ferro. A gênese do minério de ferro brasileiro é predominantemente supergênica, isto é, proveniente da lixiviação do protominério que continha ferro e outros elementos, promovendo o incremento da concentração de ferro.

   O processo de enriquecimento supergênico transforma o corpo de minério em um excelente aqüífero, com valores elevados de permeabilidade e capacidade de armazenamento. Entretanto esse processo não é uniforme e gera um aqüífero heterogêneo e anisotrópico, com características peculiares, sendo necessário muitos cuidados com a perfuração, completação, desenvolvimento e manutenção de poços.

   Durante a perfuração é comum a alternância entre materiais compactos e brandos. A granulometria do minério varia da fração argila ao seixo em poucos metros. Os intervalos de materiais compactos podem estar extremamente fraturados e com condutividade hidráulica média de até 10 m/dia. A porosidade total de alguns minérios atinge até 50% e a porosidade efetiva de até 15% (ambas em volume), o minério de ferro é de fato um excelente reservatório subterrâneo.

   A perfuração dos poços nestes aqüíferos não é uma tarefa fácil, requer o uso de sondas rotativas com circulação direta de lama muito bem equipadas. Para perfurar materiais compactos é necessário o uso de sondas com capacidade com pelo menos 10 toneladas de comandos para perfuração de poços com apenas 150 ou 200 metros. Os cuidados com a coluna de perfuração devem também ser extremos, usualmente são perfurados materiais heterogêneos com foliação e/ou acamamento com ângulos da ordem de 45° e existem relatos de poços com desvio da ordem de 10%. As bombas de lama também devem ser superdimensionadas, pois a densidade do minério é da ordem de 5g/cm3.

  Os primeiros poços do Quadrilátero Ferrífero foram perfurados em 17 1/2", revestidos em 8", com tubos lisos DIN 2440 e filtros espiralados com abertura de 0,25 mm, no intento de conter o minério fino muito abrasivo. Posteriormente com a introdução de indicador do nível d'água no maciço de pré-filtro foi possível verificar que as perdas de carga nos filtros 0,25 mm eram muito altas. Alterando a granulometria do pré-filtro de 0,6 a 1,2 mm para 0,6 a 2 mm foram testados filtros com abertura de 0,5 mm e 0.75 mm, espiralados e em pvc.

   Atualmente os poços são perfurados no diâmetro de 17 1/2" e revestidos em 10" ou 8" dependendo da vazão esperada. Os materiais empregados na completação são: tubos lisos schedule 40 e tubos filtros super-reforçados espiralados com aberturas de 0,5 mm ou 0,75 mm, dependendo do minério. Em minas com água de agressividade elevada são empregados a partir da seção filtrante revestimentos de pvc. O pré filtro é empregado na razão de 1:1 nas granulometrias 0,6 a 1,2 mm e 1 a 2 mm, misturados no ato da colocação.
legenda: Poço sendo cortado pela primeira vez, observa-se o tubo de boca de 20 e a cimentação do anular de 26 para 20

legenda: Canteiro de obra em perfuração de poço em uma mina de ferro

Antônio Carlos Bertachini
é Geólogo, Sócio da MDGEO Serviços de Hidrogeologia Ltda., empresa especializada em hidrogeologia aplicada à mineração
e-mail: mdgeo@gold.com.br
Trabalhou também na Light-SP, DAEE-SP, CETEC-MG e MBR.