BR112012002116B1

BR112012002116B1 - Sistema de teste de pressão-volume-temperatura e método para teste de fluidos empregando o referido sistema

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Publication number: BR112012002116B1
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Publication date: 2019-07-23

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SISTEMA DE TESTE DE PRESSÃO-VOLUME-TEMPERATURA E MÉTODO PARA TESTE DE FLUIDOS EMPREGANDO O REFERIDO SISTEMA

REFERÊNCIA A PEDIDOS RELACIONADOS

O presente pedido reivindica prioridade do Pedido de Patente nos EUA N° 61/229,961 depositado em 30 de julho de 2009, todos os conteúdos do qual se dão aqui como incorporados.

CAMPO TÉCNICO

O presente invento se relaciona com sistemas de análise e métodos portáteis.

ANTECEDENTES

Várias mensurações de pressão-volume-temperatura (PVT) podem ser realizadas para definir as propriedades físicas de fluidos de reservatório de hidrocarbonetos (gases, líquidos, e, ocasionalmente, sólidos). Essas mensurações podem ser realizadas em grandes laboratórios fixos que empregam um número de peças individuais de equipamento. As células iniciais (e algumas atuais) de PVT utilizavam mercúrio como um meio de pressurização e mistura dentro de um recipiente de pressão de temperatura controlada. As unidades isentas de mercúrio foram desenvolvidas no início da década de 1990 usando, ou um pistão flutuante, ou um parafuso mecânico para mudar o volume de amostra e, desse modo, a pressão. Ambos estes tipos de recipientes utilizavam agitação mecânica para misturar a amostra contida. As células PVT tradicionais e atualmente disponíveis no comércio normalmente têm janelas para permitir a visualização dos conteúdos da célula para a determinação de fase e mensuração do volume e estão

Petição 870190023150, de 11/03/2019, pág. 9/49 normalmente limitadas a avaliações de pressão inferiores a 15.000 libras por polegada quadrada (psi).

SUMÁRIO

Um sistema integrado e portátil com a capacidade de executar sequências múltiplas de análises, tipicamente exigindo vários instrumentos, pode ser usado para executar mensurações PVT com qualidade de laboratório fixo.

Em um aspeto, os sistemas de teste de pressão-volumetemperatura incluem: uma câmara de controle ambiental portátil; um primeiro recipiente de pressão disposto no interior da câmara de controle ambiental portátil; um segundo recipiente de pressão disposto no interior da câmara de controle ambiental portátil, estando o segundo recipiente de pressão em comunicação hidráulica com o primeiro recipiente de pressão; um viscosímetro configurado para mensurar a viscosidade do fluido que flui entre o primeiro recipiente de pressão e o segundo recipiente de pressão; e um sistema ótico configurado para mensurar as propriedades óticas do fluido que flui entre o primeiro recipiente de pressão e o segundo recipiente de pressão. Modalidades dos sistemas podem incluir as seguintes características, individualmente ou em combinação.

Em algumas modalidades, o viscosímetro compreende um viscosímetro capilar localizado de modo tal que o fluido que flui entre o primeiro recipiente de pressão e o segundo recipiente de pressão flui através do viscosímetro capilar. Em alguns casos, o viscosímetro compreende dois indicadores de quartzo operáveis para mensurar a temperatura e a pressão de fluido, em qualquer um dos lados da tubulação capilar (por exemplo, um primeiro indicador de quartzo em

Petição 870190023150, de 11/03/2019, pág. 10/49 um lado da tubulação capilar e um segundo indicador de quartzo sobre um outro lado da tubulação capilar).

Em algumas modalidades, o sistema ótico compreende um espectrofotômetro oticamente acoplado a um bloco ótico com cabos de fibra ótica, o bloco ótico estando localizado de tal forma que o fluido que flui entre o primeiro recipiente

de	pressão e o segundo recipiente de	pressão	flui	através
de	o bloco ótico.
	Em algumas modalidades, os	primeiro	e	segundo
recipientes de pressão compreendem	pistões	que	separam

fluido da amostra a partir de fluido hidráulico. Em alguns casos, os sistemas também incluem um sistema de controle automatizado operável para eletronicamente comunicar com o viscosímetro; com o sistema ótico; e com bombas em comunicação hidráulica com os primeiro e segundo recipientes de pressão. Em algumas modalidades, os sistemas de teste também incluem um sistema de controle automatizado operável para determinar os volumes de fase de hidrocarbonetos específicos com base, pelo menos em parte, em dados a partir do sistema ótico. O sistema de controle automatizado pode ser operável para controlar as bombas durante experimentos PVT incluindo: Expansão de Composição Constante (CCE), Liberação Diferencial (DLE), Esgotamento de Volume Constante (CVD), Teste(s) do Separador, Mensurações de Viscosidade, Temperatura de Surgimento de Cera (WAT), e Experimentos de Aparecimento de Asfalteno, com base em dados provenientes das bombas, sistema ótico e viscosímetro, sem exigir a intervenção do operador para além da introdução de parâmetros experienciais iniciais. O

Petição 870190023150, de 11/03/2019, pág. 11/49 sistema de controle automatizado pode ser operável para realizar mais do que um dos experimentos em simultâneo.

Em algumas modalidades, a câmara de controle ambiental portátil compreende um forno programável operável para controlar a temperatura do fluido nos recipientes de pressão. Em alguns casos, a câmara de controle ambiental é operável para fornecer temperaturas que variam de 0° a 350 °F e para permitir o controle de temperatura isotérmica e programada variada.

Em algumas modalidades, os recipientes de pressão são rotativos no interior da câmara de controle ambiental portátil. Os recipientes de pressão podem ser rotativos no interior da câmara de controle ambiental portátil para controlar as posições verticais dos primeiro e segundo recipientes de pressão, em relação a condutas que ligam o primeiro recipiente de pressão ao segundo recipiente de pressão.

Em algumas modalidades, os primeiro e segundo recipientes de pressão e acessórios e conexões associadas 20 são configurados para conter pressões de até 20.000 psi.

Em algumas modalidades, os sistemas são configurados para fornecer pressão, temperatura, e precisão volumétrica e controle em um âmbito de 2% do total.

Em um aspeto, um método para testar fluidos inclui: o transporte de um sistema de testes para um local onde um fluido da amostra é retirado a partir de uma formação subterrânea; o controlo da temperatura e pressão do fluido de amostra no sistema de teste; o equilíbrio do fluido de amostra, transferindo o fluido de amostra entre um primeiro recipiente de pressão e um segundo recipiente de pressão em

Petição 870190023150, de 11/03/2019, pág. 12/49 comunicação hidráulica com o primeiro recipiente de pressão; a mensuração da viscosidade do fluido, que flui entre o primeiro recipiente de pressão e o segundo recipiente de pressão, ao mesmo tempo equilibrando o fluido de amostra; e a mensuração das propriedades óticas do fluido, que flui entre o primeiro recipiente de pressão e o segundo recipiente de pressão, ao mesmo tempo equilibrando o fluido de amostra.

Em algumas modalidades, o controlo da temperatura do fluido de amostra compreende o controlo da temperatura do fluido de amostra usando uma câmara de controle ambiental portátil que contenha os primeiro e segundo recipientes de pressão. Em alguns casos, os métodos também incluem a orientação de controle ajustável dos primeiro e segundo recipientes de pressão, no interior da câmara de controle ambiental portátil. Em alguns casos, os métodos também incluem o uso da câmara de controle ambiental portátil para diminuir a temperatura do fluido de amostra a uma taxa especificada.

Em algumas modalidades, os métodos também incluem limites de alteração de fase identificativa no fluido da amostra com base em alterações ocorridas nas propriedades óticas de porções do fluido de amostra.

Em algumas modalidades, os métodos também incluem a execução de, pelo menos, dois de um teste de expansão de composição constante, um teste de liberação diferencial, viscosidade, um teste de esgotamento de volume constante, um teste de separação, um teste de temperatura de surgimento de cera, e um teste de aparecimento de

Petição 870190023150, de 11/03/2019, pág. 13/49 asfalteno, simultaneamente em fluidos nos primeiro e segundo recipientes de pressão.

Em algumas modalidades, os métodos também incluem o controlo da orientação vertical dos primeiro e segundo 5 recipientes de pressão, para a subamostragem, análise, ou ambos de uma fase de hidrocarboneto específica.

O tamanho pequeno destas células PVT permite o uso dos sistemas descritos acima em laboratórios móveis.

O uso de um viscosímetro capilar para a determinação de fase e as mensurações de volume, pode permitir que sistemas sejam configurados para atingir classificações de excesso de pressão de 15.000 psi (por exemplo, até 20.000 psi).

Os detalhes de uma ou mais modalidades da invenção são estabelecidos nos desenhos em anexo e na descrição abaixo.

Outras características, objetos e vantagens da invenção serão evidentes a partir da descrição e desenhos, e a partir das reivindicações.

DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A FIG. 1 é uma vista esquemática de um dispositivo de 20 análise.

As FIGS. 2A-2F são vistas de células de pressão de um dispositivo de análise.

As FIGS. 3A-3D são, respectivamente, vistas lateral, em perspetiva, e em planta e vistas frontais de uma modalidade 25 de um dispositivo de análise.

As FIGS. 4A e 4B são, respectivamente, vistas em perspetiva e explodida de um detetor de interface ótica.

A FIG. 5 é um fluxograma de alto nível da lógica do controlador que pode ser usado para operar o dispositivo de 30 análise da FIG. 1.

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A FIG. 6 é um fluxograma de um experimento de expansão de composição constante.

A FIG. 7A é um fluxograma de um experimento de liberação diferencial.

A FIG. 7B é uma representação esquemática de uma célula de pressão durante diferentes estágios de um experimento de liberação diferencial.

A FIG. 8A é um fluxograma de um experimento de teste de separador.

A FIG. 8B é uma representação esquemática de uma célula de pressão durante diferentes estágios de um experimento de teste de separador.

A FIG. 9A é um fluxograma de um experimento de esgotamento de volume constante.

A FIG. 9B é uma representação esquemática de uma célula de pressão durante diferentes estágios de um experimento de esgotamento de volume constante.

A FIG. 10 é um fluxograma de um experimento de temperatura de surgimento de cera.

A FIG. 11 é um fluxograma de um experimento de pressão de aparecimento de asfalteno.

A FIG 12 é uma ilustração esquemática de um sistema de análise implantado para uma plataforma de perfuração.

Os números de referência idênticos nos diversos desenhos indicam elementos idênticos.

DESCRIÇÃO DETALHADA

Com referência à FIG. 1, um sistema mini-PVT 10 ilustra um sistema compacto capaz de altas pressões e temperaturas para o desempenho de mensurações de pressão-volume30 temperatura para definir propriedades físicas de fluidos do

Petição 870190023150, de 11/03/2019, pág. 15/49 reservatório de hidrocarbonetos (gases, líquidos, e, ocasionalmente, sólidos). O sistema 10 inclui dois recipientes de pressão ou células 12A, 12B dentro de uma câmara de controle ambiental 14. A tubulação 16, incluindo um viscosímetro capilar 18, conecta hidraulicamente as duas células 12A, 12B. O viscosímetro capilar inclui mecanismos para a mensuração da pressão (por exemplo, indicadores de pressão de quartzo) 20 localizados em cada lado da tubulação capilar de dimensões conhecidas. O sistema 10 também pode incluir um bloco ótico 22 configurado para mensurar propriedades óticas de fluidos que fluem através da tubulação 16 (por exemplo, para detectar interfaces de fase e/ou a presença de sólidos suspensos).

Cada uma das duas células

12A,

12B contém um pistão flutuante 24. As células 12A,

12B, são configuradas para conter pequenos volumes de fluidos e material associado, tais como, por exemplo, sólidos em suspensão a altas pressões.

Por exemplo, as células

12A,

12B podem compreender câmaras de capacidade de

200 cc, com classificação para

20.000 psi. O volume de câmara de amostra e, assim, a pressão é controlada por injeção ou retirada do fluido hidráulico (tipicamente água) sobre lado traseiro do(s) flutuante(s) 24 utilizando bombas de alta precisão controladas por computador (não mostradas). Ao realizar as mensurações PVT como descrito em mais detalhe abaixo, é desejável que as bombas estejam operacionais: para funcionarem por longos períodos de tempo (por exemplo, mais do que 6 horas, mais do que 12 horas, ou mais do que 24 horas); para transferir, pelo menos 10 cc por minuto (por exemplo, entre cerca de 50 e cerca de 100

Petição 870190023150, de 11/03/2019, pág. 16/49 cm³ por minuto) ; e para mensurar com precisão volumes (por exemplo, em cerca de 0,1 cm³) . A bomba pode ser utilizada a taxas muito mais lentas, mas a(s) taxa(s) de bomba é (são) preferivelmente precisa(s), visto o cálculo de viscosidade 5 requerer esse valor.

As FIGS. 2A-2F ilustram uma modalidade das células 12 A/B. Nessa modalidade, a célula 12 A/B inclui um corpo cilíndrico oco 30 com uma tampa de extremidade superior 32 e uma tampa da extremidade inferior 34 de pistão de vedação 10 24 dentro do corpo 30. A tampa de extremidade inferior 34 recebe uma linha hidráulica usada para controlar a posição do pistão 24. A tampa de extremidade superior 32 recebe diversas linhas utilizadas para transferir fluido entre as células 12 A/B, para injetar fluidos de amostra para o 15 sistema 10, e para injetar gases para o sistema 10.

A mistura de fluidos no sistema 10, e, por conseguinte, o equilíbrio, são alcançados empurrando fisicamente o fluido da amostra de trás para a frente entre as câmaras mantendo ao mesmo tempo a pressão desejada e o volume de 20 amostra total dentro das câmaras e conexões associadas durante a realização de mensurações PVT, tal como descrito em mais detalhe abaixo. Essa abordagem de fluidos de mistura permite que o sistema 10 meça concorrentemente e, em alguns casos, simultaneamente a viscosidade do fluido e 25 os volumes de fase durante a mistura. Em certos casos, essa abordagem pode conseguir equilíbrio de fases mais rapidamente do que sistemas de células PVT individuais, nos quais a mistura da amostra é desempenhada por agitação física (balanço) da célula, ou através de um misturador 30 mecânico interno. Além disso, o uso do bloco ótico 22 para

Petição 870190023150, de 11/03/2019, pág. 17/49 detectar interfaces entre diferentes fluidos pode permitir que o sistema 10 seja operado a pressões mais elevadas do que os sistemas que incluem janelas para permitir a visualização do conteúdo da célula para a determinação de 5 fase e mensuração do volume.

A utilização de pistões flutuantes 24 permite que o sistema 10 transfira prontamente gases e/ou líquidos. Em algumas modalidades, os componentes do sistema 10, incluem as células 12A, 12B articuladamente montadas de tal modo que as células 12A, 12B, podem ser rodadas para e fixas em orientações múltiplas (por exemplo, com células 12A, 12B posicionadas de tal forma que os pistões 24 estão localizados abaixo das entradas da tubulação 28, como mostrado na FIG. 1 ou com as células 12A, 12B posicionadas de tal forma que pistões 24 estão localizados acima das entradas da tubulação 28) . Dependendo da orientação das células 12A, 12B, o sistema 10 pode, preferencialmente, transferir gases ou transferir líquidos. Esse recurso também pode ser usado para conduzir mais prontamente o gás 20 para dentro da solução. Por exemplo, a transferência de fluidos entre as células 12A, 12B, com as células 12A, 12B, posicionadas de tal forma que os pistões 24 estão localizados acima das entradas da tubulação 28, tem como resultado o borbulhamento da fase de gás através da fase 25 líquida durante o processo de mistura. As FIGS. 3A-3D, respectivamente, são vistas lateral, em perspectiva, em planta, e frontal, que ilustram um sistema 10 no qual os componentes do sistema, incluem as células 12A, 12B articuladamente montadas de tal modo que as células 12A, 30 12B, podem ser rodadas para e ser fixas em orientações

Petição 870190023150, de 11/03/2019, pág. 18/49 múltiplas. Esses números não mostram a porta usada para fechar a câmara de controle ambiental 14.

O viscosímetro capilar 18 disposto entre as câmaras individuais 12A, 12B, do sistema 10 é um tubo capilar de um comprimento conhecido e diâmetro interno para permitir a mensuração da viscosidade e reologia da amostra que está sendo analisada. Uma seleção de capilares de diferentes comprimentos e diâmetros internos está disponível para acomodar as diferentes necessidades de amostra. Por exemplo, podem ser usados vários viscosímetros com líquidos cujas viscosidades variam entre cerca de 0,01-1000 cP. Tais viscosímetros estão comercialmente disponíveis, por exemplo, pela Vinci Technologies, Nanterre (Paris), França e Chandler Engineering, Tulsa, OK. Indicadores de alta precisão de quartzo 20 em qualquer extremidade do viscosímetro capilar 18 podem mensurar a pressão (individualmente), queda de pressão através do tubo (por subtração de valores individuais), acrescida da mensuração precisa da temperatura. O uso do viscosímetro capilar 18 disposto entre dois recipientes de pressão permite a mensuração da viscosidade, simultaneamente, com outros testes. Em outros tipos de viscosímetros, tais como a bola rolante, ou elemento de emersão, e viscosímetros eletromagnéticos configurados como uma unidade individual de testes de viscosidade, isso pode não ser o caso. Além disso, enquanto que a bola rolante, o elemento de emersão e viscosímetros eletromagnéticos podem mensurar com precisão uma viscosidade de um fluido Newtoniano, quando devidamente calibrados, os viscosímetros capilares também permitem a mensuração de fluidos não-Newtonianos com mensurações

Petição 870190023150, de 11/03/2019, pág. 19/49 diretas da taxa de cisalhamento e resistência ao cisalhamento.

O bloco ótico 22 disposto entre as câmaras de amostra individuais 12A, 12B, permite a transmitância de luz através do fluido, cujas propriedades estão sendo mensuradas às temperaturas e pressões de teste. Tais blocos óticos se encontram comercialmente disponíveis a partir de, por exemplo, Phoenix Instruments, Splendora (Houston), TX.

Usando cabos de fibra ótica 26 e um espectrofotômetro (não mostrado), as mudanças na transmitância de luz podem comunicar transformação de propriedade de fluido no interior do fluido analisado, tais como alterações de fase (gasosa, líquida, ou sólida). Correlacionando a posição de limites de fase com os volumes de fluidos transferidos, quando o fluido da amostra é empurrado através do bloco ótico permite o cálculo dos limites de fase, volumes, e/ou com condições de aparecimento (por exemplo, ponto de orvalho ou ponto de bolha) . O uso do bloco ótico em linha permite que o sistema 10 proceda sem janelas à inserção para dentro do corpo de célula para permitir a visualização dos conteúdos da célula para visualizar pontos de bolha em sistemas de óleo, pontos de orvalho em sistemas de gás condensado, e limites de fase, e para calcular volumes de amostra específicos pela mensuração das mudanças de altura verticais em uma interface gás/óleo ou a posição do pistão. Em algumas instâncias, essa configuração pode permitir que o sistema 10 seja usado para aplicar na amostra condições de pressão extremamente elevada (por exemplo, maior do que 15.000 psi, de até 20.000 psi, e/ou até 25.000 psi).

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As FIGS. 4A e 4B ilustram uma modalidade de um bloco ótico com dispositivos de fixação superiores e inferiores 36 para receber e encaixar linhas de fibra ótica 26 e dispositivos de fixação laterais 38 para receber e encaixar a tubulação 16. Termos relacionais como superior e inferior são utilizados para facilitar a descrição relativa aos desenhos, em vez de implicar qualquer posição absoluta dos componentes do sistema.

Em certos casos, o sistema 10 está configurado para melhorar a precisão e reduzir o erro, através da limitação do volume morto do equipamento. As ligações hidráulicas entre as células de pressão 12A, 12B, são configuradas com comprimentos encurtados e baixos volumes internos para reduzir a capacidade de adaptação e tubulação entre as células de pressão 12A, 12B. Os conjuntos de cabeças de células de pressão e topos de pistão podem ser cônicos em ângulos semelhantes para limitar o volume entre os conjuntos de cabeças de células de pressão de topo de pistão, quando apoiados.

pode ser configurado com

O viscosímetro de tubo capilar indicadores de pressão de baixo volume morto e tubulação de pequeno diâmetro para limitar o volume associado com o viscosímetro de tubo capilar. Da mesma forma, o bloco ótico para sistema de espectrofotômetro pode ser selecionado para fornecer um volume morto baixo. Por exemplo, a utilização destas funcionalidades reduz o volume morto do sistema ilustrativo 10 para aproximadamente 5 mililitros (por exemplo, aproximadamente 2,5% do volume total do sistema).

Em algumas modalidades, a câmara de controle ambiental 14 pode ser um forno controlado por computador que pode

Petição 870190023150, de 11/03/2019, pág. 21/49 fornecer temperaturas controladas (por exemplo, entre cerca de 0 °F a cerca de 350 °F) . O forno pode ser programado para fornecer uma rampa de temperatura em uma taxa especificada de aquecimento ou de arrefecimento. O teste PVT é tipicamente realizado a temperaturas especificadas, tais como a temperatura de reservatório, temperatura de linha de fluxo, ou temperatura do processo de modo que é necessário um controlo preciso da temperatura. A capacidade de programar temperaturas de rampa permite que a precipitação ou cristalização dos sólidos seja investigada. A câmara ambiental selecionada é relativamente pequena e capaz de facilmente caber dentro de uma cabine de laboratório móvel, mas, ao contrário de fornos cromatográficos a gás (GC) disponíveis comercialmente, é grande o suficiente para acomodar os recipientes de pressão 12A, 12B e componentes periféricos associados. Em uma modalidade, a unidade tem dimensões de 24W x 44H x 26D e pesa aproximadamente 300 lbs.

O sistema 10 inclui um sistema de controle automatizado configurado para operar o sistema 10 incluindo reconhecimento de equilíbrio de fluidos, definição leitura com precisão da temperatura, pressão, dispositivos de volume, todos os quais podem afetar confiabilidade dos dados gerados. O sistema de controle automatizado pode ser implementado usando hardware, software, ou ambos. O software do sistema pode ser fornecido como um produto separado de programa de computador (por exemplo, em um CD) que pode ser instalado no sistema antes da utilização, ou como uma combinação de software e hardware incorporado.

O software do sistema

Petição 870190023150, de 11/03/2019, pág. 22/49 executado pelo sistema de controle pode ser configurado para executar protocolos de teste com tão pouca influência do operador quanto possível e pode plenamente monitorar e controlar a pressão, dados volumétricos, e temperatura. O software incorporado está configurado para controlar (por exemplo, manter ou alterar) o volume de amostra, ao mesmo tempo que empurra gás, líquido, e/ou sólidos de câmara para câmara. Durante esse processo, os dados de pressão, volume, temperatura, e dados espectrográficos são registrados permitindo o cálculo das propriedades PVT desejadas. A entrada de critérios no software está configurada para operar o sistema 10 a alcançar rapidamente condições de equilíbrio.

Alguns experimentos PVT são totalmente automatizados (por exemplo, programável sem a necessária intervenção do operador), as demais análises estão programadas para avançar para a definição das condições de pausa, onde o breve envolvimento do operador deve ocorrer. Em particular, o sistema 10 pode ser configurado para executar experimentos de expansão de composição constante, experimentos de liberação diferencial, experimentos de teste do separador, experimentos de esgotamento de volume constante, experimentos de temperatura de surgimento de cera, e experimentos de pressão de aparecimento de asfalteno, com pouca ou nenhuma intervenção do operador. Esses controles de software e combinação de capacidade de teste podem atingir uma qualidade de dados elevada em tempos curtos com os requisitos baixos para o treino do operador. Uma exigência de volume mínimo de amostra para

Petição 870190023150, de 11/03/2019, pág. 23/49 uma sequência completa de experimentos PVT é ainda um bônus adicional.

O sistema de controle automatizado pode reduzir o tempo de teste; fornecer resultados repetíveis e reprodutíveis; alcançar um elevado nível de precisão; e criar um registro digital não-transcrito de cada experimento. Esses recursos podem reduzir os erros associados com os sistemas PVT operados manualmente, em que técnicos de laboratório fazem julgamentos subjetivos (visual ou outros) sobre o estado de equilíbrio, os níveis de líquido e outros parâmetros durante os testes. Além disso, os técnicos devem transcrever os dados para um formulário de dados de laboratório ou folha de cálculo. Os julgamentos subjetivos e erros de transcrição são as maiores fontes de erro em laboratórios comerciais e, em última análise, significam que muitos laboratórios não podem facilmente repetir ou reproduzir os resultados de seus testes.

O sistema de controle automatizado pode compreender um ou mais dispositivos de computação eletrônica operáveis para receber, transmitir, processar, e armazenar dados associados com o sistema 10. Cada computador é geralmente destinado a englobar todo e qualquer dispositivo de processamento adequado. Cada computador pode ser qualquer computador ou dispositivo de processamento, tais como, por exemplo, um servidor blade, um computador pessoal de uso geral (PC), Macintosh, estação de trabalho, computador com base em Unix, ou qualquer outro dispositivo apropriado. Por outras palavras, a presente divulgação contempla computadores que não exclusivamente os computadores de uso geral, bem como computadores sem sistemas operativos

Petição 870190023150, de 11/03/2019, pág. 24/49 convencionais. Cada computador pode ser adaptado para executar qualquer sistema operativo, incluindo Linux, UNIX, Windows Server, ou qualquer outro sistema operativo adequado.

Cada dispositivo de computação pode ter memória e um processador. A memória também pode ser remota e conectada através de uma rede. A memória é uma mídia legível por computador, adequada para armazenar instruções e dados de programa de computador. A memória pode ser qualquer forma de memória não volátil, mídia e dispositivos de memória, incluindo a título de exemplo a memória de acesso aleatório (RAM), memória apenas de leitura (ROM), ou outros dispositivos de memória, tais como, por exemplo, EPROM, EEPROM, e dispositivos de memória flash; discos magnéticos, por exemplo, discos rígidos internos ou discos amovíveis; discos magneto óticos; e discos de CD-ROM e DVD-ROM. A memória pode armazenar dados. A memória também pode armazenar software relacionado com e/ou executado por qualquer um dos dispositivos de computação utilizados no sistema 10.

Cada dispositivo de computação no sistema 10 pode conter um processador que executa instruções e manipula dados para executar as operações de um dispositivo de computação, tais como, por exemplo, uma unidade de processamento central (CPU), um dispositivo blade, uma aplicação específica de circuito integrado (ASIC), ou uma rede de portas lógicas programáveis (FPGA). Geralmente, o processador irá ser operativamente acoplado para receber dados e/ou instruções a partir de, ou transferir dados para, a memória. O processador e alguns ou todos os dados

Petição 870190023150, de 11/03/2019, pág. 25/49 armazenados na memória podem ser completados por, ou incorporados em circuitos lógicos para fins especiais, tais como um circuito integrado de aplicação específica.

O sistema de controle automatizado pode incluir ou fazer referência a um software de computação local, distribuída, ou de anfitrião. Em um nível alto, o software de computação é qualquer aplicação, programa, módulo, processo, ou outro software que possa acessar, recuperar, modificar, apagar ou de outro modo gerenciar algumas informações na memória. Um software de computação exemplificativo pode ser uma aplicação informática para a realização de qualquer experiência adequada através da implementação ou execução de uma pluralidade de etapas. Outro exemplo de software de computação é uma aplicação que fornece a interconexão com um ou mais motores ou módulos. As GUIs, as quais permitem aos usuários inserir dados e interagir com o sistema 10, é outro exemplo de software de computação.

Independentemente da implementação particular, software pode incluir software, firmware, hardware com fios ou programado, ou qualquer combinação destes, conforme apropriado. Na verdade, cada uma das aplicações de software acima mencionadas não pode ser escrita ou descrita em qualquer linguagem de computador apropriada, incluindo C, C++, Java, Visual Basic, Assembler, Perl, qualquer versão adequada de 4GL, bem como os outros. Para além disso, um ou mais processos associados com estas aplicações podem ser armazenados, referenciados, ou executados remotamente. Para além disso, cada uma dessas aplicações de software podem ser uma derivação ou sub-módulo de um outro módulo de

Petição 870190023150, de 11/03/2019, pág. 26/49 software ou aplicativo corporativo (não ilustrado) sem se afastar do âmbito de aplicação desta divulgação.

Uma GUI é um programa de computador hospedado em um cliente. Uma GUI compreende uma interface gráfica do usuário operável para permitir que um operador de sistema faça a interface com pelo menos uma porção de sistema 10 para qualquer finalidade adequada, tal como a visualização de parâmetros experimentais ou outros dados. Geralmente, uma GUI fornece ao usuário especial uma apresentação eficiente e simples de dados fornecidos por ou comunicados dentro do sistema 10. Deve ser entendido que o termo interface gráfica do usuário pode ser usado no singular ou no plural para descrever uma ou mais interfaces gráficas de usuário e cada uma das apresentações de uma interface gráfica de usuário em particular. Com efeito, a referência à GUI pode indicar uma referência à extremidade frontal ou a um componente de uma aplicação, bem como a uma interface em particular acessível através de um cliente, conforme apropriado, sem se afastar do âmbito de aplicação desta divulgação. Portanto, uma GUI contempla qualquer interface gráfica do usuário, como um navegador web genérico ou écran tátil, que processa a informação no sistema 10 e apresenta os resultados ao usuário, de modo eficiente.

Vários procedimentos de teste podem ser executados usando o sistema 10. Por exemplo, as amostras de fluidos de subsuperfície podem ser recolhidas durante a exploração de perfuração aberta, ser transferidas para cilindros de amostra, e ser transferidas, juntamente com amostras de lama e lama filtrada, para um laboratório móvel no local para uso em um estudo PVT.

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A FIG. 5 ilustra o processo geral de uma modalidade ilustrativa de um sistema de controle automatizado para o sistema 10.

Na inicialização, o sistema de controle automatizado adquire e/ou atualiza leituras de instrumentos, temperaturas, bomba (400).

sistema são iniciar um experimentos teste no exemplo, constante estimada, incluindo, por exemplo, pressões do sistema, volumes, estado do espectrômetro, e estado da

Durante o funcionamento, os parâmetros do monitorados (402) teste (406), um a serem realizados sistema para um (CCE), o pressão de controle e gravados (404). Para operador seleciona os e insere os parâmetros de automatizado (408). Por experimento de expansão de composição operador introduz a pressão de saturação mínima, a expansão máxima. O sistema de controle automatizado inicializa o teste sistema 10 às condições de trabalho para referência iniciais.

As amostras inicialmente fase única.

restauradas

Por exemplo, para as células 12A, ambiental 14 pode temperaturas de hidráulicas podem para para para

12B ser pressões a mistura a frente de (410), trazendo o as mensurações de são tipicamente em um reservatório de fluido de uma amostra pode ser do sistema 10 e câmara usada para aquecer a reservatório relatadas.

transferida de controle amostra a

As bombas ser operadas para pressurizar a reservatório superiores e, em através da transferência da amostra entre as células 12A, 12B até amostra seguida, de trás que as condições de equilíbrio sejam alcançadas. Isso permite que qualquer gás cristalizados fluido de fase livre, líquidos condensados ou sólidos sejam restaurados em um reservatório de única.

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O sistema de controle automatizado, em seguida, verifica se a amostra que está sendo testada se encontra em estado de equilíbrio (412). Antes de os dados volumétricos serem gravados durante um teste de PVT, o fluido que está sendo testado deve estar em um estado de equilíbrio termodinâmico.

Os tempos de equilíbrio são afetados significativamente pelo tipo de amostra (óleo, gás, ou água sistema; e o número de fases. O sistema de controle automatizado monitora continuamente a pressão, o volume e temperatura para determinar quando fluido está em equilíbrio termodinâmico. O sistema de controle automatizado calcula um valor de fuga mediana para pressão e/ou volume para um número especificado de leituras (por exemplo, ?#leituras) e avalia os resultados ao longo de uma janela de tempo predefinida (por exemplo, ?tempo) . Se as leituras forem constantes (dentro de +/uma quantidade prescrita, por considerado como estando em equilíbrio. Essa abordagem de avaliação automática se as condições de equilíbrio foram alcançadas pela especificação de uma pressão máxima desejada, ou de mudança de volume por unidade de tempo ou incremento de mistura, evita os meses de formação exigidos para ensinar um técnico de laboratório a identificar um verdadeiro equilíbrio termodinâmico ao longo de uma ampla gama de tipos de amostras e pressões/temperaturas de fluidos também fornece resultados objetivos e reprodutíveis.

Se o sistema 10 não tiver atingido o equilíbrio termodinâmico, o sistema de controle automatizado executa um ciclo de mistura (414), como descrito acima, incluindo a

Petição 870190023150, de 11/03/2019, pág. 29/49 verificação e ajuste das posições dos pistões nas células de pressão, para manter um volume de amostra constante. Se o sistema 10 tiver alcançado o equilíbrio termodinâmico, o sistema de controle automatizado registra dados de pressão5 volume-temperatura (416).

O sistema de controle automatizado pode calcular a viscosidade da amostra (418) em uma base contínua com base nas dimensões de tubos capilares, a pressão diferencial ao longo do viscosímetro capilar 18 mensurada usando os 10 indicadores de quartzo 20, e a velocidade do fluido que flui através do viscosímetro capilar 18. O sistema de controle automatizado pode gravar a viscosidade da amostra (420) em intervalos especificados e/ou quando os dados de pressão-volume-temperatura estão sendo gravados. O fluxo 15 laminar ou fluxo quase laminar pode melhorar a precisão das mensurações de viscosidade (por exemplo, se o fluido de amostra estiver em fluxo turbulento ou de vórtice, as viscosidades mensuradas podem conter erro de até 50%). Para evitar esse erro, o sistema de controle automatizado 20 calcula os parâmetros de referência, tais como o Número de Reynolds, o número de Dean, e a viscosidade aparente, enquanto o teste está em execução e exibe os resultados na tela para o operador. Se a amostra estiver fluindo no regime errado durante um teste, o software irá alertar o 25 operador, permitindo-lhe ajustar as taxas de bomba ou ajustar automaticamente as taxas de bomba. Isso pode fornecer mensurações de viscosidade mais precisas do que em viscosímetros ou laboratórios que não monitoram estas propriedades em tempo real.

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O sistema de controle automatizado utiliza a detecção ótica e dados de pressão diferencial para identificar quando a primeira bolha de gás é formada em um líquido (ponto de bolha); a primeira gota de líquido se condensa a partir de um gás (ponto de orvalho); e/ou primeiras formas sólidas orgânicas (por exemplo, cera ou asfalto). O sistema de controle automatizado usa um espectrômetro para monitorar absorvância de luz na faixa UV/Vis de comprimentos de onda. O padrão de absorvância de luz altera abruptamente quando ocorrem mudanças de fase ou quando se formam sólidos orgânicos. Quando mudanças de fase ocorrem, o sistema de controle automatizado mede volumes de fase (422), dados de registro ótico (424), e, conforme

apropriado, remove a fase de	gás	a partir do	sistema	10
(426) .
O sistema	de	controle automatizado verifica	se este	é o
último ponto	no	experimento	(428)	. Se não, o	sistema	de

controle automatizado segue para o próximo ponto definido (430) e repete o ciclo de teste. Se sim, o sistema de controle automatizado conclui o teste (432).

O sistema de controle automatizado também registra a mudança na pressão diferencial através do viscosímetro capilar. No caso de a pressão diferencial exceder um limiar predefinido (como quando a cera ou asfalto se formam), o sistema irá parar o experimento, retornar o fluido para a célula de referência e restaurar o fluido para as condições originais em preparação para o próximo teste. A combinação da ótica e da pressão diferencial para a redundância e a utilização dos resultados dos indicadores de alta precisão, resultam em um alto grau de precisão.

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Usando o processo exemplificativo ilustrado na FIG.

o sistema 10 pode ser usado para executar um teste

6, de expansão de composição constante (CCE) no qual o fluido de reservatório nas células

12A, 12B, submetido a uma expansão de composição constante temperaturas de reservatório relatadas. O experimento

CCE é realizado através da expansão de um fluido em incrementos predefinidos de volume.

À medida que o volume se expande, a pressão do fluido cai.

Os líquidos recolhidos a partir de reservatórios subssuperficiais contêm gás solução - i.e., o gás que está dissolvido no líquido a altas pressões e temperaturas. Por causa da presença de gás de solução, a utilização de um incremento de volume constante para expandir a amostra não produz uma distribuição ótima dos pontos de dados. Da mesma forma, os condensados de gás retrógrados não são melhores analisados usando um incremento de volume constante. Para atingir uma ótima distribuição, o sistema de controle automatizado emprega um algoritmo que combina uma função de distribuição estatística não-normal com uma equação logarítmica. O algoritmo gera uma distribuição de pontos de dados que estão concentrados ao redor da pressão de saturação estimada (i.e., ponto de bolha, ou ponto de orvalho) ao mesmo tempo executando progressivamente (logaritmicamente) etapas de maior volume para a porção de duas fases das mensurações CCE.

O operador fornece ao sistema de controle automatizado parâmetros de entrada, incluindo, por exemplo, pressão de saturação estimada, pressão mínima, e expansão máxima. Durante este processo, o fluido é expandido a partir de uma

Petição 870190023150, de 11/03/2019, pág. 32/49 pressão acima das condições de reservatório para, por exemplo, 250 psi enquanto o volume de fluido total acima de e abaixo do ponto de bolha (isto é, a pressão na qual o gás é produzido a partir de solução) é gravado. O ponto de bolha pode ser identificado usando o bloco ótico 22 e o espectrofotômetro para identificar alterações nas propriedades óticas do fluido de amostra e/ou por uma quebra acentuada na compressibilidade global de o fluido no sistema. O fluido no reservatório pode ser identificado como subssaturado, saturado, ou sobre-saturado às condições de reservatório através da comparação do ponto de bolha com condições de reservatório observadas. O volume de amostra relativo, a compressibilidade de fase única, a função Y de dupla fase, e a densidade de fase única também podem ser calculados em função da pressão.

Usando o processo exemplificativo ilustrado nas FIGS. 7A e 7B, o sistema 10 pode ser usado para realizar um experimento de liberação diferencial (DLE) para simular os efeitos de esgotamento do reservatório abaixo de seu ponto de bolha. O operador fornece ao sistema de controle automatizado parâmetros de entrada, incluindo, por exemplo, incrementos de pressão. O fluido de amostra é inicialmente submetido a temperaturas de reservatório observadas e a pressão a, ou ligeiramente acima, do ponto de bolha observado durante o teste CCE. Em quedas de pressão graduais entre o ponto de bolha e a pressão atmosférica, a amostra é misturada para equilibrar fases de gás e líquido. Após o equilíbrio, são mensurados os volumes de fase, a fase de gás de equilíbrio é removida e a composição da fase de gás removida é mensurada usando análise composicional

Petição 870190023150, de 11/03/2019, pág. 33/49 por cromatografia estendida de gás (método GPA 2286), e o encolhimento da fase líquida é mensurado usando o sistema 10. Estas mensurações permitem o cálculo do fator de volume de óleo (Bo), razão gás/óleo (Rs), fator de volume de gás (Bg) , gravidade de gás, fator Z de gás e a densidade do óleo. As composições de gás conjuntamente com a composição do óleo residual permitem o cálculo da composição de fluido de reservatório original por balanço dos materiais.

Usando o processo exemplificativo ilustrado nas Figs. 8A e 8B, a amostra de fluido de reservatório também pode ser submetida a um teste de separador de fases múltiplas em condições de processo planejadas, para determinar razões gás/óleo, fator de volume de formação, fator de encolhimento de óleo, e composições de gás produzido (por exemplo, às condições de superfície). O operador fornece o sistema de controle automatizado, com parâmetros de entrada, incluindo, por exemplo, incrementos de pressão/temperatura. O sistema 10 é usado para equilibrar o fluido da amostra a várias condições de temperatura e de pressão após o que a fase de gás é removida. A mensuração da composição do óleo no tanque em estoque permite o cálculo de balanço dos materiais do fluido de reservatório como uma verificação de qualidade de dados. Por exemplo, as linhas de ventilação podem ser diretamente conectadas a um sistema de análise composicional o qual, por exemplo, implementa um método de análise de uma composição incluindo crude em bruto incluindo a separação da composição em uma fase de vapor e uma fase líquida. Uma composição da fase de vapor pode ser determinada com um cromatógrafo de gás. Pelo menos uma porção da fase líquida pode ser depositada em um

Petição 870190023150, de 11/03/2019, pág. 34/49 recipiente, e uma fase de vapor livre podem ser coletada a partir do recipiente. Uma composição do vapor livre pode ser determinada com o cromatógrafo de gás. Os sistemas e métodos exemplares são descritos em detalhe na Patente nos EUA No. 7,467,540 que é aqui incorporada na sua totalidade a título de referência.

O sistema 10 pode ser usado para executar análises semelhantes em amostras de sistema de condensados de gás. O gás de separador e amostras líquidas podem ser fisicamente recombinados no sistema 10 em proporções definidas por dados de produção de razão gás/óleo. Este fluido de reservatório recombinado pode, então, ser usado para análises subsequentes A composição Wellstream pode ser calculada com base nas composições mensuradas dos produtos separadores e razão gás/óleo.

Um teste CCE pode ser executado geralmente como descrito acima com reduções de pressão graduais que estão sendo executadas a temperaturas de reservatório. É identificado o ponto de orvalho (isto é, a pressão à qual os líquidos começam a se condensar para fora do gás) ao invés de ponto de bolha.

Usando o processo exemplificativo ilustrado nas FIGS. 9A e 9B, um estudo de esgotamento de volume constante (CVD) pode ser realizado, no qual o sistema 10 é usado para executar a queda de pressão gradual entre o ponto de orvalho observado e a pressão de abandono antecipada para a formação de interesse. O operador fornece ao sistema de controle automatizado parâmetros de entrada, incluindo, por exemplo, incrementos de pressão. Em cada etapa, a amostra pode ser misturada para equilibrar as fases de gás e as

Petição 870190023150, de 11/03/2019, pág. 35/49 fases de líquidos, os volumes de fase mensurados, fase de gás de equilíbrio removida (retornando a um volume saturado), a acumulação de fase líquida mensurada, e composições das fases de gás removido mensuradas. Estas mensurações permitiram cálculo de abandono de líquido porcentual, porcentagem produzida, o fator Z do gás, o fator Z de duas fases, e as concentrações de componente hidrocarboneto, todos em função do esgotamento de pressão do reservatório.

O sistema 10 também pode ser usado para executar várias mensurações de garantia de fluxo incluindo, por exemplo, a identificação da temperatura de surgimento de cera, a pressão de aparecimento de asfalteno; e a reologia de fluxo (dependência de cisalhamento/viscosidade do sistema com o gás em solução).

Por exemplo, pode ser importante determinar a temperatura na qual se formam cristais de cera porque tais cristais de cera podem precipitar e obturar sistemas de produção. O sistema 10 é reconfigurado para a identificação da temperatura de surgimento de cera através da substituição do tubo capilar por um filtro de alta pressão. A utilização do processo exemplificativo ilustrado na FIG. 10, a temperatura de surgimento de cera pode ser identificada. O operador fornece ao sistema de controle automatizado parâmetros de entrada incluindo, por exemplo, a pressão de controle e a taxa de resfriamento. Os pistões 24 podem ser usados para bombear o fluido da amostra de trás para frente entre as células 12A, 12B, enquanto que a câmara de controle ambiental 14 gradualmente diminui a temperatura a ser aplicada ao sistema a partir de

Petição 870190023150, de 11/03/2019, pág. 36/49 temperaturas de reservatório observadas. Assim que a temperatura de surgimento de cera é atingida, cristais de cera se formam e são capturados pelo filtro de tal modo que a pressão diferencial mensurada pelos indicadores de 5 quartzo 20 aumenta, e a absorvância de luz do fluido de amostra, tal como observada, altera utilizando o bloco ótico 22.

Também pode ser importante determinar a pressão à qual o asfalteno começa a aparecer. Usando o processo 10 exemplificativo ilustrado na FIG. 11, a pressão de aparecimento de asfalteno pode ser identificada. Tal como acontece com o teste de temperatura de surgimento de cera, o sistema 10 é reconfigurado através da substituição do tubo capilar por um filtro de alta pressão. O operador 15 fornece ao sistema de controle automatizado parâmetros de entrada incluindo, por exemplo, temperatura controlada e taxa de despressurização. Os pistões 24 podem ser usados para bombear o fluido da amostra de trás para a frente entre as células 12A, 12B, enquanto que a pressão a ser aplicada ao fluido de amostra é gradualmente diminuída a partir da pressão do reservatório observado. Assim que o asfalteno se forma, a pressão diferencial mensurada pelos indicadores de quartzo 20 aumenta e a absorvância de luz do fluido de amostra, tal como observada, altera utilizando o 25 bloco ótico 22.

O sistema 10 também pode ser usado para executar Mensurações de Recuperação de Óleo Reforçado/Melhorado em que gases são considerados para injeção, incluindo, por exemplo, a avaliação da solubilidade/inchaço, a realização 30 de experimentos de contato múltiplo de gás (avanço &

Petição 870190023150, de 11/03/2019, pág. 37/49 retorno), a mensuração das modificações de viscosidade com injeção de gás, e avaliação de revaporização.

Por exemplo, a solubilidade/inchaço dos fluidos do reservatório podem ser avaliados pela colocação de uma 5 amostra nas células 12A, 12B, e injeção de uma dada quantidade de um gás de injeção proposto no sistema. Depois de misturar o fluido para atingir condições de equilíbrio, o volume do óleo pode ser mensurado para determinar o quanto o óleo dilata em resposta à injeção de gás. Um teste 10 de CCE pode ser realizado para testar como altera o ponto de bolha do fluido, em resposta à injeção de gás. As alterações na viscosidade do fluido, em resposta à injeção de gás, podem ser mensuradas utilizando o viscosímetro capilar 18. Estas várias mudanças podem ser mensuradas em 15 função de a quantidade de gás injetado no sistema 10.

O sistema 10 também pode ser usado para executar experimentos de contato múltiplo de gás (avanço & retorno) em que um volume específico de gás é injetado no sistema 10. Os fluidos no sistema 10 podem, então, ser misturados 20 até que as condições de equilíbrio sejam alcançadas a uma pressão específica. A fase de gás restante pode, então, ser removida do sistema para avaliar o inchaço da fase líquida, encolhimento, e enriquecimento da fase gasosa. As etapas podem, em seguida, ser repetidas com uma nova injeção de 25 gás. Em Alternativa, ao invés da remoção da fase de gás restante, a fase líquida irá ser removida a partir do sistema 10 para avaliar inchaço da fase líquida e enriquecimento a partir do gás injetado.

O sistema 10 também pode ser usado para testar produtos 30 químicos, tais como, por exemplo, os inibidores,

Petição 870190023150, de 11/03/2019, pág. 38/49 dispersantes, produtos antiarrastamento, e deemulsionantes. Os testes gerais descritos acima podem ser realizados após a injeção de um produto químico específico para o sistema 10 para avaliar os efeitos prováveis do produto químico específico sobre o fluido no reservatório a partir do qual a amostra que está sendo testada foi retirada.

O sistema 10 também pode ser usado para mensurar propriedades, tais como, por exemplo, a compressibilidade do fluido, a expansão térmica, a solubilidade do gás, e a viscosidade em função da pressão e temperatura.

Embora não seja necessário para os conceitos aqui descritos, a combinação e automatização das operações pode eliminar o equipamento adicional utilizado na realização de experimentos PVT da amostra. Em muitos casos, o equipamento suplementar exigido para analisar a fase líquida é volumoso e não pode ser mantido em instalações de laboratório de pequenas dimensões. O equipamento também não é viável de transportar. Como resultado, o equipamento necessário para realizar experimentos PVT, bem como o restante equipamento necessário para analisar a amostra, são mantidos em instalações de teste centralizadas em vários locais pelo mundo. Uma amostra pode viajar dezenas ou centenas de milhas a partir do local em que ele é recolhido para a instalação de testes centralizada.

Por exemplo, embora as plataformas fora de costa tipicamente mantenham um pequeno laboratório, o espaço sobre a plataforma não permite que o equipamento necessário execute experimentos PVT. Portanto, uma amostra recolhida sobre a plataforma fora de costa seria, normalmente,

Petição 870190023150, de 11/03/2019, pág. 39/49 transportada para uma instalação de testes em terra. Da mesma forma, não é prático manter o equipamento de análise volumoso em locais remotos de amostragem em terra, como locais em áreas rurais. Dependendo da localização da 5 plataforma fora de costa ou do local de amostragem em terra rural, a amostra pode viajar dezenas ou centenas de milhas para chegar à unidade de teste. Esse trajeto apresenta uma defasagem de várias horas entre o momento de recolha da amostra e momento em que a análise pode ser realizada. Esta 10 defasagem desencoraja testes frequentes e dificulta novos testes. A viagem aumenta a probabilidade de a amostra ser comprometida e ou contaminada, e acrescenta despesas adicionais de viagem e tempo aos custos das análises. Se uma amostra for contaminada ou suja, durante a recolha, 15 transporte ou outra situação, tal não será descoberto até que a amostra tenha viajado muitas milhas para chegar à unidade de teste centralizada. Outra amostra deve, então, ser recolhida e transportada para a instalação de testes centralizada ou a análise terá de ser renunciada.

Em contraste, os sistemas de teste como ilustrados pelo sistema 10 descrito acima podem ser menores, facilmente transportados e podem ser mantidos em uma instalação de laboratório de pequeno porte. Assim, o sistema de análise 10 pode ser mantido em, ou perto, do local de amostragem.

Por exemplo, como ilustrado na FIG. 12, o sistema de análise 10 pode ser mantido em uma plataforma fora de costa. A manutenção dos equipamentos de análise no local de amostragem permite testes frequentes e elimina o atraso de tempo e os custos associados com o transporte da amostra.

Se não for viável manter todo o equipamento de análise em

Petição 870190023150, de 11/03/2019, pág. 40/49 uma localização de amostragem, o equipamento de análise pode ser transportado para o local da amostragem. Ter o equipamento de análise perto do local da amostragem permite um novo teste rápido se a amostra for contaminada durante a 5 coleta, transporte ou outra situação.

Um certo número de modalidades da invenção foi descrito. Não obstante, será entendido que várias modificações podem ser feitas sem se afastar do espírito e âmbito de aplicação da invenção. Por conseguinte, outras 10 modalidades estão dentro do âmbito de aplicação das seguintes reivindicações.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1, caracterizado pelo fato de que ainda compreende:

um viscosímetro (18) configurado para medir a 30 viscosidade do fluido que flui entre o primeiro recipiente

Petição 870190023150, de 11/03/2019, pág. 43/49 de pressão (12) e o segundo recipiente de pressão (12); e um sistema óptico (22) configurado para medir as propriedades ópticas do fluido que flui entre o primeiro recipiente de pressão (12) e o segundo recipiente de pressão (12).

1, caracterizado pelo fato de que ainda compreende um viscosímetro (18) configurado para medir a viscosidade do fluido que flui entre o primeiro recipiente de pressão (12) e o segundo recipiente de pressão (12), em que o viscosímetro é um viscosímetro capilar localizado de tal modo que o fluido, que flui entre o primeiro recipiente de pressão e o segundo recipiente de pressão, flui através do viscosímetro capilar.

1. Sistema de teste de pressão-volume-temperatura, caracterizado pelo fato de que compreende:

uma câmara de controle ambiental portátil (14);

um primeiro recipiente de pressão (12) disposto no interior da câmara de controle ambiental portátil; e um segundo recipiente de pressão (12) disposto no interior da câmara de controle ambiental portátil, estando o segundo recipiente de pressão em comunicação hidráulica com o primeiro recipiente de pressão;

em que a câmara de controle ambiental portátil (14) é operável de modo a aquecer ou arrefecer de modo controlado o fluido que se encontra nos primeiro e segundo recipientes de pressão (12); e em que os recipientes de pressão (12) são rotativos no interior da câmara de controle ambiental portátil (14) de modo a controlar as posições verticais dos primeiro e segundo recipientes de pressão, em relação a condutas que ligam o primeiro recipiente de pressão ao segundo recipiente de pressão.

2. Sistema de teste, de acordo com a reivindicação

3. Sistema de teste, de acordo com a reivindicação 1

Petição 870190023150, de 11/03/2019, pág. 42/49 ou 2, caracterizado pelo fato de que ainda compreende um sistema ótico (22) configurado para medir as propriedades óticas do fluido, que flui entre o primeiro recipiente de pressão e o segundo recipiente de pressão.

4, caracterizado pelo fato de que ainda compreende um módulo de controle programável para comunicar de modo

15 eletrônico com o viscosímetro (18), com o sistema óptico (22), e com bombas em comunicação hidráulica com os primeiro e segundo recipientes de pressão (12).

5, caracterizado pelo fato de que o módulo de controle

20 programável é operável de modo a realizar pelo menos dois de um teste de expansão de composição constante, um teste de liberação diferencial, viscosidade, um teste de esgotamento de volume constante, um teste de separação, um teste de temperatura de surgimento de cera, e um teste de 25 aparecimento de asfalteno, simultaneamente em fluidos nos primeiro e segundo recipientes de pressão.

5. Sistema de teste, de acordo com a reivindicação

5 4. Sistema de teste, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que ainda compreende um espectrofotômetro óptico acoplado a um bloco óptico (22) com cabos de fibra ótica (26), estando o bloco ótico localizado de tal forma que o fluido, que flui entre 10 o primeiro recipiente de pressão e o segundo recipiente de pressão, flui através do bloco óptico.

6. Sistema de teste, de acordo com a reivindicação

7, caracterizado pelo fato de que o viscosímetro (18) compreende um viscosímetro capilar localizado de tal forma que o fluido, que flui entre o primeiro recipiente de pressão (12) e o segundo recipiente de pressão (12), flui através do viscosímetro capilar (18).

7. Sistema de teste, de acordo com a reivindicação

8, caracterizado pelo fato de que o viscosímetro (18) compreende dois indicadores de quartzo (20) operáveis para medir a temperatura e a pressão do fluido, um primeiro indicador de quartzo estando disposto em um lado da tubulação capilar e um segundo indicador de quartzo em outro lado da tubulação capilar.

8. Sistema de teste, de acordo com a reivindicação

9. Sistema de teste, de acordo com a reivindicação

10 compreende o controle da orientação vertical dos primeiro e segundo recipientes de pressão (12), em relação a condutas que ligam o primeiro recipiente de pressão ao segundo recipiente de pressão.

27. Método, de acordo com a reivindicação 26,

10. Sistema de teste, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 9, caracterizado pelo fato de que o sistema óptico compreende um espectrofotômetro óptico acoplado a um bloco óptico (22) com cabos de fibra ótica (26), estando o bloco ótico localizado de tal forma que o fluido, que flui entre o primeiro recipiente de pressão (12) e o segundo recipiente de pressão (12), flui através do bloco óptico.

11. Sistema de teste, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 10, caracterizado pelo fato de que ainda compreende um sistema automático de controle operacional para determinar volumes fásicos de hidrocarbonetos

Petição 870190023150, de 11/03/2019, pág. 44/49 específicos, com base em pelo menos parte dos dados provenientes do sistema óptico.

12. Sistema de teste de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 11, caracterizado pelo fato de que os primeiro e segundo recipientes de pressão (12) compreenderem pistões (24) que separam fluido de amostra do fluido hidráulico.

13, caracterizado pelo fato de que o sistema automático de controle é operável para controlar as bombas durante experimentos PVT incluindo: Expansão de Composição Constante (CCE), Liberação Diferencial (DLE), Esgotamento de Volume Constante (DCV), Teste(s) do Separador, Medições de Viscosidade, Temperatura de Surgimento de Cera (WAT), e Experimentos de Aparecimento de Asfalteno, com base em dados provenientes das bombas, sistema óptico e viscosímetro, sem exigir a intervenção do operador para além da introdução de parâmetros experienciais iniciais.

15. Sistema de teste, de acordo com a reivindicação

13. Sistema de teste, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 12, caracterizado pelo fato de que ainda compreende um sistema automático de controle operável para comunicar eletronicamente com o viscosímetro (16), com o sistema óptico (22), e com bombas em comunicação hidráulica com primeiros e segundos recipientes de pressão (12).

14, caracterizado pelo fato de que o sistema automático de controle é operável para executar mais de um dos experimentos simultaneamente.

16. Sistema de teste, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 15, caracterizado pelo fato de que a

Petição 870190023150, de 11/03/2019, pág. 45/49 câmara de controle ambiental portátil compreende uma câmara de controle operável para controlar a temperatura do fluido nos recipientes de pressão (12).

17. Sistema de teste, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que a câmara de controle ambiental é operável para fornecer temperaturas que variam de 0° a 350°F e permitir o controle de temperatura isotérmica e programada variada.

18. Sistema de teste, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 17, caracterizado pelo fato de que os primeiro e segundo recipientes de pressão (12) e acessórios e conexões associados estão configurados para conter pressões de até 20.000 psia.

19. Sistema de teste, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 18, caracterizado pelo fato de que está configurado para fornecer precisão e controle de pressão, temperatura e volume até 2% do total.

20. Método para teste de fluidos empregando um sistema de teste de pressão-volume-temperatura (PVT) conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 19, o método sendo caracterizado pelo fato de que compreende:

com um sistema de testes que reside em um local onde um fluido de amostra é retirado de uma formação subterrânea;

o controle da temperatura e pressão do fluido de amostra no sistema de teste;

o equilíbrio do fluido de amostra, transferindo o fluido de amostra entre um primeiro recipiente de pressão (12) e um segundo recipiente de pressão (12) em comunicação

Petição 870190023150, de 11/03/2019, pág. 46/49 hidráulica com o primeiro recipiente de pressão;

a medição da viscosidade do fluido, que flui entre o primeiro recipiente de pressão e o segundo recipiente de pressão, ao mesmo tempo equilibrando o fluido de amostra; e a medição das propriedades ópticas do fluido, que flui entre o primeiro recipiente de pressão e o segundo recipiente de pressão, ao mesmo tempo equilibrando o fluido de amostra.

21. Método, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que o controle da temperatura do fluido de amostra compreende o controle da temperatura do fluido de amostra com uma câmara de controle ambiental portátil (14) contendo os primeiro e segundo recipientes de pressão (12).

22. Método, de acordo com a reivindicação 20 ou 21, caracterizado pelo fato de que ainda compreende a

orientação de controle ajustável dos primeiro e segundo recipientes de pressão (12 ) no interior da câmara de controle ambiental portátil 14). 23. Método, de acordo com a reivindicação 21 ou 22, caracterizado pelo fato de que ainda compreende o uso da

câmara de controle ambiental portátil (14) para diminuir a temperatura do fluido de amostra a uma taxa especificada.

24. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 20 a 23, caracterizado pelo fato de que ainda compreende a identificação dos limites de mudança de fase no fluido da amostra, com base nas mudanças nas propriedades ópticas de porções do fluido de amostra.

25. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 20 a 24, caracterizado pelo fato de que

Petição 870190023150, de 11/03/2019, pág. 47/49 compreende a realização de pelo menos dois de um teste de expansão de composição constante, um teste de liberação diferencial, viscosidade, um teste de esgotamento de volume constante, um teste de separação, um teste de temperatura 5 de surgimento de cera, e um teste de aparecimento de asfalteno, simultaneamente em fluidos nos primeiro e segundo recipientes de pressão.

26. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 20 a 25, caracterizado pelo fato de que

14. Sistema de teste, de acordo com a reivindicação

15 caracterizado pelo fato de que compreende o controle da orientação vertical dos primeiro e segundo recipientes de pressão (12) em sub-amostragem, análise, ou ambos numa fase de hidrocarboneto específica.