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專利分析和預警

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2012年煤層氣勘探開發技術專利分析和預警
來源: 國家知識產權局知識產權發展研究中心   時間:2013-4-10 11:38:44   被閱讀次數: 25903
    煤層氣作為一種優質高效清潔能源,我國將“大型油氣田及煤氣層開發”列為《國家中長期科學和技術發展規劃綱要》(2006-2020年)重大專項之一,以此來加強煤層氣的勘探開發利用。我國煤層氣資源豐富,加大煤層氣的開發利用,不僅能提供高質量的清潔能源,產生巨大的經濟效益,還能有效提高瓦斯事故防范水平和減排溫室氣體,具有良好的安全和環保效應。
    煤層氣勘探開發技術具體可分為鉆井固井技術、排采技術、增產技術、實驗室測試技術、地震勘探技術、測井技術、錄井技術、試井技術、集輸技術、取心技術等,通過與企業調研和專家座談,課題組選擇鉆井固井、增產、排采、實驗室測試等重點技術作為主要分析對象,對其進行國內外專利情況開展專利分析研究,以期提高我國煤層氣的勘探開發和利用水平,促進產業發展。
    本報告從專利技術分析出發,對煤層氣勘探開發技術的整體發展進行梳理,在調研和專利數據檢索的基礎上,對煤層氣勘探開發專利技術進行定性和定量分析。報告首先分析了煤層氣勘探開發技術的產業發展狀況并說明了本課題的研究內容和方法;然后從整體上分析了全球以及我國煤層氣勘探開發技術的整體發展趨勢,詳細分析了全球重要申請人的專利發展趨勢、技術特點及區域布局;其次,本課題重點分析了鉆井固井技術、增產技術、排采技術、實驗室測試技術等四個技術主題的全球和中國專利發展狀況,以及各技術主題中所涉及的重點專利技術和在中國的重點專利申請人的專利情況,并對國內重點技術中可能涉及專利風險的專利申請進行了分析;再次,報告選取煤層氣增產技術中的鉆井井型技術、壓裂技術、注氣提高采收率技術等進行了專利分析和產業相結合的研究;最后,本課題綜合上述分析結論,從政府和企業層面上分別給出了我國煤層氣勘探開發技術的相應措施和建議。
    通過研究,本課題得到如下主要結論及措施建議:
    (1)從煤層氣專利申請整體態勢分析來看:①全球范圍煤層氣勘探開發技術發展較為成熟,相關專利申請呈整體平穩發展態勢,2007年達到高峰值后出現了逐年遞減趨勢;中國近年來發展迅速,但實用新型專利較多。②美國是煤層氣勘探開發領域的主要技術優先權申請國,中國的市場和優先權申請的技術在世界范圍占據越來越重要的地位。③鉆井固井技術和排采技術是煤層氣勘探開發技術領域的重要研究方向。④煤層氣勘探開發技術領域申請量最大的是斯倫貝謝、貝克休斯、哈里伯頓國際三大油田服務公司和中國石油、殼牌、埃克森美孚等大型石油公司,其申請涉及各個主要技術方向,中國國有大型石油公司近年來申請活躍度較高。
    (2)從煤層氣重點技術領域專利申請分析來看:①煤層氣勘探開發領域的專利布局重點集中在鉆井固井技術和排采技術上,增產技術和實驗室測試布局較弱,其中增產技術近年發展較為活躍,而實驗室測試專利集中度不高并且活躍度較低。②美國是鉆井固井技術和增產技術的主要分布區域,中國在排采技術和實驗室測試方面具有較強的實力,俄羅斯在鉆井固井、增產、排采技術三個方面都居第三位。英國、德國、法國、日本、加拿大在四個分支都有一定量的分布。③四個技術領域在中國的技術分布與在全球的技術分布都有所不同。鉆井固井技術中的鉆井固井方法、增產技術中的驅替、以及排采技術中的排采方法和排采測控方面國內技術發展較弱。④全球近年在煤層氣勘探開發各重點技術領域加快發展,各申請人對鉆井技術最為重視,在各重點技術領域的發展方向上相近。國內申請人幾乎沒有全球布局。中石油在各重點技術領域的發展方向上與全球整體相近,其它申請人各有側重。各申請人合作申請很少。
    (3)從中國范圍重點技術及申請人狀況分析來看:①國外來華申請人在鉆井技術領域各個主要技術方向上都有較強的技術實力,中國石油在鉆井固井技術領域的技術也比較全面。②在煤層氣增產技術領域,以國內申請人為主,包括中國石油、河南理工大學、中國石化等;而國外來華申請人包括普拉德公司、斯倫貝謝公司和瓦斯塔公司也在增產技術的各個分支提交了一定數量的專利申請。③在排采技術領域上,國外主要申請人的申請量不大,但技術實力較強,國內申請人申請數量很大,也已取得一定成果,但是在核心技術較少。④在實驗室測試分析技術領域,國外主要申請人的申請量比較少,但技術實力較強;國內申請人申請數量很大,也已取得一定成果,但是在核心技術較少。
    (4)從煤層氣重點技術領域專利風險分析來看:①在煤層氣鉆井固井方法領域,尤其是在涉及當今煤層氣鉆井越來越常用的方法以及核心技術領域,國外的公司在我國有著完整的布局,技術覆蓋面廣,從而使得我國在煤層氣鉆井方法領域的發展面臨著巨大的阻礙和風險,但我國在鉆具導向領域已經有了一定的研究成果,存在突破國外公司專利技術布局的可能性。②在增產技術領域,在化學壓裂、微生物增產技術方面存在較大的專利風險;而在水力壓裂、驅替技術方面存在較小專利風險;在洞穴完井、射孔、超聲波技術方面不存在專利風險。在排采設備的抽油泵的電潛泵、隔氣阻砂設備,以及排采測控的綜合測量、控制技術四個方面的專利技術具有較大的風險,國外企業來華申請占據明顯優勢,給國內煤層氣業者帶來較大的風險壓力。③在排采設備的抽油泵的螺桿泵和有桿泵、以及排采測控的流量測量兩個方面,國外企業來華申請雖然不占據明顯優勢,但是擁有不少量的核心技術專利,專利保護范圍大,給國內煤層氣業者帶來較小的風險壓力。在排采設備的抽油機以及排采方法兩個方面風險很小,國外來華申請很少。④在排采測控的壓力測量和液位測量兩個方面不具有風險,國外企業沒有來華申請專利,國內申請占據明顯優勢。在實驗室測試分析技術領域,煤質特征測試分析技術方向上我國具有一定的專利風險,煤巖特征測試分析技術方向上沒有專利風險;在臨界解吸壓力測試分析技術方向上存在一定的專利風險,滲透率測試分析、吸附解吸特性測試分析、含氣量測試分析、孔隙度測試分析技術方向上沒有技術風險。
    (5)從煤層氣增產技術專利與產業結合分析來看:①煤層氣增產技術的未來發展趨勢中有兩點明確的主線:一是在施工作業保護盡力保護煤層的解吸附能力,另一是多種現有技術的組合使用以提高作業效率降低作業成本。具體表現為:在鉆井井型技術方向上,可考慮優先發展欠平衡鉆進水平井技術;氮氣壓裂技術作為一項新興技術應得到足夠的重視;采用區域作業方式,對注入井和采收井的位置進行優化,將區域降壓與注氣提高采收率技術進行有機結合的方式,有望成為未來的主要發展方向之一;利用靠近井場的天然氣發電廠產生的煙道氣作為注入的氣源,也有望得到廣泛使用。②對于煤層氣增產技術的研發,體現在作業工藝和作業裝備兩個部分。在作業工藝上,應加大自主研發能力,能夠靈活組合和應用現有的各種增產技術,以有能力應對各種地質問題的挑戰;在作業裝備上,有必要建立油氣資源開發通用技術平臺的研發機制,即在一套技術平臺上解決常規油氣開發和各種非常規油氣資源開發所遇到的技術問題,以避免重復研發所造成的浪費。在已經成熟的通用技術平臺上再進行針對煤層氣作業的專業化、集成化、小型化改進。
    (6)根據以上分析結果,課題組提出以下措施建議:①政府應通過立法解決制約煤層氣勘探開發的一些關鍵性制度問題;充分發揮宏觀調控作用,加大對煤層氣發展的稅收優惠和財政補貼力度等扶持措施,盡快引導國企和民企共同成為煤層氣發展的主體,加快促進煤層氣產業的發展;加大對高應力區、構造煤、深層低階煤的煤層氣開發的研發支持力度,選擇重點技術、重點企業和研究機構給予支持實現技術突破。②企業應積極加強與高校科研院所的合作,加快成果轉化,提升產業競爭力;應關注專利技術的查詢,完善信息檢索、追蹤機制,借鑒國內外特別是美國、加拿大和俄羅斯的相關專利技術,提高技術研發的效率;加大技術空白點、核心技術領域的研發力度和專利申請工作,注意專利申請撰寫質量的提高,盡量擴大保護范圍,形成專利布局。
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