摘 要：本文利用专利检索系统S系统以及EXCEL分析工具，结合专利数据样本，对世界页岩气专利进行申请趋势分析、区域分析、IPC 分析、主要专利权人分析，以及页岩气核心技术路线发展分析，通过研究页岩气的专利现状、发展及竞争态势，以期为我国的页岩气产业发展提供有用的竞争情报参考。
关键词：页岩气 水平井 压裂 专利
页岩气是一种从页岩层中开采出来的天然气，是清洁的、非常规天然气资源，与常规天然气相比，页岩气开发具有开采寿命长和生产时间长的优点，大部分可产气的页岩分布范围广、厚度大，且普遍含有页岩气，这使得页岩气井能够长期以稳定的速率产气，各大石油企业纷纷在页岩气开采方面投入大量精力，美国、加拿大等国家已经进行了商业性开采[1-2]。因此，及时了解页岩气勘探开发技术发展规律、分析研究其发展趋势是掌握当前非常规能源形势的一个前提，同时也是我国企业制定能源战略规划的关键[3]。
1 研究思路与方法
本文通过专利检索系统S系统进行相关专利检索，采用不同的检索方式以及各种算符命令有效确保“检准”和“检全”，获取初步结果后将检索文献中的明显噪声进行去噪，最终筛选出页岩气开采技术相关专利篇作为样本数据，利用S系统的统计命令以及Excel等工具进行统计分析。页岩气开采技术主要涉及勘探、开发、采气、储运以及环保处理等领域，其专利覆盖面广泛，与常规的油气领域有很大的不同。本文将从从国内外专利申请量、专利申请区域、重要申请人以及主要核心技术分布等方面进行分析。
2 页岩气开采专利分析
2.1 专利申请量时序分析
全球页岩气技术领域专利申请量年度增长趋势如图1所示，通过对每年专利量的分析，清晰地展示出页岩气技术领域的整体发展脉络。截止2015年4月21日，全球页岩气领域专利共530件，由于专利数据从申请到公布之间有18个月的滞后期，故2014年、2015年的数据仅供参考。页岩气的研究发展经历过两个阶段，第一个阶段是1968-2007年期间，页岩气技术领域最早申请的专利是美国公司于1968年申请的，此阶段绝大多数的专利来自美国，每年的专利申请量为个位数，有些年份无专利申请，可以说该技术领域在此期间处于诞生期。第二个阶段是2007-2014年期间，此阶段为快速发展期，从2007年专利申请量为4件平缓增长到2010年专利申请量为22件， 专利申请量在2010年以后呈爆发式增长，并在2013年达到了182件。而在页岩气技术领域，中国起步较晚，直到2008年才申请了第1件专利，但发展较快，在2011-2014年期间，已超越其他国家，成为页岩气专利技术申请量最大国家，这与我国经济的发展，大力发展页岩气能源需求有着密切关联。
2.2 专利受理国家（地区）分布
从页岩气技术的专利受理国家（地区）来看，排名前5位的国家依次为中国、美国、加拿大、欧洲、澳大利亚。排名第一的是中国，其次是美国，加拿大排名第三，美国是页岩气开发技术最成熟和先进的国家，加拿大则是除了美国之外唯一一个可以实现规模开发页岩气的国家，但是这两个国家的专利申请量却排在中国之后，从中可以看出， 中国近年来对页岩气开发技术的攻关力度， 以及国外对中国页岩气市场的专利布局不弱于其本土国家。但同时也应看到另外一种可能，从国际局页岩气专利申请数量偏少的情况来看，部分页岩气开发技术可能被持有者以商业秘密或专有技术的形式保护起来。
2. 3 国内外重要专利申请人
页岩气技术领域申请量排在前列的申请人排名情况见图2。通过统计国内外的专利申请人，发现专利申请人大多是公司、研究所或高校申请，个人申请微乎其微，这从侧面反映了页岩气开采技术研究高度和难度。 从图2-4中还可以发现两个现象：一是权利人持有的专利申请数量均不高，除了前三名外，权利人持有的专利申请数量差异不大； 二是来自北美的申请人占有很大比例，美国依然是页岩气领域的主要技术产出国。从国别上看，这些跨国公司的总部主要集中在美国、中国等国家。从统计的时间上看，这些主要专利申请人持续从事页岩气资源技术研发和专利申请工作。中国石油和中国石化的申请量虽然较大，但其技术研发和专利申请工作起步较晚，并且实用新型的申请量占很大一部分，因此核心技术掌握得还不多。
2.4 页岩气技术构成专利分布
对页岩气技术的领域分布分析可直接关注本领域内主要专利研发活动方向及行业热点[4]。为了系统地了解页岩气领域专利的研究重点，本文利用国际分类号( IPC)对页岩气专利样本数据进行统计分析，页岩气相关技术专利主要集中在E21B、C10B、C09、G01。C10B 和C09K 是页岩气的开采后干馏、液化和提取的相关专利； E21B 为页岩气开采和测量的相关技术，包括地质勘探和钻井完井。页岩气的钻井完井技术又包括井眼轨迹控制、钻井液、取心工艺、固井工艺、射孔优化等技术。页岩气专利申请多集中在开采技术上，包括钻井技术、测井技术和完井技术，例如：斯伦贝谢公司持有的一项分类号为E21B0043、公开号为US20110284221A1 的美国专利，描述了一种完井装置和方法。与压裂技术相关的专利申请量也较多，例如斯伦贝谢公司持有的另一项分类号为C09K0008、公开号为CA2735572A1 的加拿大专利，描述了一种压裂工艺中使用的支撑剂。
3 结束语
我国页岩气研发总体还处在起步阶段，绝大部分核心技术仍掌握在美国等发达国家的大型石油公司手中，页岩气的开发任重道远。国内的大型国有能源企业虽然在近年来申请专利数量剧增，但质量较低，核心技术很少。目前国内的高校及科研院所也相继开展了相关工作，但申请量较少，专利技术的转化率和利用率不高。国内相关企业在引进国外先进技术和寻求合作的同时，应密切关注国外公司在中国的专利技术布局，通过知识产权路线设计巧妙，绕开国外壁垒或通过实际的创新拆解国外技术封锁，在知识产权布局上占得主动权。
参考文献
[1] 闫存章, 黄玉珍, 葛春梅, 等.页岩气是潜力巨大的非常规天然气资源[J].天然气工业,2009,29(5)：1-6.
[2] 王南, 刘兴元, 杜东, 雷丹凤, 杨晶. 美国和加拿大页岩气[J].产业政策借鉴.天然气,2012,9:69-72.
[3] 胡文瑞, 鲍敬伟.探索中国式的页岩气发展之路[J].天然气工业,2013,33(1).
[4] 孙玉玲, 彭皓, 闫亚飞, 等.页岩气开采技术国际专利态势分析[J].科学观察,2013,(5).
论文作者:鲍光明
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第10期
论文发表时间:2019/8/7
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