PERFORACIÓN DIRECCIONAL Y FRACTURA HIDRÁULICA. Consumo de energía, gas y agua. Base de datos de patentes. noviembre 2021
Resumen
En la mayoría de los casos, la producción de petróleo y gas a partir de formaciones de baja permeabilidad requiere el empleo de tecnologías de perforación direccional y fracturación hidráulica. Esto es necesario para aumentar el área de contacto del pozo con una formación rica en petróleo o gas, y para mejorar la permeabilidad de la roca. Teniendo en cuenta el aumento de la proporción de reservas difíciles de recuperar en el balance global de hidrocarburos, queda claro que el uso de estas tecnologías seguirá creciendo de manera constante.
En la actualidad, la proporción de pozos verticales convencionales a direccionales se está desplazando hacia el último grupo en algunos países. Al mismo tiempo, en el mundo real, los costos de la perforación direccional comprenden en promedio de varios cientos a 1,5-2 mil dólares estadounidenses por 1 metro, según los objetivos específicos y las condiciones de perforación, alcanzando así varios millones de dólares estadounidenses por pozo. Los costos relacionados con la energía necesaria para accionar la maquinaria de perforación comprenden una parte considerable de los gastos totales en este caso, principalmente en forma de energía eléctrica, gas o combustible líquido.
Otro problema clave de la producción de petróleo y gas a partir de campos de baja permeabilidad que emplean tecnologías de fracturamiento hidráulico es el alto consumo de agua dulce. El mayor consumo de agua durante el fracking está determinado por la esencia misma de la operación tecnológica, que se basa en la acción hidráulica. Por lo general, el consumo promedio de agua dulce utilizado en la fracturación hidráulica comienza en 10 millones de litros por pozo, pero en algunos casos es considerablemente más. La extracción y reutilización del agua bombeada rara vez supera el 50 %, ya que el tratamiento y la eliminación de grandes volúmenes de aguas residuales resultantes de la fracturación hidráulica es un procedimiento costoso. Como resultado, el suministro de agua comprende una parte sustancial de los gastos operativos en las actividades de producción de petróleo y gas que involucran la fracturación hidráulica, a menudo superando el 10%.
Además de los altos costos operativos, el uso ineficiente de energía, gas o agua en operaciones de perforación direccional y fracturación hidráulica determina considerablemente el grado de impacto ecológico en las regiones de extracción de hidrocarburos y, a escala global, en el medio ambiente de todo el planeta. En este sentido, la planificación exhaustiva de la producción de hidrocarburos con la participación de los avances más recientes en el ahorro de recursos y energía en las tecnologías de perforación direccional y fracturación hidráulica se considera una de las tareas de mayor prioridad en la industria del petróleo y el gas.
Una parte considerable de las soluciones técnicas eficientes destinadas a resolver los problemas antes mencionados se concentra en los documentos de patente registrados en diversas oficinas de patentes. Sin embargo, la búsqueda por temas, la selección precisa y la sistematización de dichos documentos están asociadas a importantes dificultades de carácter técnico, lingüístico y metodológico. En primer lugar, esto está relacionado con el hecho de que actualmente ni el marcado de invenciones existente, ni las opciones de búsqueda propuestas en las bases de datos de patentes permiten realizar una selección exhaustiva y fiable de patentes y solicitudes de patentes que correspondan a los criterios anteriores. En opinión del editor, la base de datos de patentes original propuesta,
Puntos clave
La base de datos actual contiene patentes y solicitudes de patentes concedidas o registradas por oficinas de patentes de todo el mundo entre 1993 y 2021 en el campo relacionado con el consumo de energía, gas y agua en la producción de petróleo y gas a partir de yacimientos de baja permeabilidad. La metodología general de investigación se puede encontrar en el sitio web de Advanced Energy Technologies: www.aenert.com. La base de datos contiene 4566 documentos de patentes registrados en oficinas de patentes de todo el mundo desde 1993 que se publicaron en bases de datos de patentes disponibles públicamente, se encontraron como resultado de una búsqueda deliberada de patentes y se procesaron de acuerdo con la metodología hasta la fecha de compilación de esta base de datos. (noviembre de 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.
El marcado adicional de los documentos de patente representados en la base de datos permite formar listas exclusivas de documentos de patente que tienen características notables, como los documentos más destacados por clasificación, los documentos más destacados por número de secciones de la CIP, las solicitudes individuales más destacadas, etc.
La base de datos también incluye análisis estadísticos de los principales parámetros de los documentos de patente publicados durante el período de 20 años comprendido entre 2001 y 2020. 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: 4201
Oficinas: 40
Países: 32
Solicitantes: 1059
Subgrupos individuales de IPC: 1396
Total de subgrupos de IPC asignados: 14616
El cuerpo principal de los documentos de patente se registró entre 2014 y 2020 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.
La mayor actividad en patentar sus invenciones la demostraron los residentes de Estados Unidos con una participación de más del 60% del total de patentes otorgadas durante 2001-2020. Entre otros países a cuyos residentes se les otorgaron al menos 30 patentes se encuentran China, Canadá, los Países Bajos, Arabia Saudita, Francia y Rusia.
El subgrupo IPC más popular con una participación de casi el 6,1% fue E21B43/26: obtención de fluidos de pozos mediante la formación de grietas o fracturas. Se mencionaron diferentes métodos como un tipo de solución técnica en casi el 50% de los casos, diferentes dispositivos, en casi el 29,5%, mientras que diferentes composiciones, en el 20,5%. En una parte considerable de las invenciones se mencionan simultáneamente dos o más tipos de soluciones técnicas.
Una parte separada del análisis estadístico está dedicada a los solicitantes de documentos 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.)
Corporación de tecnología de Schlumberger (EE. UU.)
Evolution Well Services, LLC (EE. UU.)
Compañía petrolera de Arabia Saudita (SA)
Tatneft (RU)
Enventure Global Technology (EE. UU.)
CNPC CCDC Chuanqing Drilling Engineering Company Limited (CN)
Schlumberger Technology BV (Países Bajos)
Evolución Ingeniería Inc. (CA)
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 individuales y el número total por año, los nuevos solicitantes por año, los principales subgrupos nuevos de la IPC y otros.
¿Quién necesita esta base de datos?
La base de datos de patentes propuesta permite rastrear oportunamente las tendencias existentes en el mercado de la propiedad intelectual del sector industrial especificado, y brinda la posibilidad de adquirir una lista cuidadosamente seleccionada de documentos de patentes que corresponden completamente al tema especificado. La base de datos está dirigida a inventores, ingenieros, investigadores, gerentes y administradores de empresas involucrados en el desarrollo de tecnologías de producción de petróleo y gas a partir de áreas de baja permeabilidad.
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 (aenert.com)). Teniendo en cuenta 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 puede garantizar la absoluta integridad y exactitud de los materiales representados y se exime de 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,
