分層采油國內(nèi)外專利分析

費(fèi)秀英

摘 要：采用專利檢索方法，以美國專利、歐洲專利和中國專利數(shù)據(jù)庫為主要檢索源，對分層采油技術(shù)的相關(guān)專利進(jìn)行檢索，并對檢索結(jié)果進(jìn)行匯總、篩選處理，形成二次專利文獻(xiàn)資料源。從國內(nèi)外專利的形成時間與跨度、地域分布、專利權(quán)人分布、熱點(diǎn)技術(shù)分布等角度分析研究國內(nèi)在該技術(shù)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)及下步發(fā)展趨勢，并針對中石化技術(shù)發(fā)展本身特點(diǎn)，確定該技術(shù)領(lǐng)域的下步攻關(guān)研究發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：專利；分層采油；發(fā)展戰(zhàn)略

引言

水驅(qū)作為油藏穩(wěn)壓、增產(chǎn)的重要方法之一，在國內(nèi)外得到了廣泛的應(yīng)用。中石化動用儲量中水驅(qū)51.23億噸，占到84.5%。水驅(qū)油藏存在開發(fā)層數(shù)多、層間差異大等問題，分層采油技術(shù)能減少或消除層間干擾，實現(xiàn)均勻推進(jìn)、均勻開采，提高油田的采收率。因此，為明確國內(nèi)技術(shù)定位，制定研發(fā)與專利戰(zhàn)略，我們開展了分層采油技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠麘?zhàn)略研究。

一、前言

1、國內(nèi)相關(guān)產(chǎn)業(yè)和技術(shù)現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢

中國在60年代開發(fā)大慶油田的實踐中，形成了一整套分層采油技術(shù)，并已在各油田推廣使用，對延長無水開采期和提高采收率起了重要作用。目前國內(nèi)普遍采用的分層采油工藝技術(shù)主要是機(jī)械卡封分層采油技術(shù)，典型代表管柱為機(jī)械坐封封隔器卡封管柱、液壓坐封封隔器卡封管柱、電纜橋塞卡封管柱、自驗封卡封管柱、不動管柱換層采油工藝管柱等。

智能井（IW）技術(shù)在油氣工業(yè)上游的應(yīng)用尚處于初期階段。一些作業(yè)公司已經(jīng)應(yīng)用了智能井系統(tǒng)技術(shù)。智能分層找堵水技術(shù)的核心為內(nèi)置的智能開關(guān)器，北京泰斯特威爾技術(shù)公司研制成功了一種“油氣井智能分層找堵水技術(shù)”，利用一趟管柱完成可編程自動找水、地面遙控堵水、分層試井測試、任意選層生產(chǎn)等多種措施，有效解決高含水油井的找水、堵水問題，實現(xiàn)穩(wěn)油控水、增產(chǎn)降耗的目的。

2、技術(shù)方法和路線

采用專利檢索方法，以中國專利數(shù)據(jù)庫為主要檢索源，對分層采油技術(shù)的相關(guān)專利進(jìn)行檢索，并對檢索結(jié)果進(jìn)行匯總、篩選處理，形成二次專利文獻(xiàn)資料源。并對二次專利文獻(xiàn)資料源進(jìn)行整理，并對各項數(shù)據(jù)資料進(jìn)行處理并形成各種圖表，以進(jìn)行多方位分析和研究。

二、中國石化在分層采油領(lǐng)域的知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)狀況

（一）技術(shù)和開發(fā)擁有情況

1.相關(guān)開發(fā)單位

由中石化各單位專利申請類型統(tǒng)計表（表5-1）可知，中石化共申請有關(guān)分層注采領(lǐng)域?qū)＠?37件，其中發(fā)明32件，實用新型305件；專利申請量主要集中在勝利油田，共申請專利201件，占中石化專利總量的60%，發(fā)明有18件，占中石化發(fā)明專利總量的56%。

2.相關(guān)單位的技術(shù)特點(diǎn)

（1）勝利油田

勝利油田分層采油技術(shù)主要包括以下3項技術(shù)：

①卡封分層采油技術(shù)，采用封隔器對高含水油層進(jìn)行卡封，單采高剩余油油層。

②不動管柱換層采油技術(shù)，管柱下井前，根據(jù)各層的生產(chǎn)要求，先調(diào)整好各級開關(guān)的開關(guān)位置及開關(guān)壓差，管柱下至設(shè)計位置后，油管內(nèi)加液壓使各級封隔器坐封，繼續(xù)增壓實現(xiàn)丟手，起出丟手上部管柱，下泵進(jìn)行采油生產(chǎn)。當(dāng)需要換層生產(chǎn)時，套管內(nèi)加液壓至開關(guān)換向壓差實現(xiàn)換層，從而實現(xiàn)了在不動整個生產(chǎn)系統(tǒng)的條件下進(jìn)行換層生產(chǎn)的工藝要求。

③分采泵分層同采技術(shù)，采用封隔器隔開兩段油層、形成兩套壓力系統(tǒng)，分采泵兩套抽油系統(tǒng)分別對每段油層進(jìn)行抽汲采油，實現(xiàn)了泵下兩層段獨(dú)立采油，泵上兩層段液體混合舉升至地面的工藝要求。

（2）中原油田

中原油田分層采油工藝領(lǐng)域目前主要進(jìn)行的研究是流道控制類工具、封隔器的研究，見圖5-8。共申請專利34項，如專利CN102926705涉及了一種電磁式井下找堵水開關(guān)器，采用電磁鐵驅(qū)動活塞運(yùn)動，結(jié)構(gòu)簡單可靠，能在油井生產(chǎn)狀態(tài)下實現(xiàn)較長時間可靠分層找堵水工藝；專利CN202866752涉及了一種推進(jìn)式井下找堵水開關(guān)器；專利CN201220023260涉及了一種油井堵水封隔器，解決現(xiàn)有的Y221封隔器油井卡封堵水管柱油管柱彎曲，管桿偏磨，內(nèi)通徑小卡封位置受限，受壓差影響解封困難問題。

（3）河南油田

河南油田分層采油工藝管柱采用不動管柱換層采油技術(shù)管柱、機(jī)械卡封工藝管柱，共研發(fā)了38項專利，包括智能測試類專利。其中CN1601048涉及一種石油開采不動管柱多層重復(fù) 調(diào)層采油井下管柱及其實施工藝，能夠?qū)?現(xiàn)多個油層的重復(fù)調(diào)換，操作簡單，工作可靠，成功率高；CN102817597涉及了一種三層插管機(jī)械式找堵水方法及找堵水管柱，所提供的找堵水方法及管柱結(jié)構(gòu)簡單，可以有效的實現(xiàn)對油層的三級封層及對目標(biāo)層的調(diào)層開采；CN102953714涉及一種井下智能分層壓控采油方法，該方法大大提高了操作的可靠性，降低了操作難度，減少了操作時間，提高了工作效率。

（三）與競爭對手的差距及優(yōu)勢

1.技術(shù)上的差距及優(yōu)勢

（1）核心技術(shù)對比

中石化目前熱點(diǎn)的分層采油技術(shù)主要為不動管柱換層分層采油工藝技術(shù)和井下智能分層開采與測控技術(shù)兩項技術(shù)。

國內(nèi)分層采油目前的技術(shù)特點(diǎn)是利用井下液壓控制開關(guān)或智能開關(guān)器在不動管柱的情況下，完成一趟管柱找水、堵水、測試、生產(chǎn)等措施；遙控堵水及調(diào)層技術(shù)是接受地面控制指令，關(guān)閉主要出水層，打開主要出力層，在生產(chǎn)過程中，地面只需打壓施工即可；數(shù)據(jù)采集及存儲技術(shù)里的智能開關(guān)器內(nèi)含壓力、溫度傳感器，用于接收指令，也可用于測量分層流動壓力和溫度，對了解油藏性質(zhì)具有重要意義；封隔器也在不斷改進(jìn)中。但是與國外的智能完井的四個層次具有比較大的差異，表現(xiàn)在以下幾個方面：開關(guān)結(jié)構(gòu)簡單；不是真正意義上的智能；國外大公司在研究智能井方面，與高校組成專門的研究機(jī)構(gòu)；

2.專利布局上的差距及問題

通過與國外公司對比，我們專利主要存在兩方面的問題：第一，實用新型專利占比較大，發(fā)明專利較少，且技術(shù)改進(jìn)多為工藝工具的小幅改動，工藝類別相對單一，涉及的井型比較簡單，而國外公司申請的專利往往提供了多種實施方法，權(quán)利要求涵蓋范圍廣；第二，中石化專利保護(hù)地域只在國內(nèi)，而國外公司的專利保護(hù)擴(kuò)大到石油生產(chǎn)、服務(wù)的主要地域。

（四）小結(jié)及建議

1、中石化近年來開展了同井注采、防砂采油（注水）一體化、智能分層注采技術(shù)，形成了別具一格的采油與注水技術(shù)，在低產(chǎn)井經(jīng)濟(jì)適用等方面具有國外不具備的優(yōu)勢，但是在面對復(fù)雜結(jié)構(gòu)井、特殊井況的井方面沒有核心技術(shù)。

2、在測試、控制方面國外比國內(nèi)有技術(shù)優(yōu)勢，特別是在完井智能化方面的傳輸、控制、數(shù)據(jù)采集處理方面。

3、技術(shù)改進(jìn)與完善研究分為二個層次，一是針對國外核心專利沒有進(jìn)入中國的情況，我們進(jìn)行持續(xù)技術(shù)改進(jìn)，形成外圍或從屬專利，提高國外技術(shù)進(jìn)入國內(nèi)的技術(shù)門檻；二是在智能完井方面，鑒于國外著名公司對智能完井方面專利的保護(hù)，需要不斷跟蹤研究，學(xué)習(xí)消化吸收。

4、智能完井包括多個方面，簽于國內(nèi)在開關(guān)方面的研究，同時參考國外流入控制閥，在國內(nèi)形成真正智能開關(guān)控制的研究領(lǐng)域。

5、盡快培訓(xùn)專利戰(zhàn)略研究的相關(guān)人才，從人員上保證在各類項目研究中開展常態(tài)化的專利跟蹤研究與專利預(yù)警。