基于專利信息的我國(guó)頁(yè)巖氣開(kāi)采及發(fā)展趨勢(shì)研究

董超群，李華川，賀殷凱，田 芳，任連城 .

(1.重慶科技學(xué)院機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院，重慶 401331；2.四川寶石機(jī)械專用車有限公司，四川德陽(yáng) 618300； 3.重慶科技學(xué)院石油天然氣裝備研究院，重慶 401331；4.重慶科技學(xué)院電信工程學(xué)院，重慶 401331)

頁(yè)巖氣是典型的非常規(guī)天然氣，儲(chǔ)集于極低孔滲、以富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖為主的巖系中，主要以游離氣和吸附氣的形式自生自儲(chǔ)，并飽和富集于以頁(yè)巖為主的儲(chǔ)集巖系的微—納米級(jí)孔隙-裂縫與礦物顆粒表面[1-2]。世界頁(yè)巖氣資源很豐富，全球頁(yè)巖氣資源量為456.24×1012m3，超過(guò)全球常規(guī)天然氣資源量的436.1×1012m3，其中我國(guó)頁(yè)巖氣地質(zhì)資源約100×1012m3，占全球頁(yè)巖氣資源量的22%，居世界第一位[3-4]；我國(guó)頁(yè)巖氣技術(shù)可采資源量為31.57×1012m3，占全球頁(yè)巖氣可采資源量220.69×1012m3的14.30%，僅次于美國(guó)[5-6]。頁(yè)巖氣作為一種非常規(guī)油氣資源，為常規(guī)油氣資源短缺提供重要的補(bǔ)充，頁(yè)巖氣的有效開(kāi)發(fā)，不僅將改善能源結(jié)構(gòu)，而且對(duì)能源格局產(chǎn)生重大影響。

美國(guó)是世界上頁(yè)巖氣開(kāi)采起步最早、技術(shù)發(fā)展最快且產(chǎn)量最多的國(guó)家。20世紀(jì)70年代開(kāi)始到21世紀(jì)前10年，美國(guó)頁(yè)巖氣年產(chǎn)由19.6×108m3增加到880.66×108m3，預(yù)計(jì)到2035年，美國(guó)頁(yè)巖氣產(chǎn)量將增加20%，占美國(guó)天然氣總產(chǎn)量的45%[7-8]。美國(guó)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)時(shí)間長(zhǎng)、技術(shù)成熟，對(duì)我國(guó)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)提供經(jīng)驗(yàn)借鑒[9-11]。中國(guó)頁(yè)巖氣資源潛力巨大，目前頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)正處于起步階段，2005年起，通過(guò)借鑒北美經(jīng)驗(yàn)，開(kāi)始頁(yè)巖氣地質(zhì)評(píng)價(jià)與勘探開(kāi)發(fā)試驗(yàn)。2009年8月，國(guó)土資源部油氣資源戰(zhàn)略研究中心在重慶市綦江縣啟動(dòng)中國(guó)首個(gè)頁(yè)巖氣資源勘查項(xiàng)目，頁(yè)巖氣開(kāi)采技術(shù)發(fā)展迅速[12-13]。2012年11月，中國(guó)石化部署在涪陵焦石壩地區(qū)的焦頁(yè)1HF井放噴求產(chǎn)試獲日產(chǎn)20.3×104m3的高產(chǎn)工業(yè)氣流，實(shí)現(xiàn)了中國(guó)頁(yè)巖氣勘探的重大突破；2013年1月該井投入試采，日產(chǎn)氣6×104m3，正式拉開(kāi)中國(guó)頁(yè)巖氣商業(yè)開(kāi)發(fā)的序幕。2013年9月，國(guó)家能源局批復(fù)設(shè)立涪陵國(guó)家級(jí)頁(yè)巖氣示范區(qū)，涪陵頁(yè)巖氣氣田正式啟動(dòng)國(guó)家級(jí)示范區(qū)。同年國(guó)家能源局和國(guó)務(wù)院分別出臺(tái)了《頁(yè)巖氣產(chǎn)業(yè)政策》和《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動(dòng)計(jì)劃(2014—2020年)》，提倡我國(guó)要堅(jiān)持“綠色低碳”戰(zhàn)略，著力優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，將發(fā)展清潔低碳能源作為調(diào)整能源結(jié)構(gòu)的主攻方向，并鼓勵(lì)各種投資主體進(jìn)入頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)市場(chǎng)。2016年1月8日，重慶市在頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)方面取得突破，中國(guó)首個(gè)涪陵頁(yè)巖氣田一期50×108m3產(chǎn)能建成；2016年12月29日，涪陵頁(yè)巖氣年產(chǎn)氣50.05×108m3，年銷量48.05×108m3，提前完成2016年頁(yè)巖氣產(chǎn)銷目標(biāo)任務(wù)[14]。

圍繞頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)的需要，形成了頁(yè)巖氣在勘探評(píng)價(jià)、鉆井技術(shù)、壓裂增產(chǎn)及集輸?shù)确矫娴男录夹g(shù)，包括水平井鉆井、壓前評(píng)價(jià)、大型壓裂設(shè)計(jì)和壓后評(píng)估等技術(shù)，圍繞“井工廠”技術(shù)形成了鉆井、壓裂等一體化優(yōu)化設(shè)計(jì)，以及邊鉆、邊壓、邊生產(chǎn)作業(yè)模式[15-16]。本文主要根據(jù)我國(guó)國(guó)內(nèi)頁(yè)巖氣開(kāi)采技術(shù)專利態(tài)勢(shì)，研究我國(guó)頁(yè)巖氣開(kāi)采技術(shù)的發(fā)展規(guī)律及趨勢(shì)分析，通過(guò)利用專利數(shù)據(jù)分析工具對(duì)頁(yè)巖氣技術(shù)相關(guān)專利進(jìn)行系統(tǒng)分析，以了解目前我國(guó)頁(yè)巖氣領(lǐng)域發(fā)展現(xiàn)狀、研發(fā)熱點(diǎn)、技術(shù)分布及專利權(quán)人格局，對(duì)促進(jìn)我國(guó)頁(yè)巖氣產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究、商業(yè)開(kāi)發(fā)提供決策和建議。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源及分析工具

專利檢索數(shù)據(jù)來(lái)源采用國(guó)內(nèi)專利檢索開(kāi)放平臺(tái)：SooPAT；跨度年限：1995—2016年；檢索范圍：中國(guó)國(guó)內(nèi)公開(kāi)專利；檢索關(guān)鍵詞：“頁(yè)巖氣”“開(kāi)采”，為防止漏檢同時(shí)檢索“致密氣層氣”以及“非常規(guī)天然氣”。為避免漏檢，在一級(jí)檢索結(jié)果的基礎(chǔ)上，手動(dòng)逐條篩選全部檢索結(jié)果，共篩選出頁(yè)巖氣開(kāi)采設(shè)備、開(kāi)采工藝、開(kāi)采藥劑(減阻劑、鉆井液、支撐劑等)、勘探技術(shù)、返排污水處理、后期脫硝脫硫等相關(guān)技術(shù)專利。

2 頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)規(guī)律研究

2.1 頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)發(fā)展階段分析

通過(guò)對(duì)國(guó)際專利技術(shù)檢索和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析研究表明，頁(yè)巖氣技術(shù)開(kāi)發(fā)主要經(jīng)歷以下幾個(gè)階段：技術(shù)萌芽期(1969—1981)、緩慢發(fā)展期(1982—1998)、上升期(1999—2007)和快速發(fā)展期(2008—)。同時(shí)經(jīng)歷兩次快速發(fā)展期，1999年以后，美國(guó)頁(yè)巖氣商業(yè)化生產(chǎn)逐漸成熟、產(chǎn)量不斷攀升，水平井鉆井和壓裂增產(chǎn)技術(shù)的突破，使得正式進(jìn)入商業(yè)化開(kāi)采階段的頁(yè)巖氣對(duì)傳統(tǒng)能源市場(chǎng)供給帶來(lái)巨大沖擊。2008年以后，美國(guó)和加拿大頁(yè)巖氣商業(yè)化生產(chǎn)逐漸成熟，產(chǎn)量不斷攀升，對(duì)傳統(tǒng)能源市場(chǎng)的供給形成巨大沖擊。同時(shí)中國(guó)也加入頁(yè)巖氣領(lǐng)域的研究，對(duì)頁(yè)巖氣能源前景十分重視。頁(yè)巖氣領(lǐng)域的專利產(chǎn)出進(jìn)入快速上升期，國(guó)際上依然保持對(duì)頁(yè)巖氣重點(diǎn)關(guān)注的態(tài)勢(shì)。按照目前趨勢(shì)，未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)國(guó)際上依然會(huì)保持對(duì)頁(yè)巖氣研究重點(diǎn)關(guān)注的態(tài)勢(shì)，以期頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)能在更多國(guó)家和地區(qū)實(shí)現(xiàn)。

2.2 頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)區(qū)域分析

從頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)專利申請(qǐng)量和國(guó)家地區(qū)分布來(lái)看，接近一半的專利來(lái)自美國(guó)，頁(yè)巖氣開(kāi)采技術(shù)占據(jù)主導(dǎo)地位。從頁(yè)巖氣專利受理國(guó)家來(lái)看，排名前五位的國(guó)家依次為美國(guó)、中國(guó)、俄羅斯、日本和德國(guó)。美國(guó)專利商標(biāo)局受理的專利總量明顯大于其他國(guó)家，是中國(guó)專利數(shù)量的3倍多。美國(guó)在頁(yè)巖氣領(lǐng)域的專利申請(qǐng)非常早，在2001年以后申請(qǐng)量快速增加，而我國(guó)在20世紀(jì)頁(yè)巖氣專利申請(qǐng)幾乎沒(méi)有，2005年后呈現(xiàn)不正常的迅猛增長(zhǎng)，凸顯了近年來(lái)的頁(yè)巖氣熱。很多企業(yè)、高校和研究機(jī)構(gòu)紛紛踏足，竭盡全力在該技術(shù)領(lǐng)域占領(lǐng)先機(jī)，導(dǎo)致申請(qǐng)量猛增。我國(guó)非常重視頁(yè)巖氣的開(kāi)發(fā)以及國(guó)外企業(yè)對(duì)中國(guó)市場(chǎng)的關(guān)注，中國(guó)的專利活動(dòng)最為活躍，處于快速增長(zhǎng)期。

2.3 頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)技術(shù)分析

頁(yè)巖氣開(kāi)采技術(shù)主要涉及勘探開(kāi)發(fā)、鉆完井、采氣集輸以及環(huán)保處理等領(lǐng)域，與常規(guī)油氣領(lǐng)域有很大的不同，其中水平井鉆完井技術(shù)與壓裂技術(shù)為頁(yè)巖氣開(kāi)采關(guān)鍵技術(shù)。哈里伯頓公司研制的兩項(xiàng)技術(shù)——滑套完井和連續(xù)油管壓裂，擴(kuò)大了完井和壓裂技術(shù)的應(yīng)用范圍，使套管完井水平井壓裂更加有效[17]。美國(guó)是世界上勘探開(kāi)發(fā)頁(yè)巖氣最成功的國(guó)家，主要采用水平井+水力壓裂進(jìn)行開(kāi)發(fā)。我國(guó)2013年以后在頁(yè)巖氣鉆井方面又取得了一些新進(jìn)展，通過(guò)井深結(jié)構(gòu)優(yōu)化、井眼軌跡控制、油基鉆井液優(yōu)化、防漏堵漏、井壁穩(wěn)定，以及新工具、新工藝的研究及應(yīng)用，使得頁(yè)巖氣水平井鉆井技術(shù)逐步成熟配套，促進(jìn)了國(guó)內(nèi)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)的進(jìn)程[18]。但我國(guó)頁(yè)巖氣研發(fā)總體起步較晚，絕大部分核心技術(shù)仍掌握在美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家的大型石油公司手中，頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)道路仍任重而道遠(yuǎn)。

3 我國(guó)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀及趨勢(shì)

3.1 我國(guó)頁(yè)巖氣開(kāi)采專利分析

通過(guò)對(duì)每年專利量的分析，清晰地展示出頁(yè)巖氣技術(shù)領(lǐng)域的整體發(fā)展脈絡(luò)。但由于專利數(shù)據(jù)從申請(qǐng)到公布之間有18個(gè)月的滯后期，故2006、2007年的數(shù)據(jù)僅供參考，不代表此階段的發(fā)展趨勢(shì)。

通過(guò)專利查詢工具SooPAT對(duì)國(guó)內(nèi)2006—2016專利申請(qǐng)量的檢索及統(tǒng)計(jì)分析(圖1)，可以看出，在2006年以前我國(guó)頁(yè)巖氣相關(guān)專利申請(qǐng)量幾乎為零，2007—2009年申請(qǐng)量?jī)H有4件，2010—2016年專利申請(qǐng)量呈指數(shù)逐年增加，2014年申請(qǐng)量為256件，達(dá)到頂峰。其中2016年申請(qǐng)量為前9個(gè)月公開(kāi)的申請(qǐng)情況，考慮到專利公開(kāi)時(shí)間比專利申請(qǐng)時(shí)間滯后3～6個(gè)月左右，因此實(shí)際申請(qǐng)量應(yīng)該比公開(kāi)情況要多。

由此可以看出，頁(yè)巖氣開(kāi)采受國(guó)家政策和國(guó)際油價(jià)的直接影響，在國(guó)家重視頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)開(kāi)采并受政策鼓勵(lì)的影響下，從2010年開(kāi)始頁(yè)巖氣專利申請(qǐng)呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)，2014年達(dá)到頂峰；2011年始發(fā)明專利明顯多于實(shí)用新型專利，說(shuō)明我國(guó)經(jīng)過(guò)前期的研究投入，申請(qǐng)專利的技術(shù)質(zhì)量也得到提升。2014年后受國(guó)際油價(jià)的影響，使得對(duì)頁(yè)巖氣技術(shù)的投入和專利申請(qǐng)量明顯下降，另外，專利申請(qǐng)量下降也與隨著技術(shù)開(kāi)發(fā)和成熟，頁(yè)巖氣開(kāi)采技術(shù)進(jìn)入一個(gè)瓶頸階段有關(guān)。

圖1 國(guó)內(nèi)頁(yè)巖氣專利申請(qǐng)F(tuán)ig.1 Domestic shale gas patent applications

3.2 國(guó)內(nèi)頁(yè)巖氣專利區(qū)域分布

從專利申請(qǐng)量的地域來(lái)看，如圖2所示，北京、四川和重慶地區(qū)明顯居于頁(yè)巖氣專利技術(shù)申請(qǐng)量前三位，這是因?yàn)檫@三地主要集中于技術(shù)優(yōu)勢(shì)和資源優(yōu)勢(shì)。其中，北京市處于頁(yè)巖氣開(kāi)采的研究單位密級(jí)地域，中國(guó)石油總部、中石化總部及其研究院都位于北京，并且有中國(guó)石油大學(xué)(北京)，可提供很多技術(shù)優(yōu)勢(shì)和政策優(yōu)勢(shì)，導(dǎo)致其在技術(shù)研究、專利申請(qǐng)方面占據(jù)優(yōu)勢(shì)。

圖2 國(guó)內(nèi)各省發(fā)明專利申請(qǐng)量分布Fig.2 The invention patent application distribution of domestic variety provinces

四川和重慶地區(qū)地處西部腹地，油氣資源豐富，并有西南石油大學(xué)、重慶科技學(xué)院以及西南油氣田和川慶集團(tuán)公司，可以集資源、人才及裝備為一體，也為頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)和技術(shù)研究提供便利條件，使得在頁(yè)巖氣能源開(kāi)發(fā)和專利申請(qǐng)方面占據(jù)有利條件。其次為湖北、山西及山東省，均為油氣資源、石油公司與石油高校結(jié)合較好省份，也便于從油氣資源開(kāi)發(fā)探索頁(yè)巖氣開(kāi)采新技術(shù)。

3.3 國(guó)內(nèi)頁(yè)巖氣專利技術(shù)領(lǐng)域分布

從專利技術(shù)類別分類來(lái)看，檢索專利按國(guó)際IPC分類包含：A農(nóng)業(yè)、B部(作業(yè)、運(yùn)輸)、C部(化學(xué)冶金)、E部(固定建筑物(掘井、采礦分部))、F部(機(jī)械工程)、G部(物理(儀器分部))、H部(電學(xué))。從統(tǒng)計(jì)角度來(lái)講，我國(guó)專利布局在E、C、G類別的E21B、C09K以及G01V領(lǐng)域較多，即開(kāi)采技術(shù)、壓裂環(huán)保以及勘探技術(shù)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)領(lǐng)域中的核心領(lǐng)域，說(shuō)明頁(yè)巖氣領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)也在于此，與國(guó)際頁(yè)巖氣研究趨勢(shì)相一致。F部機(jī)械裝備、設(shè)備領(lǐng)域緊隨其后，而B(niǎo)、H部則相對(duì)較少。

圖3 國(guó)內(nèi)頁(yè)巖氣專利申請(qǐng)量Fig.3 Domestic shale gas patent applications

3.4 國(guó)內(nèi)頁(yè)巖氣專利權(quán)利人分布

從專利申請(qǐng)檢索結(jié)果可以看出，在對(duì)頁(yè)巖氣技術(shù)開(kāi)發(fā)和專利申請(qǐng)方面(圖4)，中石化、成都創(chuàng)源油氣及中石油公司位居前三，緊隨其后為西南石油大學(xué)、中國(guó)石油大學(xué)(北京)、中國(guó)石油大學(xué)(華東)校區(qū)，可以說(shuō)明在專利申請(qǐng)上石油高校仍是油氣開(kāi)發(fā)關(guān)鍵技術(shù)的主要研究陣地。從發(fā)明專利申請(qǐng)量來(lái)看(圖5)，申請(qǐng)單位變化不大，前六位只有西南石油大學(xué)比中石油天然氣股份有限公司稍占優(yōu)。同時(shí)也可以看出，在頁(yè)巖氣技術(shù)研究方面，邱興倫、陳游及況常松在關(guān)鍵技術(shù)和專利申請(qǐng)方面具有一定優(yōu)勢(shì)，在頁(yè)巖氣技術(shù)研究方面2013年能源部政策允許多主體進(jìn)入頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)開(kāi)采以來(lái)，呈現(xiàn)出國(guó)有公司、外資私營(yíng)以及個(gè)體投入對(duì)頁(yè)巖氣的研究，也是加速我國(guó)頁(yè)巖氣快速開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵決策，對(duì)我國(guó)頁(yè)巖氣技術(shù)開(kāi)發(fā)具有重要意義。

圖4 國(guó)內(nèi)專利申請(qǐng)F(tuán)ig.4 Domestic patent applications

圖5 發(fā)明專利Fig.5 The invention patents

圖6 實(shí)用新型專利Fig.6 The utility model patents

同時(shí)對(duì)比圖6可以看出，石油單位在頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)過(guò)程中仍為主體，其中成都創(chuàng)源油氣公司保持強(qiáng)勁的研究態(tài)勢(shì)，并在專利擁有量上占據(jù)一定的地位，石油高校申請(qǐng)專利發(fā)明專利占據(jù)主體地位，說(shuō)明高校在申請(qǐng)專利方面更具有一定的質(zhì)量?jī)?yōu)勢(shì)。

4 國(guó)內(nèi)頁(yè)巖氣專利生命周期

4.1 頁(yè)巖氣開(kāi)采專利技術(shù)成熟系數(shù)

技術(shù)成熟系數(shù)是指某技術(shù)領(lǐng)域發(fā)明專利申請(qǐng)量或授權(quán)量占該技術(shù)領(lǐng)域發(fā)明專利和實(shí)用新型專利申請(qǐng)或授權(quán)總量的比率，如式(1)所示。如果技術(shù)成熟系數(shù)逐年減小，表明該技術(shù)處于成熟期。

α=a/(a+b)

(1)

式中α——技術(shù)成熟系數(shù)；

a——該技術(shù)領(lǐng)域當(dāng)年發(fā)明專利申請(qǐng)量或授權(quán)量，件；

b——該技術(shù)領(lǐng)域當(dāng)年實(shí)用新型申請(qǐng)量或授權(quán)量，件。

表1列出了頁(yè)巖氣開(kāi)采工藝技術(shù)領(lǐng)域2007—2015年技術(shù)發(fā)明專利、實(shí)用新型申請(qǐng)量情況，并計(jì)算了2007—2015年的技術(shù)成熟系數(shù)?？紤]到2016年專利申請(qǐng)量統(tǒng)計(jì)不完全，不做相關(guān)計(jì)算分析。

圖7為頁(yè)巖氣開(kāi)采工藝技術(shù)成熟系數(shù)變化曲線，從技術(shù)成熟系數(shù)總體趨勢(shì)看，技術(shù)成熟系數(shù)數(shù)值較大，且未出現(xiàn)明顯的逐年下降趨勢(shì)，表明該技術(shù)領(lǐng)域尚未處于技術(shù)成熟期，專利發(fā)掘潛力較大。

表1 頁(yè)巖氣開(kāi)采工藝技術(shù)領(lǐng)域2007—2015年技術(shù)成熟系數(shù)Table 1 Technical maturity factor of shale gas extraction technology field of 2007—2015

圖7 頁(yè)巖氣開(kāi)采工藝技術(shù)成熟系數(shù)變化曲線Fig.7 The technical maturity coefficient curve of shale gas extraction technology

4.2 頁(yè)巖氣開(kāi)采專利技術(shù)生長(zhǎng)率

技術(shù)生長(zhǎng)率是指某領(lǐng)域發(fā)明專利申請(qǐng)量或授權(quán)量占過(guò)去5年該技術(shù)領(lǐng)域發(fā)明專利申請(qǐng)量或授權(quán)量的比率，如式(2)所示。如果連續(xù)幾年技術(shù)生長(zhǎng)率持續(xù)增大，表明該技術(shù)處于生長(zhǎng)階段。

γ=a/A

(2)

式中γ——技術(shù)生長(zhǎng)率，%；

A——追溯到近5年該技術(shù)領(lǐng)域發(fā)明專利申請(qǐng)累積量或授權(quán)累積量，件。

表2給出了頁(yè)巖氣開(kāi)采工藝技術(shù)領(lǐng)域2012—2015年的技術(shù)生長(zhǎng)率，考慮到2016年專利申請(qǐng)量統(tǒng)計(jì)不完全，不作為計(jì)算依據(jù)；此外2007年以前該技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)量為0，因此需要統(tǒng)計(jì)過(guò)去5年專利申請(qǐng)量的累積，從2011年開(kāi)始統(tǒng)計(jì)。

表2 國(guó)內(nèi)頁(yè)巖氣開(kāi)采領(lǐng)域2012—2015年技術(shù)生長(zhǎng)率Table 2 Technical growth rate of domestic shale gas extraction of 2012—2015

從表2可以看出，近兩年頁(yè)巖氣開(kāi)采技術(shù)領(lǐng)域發(fā)明專利申請(qǐng)量a逐年增大，表明該技術(shù)處于較快的生長(zhǎng)階段；但發(fā)明專利技術(shù)生長(zhǎng)率γ趨于逐年減小，表明在生長(zhǎng)階段逐漸走向成熟，但還未達(dá)到成熟階段。

4.3 頁(yè)巖氣開(kāi)采專利特征系數(shù)

某技術(shù)領(lǐng)域新技術(shù)特征系數(shù)由技術(shù)生長(zhǎng)率和技術(shù)成熟系數(shù)按式(3)計(jì)算得出。新技術(shù)特征系數(shù)值越大，表明新技術(shù)特征性越強(qiáng)。

(3)

式中N——新技術(shù)特征系數(shù)。

表3 頁(yè)巖氣開(kāi)采工藝領(lǐng)域新技術(shù)特征系數(shù)Table 3 Characteristics coefficient of new technology in the field of shale gas extraction

經(jīng)計(jì)算分析得2011—2015年頁(yè)巖氣開(kāi)采工藝領(lǐng)域新技術(shù)特征系數(shù)(表3)，可以看出，整體上專利申請(qǐng)量的特征系數(shù)呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，且在2011年達(dá)到最大值為1.07，表明頁(yè)巖氣專利申請(qǐng)?jiān)?011年體現(xiàn)出該領(lǐng)域新技術(shù)特性較強(qiáng)。

4.4 國(guó)內(nèi)頁(yè)巖氣開(kāi)采專利趨勢(shì)分析

從專利受理趨勢(shì)來(lái)看，近年來(lái)頁(yè)巖氣開(kāi)采及裝備領(lǐng)域整體呈現(xiàn)急劇上升的趨勢(shì)，2014年達(dá)到頂峰，隨后一年內(nèi)有所下降，在2016年發(fā)明專利略有提升，也正體現(xiàn)目前國(guó)際國(guó)內(nèi)油價(jià)對(duì)頁(yè)巖氣行業(yè)的影響。從權(quán)利人分布趨勢(shì)來(lái)看，國(guó)有企業(yè)和石油高校仍是頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)和技術(shù)的主要高地，發(fā)明專利占有量方面仍有優(yōu)勢(shì)，也正體現(xiàn)了頁(yè)巖氣開(kāi)采關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新方法集中的地方，但也不乏民營(yíng)企業(yè)的崛起和擁有核心技術(shù)的個(gè)人。目前來(lái)看，能源需求仍在擴(kuò)大，能源短缺問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)在美國(guó)成功應(yīng)用，極大地鼓勵(lì)了能源短缺國(guó)家頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)的決心。我國(guó)頁(yè)巖氣資源豐富，但勘探開(kāi)發(fā)處于起步階段，許多關(guān)鍵技術(shù)和政策問(wèn)題仍需要探索。在裝備方面，國(guó)內(nèi)頁(yè)巖氣儲(chǔ)層與地質(zhì)評(píng)價(jià)設(shè)備、頁(yè)巖氣鉆完井技術(shù)及裝備、頁(yè)巖氣水力壓裂技術(shù)及裝備、頁(yè)巖氣微地震監(jiān)測(cè)技術(shù)及裝備等方面存在較大差距，需要了解趨勢(shì)，明確方向，發(fā)揮國(guó)內(nèi)石油石化裝備制造企業(yè)的整體優(yōu)勢(shì)，重點(diǎn)研發(fā)和掌握關(guān)鍵技術(shù)，打造自主品牌。

5 結(jié)論

能源日益短缺，頁(yè)巖氣作為可替代的清潔能源得到世界各國(guó)的積極探索、研究和開(kāi)發(fā)，對(duì)其開(kāi)發(fā)技術(shù)和發(fā)展趨勢(shì)的研究表現(xiàn)出極大的關(guān)注。本文通過(guò)對(duì)我國(guó)頁(yè)巖氣領(lǐng)域的專利類別、數(shù)量增長(zhǎng)趨勢(shì)、地域分布及專利權(quán)人格局等方面的分析，研究了我國(guó)頁(yè)巖氣領(lǐng)域的整體發(fā)展態(tài)勢(shì)。

(1)我國(guó)頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)實(shí)踐較晚，且技術(shù)發(fā)展受國(guó)外技術(shù)影響較大，在借鑒北美頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，2009年逐漸開(kāi)始探索開(kāi)發(fā)，到2014年技術(shù)研發(fā)投入達(dá)到頂峰，且受國(guó)際油價(jià)環(huán)境影響，開(kāi)發(fā)研究熱趨于下降。

(2)從地域及單位來(lái)講，國(guó)內(nèi)領(lǐng)先專利權(quán)人以國(guó)有企業(yè)為主，吸納外資民企多主體加入，特別是在頁(yè)巖氣政策發(fā)布以來(lái)，鼓勵(lì)包括民營(yíng)企業(yè)在內(nèi)的多元投資主體聯(lián)合開(kāi)采頁(yè)巖氣，形成以國(guó)企油氣單位為主，外資民企合資經(jīng)營(yíng)的格局，加快了頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)的步伐。

(3)從生命周期來(lái)講，該技術(shù)研究呈現(xiàn)出在2014年達(dá)到技術(shù)頂峰，但該技術(shù)領(lǐng)域尚未處于技術(shù)成熟期，而是處于較快的生長(zhǎng)階段，專利發(fā)掘潛力較大，國(guó)家仍應(yīng)繼續(xù)加大扶持力度，尋求產(chǎn)學(xué)研合作，發(fā)揮智力技術(shù)優(yōu)勢(shì)；同時(shí)要做好環(huán)境保護(hù)工作，避免以犧牲環(huán)境為代價(jià)發(fā)展技術(shù)。

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