全球頁巖油技術(shù)專利態(tài)勢分析

葛栩宏

摘要：隨著技術(shù)水平及開發(fā)能力的提高，頁巖油成為最有可能替代傳統(tǒng)石油天然氣的能源已是各國的共識(shí)。專利技術(shù)是度量研發(fā)活動(dòng)的一項(xiàng)重要指標(biāo)，分析研究全球頁巖油技術(shù)專利態(tài)勢不僅有利于了解頁巖油產(chǎn)業(yè)的研發(fā)狀況，并且對我國石油企業(yè)、高校制定技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略具有一定的參考價(jià)值。據(jù)此，本文在專利數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)上，分析了全球頁巖油技術(shù)的專利申請狀況，并根據(jù)專利申請技術(shù)分布梳理研究熱點(diǎn)及研究空缺。

關(guān)鍵詞：頁巖油；專利分析；研究熱點(diǎn)

一、引言

油氣資源是一個(gè)國家可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)，是影響國家綜合國力和國家安全的重要因素。全球石油資源包括傳統(tǒng)石油和非傳統(tǒng)石油，頁巖油即是一種重要的非傳統(tǒng)石油，其以游離態(tài)、吸附態(tài)及少量溶解態(tài)賦存于泥頁巖層系中。頁巖油革命使美國的煉油業(yè)迅速復(fù)蘇，由最大油氣進(jìn)口國轉(zhuǎn)變?yōu)橹匾隹趪粌H保證了美國的能源安全，而且對世界石油資源量的增長也意義重大。

然而，我國頁巖油實(shí)際開采量并不高，石油資源仍然主要依賴進(jìn)口。我國頁巖油產(chǎn)業(yè)必須要有更大的發(fā)展，而加快頁巖油技術(shù)創(chuàng)新無疑是其中最重要的舉措。專利信息利用對于技術(shù)研發(fā)具有重要意義，其往往反映著本行業(yè)的技術(shù)發(fā)展水平與發(fā)展方向。因此，本文對頁巖油進(jìn)行專利文獻(xiàn)檢索及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，從專利申請量、專利申請國家等方面入手，分析全球頁巖油技術(shù)的專利發(fā)展趨勢，同時(shí)梳理本領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)及研究空缺，為我國開展頁巖油技術(shù)研究提供參考。

二、專利申請狀況分析

專利數(shù)據(jù)來源于德溫特專利數(shù)據(jù)庫，根據(jù)關(guān)鍵詞“shale oil”以及主要國際IPC分類號(hào)進(jìn)行檢索和篩選，數(shù)據(jù)截止時(shí)間為2017年10月31日，共得到1406篇專利申請。

1、專利申請趨勢分析

統(tǒng)計(jì)全球頁巖油專利申請趨勢，如圖1所示，可以看出，該技術(shù)的專利申請呈現(xiàn)出不規(guī)則趨勢，大致可以概括為四個(gè)階段：1973年以前的初始發(fā)展期、1974-1986年的快速發(fā)展期、1987-1999年的動(dòng)蕩低潮期以及2000年以后的高速發(fā)展期。

一般而言，隨著技術(shù)的發(fā)展以及知識(shí)產(chǎn)權(quán)意識(shí)的提高，大多數(shù)領(lǐng)域的專利申請均為逐步提升的趨勢。經(jīng)筆者研究發(fā)現(xiàn)，頁巖油專利申請呈現(xiàn)出此特殊趨勢，與石油供需關(guān)系、世界油價(jià)變化有著密不可分的關(guān)系：（1）二戰(zhàn)后到1973年油價(jià)處于平穩(wěn)、特低的狀態(tài)，供需關(guān)系相對平衡和穩(wěn)定，并且那時(shí)還未有“石油枯竭說”，繼而不會(huì)將重點(diǎn)放在原油開發(fā)新技術(shù)的研究；（2）1973年第四次中東危機(jī)、1980年兩伊戰(zhàn)爭，分別引發(fā)了西方國家第一次和第二次石油危機(jī)，兩次危機(jī)爆發(fā)后均造成高額油價(jià)，石油危機(jī)、高額油價(jià)的出現(xiàn)促使美國等石油進(jìn)口國改變市場戰(zhàn)略，大力開發(fā)石油替代能源；（3）上世紀(jì)80年代后期到上世紀(jì)末，世界石油市場進(jìn)入兩次石油危機(jī)后的調(diào)整期，此期間世界石油消費(fèi)量上升較慢、起伏較小，石油供需關(guān)系處于基本平衡狀態(tài)，油價(jià)較低且平穩(wěn)；（4）2000年以后處于高油價(jià)時(shí)代，尤其是2008年以來的金融危機(jī)和其后的世界經(jīng)濟(jì)動(dòng)蕩，導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)衰退，并使石油產(chǎn)量增長近乎停滯，供需關(guān)系緊張，油價(jià)攀上歷史峰值，一定程度上促進(jìn)了頁巖油等新技術(shù)的研發(fā)。

2、專利申請國家分析

統(tǒng)計(jì)頁巖油領(lǐng)域首次專利申請優(yōu)先權(quán)國家或地區(qū)分布情況，如圖2所示，在1990年之前，頁巖油技術(shù)研發(fā)活動(dòng)主要發(fā)生在美國、日本、德國、歐洲、加拿大，90%以上的專利技術(shù)產(chǎn)生在上述5個(gè)國家或地區(qū)，其中美國在頁巖油研發(fā)中處于領(lǐng)先地位；自1991年起，美國專利申請占比有所下降，中國開始涉及頁巖油技術(shù)研發(fā)，并在2006年以后逐步成為主要研發(fā)力量。另外，在申請總量方面，統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，截止到2016年底，頁巖油領(lǐng)域首次專利申請總量最多的為美國，占比43%，其次為中國和日本，分別占比32%、8%。

三、專利申請技術(shù)分布

頁巖油領(lǐng)域中的關(guān)鍵技術(shù)主要包括油藏識(shí)別評價(jià)、鉆井工程技術(shù)、壓裂工程技術(shù)、后期三廢處理、石油產(chǎn)品加工等，而分類號(hào)一般直接反映了申請所涉及的技術(shù)分支。因而，統(tǒng)計(jì)全球頁巖油技術(shù)專利申請中排名前十的分類號(hào)，依次為C10G（45.7%）、E21B（15.7%）、C10B（11.4%）、B01J（9.8%）、C10L（4.9%）、G01N（3%）、C09K（2%）、B01D（1.9%）、C10C（1.6%）、C10J（1.6%）。其中，占比最多的分類號(hào)C10G對應(yīng)于壓裂工程；占比第二的E21B對應(yīng)于鉆井工程技術(shù)；對應(yīng)于后期三廢處理的分類號(hào)C09K的占比僅為2%；對應(yīng)于油藏識(shí)別評價(jià)的分類號(hào)G01V1等，卻并未上榜；其余涉及的分類號(hào)，如C10B、B01J、C10L、G01N、B01D、C10C、C10J，它們均對應(yīng)于后期石油產(chǎn)品加工，雖然各分類號(hào)占比不高，但總和占到總量的34.%。

由此可得，全球頁巖油技術(shù)的研究熱點(diǎn)依次集中于壓裂工程技術(shù)、石油產(chǎn)品加工、鉆井工程技術(shù)，而對于后期三廢處理、油藏識(shí)別評價(jià)的研究較少。然而，油藏評價(jià)識(shí)別是有效勘探開發(fā)的重要前提，其關(guān)乎到去哪里開采的問題，基于此，對于地質(zhì)情況比較復(fù)雜的地區(qū)，有必要致力于油藏評價(jià)識(shí)別的研究；另外，頁巖油開采后返排的壓裂液通常儲(chǔ)存在裸露的地表，容易導(dǎo)致壓裂液的泄露，對地表和地下水資源造成污染，因此，有必要加大后期三廢處理的研究力度。

四、總結(jié)

（1）全球頁巖油技術(shù)專利申請呈現(xiàn)出不規(guī)則趨勢，這一趨勢與世界油價(jià)、石油供給變化有著密不可分的關(guān)系。在目前石油資源日漸短缺的情況下，我國有必要加大頁巖油技術(shù)的研發(fā)。

（2）美國一直在頁巖油研發(fā)中處于領(lǐng)先地位，自1994年起，中國開始涉及頁巖油技術(shù)研發(fā)，并在2006年以后逐步成為主要研發(fā)力量。我國在頁巖油研發(fā)過程中，可以多學(xué)習(xí)、借鑒美國的相關(guān)技術(shù)，并且提高知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)意識(shí)，及時(shí)將創(chuàng)新技術(shù)申請專利保護(hù)。

（3）全球頁巖油技術(shù)的研究熱點(diǎn)依次集中于壓裂工程技術(shù)、石油產(chǎn)品加工、鉆井工程技術(shù)，而對于后期三廢處理、油藏識(shí)別評價(jià)的研究較少。國內(nèi)石油企業(yè)、高校在頁巖油技術(shù)研發(fā)工作中，應(yīng)結(jié)合研究熱點(diǎn)和空缺，選定合適的技術(shù)創(chuàng)新方向，提高研發(fā)起點(diǎn)和效率。

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