BRPI0909681B1

BRPI0909681B1 - Método para vedar um espaço anular entre um poço tubular e a formação em torno ou entre os tubos de um sistema de furo de poço e ferramenta de injeção de fundo de poço

Info

Publication number: BRPI0909681B1
Application number: BRPI0909681-7A
Authority: BR
Inventors: Wilhelmus Hubertus Paulus Maria Heijnen
Original assignee: Maersk Olie Og Gas A/S
Priority date: 2008-03-06
Filing date: 2009-03-04
Publication date: 2019-05-21
Also published as: DK178742B1; DK2255062T3; US20120085540A1; EP2255062A1; BRPI0909681A2; EP2255062B1; NO2255062T3; US8936097B2; DK200800331A; WO2009109599A1

Abstract

método para vedar um espaço anular entre um poço tubular e a formação em torno ou entre os tubos de um sistema de furo de poço e ferramenta de injeção de fundo de poço a presente invenção refere-se ao método e ao aparelho para injeção no fundo de poço de um ou mais fluidos de tratamento, e especialmente para prover um ou mais selos em um espaço anular entre um poço tubular e a formação ao redor ou entre tubos de um sistema de furo de poço, o dito método compreendendo as etapas de carregar o ou cada fluido de tratamento separadamente em um ou mais recipientes de fluido (2,3) dispostos em uma ferramenta de injeção (1), cada recipiente compreendendo as paredes do recipiente ao redor do fluido no recipiente do fluido, e uma abertura de saída, diminuindo o corpo da ferramenta de injeção no furo de poço ou no poço tubular para uma posição predeterminada, bombeando os fluidos de cada recipiente de fluido (2, 3) no furo de poço ou no poço tubular.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para MÉTODO PARA VEDAR UM ESPAÇO ANULAR ENTRE UM POÇO TUBULAR E A FORMAÇÃO EM TORNO OU ENTRE OS TUBOS DE UM SISTEMA DE FURO DE POÇO E FERRAMENTA DE INJEÇÃO DE FUNDO DE POÇO.

CAMPO DA INVENÇÃO [001] A presente invenção refere-se ao campo da recuperação de petróleo a partir de um furo.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO [002] Para a recuperação de petróleo um poço é perfurado e um poço tubular tal como um invólucro ou um revestimento é introduzido no poço. O diâmetro externo do poço tubular é menor que o diâmetro interno do poço, formando assim um espaço anular entre o poço tubular e o poço. O poço tubular é perfurado em uma ou mais zonas, a fim de facilitar o fluxo de hidrocarbonetos para o fluxo tubular e posterior a montante para a recuperação. Ocasionalmente os materiais contaminantes, tais como água e areia são produzidos junto com os hidrocarbonetos, a partir de uma parte das formações subterrâneas em torno do poço tubular. Nestas situações é aconselhável selar o poço tubular a partir de uma ou mais partes do espaço anular. Também em outra situação ele pode ser desejável para vedar o espaço anular.

[003] Para selar uma parte desejada de, por exemplo, um poço, uma possibilidade é isolar a parte interna do poço tubular usando embaladores temporários. Cimento ou outra composição capaz de endurecer é então bombeado para a zona isolada para selar as aberturas perfuradas na parte desejada do poço tubular. Se a produção for posteriormente desejada a partir de uma zona situada a jusante do invólucro, remoção ou penetração do selo é requerida.

[004] No passado, a colocação de um fluido de tratamento, por exemplo, um ácido, um polímero, ou cimento, dentro de um poço que

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2/9 foi acompanhado pelo uso de um removedor de pastas (“bailer”), que é introduzida no poço em uma linha de cabo ou similar. O removedor de pastas contém um volume específico e é possível ativar devido à diferença de densidade do fluido de tratamento em relação ao fluido natural presente no furo no momento e local do tratamento. Mesmo os sistemas de removedores de pasta modificados não entregam satisfatoriamente uma determinada quantidade de um fluido de tratamento no local exato, especialmente em poços altamente desviados ou no poço tubular, que se tornou torcido (“cork-screwed”). Assim, uma série de outros sistemas foi criada para a implantação de um fluido de tratamento em um local adequado para, por exemplo, fornecer um selo.

[005] A U.S. 6,955,216 descreve um dispositivo para injetar um fluido em uma formação de terra em torno de um poço. O dispositivo compreende um corpo apropriado para ser disposto em um poço, e provido com uma câmara de fluido para armazenamento de selante adequado e um par de embaladores infláveis dispostos para isolar uma parte do furo de poço entre os embaladores ao inflar a embalagem. O selante apropriado em seguida, injetado por meio de pistão de trabalho sob pressão contra a pressão ao redor para a formação através de perfurações isoladas entre os embaladores. A composição selante é descrita para ser um material adequado, tal como uma composição vulcanizada ou não vulcanizada de borracha.

[006] A U.S. 4,972,906 descreve a utilização de uma mistura de um material epóxi fluido e um endurecedor para tapar uma zona de uma zona subterrânea. O material epóxi utilizado é mais pesado que o fluido no poço, e é ainda caracterizado como sendo isento de sólidos e possuindo uma baixa viscosidade à temperatura e pressão no fundo de poço. O material é colocado em um poço através da utilização de um removedor de pasta de deslocamento positivo.

[007] A U.S. 5,582,251 descreve um misturador de fundo de poço

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3/9 possuindo compartimentos separados para conter dois ou mais compostos diferentes para serem misturados no fundo de poço in situ. Este misturador de fundo de poço compreende um pistão disposto tanto para quebrar uma vedação entre cada compartimento, e para a condução dos constituintes misturados através de uma tomada contra o fundo de poço em torno da pressão no furo de poço para fornecer uma tomada de ponte, um embalador ou outra função de fundo poço.

É evidente que é importante colocar selos, tomadas e similares na posição correta e para garantir a mistura adequada dos constituintes para assegurar a sua função correta e, portanto, não existe um processo contínuo de desenvolvimento de aparelhos e procedimentos novos e aperfeiçoados para a introdução de selos ou tomadas ou similares em um poço e, especialmente, em um espaço anular entre um poço tubular e a formação ao redor.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO [008] De acordo com a invenção são providos um método e um aparelho para injeção no fundo de poço de um ou mais fluidos de tratamento e, especialmente, para prover um ou mais selos em um espaço anular entre um poço tubular e a formação em torno ou entre os tubos de um sistema de furo de poço, o dito método compreendendo as etapas de

a) carregar o ou cada fluido de tratamento separadamente em um ou mais recipientes de fluido dispostos em uma ferramenta de injeção, cada recipiente compreendendo paredes do recipiente em torno do fluido no recipiente de fluido e uma abertura de saída,

b) descer o corpo da ferramenta de injeção para o furo de poço ou o poço tubular para uma posição predeterminada,

c) expor pelo menos uma parte do exterior das paredes do recipiente de fluido para a pressão em torno do furo de poço,

d) permitir que pelo menos uma parte de cada uma das pa

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4/9 redes de recipientes de fluido desloque dentro do corpo da ferramenta de depósito sob as forças exercidas sobre as paredes do recipiente de fluido pela pressão ao redor do furo de poço,

e) bombear os fluidos de cada recipiente fluido para o furo de poço ou o poço tubular.

[009] É, pelo conseguinte, conseguido que as mixagens precisas e posicionamento dos fluidos sejam possíveis sem o uso de bombas e motores de carga pesada, devido à alta pressão em torno do fundo de poço agindo para ajudar a condução de fluidos para fora dos recipientes.

[0010] A invenção é especialmente vantajosa em uma modalidade em que pelo menos dois fluidos diferentes, tais como um componente básico e sua cura ou componente de expansão devem ser injetados no fundo de poço, em que cada fluido é bombeado para fora de cada recipiente de fluido em um volume predeterminado em relação ao outro.

[0011] A fim de evitar que os componentes reajam uns com os outros nas bombas, é vantajoso usar bombas separadas conectadas em cada recipiente de fluido.

[0012] A fim de garantir a mistura correta dos fluidos, uma série de modalidades preferidas adicionais é descrita.

[0013] Neste contexto, é especialmente vantajoso usar bombas de deslocamento positivo para o bombeamento de cada fluido, e para usar um único motor para a condução de todas as bombas.

[0014] Preferencialmente, as bombas estão cada uma possuindo um eixo de acionamento conectado ao motor único para a condução de cada bomba, e em que as bombas são selecionadas possuindo um deslocamento predeterminado de fluidos por revolução do eixo de acionamento estando em relação ao outro pela mesma razão, tal como definido pelo volume predeterminado de fluidos.

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5/9 [0015] Em uma modalidade mais vantajosa, os recipientes de fluido possuem paredes do recipiente sendo elástico ou plástico deformável e sendo desmontável, sob a pressão em torno do furo de poço. Especialmente o recipiente do fluido pode ser feito como um cartucho descartável ou recarregável possuindo um tubo tendo uma primeira extremidade se estendendo no interior do recipiente de fluido e, através da parede do recipiente, e outra extremidade do lado externo do recipiente, a outra extremidade do tubo formando a saída do recipiente de fluido.

[0016] Nessa relação é preferível que uma pluralidade de furos seja feita no tubo em diferentes posições ao longo da sua primeira extremidade, a fim de permitir que o fluido no recipiente de fluido entre na tubulação, e evitando assim a parede elástica ou recolhida bloqueando o fluxo de fluido.

[0017] Em uma modalidade preferida adicional, os recipientes de fluidos, e as bombas e motores estão dispostos dentro de uma ferramenta de injeção de invólucro para proteção, e onde o invólucro da ferramenta de injeção está possuindo aberturas permitindo pressão ambiente até atingir pelo menos parte de dentro da ferramenta de injeção do invólucro contendo os recipientes de fluido.

[0018] De acordo com a invenção, uma ferramenta de injeção de fundo de poço também é sugerida para injetar pelo menos um fluido em uma posição predeterminada em um furo de poço e, especialmente, para fornecer um ou mais selos em um espaço anular entre um poço tubular e a formação em torno ou entre os tubos de um sistema de furo de poço, o dito fundo de poço que injeta a ferramenta compreende pelo menos um recipiente de fluido cada um possuindo uma saída recipiente de fluido conectada a uma bomba e um motor disposto para bombear os fluidos do reservatório e no furo de poço, e onde cada recipiente de fluido compreende paredes do recipiente em torno o fluido

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6/9 no recipiente, e no qual a ferramenta de injeção é construída de tal forma que pelo menos a parte externa das paredes do recipiente esteja aberta à pressão ambiente em torno da ferramenta de injeção, e que a referida pelo menos parte externa das paredes do recipiente é deslocável dentro da ferramenta de injeção.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A invenção será agora descrita em mais detalhes à espera de referência para o desenho da figura 1 mostrando esquematicamente uma seção longitudinal da ferramenta de injeção do fundo de poço de acordo com a presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA MODALIDADE PREFERIDA [0019] O sistema de injeção de acordo com a figura 1 compreende um invólucro 1 possuindo uma seção transversal de modo que o invólucro completo 1 pode ser baixado em um furo de poço, ou um revestimento interno em um furo de poço (não mostrado). Normalmente a seção transversal do invólucro seria cilíndrica, mas outras secções podem ser utilizadas no escopo da invenção. No invólucro estão dispostos dois cartuchos 2 e 3, cada um contendo fluido a ser injetado no furo de poço ou revestimento interno no furo de poço.

[0020] O invólucro 1 também contém duas bombas 4, 5, respectivamente, sendo conectadas aos cartuchos 2, 3, através dos tubos 11, 12 que se estendem do interior de cada cartucho 2, 3, respectivamente, e à entrada de cada bomba 4, 5. A partir de cada bomba 4, 5 é disposto um tubo de saída 7, 8, respectivamente, se estendendo ao longo do interior do invólucro 1 passado o cartucho 3 e ainda através do invólucro 1, onde os tubos 7, 8 terminam fora do invólucro 1 definindo as saídas de fluido 9, 10 para injeção de fluidos ao furo de poço ou o revestimento interno em um furo de poço.

[0021] Dentro dos cartuchos 2, 3 dos tubos 11, 12 existe uma pluralidade de furos 15, permitindo que o fluido em cada cartucho entre

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7/9 nos tubos 11,12.

[0022] As bombas 4, 5 são conduzidas através de eixos de condução 13 por meio de um único motor elétrico 6, e o motor 6 pode ser operado e controlado a partir do exterior por meio de controle e/ou cabos de energia ou por sinalização sem fio combinados com um pacote de energia elétrica interna disposta no motor. Muitas soluções diferentes para controlar o motor podem ser sugeridas, sem afastar a ideia da invenção e, portanto, tais meios não são descritos no desenho.

[0023] Após a ativação do motor elétrico 6 e as bombas 4, 5, será possível bombear fluidos a partir dos cartuchos 2, 3 e fora do invólucro 1, através das saídas de fluidos 9, 10.

[0024] De acordo com a invenção, uma pluralidade de furos 16 é feita no invólucro 1, de modo que o interior do invólucro recebe uma mesma pressão hidrostática como a pressão no furo de poço, de modo que esta pressão ajuda a esvaziar os dois cartuchos 2, 3.

[0025] Uma pessoa versada na técnica apreciaria que a ferramenta de injeção é possível construir usando um número muito limitado de componentes, quando utilizando um único motor 6 conduzindo tanto as bombas 4, 5, e especialmente ao usar bombas de deslocamento positivo 4, 5, porque isso de um lado torna possível evitar válvulas separadas para reter os fluidos nos cartuchos durante a descida do invólucro em um furo de poço ou um revestimento interno no furo de poço, e do outro lado garante a mistura exata dos fluidos com a proporção correta de mistura, quando as bombas são selecionadas possuindo uma relação de deslocamento por revolução do eixo de condução 13 sendo a mesma que a relação selecionada de mistura de fluidos.

[0026] Mesmo a figura 1 descreve uma ferramenta injetável possuindo dois cartuchos separados, a presente invenção também se aplica à injeção de ferramentas que possuem um ou mais que dois cartuchos no invólucro, bem como as bombas necessárias para cada

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8/9 cartucho. Os projetos semelhantes podem ser feitos para os sistemas de fluido compostos de um único ou mais de dois componentes.

[0027] Todas as referências, incluindo publicações, pedidos de patentes e patentes, citados aqui são incorporados por referência, na sua totalidade e na mesma medida, como se cada referência fosse individual e especificamente indicada para ser incorporada por referência e foram estabelecidos na íntegra aqui, independentemente de qualquer incorporação provida separadamente de documentos particulares feita no presente acordo.

[0028] O uso dos termos o um, uma e referências similares no contexto da descrição da invenção deve ser interpretado no sentido de abranger tanto o singular e o plural, a menos que de outro modo indicado neste documento ou em clara contradição com o contexto.

[0029] Salvo disposição em contrário, todos os valores exatos aqui fornecidos são representativos dos correspondentes valores aproximados (por exemplo, todos os valores exatos exemplares providos em relação a um determinado fator ou medição podem ser considerados para também fornecer uma medida aproximada correspondente, alterada pelo a cerca de, sempre que necessário).

[0030] A descrição aqui de qualquer aspecto ou modalidade da invenção usando termos como compreendendo, possuindo, incluindo, ou contendo, com referência a um elemento ou elementos destina-se a fornecer suporte para um aspecto similar ou modalidade da invenção que consiste em, consiste essencialmente em ou substancialmente compreende que determinado elemento ou elementos, salvo indicação em contrário ou em clara contradição com o contexto (por exemplo, uma composição aqui descrita como compreendendo um elemento particular deve ser entendida como também descrevendo uma composição desse elemento, salvo indicação em contrário ou em clara contradição com contexto).

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9/9 [0031] Todos os títulos e subtítulos são usados aqui apenas por conveniência e não devem ser interpretados como limitando a invenção de alguma forma.

[0032] O uso de qualquer e todos os exemplos, ou a linguagem exemplar (por exemplo, tal como), provido aqui, é destinado apenas para iluminar melhor a invenção e não representa uma limitação do escopo de aplicação da invenção, a menos que de outra forma reivindicado. Nenhuma linguagem de especificação deve ser interpretada como uma indicação de qualquer elemento não reivindicado como essencial para a prática da invenção.

[0033] A citação e a incorporação de documentos de patente aqui são feitas apenas por conveniência e não refletem qualquer ponto de vista da validade, patenteabilidade e/ou exigibilidade de documentos de patentes.

[0034] Esta invenção inclui todas as modificações e seus equivalentes do assunto recitado nas concretizações e/ou aspectos em anexo, conforme permitido pela legislação aplicável.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método para vedar um espaço anular entre um poço tubular e a formação em torno ou entre os tubos de um sistema de furo de poço, o dito método compreendendo as etapas de

a) carregar um ou mais fluidos de tratamento separadamente em um ou mais recipientes de fluido (2, 3) dispostos em um corpo de ferramenta de injeção (1) que envolve o um ou mais recipientes de fluido (2, 3), cada do um ou mais recipientes de fluido (2, 3) compreendendo paredes do recipiente (2, 3) em torno do um ou mais fluidos de tratamento no recipiente de fluido (2, 3), sendo que um espaço interior dos um ou mais recipientes de fluido (2, 3) está em comunicação fluida com o espaço anular através das uma ou mais respectivas aberturas de saída dos um ou mais recipientes (2, 3),

b) descer o corpo de ferramenta de injeção (1) no furo de poço ou no poço tubular para uma posição predeterminada, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente as etapas de:

c) expor pelo menos uma parte do lado externo das paredes do recipiente (2, 3) a uma pressão ao redor no poço através de aberturas (16) no corpo de ferramenta de injeção (1),

d) permitir que pelo menos uma parte de cada uma das uma ou mais paredes de recipientes de fluido (2, 3) se desloque dentro do corpo da ferramenta sob as forças exercidas sobre as paredes do recipiente (2, 3) pela pressão ao redor do furo de poço,

e) bombear os um ou mais fluidos de tratamento de cada um dos um ou mais recipiente de fluido (2, 3) para o furo de poço ou o poço tubular através das uma ou mais respectivas aberturas de saída dos um ou mais recipientes (2, 3).
2. Método, de acordo a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos dois fluidos de tratamento diferentes são injetados, o método compreendendo adicionalmente a etapa de: bombear

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2/4 cada um dos um ou mais fluidos de tratamento para fora de cada um dos ou um ou mais recipientes de fluido (2, 3) em um volume predeterminado em relação ao outro.
3. Método, de acordo a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente conectar as uma ou mais respectivas bomba (4, 5)s a cada um dos um ou mais recipientes de fluido (2, 3).
4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente bombear cada um dos pelo menos 2 fluidos de tratamento com bombas (4, 5) de deslocamento positivo.
5. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente acionar as uma ou mais respectivas bombas (4, 5) conectadas ao um ou mais recipientes de fluido (2, 3) e as bombas (4, 5) de deslocamento positivo com um único motor (6).
6. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que as bombas (4, 5) separadas são conectadas a cada um dos um ou mais recipientes de fluido (2, 3) e as bombas (4, 5) de deslocamento positivo são conectadas ao único motor (6) através de um eixo de acionamento (13), e sendo que as bombas (4, 5) respectivas são selecionadas com um deslocamento predeterminado de fluidos por revolução do eixo de acionamento (13) sendo um em relação ao outro pela mesma razão, tal como definido pelo volume predeterminado de fluidos.
7. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente as paredes do recipiente dos recipientes de fluido (2, 3) são elásticas ou plásticas deformáveis e desmontáveis sob a pressão em torno do furo de poço.
8. Ferramenta de injeção de fundo de poço para prover um

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3/4 ou mais selos em uma posição predeterminada em um espaço anular entre um poço tubular e a formação em torno ou entre os tubos de um sistema de furo de poço, a dita ferramenta de injeção no fundo de poço compreendendo:

pelo menos um recipiente de fluido (2, 3) possuindo uma saída do recipiente de fluido (2, 3) conectada a uma bomba e um motor (6) disposto dentro da ferramenta de injeção de fundo do poço para bombear fluidos fora do pelo menos um recipiente (2, 3) e para o furo de poço, e onde o pelo menos um recipiente de fluido (2, 3) compreende paredes do recipiente (2, 3) em torno do pelo menos um fluido no pelo menos um recipiente do fluido (2, 3), caracterizado pelo fato de que a ferramenta de injeção de fundo do poço é construída de tal forma que pelo menos parte da parte externa das paredes do recipiente (2, 3) é aberta à pressão ambiente em torno da ferramenta de injeção de fundo do poço, e que a pelo menos parte externa das paredes do recipiente (2, 3) é deslocável dentro da ferramenta de injeção, a dita ferramenta de injeção possuindo aberturas (16) permitindo a pressão ambiente atingir pelo menos parte de uma região interna da ferramenta de injeção contendo os recipientes de fluido (2, 3).
9. Ferramenta de injeção no fundo de poço, de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que o pelo menos um reservatório de fluido e a bomba e motor (6) estão dispostos dentro de um invólucro de ferramentas de injeção, possuindo as ditas aberturas (16).
10. Ferramenta de injeção no fundo de poço, de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que compreende pelo menos dois recipientes de fluido (2, 3), e onde bombas (4, 5) separadas são conectadas em cada um dos pelo menos dois recipientes de fluido (2, 3).

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11. Ferramenta de injeção no fundo de poço, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que as bombas são bombas (4, 5) de deslocamento positivo.
12. Ferramenta de injeção no fundo de poço, de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de que um único motor (6) é disposto para a condução das bombas (4, 5).
13. Ferramenta de injeção no fundo de poço, de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato de que cada uma das bombas (4, 5) separadas tem um eixo de acionamento conectado ao motor (6), e onde um volume de deslocamento por revolução de cada uma das bombas (4, 5) separadas é definida por uma relação de mistura selecionada entre fluidos dos pelo menos um fluido nos recipientes de fluido (2, 3).
14. Ferramenta de injeção no fundo de poço, de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que pelo menos parte das paredes do recipiente nos recipientes do fluido (2, 3) é feita de elástico ou plástico deformável e sendo recolhível sob pressão ambiente.
15. Ferramenta de injeção no fundo de poço, de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pelo fato de que cada recipiente de fluido (2, 3) é formado como um cartucho possuindo um tubo (11,12) tendo uma primeira extremidade se estendendo no interior do recipiente de fluido (2, 3) e, através da parede do recipiente (2, 3), e outra extremidade do lado externo do recipiente (2, 3), a outra extremidade do tubo (11,12) formando a saída do reservatório do fluido.
16. Ferramenta de injeção no fundo de poço, de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de que uma pluralidade de furos (15) é feita no tubo (11,12) em diferentes posições ao longo da sua primeira extremidade, a fim de permitir que o fluido no recipiente de fluido (2, 3) entre no tubo (11,12).