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专利分析和预警

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2012年煤层气勘探开发技术专利分析和预警
来源: 国家知识产权局知识产权发展研究中心   时间:2013-4-10 11:38:44   被阅读次数: 22242
    煤层气作为一种优质高效清洁能源,我国将“大型油气田及煤气层开发”列为《国家中长期科学和技术发展规划纲要》(2006-2020年)重大专项之一,以此来加强煤层气的勘探开发利用。我国煤层气资源丰富,加大煤层气的开发利用,不仅能提供高质量的清洁能源,产生巨大的经济效益,还能有效提高瓦斯事故防范水平和减排温室气体,具有良好的安全和环保效应。
    煤层气勘探开发技术具体可分为钻井固井技术、排采技术、增产技术、实验室测试技术、地震勘探技术、测井技术、录井技术、试井技术、集输技术、取心技术等,通过与企业调研和专家座谈,课题组选择钻井固井、增产、排采、实验室测试等重点技术作为主要分析对象,对其进行国内外专利情况开展专利分析研究,以期提高我国煤层气的勘探开发和利用水平,促进产业发展。
    本报告从专利技术分析出发,对煤层气勘探开发技术的整体发展进行梳理,在调研和专利数据检索的基础上,对煤层气勘探开发专利技术进行定性和定量分析。报告首先分析了煤层气勘探开发技术的产业发展状况并说明了本课题的研究内容和方法;然后从整体上分析了全球以及我国煤层气勘探开发技术的整体发展趋势,详细分析了全球重要申请人的专利发展趋势、技术特点及区域布局;其次,本课题重点分析了钻井固井技术、增产技术、排采技术、实验室测试技术等四个技术主题的全球和中国专利发展状况,以及各技术主题中所涉及的重点专利技术和在中国的重点专利申请人的专利情况,并对国内重点技术中可能涉及专利风险的专利申请进行了分析;再次,报告选取煤层气增产技术中的钻井井型技术、压裂技术、注气提高采收率技术等进行了专利分析和产业相结合的研究;最后,本课题综合上述分析结论,从政府和企业层面上分别给出了我国煤层气勘探开发技术的相应措施和建议。
    通过研究,本课题得到如下主要结论及措施建议:
    (1)从煤层气专利申请整体态势分析来看:①全球范围煤层气勘探开发技术发展较为成熟,相关专利申请呈整体平稳发展态势,2007年达到高峰值后出现了逐年递减趋势;中国近年来发展迅速,但实用新型专利较多。②美国是煤层气勘探开发领域的主要技术优先权申请国,中国的市场和优先权申请的技术在世界范围占据越来越重要的地位。③钻井固井技术和排采技术是煤层气勘探开发技术领域的重要研究方向。④煤层气勘探开发技术领域申请量最大的是斯伦贝谢、贝克休斯、哈里伯顿国际三大油田服务公司和中国石油、壳牌、埃克森美孚等大型石油公司,其申请涉及各个主要技术方向,中国国有大型石油公司近年来申请活跃度较高。
    (2)从煤层气重点技术领域专利申请分析来看:①煤层气勘探开发领域的专利布局重点集中在钻井固井技术和排采技术上,增产技术和实验室测试布局较弱,其中增产技术近年发展较为活跃,而实验室测试专利集中度不高并且活跃度较低。②美国是钻井固井技术和增产技术的主要分布区域,中国在排采技术和实验室测试方面具有较强的实力,俄罗斯在钻井固井、增产、排采技术三个方面都居第三位。英国、德国、法国、日本、加拿大在四个分支都有一定量的分布。③四个技术领域在中国的技术分布与在全球的技术分布都有所不同。钻井固井技术中的钻井固井方法、增产技术中的驱替、以及排采技术中的排采方法和排采测控方面国内技术发展较弱。④全球近年在煤层气勘探开发各重点技术领域加快发展,各申请人对钻井技术最为重视,在各重点技术领域的发展方向上相近。国内申请人几乎没有全球布局。中石油在各重点技术领域的发展方向上与全球整体相近,其它申请人各有侧重。各申请人合作申请很少。
    (3)从中国范围重点技术及申请人状况分析来看:①国外来华申请人在钻井技术领域各个主要技术方向上都有较强的技术实力,中国石油在钻井固井技术领域的技术也比较全面。②在煤层气增产技术领域,以国内申请人为主,包括中国石油、河南理工大学、中国石化等;而国外来华申请人包括普拉德公司、斯伦贝谢公司和瓦斯塔公司也在增产技术的各个分支提交了一定数量的专利申请。③在排采技术领域上,国外主要申请人的申请量不大,但技术实力较强,国内申请人申请数量很大,也已取得一定成果,但是在核心技术较少。④在实验室测试分析技术领域,国外主要申请人的申请量比较少,但技术实力较强;国内申请人申请数量很大,也已取得一定成果,但是在核心技术较少。
    (4)从煤层气重点技术领域专利风险分析来看:①在煤层气钻井固井方法领域,尤其是在涉及当今煤层气钻井越来越常用的方法以及核心技术领域,国外的公司在我国有着完整的布局,技术覆盖面广,从而使得我国在煤层气钻井方法领域的发展面临着巨大的阻碍和风险,但我国在钻具导向领域已经有了一定的研究成果,存在突破国外公司专利技术布局的可能性。②在增产技术领域,在化学压裂、微生物增产技术方面存在较大的专利风险;而在水力压裂、驱替技术方面存在较小专利风险;在洞穴完井、射孔、超声波技术方面不存在专利风险。在排采设备的抽油泵的电潜泵、隔气阻砂设备,以及排采测控的综合测量、控制技术四个方面的专利技术具有较大的风险,国外企业来华申请占据明显优势,给国内煤层气业者带来较大的风险压力。③在排采设备的抽油泵的螺杆泵和有杆泵、以及排采测控的流量测量两个方面,国外企业来华申请虽然不占据明显优势,但是拥有不少量的核心技术专利,专利保护范围大,给国内煤层气业者带来较小的风险压力。在排采设备的抽油机以及排采方法两个方面风险很小,国外来华申请很少。④在排采测控的压力测量和液位测量两个方面不具有风险,国外企业没有来华申请专利,国内申请占据明显优势。在实验室测试分析技术领域,煤质特征测试分析技术方向上我国具有一定的专利风险,煤岩特征测试分析技术方向上没有专利风险;在临界解吸压力测试分析技术方向上存在一定的专利风险,渗透率测试分析、吸附解吸特性测试分析、含气量测试分析、孔隙度测试分析技术方向上没有技术风险。
    (5)从煤层气增产技术专利与产业结合分析来看:①煤层气增产技术的未来发展趋势中有两点明确的主线:一是在施工作业保护尽力保护煤层的解吸附能力,另一是多种现有技术的组合使用以提高作业效率降低作业成本。具体表现为:在钻井井型技术方向上,可考虑优先发展欠平衡钻进水平井技术;氮气压裂技术作为一项新兴技术应得到足够的重视;采用区域作业方式,对注入井和采收井的位置进行优化,将区域降压与注气提高采收率技术进行有机结合的方式,有望成为未来的主要发展方向之一;利用靠近井场的天然气发电厂产生的烟道气作为注入的气源,也有望得到广泛使用。②对于煤层气增产技术的研发,体现在作业工艺和作业装备两个部分。在作业工艺上,应加大自主研发能力,能够灵活组合和应用现有的各种增产技术,以有能力应对各种地质问题的挑战;在作业装备上,有必要建立油气资源开发通用技术平台的研发机制,即在一套技术平台上解决常规油气开发和各种非常规油气资源开发所遇到的技术问题,以避免重复研发所造成的浪费。在已经成熟的通用技术平台上再进行针对煤层气作业的专业化、集成化、小型化改进。
    (6)根据以上分析结果,课题组提出以下措施建议:①政府应通过立法解决制约煤层气勘探开发的一些关键性制度问题;充分发挥宏观调控作用,加大对煤层气发展的税收优惠和财政补贴力度等扶持措施,尽快引导国企和民企共同成为煤层气发展的主体,加快促进煤层气产业的发展;加大对高应力区、构造煤、深层低阶煤的煤层气开发的研发支持力度,选择重点技术、重点企业和研究机构给予支持实现技术突破。②企业应积极加强与高校科研院所的合作,加快成果转化,提升产业竞争力;应关注专利技术的查询,完善信息检索、追踪机制,借鉴国内外特别是美国、加拿大和俄罗斯的相关专利技术,提高技术研发的效率;加大技术空白点、核心技术领域的研发力度和专利申请工作,注意专利申请撰写质量的提高,尽量扩大保护范围,形成专利布局。
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