PETRÓLEO Y GAS DE PLAYAS DE BAJA PERMEABILIDAD. Fluidos de Fracturación Hidráulica. Base de datos de patentes. abril 2021
Resumen
La tecnología de fracturación hidráulica, que se utiliza hoy en día para la recuperación mejorada de hidrocarburos de yacimientos de baja permeabilidad, se volvió ampliamente utilizada a pesar de los considerables desafíos asociados con su implementación y las críticas de las organizaciones ambientales. La fracturación hidráulica de los juegos está precedida por una exploración integral que involucra los métodos más avanzados, incluidos sísmicos y electromagnéticos, y por la perforación de numerosos pozos verticales con ramas laterales, lo que aumenta significativamente el área efectiva de la fracturación hidráulica.
Los fluidos de fracturamiento utilizados en el proceso son necesarios y constituyen el elemento más importante de la implementación exitosa de esta tecnología. Están diseñados para realizar un conjunto de funciones operativas, las principales de las cuales son la formación y expansión de fracturas que mejoran la permeabilidad del juego y la entrega de agentes de apuntalamiento en las fracturas recién formadas. Dependiendo de las características de la formación a fracturar y la fase del proceso, las propiedades de los fluidos utilizados para el fracking se ajustan en un amplio rango cambiando su viscosidad, nivel de pH, coeficiente de fricción, composición y otros parámetros.
Los fluidos utilizados en el proceso están compuestos por suspensión (normalmente base agua), apuntalante (normalmente no superior al 10%) y composiciones químicas especiales (menos del 1%). Además de impartir las propiedades necesarias para la fracturación de los fluidos, los aditivos involucrados también garantizan un amplio espectro de funciones auxiliares, incluida la prevención de la corrosión en los componentes metálicos de los equipos, la limitación de la formación de incrustaciones, el lavado de pozos, la reducción o el aumento de los efectos de otros componentes, controlando los límites de los rangos de temperatura para el uso o almacenamiento de los fluidos.
Entre numerosos aditivos diferentes, los más utilizados son los ácidos, el etilenglicol, las sales de sodio y otros elementos, los polímeros a base de acrilamida, etc. Por ejemplo, aditivos como la poliacrilamida combinada con biocidas, el butanol y el etilenglicol permiten preparar suspensiones de agua oleosa. producido y una alta velocidad de movimiento del fluido en el pozo para ser asegurada. Por otro lado, las composiciones gelificadas con aditivos a base de derivados de celulosa, sales de ácido bórico, éster de fosfato de aluminio y otras sustancias tienen una mayor viscosidad y, por lo tanto, son menos móviles, pero en cambio aseguran una distribución uniforme de los agentes de sostén en el fluido.
Así, teniendo en cuenta la diversidad de factores que caracterizan la eficiencia de los fluidos utilizados para la fracturación hidráulica, una adecuada selección de los mismos y, además, su desarrollo orientado a objetos, constituye una tarea de ingeniería extremadamente complicada que se encuentra en la intersección de varias disciplinas técnicas. Además, el proceso de fracturación hidráulica in situ en sí mismo es una tarea desafiante que requiere una preparación a largo plazo, observaciones, mediciones y cálculos especiales, la entrega oportuna de equipos y materiales especializados y la disponibilidad de personal calificado.
Los desarrolladores de fluidos de fracking novedosos todavía tienen que resolver varios problemas clave, los más importantes de los cuales son: la producción de sustancias ambientalmente neutras para ser utilizadas como aditivos activos; reducción del consumo de agua en proceso de fracturamiento hidráulico; desarrollo de tecnologías fiables para la reutilización del agua en circulación; y desarrollo de modelos digitales adecuados y soluciones de software para determinar qué especificaciones son necesarias para los fluidos en un yacimiento.
La presente base de datos incluye la colección de patentes y solicitudes de patentes que proponen soluciones de ingeniería originales en este sector de la industria energética contemporánea.
Puntos clave
Esta base de datos contiene 13219 invenciones en forma de patentes y solicitudes de patentes que se registraron en las oficinas de patentes de todo el mundo predominantemente desde 2001 y se encontraron como resultado de una búsqueda deliberada en la fecha de compilación de esta base de datos (abril de 2021). Las soluciones técnicas, divulgadas en los documentos de patente que se incluyen en la base de datos propuesta, reflejan en gran medida el estado del arte en el desarrollo y la utilización de fluidos de fracturación hidráulica. La base de datos también incluye varios documentos publicados antes de 2001 y en 2021 .
Cada documento de patente en esta base de datos contiene una lista de indicadores bibliográficos convencionales, incluido el título original, la versión en inglés del título, el tamaño de la familia, la fecha de solicitud, la fecha de publicación, la oficina de patentes, los nombres de los inventores y solicitantes, el tipo de documento (patente o solicitud), número de reclamos, número de citas, índices IPC y número de documento central.
Además, todos los documentos cuentan con marcadores adicionales: indicadores unificados que incluyen: categorías de tecnología (indican la aplicabilidad de las soluciones técnicas a uno de los sectores de la industria energética, según lo establecido por los autores de las invenciones); elementos de tecnología (indicadores con un nivel específico de detalle para el proceso de producción en un sector de la industria energética en particular); problemas (técnicos, económicos, ecológicos y otros declarados por los autores en un documento de patente); tipo de solución técnica (dispositivo, método, composición).
La base de datos contiene una serie de indicadores derivados, incluidos los estados de los solicitantes, la residencia de los solicitantes, el Grupo de Indicadores Unificados. Los indicadores como el período pendiente de patente, las patentes destacadas, la participación del solicitante en el registro de propiedad intelectual agregado se pueden calcular en función de los datos disponibles.
Para la mayoría de las patentes y solicitudes, los puntos de calificación se calculan en función del agregado de indicadores bibliográficos y unificados, y los valores resultantes se muestran en la base de datos.
Los indicadores antes mencionados permiten: realizar una búsqueda refinada de documentos de patentes ubicados en la base de datos; formar combinaciones grupales de documentos basadas en criterios específicos; visualice rápidamente los datos recopilados mediante operaciones simples respaldadas por tablas profesionales. Esto también se promueve mediante opciones de búsqueda adicionales: por palabras clave en títulos de documentos de patente (Palabra clave) o mediante el uso de una lista completa de indicadores de CIP asignados a documentos de familias de patentes (Conjunto de CIP de familias). Para garantizar la comodidad de las operaciones con la base de datos, también cuenta con funciones adicionales como glosario, descripción general, filtro manual y comentarios explicativos.
La base de datos también incluye un breve análisis estadístico de los principales parámetros de los documentos de patente publicados entre 2001 y 2020, representados en forma de diagramas y tablas, o listas de patentes y solicitudes compuestas en función de parámetros seleccionados. Los resultados estadísticos proporcionados se obtienen exclusivamente utilizando la base de datos en cuestión e ilustran sus capacidades. En particular, el análisis estadístico incluye un desglose de documentos por fechas de publicación, por familias de patentes, por oficinas de patentes, por residentes y no residentes, y por países solicitantes.
El análisis estadístico incluye:
Invenciones: 12972
Oficinas: 50
Países: 40
Solicitantes: 1692
Subgrupos individuales del IPC: 2007
Total de subgrupos de CIP asignados: 45059
El cuerpo principal de los documentos de patente se registró entre 2013 y 2019 con un pico de actividad de patentes en 2017. Con raras excepciones, la oficina de patentes de la USPTO (EE. UU.) fue líder anualmente por el número de patentes concedidas. Sin embargo, en los últimos años se registró el máximo número de solicitudes de patentes en CNIPA (CN).
La mayor actividad en el patentamiento de sus invenciones la demostraron los residentes de los EE. UU. con una participación de más del 60% del número total de patentes otorgadas durante 2001-2020. Entre otros países a cuyos residentes se les concedieron al menos cien patentes estaban China, Holanda, Francia, Canadá y Arabia Saudita.
El subgrupo IPC más popular con una participación de casi el 9% fue C09K8/68 – Composiciones para la perforación de sondeos o pozos; Composiciones para el tratamiento de perforaciones o pozos, por ejemplo, para operaciones de terminación o de remediación, que contienen compuestos orgánicos. Las composiciones como tipo de solución técnica fueron mencionadas en el 60% de las invenciones; los diferentes métodos se mencionaron con mucha menos frecuencia, en un 35 %.
Una parte separada del análisis estadístico está dedicada a los solicitantes del documento de patente. Incluye las listas de solicitantes por separado para patentes y solicitudes, desglose de los documentos de patente de los solicitantes por oficinas, por tipos de solución técnica, por problemas, por categorías de tecnología, por secciones de la IPC. La lista de los 10 solicitantes más productivos por número de patentes incluye:
Halliburton Energy Services, Inc. (EE. UU.)
Baker Hughes Incorporated (EE. UU.)
Grupo Schlumberger (Schlumberger Technology Corporation (EE. UU.), Schlumberger Technology BV (NL), Schlumberger Canada Limited (CA))
PetroChina Company Limited (CN)
Compañía petrolera de Arabia Saudita (SA)
Sinopec China Petroleum & Chemical Corporation (CN)
Operaciones de Rhodia SAS (FR)
Compañía de servicios BJ (EE. UU.)
Clearwater International LLC (EE. UU.)
MI LLC (EE. UU.)
La parte final del análisis incluye datos calculados que permiten exponer las tendencias de patentamiento resultantes y extraer las principales conclusiones. Aquí se presentan diagramas como la relación entre el número de solicitantes y el número de patentes por año, la relación entre el número de solicitudes únicas y el número total por año, los nuevos solicitantes por año, los principales subgrupos nuevos de la IPC y otros.
La información detallada sobre la metodología de búsqueda y procesamiento de documentos de patente está disponible en el sitio web de Advanced Energy Technologies.
¿Quién necesita esta base de datos?
Esta base de datos bajo examen sirve como una de las variantes para monitorear logros técnicos avanzados en el sector industrial especificado. Los datos estadísticos, las evaluaciones de calificación y los documentos de patentes cuidadosamente seleccionados que se proporcionan en la Base de datos pueden ser de interés para inventores, ingenieros, investigadores, estudiantes y educadores, así como para empresarios e inversores, que de una forma u otra están preocupados por los problemas de el desarrollo de tecnologías no convencionales de producción de petróleo y gas.
Descargo de responsabilidad
La presente base de datos fue elaborada por la empresa EnerTechUp y sus socios. La base de datos incluye documentos de patentes que se recopilaron cuidadosamente de las fuentes disponibles públicamente y, según los autores, representan en la mayor medida las últimas innovaciones en la industria energética en particular a la fecha de preparación de la base de datos. La información detallada sobre la metodología de búsqueda y procesamiento de documentos de patente está disponible en el sitio web de Advanced Energy Technologies. Considerando las dificultades relacionadas con la compilación de listas de documentos de patentes internacionales, incluidas las relacionadas con los plazos, las barreras nacionales y terminológicas, así como la alta intensidad de trabajo para recopilar la información analítica requerida y realizar su interpretación cualitativa, los autores de la base de datos no pueden garantizar la integridad y exactitud absolutas de los materiales representados y declinan cualquier responsabilidad por el uso de los mismos. La empresa EnerTechUp representa este material "tal cual" y rechaza cualquier reclamo y responsabilidad que surja del uso de los datos publicados en él, incluidos, entre otros: compensación por cualquier tipo de daño financiero, lucro cesante o compensación por daño moral. Estas estipulaciones también se refieren a los empleados, accionistas, agentes y proveedores de datos de la empresa EnerTechUp. indemnización por cualquier tipo de perjuicio económico, lucro cesante o indemnización por daño moral. Estas estipulaciones también se refieren a los empleados, accionistas, agentes y proveedores de datos de la empresa EnerTechUp. indemnización por cualquier tipo de perjuicio económico, lucro cesante o indemnización por daño moral. Estas estipulaciones también se refieren a los empleados, accionistas, agentes y proveedores de datos de la empresa EnerTechUp.
