ES2465997A1 - Equipo para ensayo petrofísico - Google Patents

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Abstract

Equipo para ensayo petrofísico que tiene una celda que tiene: un cuerpo (1) que comprende una cavidad (1.a) configurada para alojar una muestra a ser analizada; dos pistones de entradas/salidas (1.d) que comprende una pluralidad de conductos de entrada (101', 102', 103', 104') y una pluralidad de conductos de salida (101'', 102'', 103'', 104'') configurados para permitir una entrada/salida de fluidos; donde el cuerpo (1) y los pistones de entradas/salidas (1.d) están unidos para conformar una celda estanca.

Description

EQUIPO PARA ENSAYO PETROFÍSICO
Campo de la técnica La invención se encuadra en el sector de la técnica de almacenamiento geológico profundo de CO2, en los denominados proyectos de CCS (Carbon, Capture and Storage).
En dicha técnica de almacenamiento, resulta imprescindible la caracterización petrofísica de la estructura almacén y sello del CO2 para conocer la viabilidad del potencial almacén de CO2.
Antecedentes de la invención La necesidad de encontrar almacenamientos idóneos tanto por sus características petrofísicas, como desde el punto de vista de la seguridad de la estanqueidad del CO2 en el almacén y la viabilidad técnica de inyección del CO2, hacen necesario el desarrollo de tecnologías capaces de cubrir los grandes retos que presentan estos proyectos. Unos almacenamientos viables para CO2 son los acuíferos salinos profundos.
La presente invención se refiere a una herramienta capaz de realizar los ensayos necesarios para caracterizar el acuífero.
Propiedades petrofísicas como porosidad, permeabilidad absoluta/relativa, así como propiedades geomecánicas determinan un primer estadio en la selección y estudio de la viabilidad de un acuífero salino profundo como almacén de CO2.
Conocer la capacidad del almacén es un factor determinante para la selección del emplazamiento y dicha capacidad viene determinada por el volumen geométrico del almacén, por los distintos mecanismos-trampa de CO2 que se den en el mismo y por su eficiencia.
Se considera como primera trampa del CO2, la trampa estratigráfica; es decir, el CO2 que se queda atrapado en los poros más pequeños de la roca almacén. Como segunda trampa se considera la disolución del CO2 en la salmuera del acuífero, que no haya podido ser desplazada por el CO2 inyectado; se puede considerar como la saturación irreductible de la salmuera, por equipararlo al término utilizado en Ingeniería de Yacimientos.
Descripción de la invención La necesidad de encontrar almacenamientos idóneos tanto por sus características petrofísicas, como desde el punto de vista de la seguridad de la estanqueidad del CO2 en el almacén y la viabilidad técnica de inyección del CO2, hacen necesario el desarrollo de tecnologías capaces de cubrir los grandes retos que presentan estos proyectos.
Propósito dinámico
Propiedades petrofísicas como porosidad, permeabilidad absoluta/relativa, así como propiedades geomecánicas determinan un primer estadio en la selección y estudio de la viabilidad de un acuífero salino profundo como almacén de CO2.
Conocer la capacidad del almacén es un factor determinante para la selección del emplazamiento.
Dicha capacidad viene determinada por el volumen geométrico del almacén, por los distintos mecanismos-trampa de CO2 que se den en el mismo y por su eficiencia.
La necesidad de realizar ensayos de laboratorio representativos, que determinen las propiedades petrofísicas del acuífero, y los mecanismos trampa del CO2 en el mismo, hacen necesario el diseño de un equipo que reproduzca lo más fielmente posible las condiciones reales de almacén. Lugar del que se extraerán los testigos que se utilicen en la batería de ensayos que se lleven a cabo para caracterizar dicho acuífero.
El equipo puede denominarse ATAP (Alta Temperatura, Alta Presión), por ser capaz de reproducir las condiciones de presión (hasta 500bar = 500·105Pa) y temperatura (hasta 120ºC) del almacén.
Estas son dos de las principales características del equipo que le dan la consistencia necesaria para poder decir que los ensayos de permeabilidad relativa salmuera/CO2 que se llevan a cabo en el mismo, proporcionan una buena aproximación del movimiento real que ambos fluidos tienen dentro del acuífero.
Otra de las características del equipo es su núcleo principal, constituido por una celda triaxial. De esta forma, se reproduce en la celda la presión de confinamiento –tanto radial como axial– a la que está sometido, en el acuífero, el testigo objeto de examen.
Por último, la característica que hace posible llevar a cabo ensayos con la mezcla de CO2/salmuera, es un material adecuado que previene de la corrosión a todo el equipo, al estar sometido a alta presión y temperatura y al contacto con la mezcla de CO2/salmuera, altamente corrosiva, incluso para el acero inoxidable. Dicho material, con mezcla de carbono, permite además, introducir la celda en un escáner para que, mediante tomografía computada, se puedan hacer estudios de porosidad, saturación, desplazamiento de fluidos, homogeneidades y heterogeneidades de las muestras.
Aunque el diseño y desarrollo del equipo ha estado motivado por el estudio en profundidad de los acuíferos susceptibles de constituir almacenes de CO2, las características del equipo, en cuanto a materiales, presión y temperatura, hacen posible su empleo en la Ingeniería de Yacimientos.
Permeabilidades relativas gas-agua-petróleo, así como procedimientos de acidificación como técnicas de EOR, pueden estudiarse en el equipo de la invención, ATAP.
De la misma manera, ATAP puede ser utilizado con otros fines, tales como el estudio de la reacción que se produce en el cemento de los pozos, como consecuencia del CO2 contenido en el gas o el petróleo del yacimiento.
2 Propósito estático
La variación de las propiedades anteriormente descritas (porosidad, permeabilidad) puede explicarse, en muchos casos, por mecanismos de mineralización que se establecen entre la salmuera, la roca y el CO2 supercrítico (estado en el que se encuentra en el almacén).
El “corazón” del equipo, la celda triaxial, permite introducir muestras, saturadas en salmuera, características de cada acuífero objeto de estudio, y observar la variación en el tiempo de la porosidad de la muestra con la inyección de CO2 supercrítico.
La necesidad de realizar ensayos de laboratorio representativos, que determinen las propiedades petrofísicas del acuífero, y los mecanismos trampa del CO2 en el mismo, hacen necesario el diseño de un equipo que reproduzca lo más fielmente posible las condiciones reales de almacén (condiciones de presión y temperatura).
ATAP es capaz de reproducir las condiciones de presión y temperatura del almacén, y estas son dos de las características del equipo que dan la necesaria consistencia para decir que los ensayos de permeabilidad relativa CO2 supercrítico/salmuera (primer propósito de la configuración dinámica del equipo) que se llevan a cabo en ATAP, dan una idea real del movimiento de ambos fluidos en el acuífero.
Otro propósito de la configuración dinámica del equipo es reproducir dos mecanismos trampa de CO2 en el acuífero. La trampa estratigráfica, con esto se quiere expresar el CO2 que permanece atrapado en los pequeños poros de la roca, y el mecanismo de disolución, que es la disolución del CO2 en la salmuera del acuífero. Salmuera que no ha podido ser desplazada por el CO2 inyectado.
El transporte de fluidos a través de la roca almacén es un proceso complejo y no puede explicarse únicamente en teoría.
La permeabilidad absoluta es una medida de la capacidad que tienen los materiales porosos de conducir fluidos y está dictada por la geometría de la red de poros.
El transporte de fluidos en los acuíferos salinos, implica a más de un fluido (CO2+salmuera) y, en este caso, la habilidad de cada fluido para fluir, se ve reducida por la presencia del otro fluido. Este fenómeno se mide con el concepto de permeabilidad relativa, concepto que se define como el ratio entre la permeabilidad efectiva de un fluido y la permeabilidad absoluta de la roca; siendo la permeabilidad efectiva de un fluido, la permeabilidad de dicho fluido a una saturación determinada.
La variación de las propiedades anteriormente descritas puede explicarse, en muchos casos, por mecanismos de mineralización que se establecen entre la salmuera, la roca y el CO2 supercrítico.
El “corazón” del equipo, la celda triaxial, permite introducir muestras, saturadas en salmuera, características de cada acuífero objeto de estudio, y observar la variación de porosidad que se da en la muestra con la inyección de CO2 supercrítico, tras un período largo de tiempo, pues este mecanismo-trampa de CO2 es un proceso largo. ATAP, entonces, tiene dos grandes configuraciones que se denominan; configuración dinámica y estática.
La invención se refiere a un equipo para ensayo petrofísico como el definido en el juego de reivindicaciones, con dos configuraciones, dinámica y estática.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 muestra una configuración dinámica de la invención.
La figura 2 muestra una configuración estática de la invención.
Configuración dinámica
1.
Celda triaxial
1.a. Parte donde va alojada la muestra de roca en la celda
1.b. Ubicación de la glicerina de confinamiento radial (entre la camisa de caucho que envuelve la muestra y la pared interna de la celda)
1.c. Depósito de glicerina de confinamiento axial
1.d Pistones de la celda (inyección/recuperación de fluidos)
2.
Estufa
3.
Sistema de válvulas de inyección/recuperación de fluidos
3.1 Válvulas de inyección de CO2
3.2 Válvulas de inyección de salmuera
4.
Diferencial de presión
4.1 Bypass de diferencial de presión
5.
Separador
6.
Gasómetro
7.
Equipo de contrapresión
7.1 Sistema de inyección de N2 en el equipo de contrapresión para tararlo a la presión requerida en cada ensayo. N2 procedente de pared y bomba hidráulica manual
7.2 Equipo de contrapresión
8.
Grupos hidráulicos
8.1.a Cilindro buzo de grupo de confinamiento axial
8.1.b Cilindro buzo de grupo de confinamiento radial
8.2.a Motor hidráulico grupo de confinamiento axial
8.2.b Motor hidráulico grupo de confinamiento radial
8.3 Válvulas de conexión de los grupos con la celda y válvulas de purga del circuito de confinamiento
Configuración Estática
1.
Celda triaxial
1.a. Parte donde va alojada la muestra de roca en la celda
1.b. Ubicación de la glicerina de confinamiento radial (entre la camisa de caucho que envuelve la muestra y la pared interna de la celda)
1.c. Depósito de glicerina de confinamiento axial
1.d Pistones de la celda (inyección/recuperación de fluidos)
2.
Línea de inyección de fluidos
2.1 Válvula de inyección de fluidos
2.2 Manómetro de línea de inyección de fluidos
3.
Línea de producción de fluidos
3.1 Válvula a la salida del equipo de contrapresión para abrir o cerrar la producción
4.
Línea de inyección de glicerina para confinamiento radial
4.1 Válvula de inyección de glicerina de confinamiento radial
4.2 Manómetro en línea de confinamiento radial
6.
Bomba hidráulica manual para alcanzar las presiones de confinamiento radial y axial.
7.
Línea de inyección de glicerina de confinamiento axial
a.
Válvula de inyección de glicerina de confinamiento axial
b.
Manómetro en línea de confinamiento axial
8.
Equipo de contrapresión de regulación de presión en la línea de producción de fluidos
a.
Válvula en línea de tarado de equipo de contrapresión
b.
Manómetro en línea de tarado de equipo de contrapresión
c.
Toma de N2 en pared (alta P).
9.
Camisa para calentamiento de la celda (calentamiento de muestra de roca)
10.
Recipiente de calentamiento del aceite de silicona de la camisa y bomba de circulación de la misma
Descripción de una realización preferida
Como se ha indicado anteriormente, la invención tiene dos configuraciones que se denominan configuración dinámica y configuración estática.
Configuración dinámica
En el plano adjunto se incluye la parte mecánica y la parte hidráulica y en los epígrafes siguientes se desglosa cada uno de los equipos.
Celda triaxial
Es el núcleo del equipo. Cuenta con cuatro partes bien diferenciadas. La parte donde se aloja la muestra de roca o cuerpo de la celda, que corresponde con la zona recubierta con material de carbono para poder efectuar estudios con tomografía computada (1.a). La parte que recubre a la muestra de roca, entre la camisa de caucho que la envuelve y las paredes de la celda, donde se aloja la glicerina que proporciona el confinamiento radial (1.b). La parte posterior de la celda, donde se aloja la glicerina que proporciona el confinamiento axial a la muestra (1.c) y, finalmente, la parte de inyección/recuperación de fluidos en la muestra, constituida por los dos pistones que cierran la celda con sus orificios de inyección (1.d).
El cuerpo de la celda, donde va alojado el testigo, puede tener una longitud que varía de 2 a 8cm. Se le pueden acoplar unos adaptadores en los pistones que cierran el cuerpo central, permitiendo realizar ensayos en muestras de menor tamaño. El diámetro de muestra permitido puede ser de 3,8cm.
En el caso de inyección de CO2 en el testigo, éste debe ir recubierto de un plástico termo-retráctil, antes de alojarlo en la camisa de caucho, pues el CO2 difunde a través de la camisa de caucho.
Los pistones que cierran ambos lados de la celda tienen tres entradas/salidas de inyección de fluidos: la inyección puede ser en ambos sentidos, pues cada uno de los pistones cuenta con una espiral (100’) de “distribución” de fluidos en la superficie de contacto entre el pistón y la muestra de roca.
I.Características Innovadoras: inyección desde cara A a B o desde B a A indistintamente e inyección de uno o dos fluidos simultáneos, también desde A a B o viceversa.
Una de las entradas de inyección conecta con el orificio central de la espiral y otra de las entradas con el orifico exterior de la espiral. El otro pistón tiene una distribución análoga a ésta. Se pueden entonces inyectar uno o dos fluidos simultáneamente en el testigo o cavidad.
En ambos casos quedaría una entrada/salida del pistón, que conecta con un orificio situado en un lateral del pistón, para la inyección de glicerina de confinamiento radial, entre la camisa de caucho que envuelve a la muestra y la pared interna de la celda
(1.b).
El propósito de este confinamiento es también evitar que los fluidos inyectados en la roca, escojan el camino que pudiera quedarse libre, de no existir tal confinamiento, entre la roca y la camisa de caucho, sin atravesar la muestra.
El fabricante de la celda es ECEM y el diseño de la misma ha sido innovador, tanto por el material empleado, como por su característica triaxial (confinamiento radial y axial simultáneo (1.b y 1.c) y por la posibilidad de observar el avance de los fluidos en tiempo real, mediante el complemento de un escáner (tomografía computada).
II.Características innovadoras: La presión de confinamiento se transfiere a la muestra de roca, situada en el interior de la celda, tanto de modo axial como radial, pudiéndose decir en todo caso que se trata de una presión de confinamiento triaxial, semejante a la que está sometida la roca en la realidad en el acuífero.
El material del que está hecha la celda, además de soportar la mezcla altamente corrosiva de CO2 y salmuera, permite, en la zona donde se aloja la muestra de roca, examinar mediante tomografía computada, el estado de la roca en todo momento, en tiempo real, sin variar las condiciones de presión y temperatura a la que está sometida la muestra de roca, puesto que no es necesario abrir la celda y extraer el testigo de su interior para observarlo en el escáner.
2.
Estufa Una parte necesaria del equipo lo constituye la estufa (2), pues todo el montaje está realizado en su interior para asegurar que se mantiene la temperatura del almacén durante el ensayo. La estufa es de aire forzado, de 1560 l y con regulación y lectura digital de temperatura y tiempo. Y tiene un error del 2,4 %. Puede llegar a 150ºC, representativos de acuíferos a 5km de profundidad, si se tiene en cuenta el gradiente geotérmico de 30ºC por km.
3.
Panel con válvulas
La inyección de fluidos durante los ensayos dinámicos precisa una instalación que permita realizar dichas inyecciones a presiones y caudales constantes o variables, según el tipo de ensayo que se realice y según el momento del ensayo en el que se esté trabajando.
Existe un juego de 4 válvulas para la línea de inyección de CO2 (3.1) y juego de 4 válvulas para la inyección de salmuera (3.2).
Para poder establecer caudales y canales de inyección (direcciones de la inyección), puesto que la celda admite uno o dos fluidos de inyección, independientes o simultáneos en la inyección, las válvulas de inyección deben poder manipularse desde el exterior de la estufa, ya que durante el ensayo se alcanzan altas temperaturas, dependientes de la profundidad del acuífero de estudio.
Todas las válvulas están situadas en el interior de la estufa, sobre un panel, y se pueden accionar desde el exterior mediante un vástago alargador acoplado. Son válvulas 1/8” tipo 3LHO de Novaswiss que soportan 1000bar = 1000·105Pa de Pmáxima y tienen un rango de temperatura de -50ºC a 180ºC, son de Hastelloy 276(2.4819)/Inconel 748(2.4668) y el fluido que admiten puede ser gas o líquido.
4. Transmisor de presión diferencial
Componente imprescindible en los ensayos dinámicos que se llevan a cabo en el equipo (para cálculo de permeabilidades absolutas y relativas) (4). La diferencia de presión entre la entrada y la salida de la muestra, se monitorea a través de un transductor de presión diferencial con rango de presión de 10mbar a 100bar (1000Pa a 100·105Pa). El rango de presión del diferencial se ajusta dependiendo de la permeabilidad esperada en la muestra.
Un lado del diferencial de presión está conectado con la entrada de inyección de fluidos de la celda y la salida de la celda está conectada con el otro lado del diferencial de presión. Entre ambos lados (entrada y salida) existe una membrana que transmite la diferencia de presión, entre ambas corrientes de fluido, al lector digital o a los medios de control.
5. Separador
Componente del equipo que recoge la producción de fluidos proveniente de la celda (5). Como su nombre indica, separa las fases de los fluidos, gas y líquido, y mide volumen de líquido producido.
El separador está compuesto por un tubo transparente que alberga un electrodo en su interior. Cuando el separador comienza a llenarse con el líquido producido, la salmuera, al ser conductora, conduce corriente hacia el electrodo, generándose una señal que se recoge en el ordenador. Posteriormente esta señal se convierte a unidades de volumen.
En el caso de ensayos con CO2 supercrítico/salmuera, la mezcla producida contendrá algo de CO2 disuelto en la salmuera y algo de CO2 sin disolver, que al pasar a temperatura ambiente y presión atmosférica, se encontrará en fase gaseosa.
Dicha fase, sale del separador por la parte superior y se dirige hacia el gasómetro, donde se mide el caudal de gas producido.
6.
Gasómetro Componente que mide la producción de gas, proveniente del separador (6). Se trata de un gasómetro con un caudal mínimo de 1l/h y máximo de 6l/h. La precisión es de ±0.2 % y el máximo volumen es de 9.999.999,9 l.
7.
Equipo de contrapresión Componente de membrana interior tarada a la presión que se desee en cada caso (7). Necesario para impedir la formación de burbujas por caídas de presión y fundamentalmente, en el caso de ensayos con CO2 supercrítico, para mantener la presión necesaria en el equipo para la supercriticidad. Realizado en Hastelloy tiene un rango de presión de 0-600bar (0-600·105Pa) y permite un caudal de inyección de 0,01 a 25 cc/min y una temperatura máxima de 150ºC.
8.
Parte hidráulica
Al igual que el separador, se encuentra conectado al ordenador y las vueltas del contador que incorpora se traducen en centímetros cúbicos de gas producido.
Las presiones de confinamiento, tanto axial como radial, se consiguen en la celda mediante dos grupos hidráulicos, de alta y baja presión, (500 y 100 bar [500·105Pa y 100·105Pa], respectivamente). (8).
8.1. Grupos hidráulicos Están formados por un “cilindro buzo” o cilindro de simple efecto (8.1.a, 8.1.b), un motor hidráulico (8.2.a y 8.2.b) y las conexiones (8.3) al panel de válvulas que conectan a su vez con la celda. Ambos grupos están gobernados por un panel electrónico donde se fijan las consignas de máxima y mínima presión para cada uno de ellos según el caso. El error máximo es de ±0,1% de la lectura+1 dígito.
Cada uno de los grupos posee una servoválvula que cierra o abre según se haya pasado la consigna máxima de presión o no se haya alcanzado la consigna mínima y una válvula manual que regula el caudal de llenado del cilindro buzo para alcanzar la presión de consigna en cada caso.
De este modo, los grupos, son capaces de regular, durante largos períodos de tiempo, (en ensayos de duración de semanas, meses o incluso años), la presión que se les haya impuesto, manteniendo la consigna de cada uno. La temperatura máxima de trabajo es de 80ºC.
8.2. Panel de válvulas hidráulicas Cada uno de los cilindros de los que constan los grupos hidráulicos, están divididos en dos partes, de tal modo que, por un lado están cargados con aceite procedente de los motores, que sirve para empujar la membrana de separación interna del cilindro y dar presión, y por otro de glicerina, que entra directamente en la celda para dar, o bien presión radial o axial, según el circuito de que se trate. La salida de la glicerina de ambos cilindros hacia la celda, se realiza mediante una conexión de ¼ de pulgada con un panel de válvulas (8.3) situado en la parte posterior de la estufa. Dicho panel consta de 4 válvulas, dos de ellas de 3 vías, y, otras dos, corresponden a cada uno de los circuitos; radial y axial, que se utilizan para la purga de todo el sistema desde la salida de los grupos hidráulicos hasta la salida de la celda.
9. Parte electrónica Cada uno de los componentes del equipo lleva asociado un sensor que permite, en cada caso, la toma de datos que posteriormente se registran en los medios de control. Dichos sensores son de dos tipos, de presión y de temperatura. En el caso de la temperatura se trata de una sonda PT100 con una precisión de ± 0,1ºC. El rango de medida es de -50 a 250ºC.
Para el resto de componentes, como son el gasómetro y el separador, la toma de datos se realiza mediante conexiones analógicas, que en el caso del gasómetro, requiere un generador de pulsos, pues la medida se efectúa aplicando la siguiente correspondencia; 1 revolución-0.5l. Los medios de control permiten, una vez calibrados, que las medidas de intensidad en el caso del separador y el número de vueltas que da el gasómetro se transformen en medidas de volumen y caudal, respectivamente.
10. Medios de control Se han desarrollado unos medios de control específicos para los ensayos dinámicos realizados con el equipo.
Los medios de control muestran la variación de cada uno de los parámetros de los distintos sensores, el registro de los mismos, así como el diferente tratamiento de dichas variables para hallar en cada caso, según el ensayo correspondiente, la magnitud petrofísica que se quiere conocer.
En la misma pantalla donde se muestra cada una de las variables y su variación, se puede ver también un esquema del equipo y la dirección de los flujos, dada por la apertura o cierre de las válvulas.
Configuración estática
En el plano adjunto se muestra la configuración estática y a continuación se detallan cada uno de los componentes
1. Celda La configuración de la celda estática es exactamente igual que la celda dinámica (ref epígrafe de celda en configuración dinámica) (1).
En esta configuración de las dos entradas/salidas para inyección de fluidos del pistón en A, una se cerrará con un tapón en el caso de la inyección de un solo fluido (caso de realizar ensayos con CO2 supercrítico y salmuera) y la otra entrada se utilizará para inyectar primero un fluido y después el otro. En esta línea de inyección se encuentra una válvula (2.1) y un manómetro entre la válvula y la entrada en la celda (2.2). De las dos entradas/salidas para inyección de fluidos en la cara B, una estará cerrada con un tapón y en la otra (3) se colocará un equipo de contrapresión (8) y una válvula a la salida para cerrar la producción de fluidos (3.1).
El otro orificio de entrada en la celda de la cara A corresponde con la inyección de la glicerina de confinamiento radial. Se coloca también una válvula y un manómetro entre la bomba y la entrada de la celda (4).
La celda cuenta también con la posibilidad de confinamiento axial, obteniéndose de la misma manera que en la configuración dinámica, mediante una cavidad situada en el extremo de la celda que alberga la glicerina de confinamiento (1.c).
2. Sistema de presiones de confinamiento El confinamiento radial se obtiene mediante la inclusión de glicerina entre la camisa de caucho que envuelve a la muestra en el interior de la celda y la pared de la celda. Se introduce por la línea de confinamiento radial (4) que cuenta con una válvula y un manómetro.
Con la válvula abierta se inyecta la glicerina y se sube presión en la misma mediante una bomba hidráulica manual (6) Posteriormente se cierra la válvula y se mantiene la presión de confinamiento radial durante todo el ensayo
El confinamiento axial se consigue mediante la glicerina que se encuentra en la cavidad del extremo de la celda (1.c). Por la línea de inyección (7), con la válvula abierta, se inyecta la glicerina de confinamiento. Con la ayuda de una bomba hidráulica que puede ser manual, se sube la presión de la glicerina de la cavidad y se va impulsando un eje que toca al pistón de la celda. A medida que sube presión, se desplaza el eje empujando al pistón de la celda hasta llegar a la presión de confinamiento deseada.
3.
Sistema de inyección de fluidos Por la línea de inyección de fluidos (2), con la válvula abierta, se inyecta el fluido que se quiera que ocupe los poros de la roca y permanezca a presión y temperatura constante durante el tiempo que se determine (días, semanas, meses, años). Una vez inyectado el fluido a presión o caudal constante, se cierra la válvula y se mide en todo momento la presión en la línea de inyección mediante el manómetro situado en la misma.
La línea de salida o de producción (3) permite la salida de fluidos durante la inyección, para asegurar que se satura la muestra completamente con el fluido que se desea, y posteriormente, tras el tiempo transcurrido en cada caso en el ensayo, se puede abrir la válvula de salida y permitir la evacuación del fluido que ha permanecido en el interior de los poros de la muestra, saturándola durante todo el ensayo.
4.
Equipo de contrapresión La línea de salida cuenta con un equipo de contrapresión (8) que permite mantener la salida a una presión distinta de la atmosférica. En el caso de la inyección de CO2, este componente es fundamental puesto que para que el CO2, que se inyecta líquido o gas y pasa a supercrítico por las condiciones de presión y temperatura a la que se encuentra la celda, no cambie de fase, la presión en la salida de la celda debe ser de 74,5 bar = 74,5·105Pa. Un manómetro situado en el equipo de contrapresión, indica la presión a la que está tarado el mismo.
Para alcanzar la presión necesaria en el equipo de contrapresión, se cuenta con una válvula en la línea de “tarado” del equipo de contrapresión (8.1). Cuando se necesita aumentar la presión, se conecta esta línea con la línea de N2 de la pared (8.3), y, con la válvula abierta, se aumenta la presión hasta la deseada. Una vez alcanzada dicha presión, se cierra la válvula (8.1) y se desconecta la línea de la pared.
5. Sistema de calentamiento Para mantener la celda a una temperatura constante y por consiguiente la muestra de roca que se encuentra ubicada en su interior, se ha colocado una camisa (9), construida con teflón, material que no da artefacto al introducir todo el sistema en el escáner (tomografía computada) para observar los cambios que está sufriendo la roca durante todo el ensayo.
Dicha camisa rodea a la celda por la parte donde está colocada la muestra de roca y así consigue estabilizar la temperatura a la que se encuentra la muestra durante todo el ensayo. La temperatura de la camisa se consigue mediante la circulación de aceite de silicona que se calienta en un tanque con una resistencia y se impulsa mediante una bomba (10).
La presente invención se ilustra adicionalmente mediante los siguientes ejemplos, los cuales no pretenden ser limitativos de su alcance.
Configuración dinámica Cálculo de permeabilidad relativa CO2 supercrítico/salmuera (modo “steadystate”), de una muestra de arenisca, a condiciones de almacén. 60ºC y 200 bar (200·105Pa) (equivaldría a una profundidad de 2000m).
Si el ensayo se realiza de modo “steady-state”, se inyectarán ambos fluidos a la vez en el interior de la celda.
Montaje de la celda Se selecciona la muestra de roca de la que se quiere medir su permeabilidad relativa. Se introduce en la camisa de caucho, que posteriormente servirá para transmitir, uniformemente a lo largo de toda la muestra, la presión de confinamiento radial. Se colocan los pistones que cierran los dos extremos de la celda y se conectan las dos
entradas/salidas de la cara A y las dos entradas/salidas de la cara B con sus respectivas válvulas situadas en el panel interior de la estufa. Se coloca el componente que permite alcanzar la presión axial, en uno de los extremos de la celda.
Establecimiento de condiciones de presión y T de almacén (Ej: 60ºC y 200bar·(200·105Pa)) Presión: Se conectan los grupos hidráulicos mediante el panel de válvulas, con los respectivos circuitos (axial y radial) de la celda. Se establecen las consignas de presión radial y axial en los grupos hidráulicos. En el grupo de confinamiento radial, se establece la consigna a 200 bar (200·105Pa) En el grupo de confinamiento axial, por la conversión entre el empuje de la glicerina en el depósito y el desplazamiento del eje sobre el pistón de la celda, se establece la consigna en 38.7bar (38.7·105Pa). Se encienden los grupos y se comienza la inyección de glicerina de ambos confinamientos por las líneas que unen los grupos con el panel de válvulas situado en la pared trasera del horno, y, a través de las líneas que unen las válvulas de la pared del horno con la celda. Se espera a que se estabilice la presión en el punto de consigna.
Temperatura Se regula la temperatura de la estufa a 60ºC y se deja estabilizar todo el montaje durante 48 horas, para asegurar que la roca que está en el interior de la celda, ha adquirido la temperatura de consigna de la estufa.
Equipo de contrapresión Previa a la inyección de fluidos, y después de haber conectado la celda al panel de válvulas interior de la estufa, se aumenta la presión en el equipo de contrapresión hasta la presión deseada mediante el llenado con N2, situado en el panel exterior de la estufa. Posteriormente se eleva la presión de este N2 hasta la presión deseada mediante la bomba hidráulica manual (ENERPAC). Una vez alcanzada la presión, se cierra la válvula y se desconecta el equipo de contrapresión de la línea de la pared.
Inyección de fluidos Tras haber “diseñado” el ensayo, se conecta la bomba de inyección de CO2 con el sistema de válvulas y conexiones del circuito de inyección de CO2 y la bomba de inyección de salmuera con el sistema de válvulas y conexiones del circuito de inyección de salmuera.
Se procede a la inyección de los fluidos desde bombas separadas a caudal o presión constante, según lo que se determine en el diseño del ensayo, y se introducen en las líneas de inyección que están situadas en el panel exterior de la estufa. Posteriormente, los fluidos siguen su curso por las líneas que están ya dentro de la estufa y van atravesando las válvulas que están abiertas.
Después de atravesar las válvulas, por las condiciones de presión y temperatura que se han determinado, el CO2 pasa a fase supercrítica antes de introducirse en la espiral del pistón y la salmuera se mantiene en estado líquido.
Ambos fluidos se mezclan en la espiral del pistón, antes de introducirse, ya mezclados, en el interior de la muestra.
Sensores de presión Existen dos sensores de presión situados en la línea de salmuera que conecta con la cara A y en la línea de salmuera que conecta con la cara B, respectivamente.
Además, entre la cara A de la celda y la cara B, está conectado el diferencial de presión, para medir la diferencia de presión entre ambas caras. Este parámetro es fundamental en los ensayos de permeabilidad relativa/absoluta. Desde el comienzo del ensayo, se registran los valores que marca este diferencial de presión, en los medios de control. Estos medios de control permiten tanto el registro de los parámetros del ensayo, como el tratamiento de dichos datos y posterior cálculo del valor de la permeabilidad relativa.
Recuperación o producción de fluidos Tras atravesar la muestra de roca, situada en el interior de la celda, los fluidos salen por una o las dos tuberías conectadas en las dos salidas de fluidos que tiene la celda. Ambas salidas se juntan en una tubería común, conectada con la válvula de contrapresión.
Válvula de contrapresión La válvula de contrapresión permitirá el paso de los fluidos producidos en la celda, cuando la presión de los mismos sea superior a la presión a la que está tarada la membrana interna de la válvula de contrapresión.
Separador La línea que sale del equipo de contrapresión se dirige al separador, atravesando la pared de la estufa. El separador se encuentra en el panel exterior del horno a presión y temperatura atmosférica. Dicho separador, recibe la mezcla de fluidos que salen de la celda. Como su nombre indica, se separan la fase líquida y la fase gas del fluido de producción. El volumen de fase líquida (en este caso salmuera con algo de CO2 disuelto) se mide en el separador y la fase gas se conduce a través de la conexión pertinente hacia el gasómetro situado encima de la estufa, también a presión y temperatura ambiente.
El volumen producido de salmuera, se va registrando en tiempo real en los medios de control. Este es otro de los parámetros importantes para la determinación de la permeabilidad relativa.
El volumen de salmuera recogido en el separador, puede recircularse de nuevo a la bomba de inyección y establecer un circuito cerrado, pudiéndose, en cualquier caso, retirarla y no volverla a utilizar si se detecta que no está en buenas condiciones para reutilizarse.
En algunos casos, esta posibilidad de recirculación es necesaria puesto que la duración de estos ensayos puede ser de un mes y conviene recircular, aunque se renueve cada cierto tiempo.
Gasómetro La fase gaseosa recogida primeramente en el separador, es conducida al gasómetro. El gasómetro está conectado también a los medios de control y éste va registrando en tiempo real, la producción de gas.
Una vez medido el volumen de gas, éste se expulsa a la atmósfera.
Medios de control Una vez registrados todos los parámetros fundamentales del ensayo, mediante los medios de control, se calculan las curvas de permeabilidad relativa, objeto del ensayo.
Configuración estática
Estudio de la variación de porosidad de una muestra de roca (carbonato) tras la inyección de CO2
Colocación de la muestra en la celda Se rodea a la muestra de un plástico termo-retráctil que impide la difusión del CO2 a través de la camisa de caucho que lo rodea, y pasar a la glicerina de confinamiento radial.
Se introduce la muestra en la camisa de caucho y se coloca en la celda. Se colocan los pistones en los extremos de la celda.
Presión de confinamiento radial Se conecta la bomba a la línea que conecta con la entrada de la celda destinada a la inyección del aceite de confinamiento radial. Dicha línea contiene también un manómetro y una válvula. Una vez alcanzada la presión de confinamiento radial requerida, se cierra la válvula y se desconecta la bomba de la línea de confinamiento radial. Se observa la presión de confinamiento radial, en todo momento, en el manómetro situado en la línea.
Presión de confinamiento axial En el extremo destinado a tal fin, se coloca el componente que alberga la glicerina axial y se conecta a la bomba por la línea donde está situado el manómetro y la válvula. Se sube presión hasta el límite deseado y se cierra la válvula, desconectando la bomba manual y observando en todo momento la presión axial, en el manómetro situado en la línea.
Camisa de temperatura La temperatura se mantiene constante durante todo el ensayo mediante una camisa de teflón que se coloca alrededor de la parte de la celda que alberga al testigo de roca Por dicha camisa circula aceite de silicona caliente en circuito cerrado durante todo el ensayo, manteniendo constante la temperatura del mismo, desde el principio al final.
Equipo de contrapresión Una vez conectada la línea de producción al pistón de salida de la celda, se sube presión del equipo de contrapresión (para los ensayos con CO2 supercrítico, es necesario que la presión del mismo sea de 74.5bar (74.5·105Pa) mínimo, pues es la presión límite para mantener el CO2,en el interior de la celda, en estado supercrítico).
Escáner Una vez estabilizadas las presiones y temperaturas a las que va a estar sometida la muestra de roca durante el ensayo, se traslada la celda al escáner, escáner médico, en el que se adapta la configuración para el estudio de roca en este caso, y se sitúa en el mismo, referenciando una posición (posición de referencia) que posteriormente servirá para situar la celda en el mismo lugar, en las sucesivas imágenes que se tomen de la celda, en el escáner.
Inyección de fluidos Una vez referenciada la posición de la celda con la muestra seca en el escáner, se procede a la conexión de las bombas de inyección de fluidos. En este ensayo (ref, título de epígrafe), se inyecta primeramente salmuera hasta saturar la muestra al 100%. Una vez inyectada la misma (la duración de esta inyección varía según la permeabilidad que tenga la muestra de roca), a la presión máxima de poro, para no fracturar la muestra, se cierra la válvula de la línea de inyección, se desconecta la celda de la bomba de inyección de salmuera y se traslada de nuevo la celda al escáner, donde se obtiene una imagen de la muestra de roca saturada en salmuera. Mediante medios de tratamiento de imágenes, se comparan la imagen inicial (muestra seca) y la imagen final (muestra saturada en salmuera) y se obtiene una idea de la porosidad de la muestra (aunque es aconsejable conocer la porosidad y permeabilidad de la muestra de roca mediante otras técnicas, antes de introducirla en la celda para realizar este ensayo).
Posteriormente se saca la celda del escáner y se le conecta, en la línea de inyección de fluidos, el generador de CO2 supercrítico. Como su nombre indica, genera CO2 supercrítico que se inyecta directamente en la muestra de roca. Conociendo el volumen poroso se sabe la cantidad de CO2 que hay que inyectar en la muestra para que se sature.
Sabiendo que una parte de salmuera se queda retenida en la roca (lo que se denomina saturación de agua irreductible), se inyectará CO2 hasta que por la línea de producción, donde está colocado el equipo de contrapresión, no se produzca más salmuera.
Se cierra la válvula situada en la línea de inyección, se desconecta el generador de CO2 supercrítico de la celda y se cierra la válvula situada en la línea de producción de fluidos.
Escáner Una vez saturada la muestra con CO2 supercrítico, se vuelve a situar la celda en el escáner y se hace topograma de la muestra saturada en CO2.
Posteriormente, con la periodicidad establecida en el ensayo, se van haciendo topogramas de la celda y se van viendo los posibles cambios que puede ir sufriendo la muestra por reacción física o química del CO2 con los minerales de la roca (en el caso de carbonatos, se espera mayor reacción que en el caso de una muestra de arenisca)
Otros ensayos en la muestra Transcurrido el tiempo de ensayo (se aconseja de un año en adelante), se abre la válvula de producción y se recoge el líquido que pueda salir (el gas no se puede recuperar), se bajan presiones de confinamiento axial y radial y se quita la camisa de temperatura que rodea a la muestra.
Entonces se puede hacer tomografía de una zona más concreta de la muestra, se puede visualizar en el microscopio óptico, se puede medir el ph de la roca, por disolución, o hacer una difracción de rayos X para determinar si han aparecido nuevos compuestos químicos. En definitiva, emplear todas las técnicas que den una idea más precisa de los cambios que ha sufrido la roca por la permanencia del CO2 en la misma, durante un tiempo prolongado.
APLICACIÓN INDUSTRIAL Como se ha mencionado anteriormente, la invención resulta imprescindible en la caracterización petrofísica de almacenamientos subterráneos de CO2.
El equipo es necesario para la realización de ensayos de inyección de CO2 supercrítico y salmuera a condiciones de almacén. En el caso de no ser necesario inyectar el CO2 supercrítico, la mezcla de CO2 (gas o líquido) con salmuera requiere del material del que está construido el equipo.
De igual modo, la configuración del equipo y sus componentes, son necesarios para establecer las condiciones de alta presión y temperatura características del almacén. Una de las medidas petrofísicas esenciales a la hora de caracterizar un posible almacén de CO2, o en el terreno de la exploración-producción de hidrocarburos, es la permeabilidad relativa.
En el caso de acuíferos salinos profundos, susceptibles de almacenar CO2, es necesario conocer también cómo se desarrollan los mecanismos trampa del CO2 en el acuífero.
Con el propósito de realizar la medida de permeabilidad relativa en testigos de roca almacén de CO2, con inyección de salmuera (perteneciente al acuífero salino profundo) y CO2 supercrítico, y estudiar los mecanismos trampa de CO2, se desarrolla la presente invención que es capaz de superar las barreras existentes en los equipos hasta el momento:
1.
Poder inyectar la mezcla de salmuera-CO2 supercrítico altamente corrosiva, requiere de un material especial.
2.
Poder mantener en la muestra de roca, la mezcla salmuera-CO2 supercrítico durante períodos largos de tiempo, (los denominados ensayos estáticos).
3.
Poder observar los cambios producidos en la muestra debido a fenómenos químicos o físicos que se producen en el interior de la muestra de roca, por reacciones de la mezcla salmuera-CO2 supercrítico con los minerales de la roca (mineralización), en tiempo real y sin necesidad de variar las condiciones de presión y temperatura a la que está sometida la muestra de roca en el interior del equipo. Todo ello, gracias a un material especial, fibra de carbono,
que permite introducir el equipo en el escáner (tomografía axial computerizada)
4.
Poder someter a la muestra de roca a las presiones (tanto de modo axial como radial) y a las temperaturas reales a las que se encuentra en el subsuelo; lo que hemos denominado condiciones de almacén.
5.
Poder realizar ensayos de inyección de fluidos en ambos sentidos de la muestra de roca (por ambas caras de la celda porta-muestras). Sistema de válvulas y conexiones que permiten direccionar los fluidos.
6.
Inyección de dos fluidos simultáneos o independientes por ambas caras de la celda donde está colocada la muestra de roca.
7.
Poder realizar ensayos de acidificación, para estudio de técnicas de recuperación mejorada de petróleo. Requieren de material que permita la inyección de distintos ácidos a distintas temperaturas.
Un aspecto de la invención se refiere a un equipo para ensayo petrofísico que comprende una celda que comprende: 1a) un cuerpo (1) que comprende una cavidad (1.a) configurada para alojar una
muestra a ser analizada;
1b) dos pistones de entradas/salidas (1.d) que comprende una pluralidad de conductos de entrada (101’, 102’, 103’) y una pluralidad de conductos de salida (101’’, 102’’, 103’’) configurados para permitir una entrada/salida de fluidos;
donde el cuerpo (1) y los pistones de entradas/salidas (1.d) están unidos para conformar una celda estanca.
Conforme a otras características de la invención:
2. Los pistones de entradas/salidas (1.d) comprenden: 2a) un primer conducto de entrada (101’) de un primer fluido configurado para ser conectado a un primer conducto de suministro (101A) del primer fluido; 2b) un primer conducto de salida (101’’) de un primer fluido configurado para ser conectado a un primer conducto de extracción (101B) del primer fluido; 2c) un segundo conducto de entrada (102’) de un segundo fluido configurado para ser conectado a un segundo conducto de suministro (102A) del segundo fluido; 2d) un segundo conducto de salida (102’’) de un segundo fluido configurado para ser
conectado a un segundo conducto de extracción (102B) del segundo fluido; 2e) un tercer conducto de entrada (103’) de un tercer fluido configurado para ser
conectado a un tercer conducto de suministro (103A) del tercer fluido;
2f) un tercer conducto de salida (103’’) de un tercer fluido configurado para ser conectado a un tercer conducto de extracción (103B) del tercer fluido;
3.
El pistón de entradas/salidas (1.d) comprende: 3a) una espiral (100’): 3a1) que comprende un primer conducto de entrada (101’) de un primer fluido en un primer orificio de la espiral; 3a2) que comprende un segundo conducto de entrada (102’) de un segundo fluido en un segundo orificio de la espiral; 3a3) configurada para provocar una mezcla y distribución del primer fluido y del
segundo fluido en la cavidad (1.a). La espiral es una hendidura en la superficie del pistón.
4.
El tercer conducto de entrada (103’) está configurado para que el tercer fluido sea introducido en la cavidad (1.a) según una primera dirección para aumentar una presión en la cavidad (1.a) de modo radial.
5.
El cuarto conducto de entrada (104’) está configurado para que el cuarto fluido sea introducido en la cavidad (1.c) según una segunda dirección para aumentar una presión en el pistón (13) de modo axial.
6.
La primera dirección y la segunda dirección son perpendiculares.
7.
El pistón de entradas/salidas (1.d) está acoplado a un pistón (13) configurado para ser desplazado entre: 7a) una posición de reposo, donde la cavidad (1.a) está a una presión determinada por
un fluido seleccionado entre el tercer fluido, el cuarto fluido y combinaciones de los mismos; 7b) una posición de presión, donde la cavidad (1.a) está a una presión determinada por una disminución de un volumen de la cavidad (1.a).
8.
El equipo para ensayo petrofísico comprende una camisa de caucho (12): 8a) dispuesta recubriendo la muestras de roca situada en la cavidad (1.a); 8b) configurada para impedir una difusión de CO2 hacia la cavidad (1.b).
La camisa antidifusión (12) puede ser de caucho.
9.
El tercer fluido es introducido entre la camisa de caucho (12) y la pared del cuerpo (1), en la cavidad (1.b).
10.
El equipo para ensayo petrofísico comprende un envoltorio antidifusión (14) configurado para envolver la muestra e impedir una difusión de CO2 hacia la camisa de caucho (12). El envoltorio antidifusión (13) puede ser de plástico termo-retráctil.
11.
El equipo para ensayo petrofísico comprende una camisa de temperatura (9): 11a) alrededor de una zona exterior del cuerpo (1) que corresponde con la cavidad
(1.a); 11b) que comprende medios de conducción de fluido térmico; 11c) configurada para mantener constante una temperatura de la cavidad (1.a). Este caso definido en el punto 11 es para la configuración estática del equipo. En esta configuración no hay estufa, y la celda está fuera de la estufa recubierta de una camisa de teflón que es la que da temperatura.
12.
La cavidad (1.a) es cilíndrica, de longitud L y diámetro D.
13.
0,5Dlt;Llt;2D.
14.
El primer fluido es CO2.
15.
El segundo fluido es salmuera.
16.
El tercer fluido es glicerina.
17.
El cuarto fluido es glicerina.
18.
El cuerpo (1) comprende un depósito de fluido para presión de confinamiento radial
(1.b) y un depósito de fluido para presión de confinamiento axial (1.c).

Claims (19)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Equipo para ensayo petrofísico caracterizado por que comprende una celda que comprende: 1a) un cuerpo (1) que comprende una cavidad (1.a) configurada para alojar una
    muestra a ser analizada;
    1b) dos pistones de entradas/salidas (1.d) que comprende una pluralidad de conductos de entrada (101’, 102’, 103’) y una pluralidad de conductos de salida (101’’, 102’’, 103’’) configurados para permitir una entrada/salida de fluidos;
    donde el cuerpo (1) y los pistones de entradas/salidas (1.d) están unidos para conformar una celda estanca.
  2. 2.
    Equipo para ensayo petrofísico según la reivindicación 2 caracterizado por que los pistones de entradas/salidas (1.d) comprenden: 2a) un primer conducto de entrada (101’) de un primer fluido configurado para ser
    conectado a un primer conducto de suministro (101A) del primer fluido; 2b) un primer conducto de salida (101’’) de un primer fluido configurado para ser conectado a un primer conducto de extracción (101B) del primer fluido; 2c) un segundo conducto de entrada (102’) de un segundo fluido configurado para ser conectado a un segundo conducto de suministro (102A) del segundo fluido; 2d) un segundo conducto de salida (102’’) de un segundo fluido configurado para ser conectado a un segundo conducto de extracción (102B) del segundo fluido; 2e) un tercer conducto de entrada (103’) de un tercer fluido configurado para ser conectado a un tercer conducto de suministro (103A) del tercer fluido; 2f) un tercer conducto de salida (103’’) de un tercer fluido configurado para ser conectado a un tercer conducto de extracción (103B) del tercer fluido;
  3. 3.
    Equipo para ensayo petrofísico según cualquiera de las reivindicaciones 1-2 caracterizado por que el pistón de entradas/salidas (1.d) comprende: 3a) una espiral (100’):
    3a1) que comprende un primer conducto de entrada (101’) de un primer fluido en un primer orificio de la espiral; 3a2) que comprende un segundo conducto de entrada (102’) de un segundo fluido en un segundo orificio de la espiral; 3a3) configurada para provocar una mezcla y distribución del primer fluido y del segundo fluido en la cavidad (1.a).
  4. 4.
    Equipo para ensayo petrofísico según cualquiera de las reivindicaciones 2-3 caracterizado por que: 4a) el tercer conducto de entrada (103’) está configurado para que el tercer fluido sea
    introducido en la cavidad (1.a) según una primera dirección para aumentar una presión en la cavidad (1.a) de modo radial.
  5. 5.
    Equipo para ensayo petrofísico según cualquiera de las reivindicaciones 2-4 caracterizado por que: 5a) el cuarto conducto de entrada (104’) está configurado para que el cuarto fluido sea
    introducido en la cavidad (1.c) según una segunda dirección para aumentar una presión en el pistón (13) de modo axial.
  6. 6.
    Equipo para ensayo petrofísico según las reivindicaciones 4-5 caracterizado por que la primera dirección y la segunda dirección son perpendiculares.
  7. 7.
    Equipo para ensayo petrofísico según cualquiera de las reivindicaciones 2-6 caracterizado por que el pistón de entradas/salidas (1.d) está acoplado a un pistón
    (13) configurado para ser desplazado entre:
    7a) una posición de reposo, donde la cavidad (1.a) está a una presión determinada por un fluido seleccionado entre el tercer fluido, el cuarto fluido y combinaciones de los mismos;
    7b) una posición de presión, donde la cavidad (1.a) está a una presión determinada por una disminución de un volumen de la cavidad (1.a).
  8. 8.
    Equipo para ensayo petrofísico según cualquiera de las reivindicaciones 1-7 caracterizado por que comprende una camisa de caucho (12): 8a) dispuesta recubriendo la muestra de roca situada en la cavidad (1.a); 8b) configurada para impedir una difusión de CO2 hacia la cavidad (1.b).
  9. 9.
    Equipo para ensayo petrofísico según la reivindicación 8 caracterizado por que el tercer fluido es introducido entre la camisa de caucho (12) y la pared del cuerpo (1), en la cavidad (1.b).
  10. 10.
    Equipo para ensayo petrofísico según cualquiera de las reivindicaciones 1-9
    caracterizado por que comprende un envoltorio antidifusión (14) configurado para envolver la muestra e impedir una difusión de CO2 hacia la camisa de caucho (12).
  11. 11.
    Equipo para ensayo petrofísico según cualquiera de las reivindicaciones 1-9 caracterizado por que comprende una camisa de temperatura (9): 11a) alrededor de una zona exterior del cuerpo (1) que corresponde con la cavidad
    (1.a); 11b) que comprende medios de conducción de fluido térmico; 11c) configurada para mantener constante una temperatura de la cavidad (1.a).
  12. 12.
    Equipo para ensayo petrofísico según cualquiera de las reivindicaciones 1-11 caracterizado por que la cavidad (1.a) es cilíndrica, de longitud L y diámetro D.
  13. 13.
    Equipo para ensayo petrofísico según la reivindicación 12 caracterizado por que 0,5Dlt;Llt;2D.
  14. 14.
    Equipo para ensayo petrofísico según cualquiera de las reivindicaciones 1-13 caracterizado por que el primer fluido es CO2.
  15. 15.
    Equipo para ensayo petrofísico según cualquiera de las reivindicaciones 1-14 caracterizado por que el segundo fluido es salmuera.
  16. 16.
    Equipo para ensayo petrofísico según cualquiera de las reivindicaciones 1-15 caracterizado por que el tercer fluido es glicerina.
  17. 17.
    Equipo para ensayo petrofísico según cualquiera de las reivindicaciones 1-16 caracterizado por que el cuarto fluido es glicerina.
  18. 18.
    Equipo para ensayo petrofísico según cualquiera de las reivindicaciones 1-17 caracterizado por que el cuerpo (1) comprende un depósito de fluido para presión de confinamiento radial (1.b) y un depósito de fluido para presión de confinamiento axial (1.c).
    OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS
    N.º solicitud: 201231913
    ESPAÑA
    Fecha de presentación de la solicitud: 07.12.2012
    Fecha de prioridad:
    INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA
    51 Int. Cl. : G01N15/08 (2006.01) G01N23/02 (2006.01)
    DOCUMENTOS RELEVANTES
    Categoría
    56 Documentos citados Reivindicaciones afectadas
    X
    WO 2004019029 A1 (NORSK HYDRO ASA) 04.03.2004, página 2, línea 31 – página 3, línea 16; página 6, línea 26 – página 8, línea 14; página 9, línea 29 – página 10, línea 6; figuras 1,4. 1-18
    X
    CSIRO, “Petroleum Geoscience: Rock Mechanics Testing”, 5 agosto 2010, actualizado febrero 2012, [recuperado el 12.02.2014], recuperado de internet: lt;URL: http://www.csiro.au/Organisation-Structure/Divisions/Earth-Science-Resource-Engineering/Rock-mechanics-testing.aspxgt; 1-18
    X
    R. SHUKLA, P.G. RANJITH, S.K. CHOI, A. HAQUE, “A Novel Testing Apparatus for Hydromechanical Investigation of Rocks: Geo-Sequestration of Carbon dioxide”, Rock Mechanics and Rock Engineering, Noviembre 2012, Volume 45, Issue 6, pp 1073-1085, resumen, [recuperado el 12.02.2014], recuperado de internet: lt;URL: http://link.springer.com/article/10.1007/s00603-012-0241-2gt; 1-18
    X
    CSIRO, “High Pressure, High Temperature, Triaxial Cell”, 12 Mayo 2011, actualizado Octubre 2011, [recuperado el 12.02.2014], recuperado de internet: lt;URL: http://www.csiro.au/Organisation-Structure/Divisions/Earth-Science--ResourceEngineering/High-Pressure-High-Temperature-Triaxial-Cell.aspxgt; 1-18
    A
    BASE DE DATOS WPI en Derwent Publications Ltd., (Londres, GB), CN 102411044 A (UNIV CHINA PETROLEUM) 11.04.2012, resumen; figura 1. 1
    Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud
    El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones □ para las reivindicaciones nº:
    Fecha de realización del informe 13.02.2014
    Examinador R. San Vicente Domingo Página 1/5
    INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA
    Nº de solicitud: 201231913
    Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación) G01N Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de
    búsqueda utilizados) INVENES, EPODOC, WPI
    Informe del Estado de la Técnica Página 2/5
    OPINIÓN ESCRITA
    Nº de solicitud: 201231913
    Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 13.02.2014
    Declaración
    Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986)
    Reivindicaciones Reivindicaciones 2-6,10,11,13-18 1,7-9,12 SI NO
    Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986)
    Reivindicaciones Reivindicaciones 1-18 SI NO
    Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986).
    Base de la Opinión.-
    La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.
    Informe del Estado de la Técnica Página 3/5
    OPINIÓN ESCRITA
    Nº de solicitud: 201231913
    1. Documentos considerados.-
    A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.
    Documento
    Número Publicación o Identificación Fecha Publicación
    D01
    WO 2004019029 A1 (NORSK HYDRO ASA) 04.03.2004
    D02
    CSIRO, “Petroleum Geoscience: Rock Mechanics Testing” 5 agosto 2010
    D03
    R. SHUKLA, P.G. RANJITH, S.K. CHOI, A. HAQUE, “A Novel Testing Apparatus for Hydromechanical Investigation of Rocks: Geo-Sequestration of Carbon dioxide” Noviembre 2012
    D04
    CSIRO, “High Pressure, High Temperature, Triaxial Cell” 12 Mayo 2011
    D05
    CN 102411044 A (UNIV CHINA PETROLEUM) 11.04.2012
  19. 2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaración
    El documento D01 constituye el estado de la técnica más próximo a nuestra solicitud. En dicho documento, nos encontramos con un equipo para ensayo petrofísico que comprende una celda que a su vez comprende un cuerpo con una cavidad para alojar una muestra (3) a ser analizada, y dos pistones de entrada y salida (142a, 142b) que comprende una pluralidad de conductos de entrada (13a) y una pluralidad de conductos de salida (13b) para permitir la entrada y salida de fluidos (134), y donde el cuerpo y los pistones de entrada y salida están unidos para conformar una celda estanca. Por lo tanto no existe diferencia alguna entre el documento D01 y la 1ª reivindicación de la solicitud objeto de estudio, quedando la novedad de dicha primera reivindicación totalmente cuestionada con el documento D01.
    Con respecto a las reivindicaciones 2ª a 18ª también diríamos que no incluyen ninguna característica técnica que en combinación con la las características de la reivindicación 1ª de la que dependen, cumplan con los requisitos de novedad o actividad inventiva, por los siguientes motivos:
    -
    Reivindicación 2ª: En el caso del documento D01 se dispondría de dos conductos de entrada de un primer y segundo fluido de entrada, de dos conductos de salida para dichos primer y segundo fluido, y de un tercer conducto de entrada para el fluido de presurización, únicamente faltaría respecto del equipo de nuestra invención un tercer conducto de salida de extracción de dicho tercer fluido, pero dicho elemento se considera un simple modo de realización y perfectamente conocido en el estado de la técnica para un experto en la materia, por lo tanto esta 2ª reivindicación no se considera que implique actividad inventiva por resultar obvio el incluir un conducto de salida para la despresurización de la cavidad donde se encuentra la muestra.
    -
    Reivindicación 3ª: la inclusión de una espiral para provocar una mezcla y distribución del primer y segundo fluido, también resulta un modo de realización de la invención que no produce un efecto técnico sorprendente en la invención, luego se considera que a dicha característica le falta actividad inventiva.
    -
    Reivindicaciones 4ª, 5ª y 6ª: La configuración de introducir los conductos de entrada de una forma radial o axial, y con ambas direcciones perpendiculares entre sí, resulta una disposición totalmente conocida en el estado de la técnica, como es el caso de los equipos de análisis de muestras de los documentos D02 a D04, que disponen de las denominadas celdas triaxiales, por lo tanto ninguna de dichas reivindicaciones aporta novedad ni actividad inventiva.
    -
    Reivindicación 7ª: El acople de un pistón o cilindro para desplazarse entre una posición de reposo y una posición de presión dentro de la cavidad donde se introduce la muestra, también resulta una característica conocida y descrita en un modo de realización del documento D01 (Página 9, líneas 29-31).
    -
    Reivindicaciones 8ª, 9ª y 10ª: la camisa de caucho para recubrir la muestra de roca y evitar la difusión de dióxido de carbono hacia la cavidad y que la muestra le llegue el fluido de presurización está descrita en el documento D01 (página 7, líneas 8-13), y el que hubiera otro envoltorio antidifusión previo no dejaría de ser más que otra forma de realización de la invención, con lo cual dichas reivindicaciones carecen de novedad y actividad inventiva.
    -
    Reivindicación 11ª: la camisa de temperatura alrededor del cuerpo que comprende la cavidad con la muestra, es una característica también conocida del estado de la técnica y que quedaría descrita en el documento tanto en el documento D05 como implícitamente en cualquiera de los documentos D02 a D04, que requieren un equipo de ensayo expuesto a altas temperaturas.
    -
    Reivindicaciones 12ª a 17ª: Tanto las dimensiones de la celda como la particularización de los fluidos a utilizar en el equipo para ensayo petrofísico, no producen ningún efecto técnico sorprendente relacionado con el problema de la invención, por lo tanto dichas reivindicaciones carecen o bien de novedad o bien de actividad inventiva.
    Informe del Estado de la Técnica Página 4/5
    OPINIÓN ESCRITA
    Nº de solicitud: 201231913
    -
    Reivindicación 18ª: El depósito de fluido de presurización queda descrito en el documento D01 (figura 1, leyenda 122) y el hecho de que sean varios y en una disposición tanto radial como axial también quedaría cuestionado y evidente a partir a de cualquiera de las realizaciones de celda triaxial como las descritas en los documentos D02 a D04, con lo cual también quedaría cuestionada su actividad inventiva.
    Con respecto al resto de documentos D02 a D04, todos ellos equipos de ensayo petrofísico capaces de reproducir las
    condiciones de presión y temperatura de un almacenamiento geológico, para poder llevar a cabo un posterior estudio del comportamiento de la muestra roca una vez sometido a dichas condiciones, diríamos que aunque no se desarrollen específicamente los elementos de los que está compuesto el propio equipo, dado que todos ellos disponen de una configuración triaxial de la celda y dado que todos podrían llevar a cabo la misma función que el equipo de la solicitud objeto de invención y de una manera totalmente equivalente, diríamos que el conjunto de las reivindicaciones 1ª a 18ª también quedaría antecedida en cuanto a su actividad inventiva a partir de cualquiera de los documentos D02 a D04. El documento D05, que refleja el estado de la técnica anterior, ha sido citado como ejemplo de equipo de ensayo petrofísico con una manta térmica alrededor de la celda para conseguir un nivel de temperatura óptimo y constante.
    A modo de resumen, podríamos concluir que en el equipo de ensayo petrofísico descrito en las reivindicaciones 1ª a 18ª de la presente solicitud no se aprecia o novedad o actividad inventiva a partir de cualquiera de los documentos D01 a D04, y por lo tanto la patentabilidad de la invención se vería cuestionada conforme a los artículos 6 y 8 de la ley 11/86 de patentes
    Informe del Estado de la Técnica Página 5/5
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