李文博，劉增

（1.中石化石油工程技術(shù)服務(wù)有限公司，北京100020；2.中石化勝利石油工程公司測井公司，山東東營257000）

網(wǎng)絡(luò)成像測井專利分析

李文博1，劉增2

（1.中石化石油工程技術(shù)服務(wù)有限公司，北京100020；2.中石化勝利石油工程公司測井公司，山東東營257000）

成像測井技術(shù)是為適應(yīng)復(fù)雜油氣藏，比如裂縫、薄層、各向異性等油氣藏的勘探、開發(fā)而發(fā)展起來的。它的出現(xiàn)使地層評價(jià)更加完善，使油藏描述更加準(zhǔn)確，特別是可以對薄層、復(fù)雜巖性和裂縫特性等復(fù)雜結(jié)構(gòu)的油氣藏進(jìn)行評價(jià)，提高了復(fù)雜油氣藏的勘探和開發(fā)效益[1]。隨著測井技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了數(shù)量較多的專利文獻(xiàn)。為了充分利用最新專利情報(bào)信息，推進(jìn)專利技術(shù)開發(fā)，取得專利競爭優(yōu)勢，在充分調(diào)研國內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)成像測井系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行測井技術(shù)檢索技術(shù)點(diǎn)拆解，制定專利檢索策略，篩選檢索的專利文獻(xiàn)結(jié)果，分離有效專利，對專利文獻(xiàn)進(jìn)行宏觀分析，為制訂網(wǎng)絡(luò)成像測井專利戰(zhàn)略和研發(fā)方向提供信息支持。

專利文獻(xiàn)；網(wǎng)絡(luò)成像；測井技術(shù)；專利分析

1 背景闡述

自20世紀(jì)90年代成像測井技術(shù)推出以來，成像測井逐步替代數(shù)控測井，取得了良好的應(yīng)用效果[2]。網(wǎng)絡(luò)成像測井系統(tǒng)利用高性能計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)連接、人機(jī)交互，實(shí)現(xiàn)了高速采集大量測井信息，完成了刻度、測井、數(shù)據(jù)處理、顯示等多任務(wù)并行處理，具有高數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾娎|遙測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了井下儀器與地面設(shè)備間的大數(shù)據(jù)量傳輸。20世紀(jì)末，計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅猛發(fā)展為測井?dāng)?shù)據(jù)采集方式的變革提供了條件。進(jìn)入21世紀(jì)，以“數(shù)據(jù)共享、提供實(shí)時(shí)油藏解決方案”為主要特征的網(wǎng)絡(luò)測井技術(shù)逐步形成[3]。

隨著測井技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了大量的專利文獻(xiàn)，測井專利數(shù)量呈上升趨勢。專利信息作為反映當(dāng)前技術(shù)研究熱點(diǎn)和技術(shù)發(fā)展態(tài)勢的一個(gè)重要情報(bào)，在測井技術(shù)發(fā)展規(guī)劃中發(fā)揮著重要作用，并對測井技術(shù)的發(fā)展起到一定的推動(dòng)作用[4-5]。為了充分利用測井專利文獻(xiàn)這一重要科技資源，深層挖掘其中隱藏的有效信息，本文在充分調(diào)研國內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)成像測井系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行測井技術(shù)檢索技術(shù)點(diǎn)拆解，制定專利檢索策略，篩選檢索的專利文獻(xiàn)結(jié)果，分離有效專利，對專利文獻(xiàn)進(jìn)行宏觀分析，從而為制訂網(wǎng)絡(luò)成像測井專利戰(zhàn)略和研發(fā)方向提供信息支持。

2 專利文獻(xiàn)檢索

開展測井專利分析研究，首先要進(jìn)行相關(guān)專利文獻(xiàn)的檢索。專利檢索與普通的查新檢索不同，要求檢索的專利文獻(xiàn)全面、準(zhǔn)確，既與本領(lǐng)域技術(shù)密切相關(guān)，又覆蓋相關(guān)領(lǐng)域的全部專利文獻(xiàn)，這是研究的重點(diǎn)工作。由于網(wǎng)上公開的原始專利數(shù)據(jù)信息不全、語言晦澀、冗長難懂，本研究數(shù)據(jù)來源于Innography系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以查詢和獲取全球上百個(gè)國家的同族專利、法律狀態(tài)和專利原文。此外，還包含來自PACER（美國聯(lián)邦法院電子備案系統(tǒng)）的全部專利訴訟數(shù)據(jù)，來自鄧白氏及美國證券交易委員會(huì)的專利權(quán)人財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)。

2.1 檢索技術(shù)點(diǎn)

對測井技術(shù)領(lǐng)域主要技術(shù)方向的分類如表1所示。

表1 測井技術(shù)檢索技術(shù)點(diǎn)拆解

2.2 檢索與篩選

研究采用關(guān)鍵詞與國際專利分類號(hào)相結(jié)合的專利檢索方法，為了保證結(jié)果的全面性，將初步檢索結(jié)果進(jìn)行專利同族擴(kuò)增處理，然后整理專利的種類、法律狀態(tài)、專利強(qiáng)度、引證、訴訟等信息，統(tǒng)計(jì)出專利申請量、授權(quán)量、有效專利量、核心專利數(shù)量、涉案專利數(shù)量等數(shù)據(jù)。通過人工篩選和工具檢索，對檢索結(jié)果進(jìn)行二次標(biāo)引、再分類，以此作為后續(xù)分析工作的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

2.3 專利文獻(xiàn)檢索結(jié)果

檢索結(jié)果中的申請量是對檢索結(jié)果進(jìn)行同族擴(kuò)增，保證數(shù)據(jù)的全面性，繼而進(jìn)行專利申請文檔數(shù)量的統(tǒng)計(jì)（相當(dāng)于排除了授權(quán)文檔、翻譯文檔、檢索報(bào)告等重復(fù)數(shù)據(jù)），保證申請數(shù)量的統(tǒng)計(jì)沒有重復(fù)計(jì)算；檢索結(jié)果中的授權(quán)量是在同族擴(kuò)增結(jié)果下，排除重復(fù)的申請文檔和尚未授權(quán)的專利申請，得到準(zhǔn)確的授權(quán)數(shù)據(jù)，有效專利在專利有效期中選擇active，排除過期專利。

對網(wǎng)絡(luò)成像測井技術(shù)的全球?qū)＠麛?shù)據(jù)進(jìn)行檢索和統(tǒng)計(jì)分析，檢索范圍包括美國、英國、中國、日本、韓國、法國、德國、PCT、EPO在內(nèi)的超過100個(gè)國家和地區(qū)的發(fā)明和實(shí)用新型專利。檢索截止日期為2016-10-10，共分離出全球網(wǎng)絡(luò)成像測井技術(shù)的專利申請量15 534件，其中，授權(quán)量6 782件，授權(quán)比例43.6%；有效專利4 214件；過期專利2 568件；審查中專利3 219件；駁回、撤回等5 533件。

由專利數(shù)量可以發(fā)現(xiàn)，測井屬于技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，專業(yè)交叉度比較大，是油服行業(yè)最具挑戰(zhàn)性的領(lǐng)域，同時(shí)，也是市場價(jià)值最高的領(lǐng)域。圖1以餅圖的形式將這一統(tǒng)計(jì)結(jié)果比例呈現(xiàn)出來。圖1的數(shù)據(jù)顯示，該領(lǐng)域的有效專利量占專利申請總量的27%，審查中專利占專利申請總量的21%，有效專利與審中專利之和占申請總量的比例為48%.

圖1 全球網(wǎng)絡(luò)成像測井技術(shù)專利法律狀態(tài)統(tǒng)計(jì)

3 全球測井技術(shù)專利宏觀分析

3.1 全球測井技術(shù)專利數(shù)量分析

通常情況下，專利申請是伴隨著技術(shù)研發(fā)而行的，所以，專利申請量的高峰往往也出現(xiàn)在產(chǎn)品上市之前，形成先專利保護(hù)后產(chǎn)品上市的格局。將15 534件全球網(wǎng)絡(luò)成像測井技術(shù)的專利按照申請年進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得到年度申請量趨勢圖，如圖2所示。

圖2 測井技術(shù)全球?qū)＠甓壬暾堏厔輬D

從圖2中可以看出，1937—1960年屬于零星申請階段，每年申請量較少且不連貫。這表明，這個(gè)時(shí)期的測井技術(shù)還處于前期探索階段。從20世紀(jì)60年代開始，非電法測井有了飛躍發(fā)展，以應(yīng)用計(jì)算機(jī)為主的數(shù)字技術(shù)發(fā)展很快，引起了測井技術(shù)革命。到1974年，全球申請速度達(dá)到了每年165件。20世紀(jì)70年代后期，全球的申請量進(jìn)入平穩(wěn)發(fā)展階段，在申請趨勢圖中表現(xiàn)為趨勢曲線的斜率變小。這一階段出現(xiàn)了一些測量儲(chǔ)層新物理參數(shù)的儀器，比如電磁波傳播測井、橫波測井、改進(jìn)的核磁測井等儀器，同時(shí)，采用多傳感器、大信息量的方法改進(jìn)原有儀器，增強(qiáng)分辨率和探測深度，提高測量精度和準(zhǔn)確度。在2000年前后，隨著電子學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù)在測井中的廣泛應(yīng)用，測井技術(shù)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，主要表現(xiàn)在測井儀器不斷向智能化、高精度、便攜式方向發(fā)展。全球測井技術(shù)領(lǐng)域的專利申請量進(jìn)入第二次的迅速突破發(fā)展，從1999年的年申請量344件迅速增長并于2012年達(dá)到頂峰的年申請量989件。

3.2 測井技術(shù)各分支全球?qū)＠厔莘治?/p>

圖3表示出測井技術(shù)不同技術(shù)分支的全球?qū)＠暾堏厔荨?shù)據(jù)傳輸技術(shù)受計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)發(fā)展的影響，在20世紀(jì)70年代才開始有少量的專利申請，聲波、電法和核這3種主要的測井儀器技術(shù)起步階段的發(fā)展情況也是類似的。

由此可以看出，在20世紀(jì)90年代之前，這3個(gè)技術(shù)分支的趨勢曲線是交織在一起的，但是，從20世紀(jì)90年代開始，這種情況逐漸發(fā)生了變化。電法和核測井儀的專利申請量逐漸與聲波測井儀的專利申請量拉開距離。在電法測井儀方向，由于井間電磁測量技術(shù)、套管井電阻率測井技術(shù)和微電阻率掃描測井等電法測井技術(shù)開始廣泛地推廣應(yīng)用，技術(shù)的更新促使專利數(shù)量增加；在核測井方向，1990年NUMAR/哈里伯頓公司將以色列威茲曼科學(xué)院的2位科學(xué)家Zvi Taicher和Schmuel Shtrikman等發(fā)明的使用梯度磁場的磁共振成像測井儀（MRIL）正式商業(yè)化應(yīng)用，同時(shí)，斯倫貝謝公司1991年發(fā)明并在1995年商業(yè)化的可組合磁共振測井儀（CMR），大大加快了核測井儀在全球的推廣使用，促使核測井專利數(shù)量的增加。

技術(shù)分支全球申請趨勢曲線的第二次分化發(fā)生在2004年。在這之前，核測井儀和電法測井儀的申請趨勢近似。在這之后，核測井儀經(jīng)歷了一小段的調(diào)整期，推測其遇到了一定的技術(shù)瓶頸。經(jīng)過幾年的調(diào)整后，其又開始快速發(fā)展，出現(xiàn)了采用多個(gè)測量頻率、多磁場梯度、偏心貼井壁的測量方式，Schlumberger推出了MR Scanner，Baker Atlas推出了MREx。核磁共振測井儀器的共同特點(diǎn)是，采用多頻率、多個(gè)磁場梯度，一次測井可采集多個(gè)等待時(shí)間（TW）和多個(gè)回波間隔（TE）下的許多組自旋回波串?dāng)?shù)據(jù)，可進(jìn)行二維核磁共振測井，大大提高了儲(chǔ)層流體識(shí)別和定量評價(jià)的效果。電法測井儀的申請量一直保持快速增長，主要原因是作為最早應(yīng)用的測井方法，其原有技術(shù)基礎(chǔ)比較雄厚，專利基數(shù)比較大，在此基礎(chǔ)上的改進(jìn)都能形成新的專利。同時(shí)，三分量感應(yīng)測井、介電測井等一些新的電法測井技術(shù)相繼出現(xiàn)，使得電法測井專利一直保持較快的增速，這一直是測井技術(shù)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。

圖3 測井技術(shù)不同技術(shù)分支的全球?qū)＠暾堏厔?/p>

3.3 全球主要專利權(quán)人統(tǒng)計(jì)

由表2可知，全球?qū)＠麚碛辛颗琶?0的公司包括斯倫貝謝、貝克休斯、哈里伯頓、雪佛龍和?？松梨诘龋习竦闹袊鴮＠麢?quán)人有中石油、中海油和中石化。同時(shí)，從專利擁有量來看，斯倫貝謝、貝克休斯、哈里伯頓這三大公司遙遙領(lǐng)先于其他專利權(quán)人，在這個(gè)領(lǐng)域明顯處于優(yōu)勢地位。

表2 全球TOP20專利權(quán)人排行表

4 中國專利分析

4.1 中國測井技術(shù)專利數(shù)量分析

從全球測井技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠暾堉泻Y選出中國專利申請共1 915件。在中國專利申請中，進(jìn)一步篩選得到各個(gè)主要技術(shù)方向的專利情況，具體如表3所示。從表3中可以看出，在各技術(shù)方向的中國申請中，授權(quán)比例最高的為輔助測井技術(shù)，占80.9%，授權(quán)比例最低的是聲波測井儀，占65.0%.其中，輔助測井技術(shù)方向的實(shí)用新型專利申請量為151件，占總申請量的比例約為59.0%；聲波測井技術(shù)方向的實(shí)用新型專利申請量為97件，占總申請量的比例約為28.3%.實(shí)用新型專利申請獲得授權(quán)的可能性比較大，是導(dǎo)致不同技術(shù)方向授權(quán)比例產(chǎn)生差距的主要原因，也是中國專利授權(quán)比例高于全球水平的主要原因。因此，可以根據(jù)中國專利制度的特點(diǎn)，充分利用實(shí)用新型專利授權(quán)快、費(fèi)用低等優(yōu)勢，更早、更快地布局相關(guān)技術(shù)專利。

表3 中國測井技術(shù)專利數(shù)量統(tǒng)計(jì)表（件）

4.2 中國測井技術(shù)專利趨勢分析

圖4表示的是過去20年間中國測井技術(shù)專利申請量和授權(quán)量的趨勢。與全球趨勢不同的是，中國測井技術(shù)的申請和授權(quán)量變化沒有經(jīng)歷明顯的調(diào)整期，始終保持著加速增長的態(tài)勢。我國從20世紀(jì)70年代末開始引進(jìn)國外測井裝備和技術(shù)，采用以引進(jìn)為主、以消化吸收國外先進(jìn)技術(shù)自行研究為輔的模式。

特別是在“十二五”期間，中石油、中海油和中國石油大學(xué)等多家企業(yè)和研發(fā)機(jī)構(gòu)，依托國家重大專項(xiàng)“油氣測井重大技術(shù)與裝備”，圍繞復(fù)雜油氣藏和非常規(guī)油氣識(shí)別和評價(jià)難題，開展測井關(guān)鍵技術(shù)與重大裝備攻關(guān)。隨著這些重大課題的實(shí)施，許多研究成果也以專利的形式公開。從圖4中可以看出，申請趨勢曲線的斜率變大，申請量在2012年達(dá)到高峰。

雖然專利申請的數(shù)量有所突破，一些自行研究的先進(jìn)儀器也已得到了應(yīng)用，但是，總體的測井技術(shù)水平與國外先進(jìn)水平相比仍有較大差距。從總體情況看，國內(nèi)石油測井行業(yè)仍處于發(fā)展期，而更多處于世界領(lǐng)先水平的測井技術(shù)被研發(fā)和推廣應(yīng)用仍然值得期冀。

4.3 中國測井IPC分布分析

通過對中國測井技術(shù)專利的TOP20國際分類號(hào)（IPC）進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，分析該領(lǐng)域技術(shù)主要涉及的技術(shù)方向和相關(guān)專利分布情況。

圖4 中國測井技術(shù)專利趨勢圖

圖5 中國測井技術(shù)領(lǐng)域TOP20的IPC分布圖

圖5統(tǒng)計(jì)了專利申請量前20的IPC分類。如圖5所示，中國專利IPC排行首位的是“E21B 47/00：測量鉆孔或井”，該分類下專利申請共410件，涉及的范圍比較廣，涵蓋了測井儀器和測井方法的大部分內(nèi)容；排行第二的IPC分類是“E21B 49/00：測試井壁的性質(zhì)；地層測試；專用于地表鉆進(jìn)或鉆井以便取得表土或井中液體試樣的方法或設(shè)備”，該分類下專利申請共220件，主要涉及輔助測井的相關(guān)專利；排行第三位的是“G01V 3/00：電或磁的勘探或探測；地磁場特性的測量；例如，磁偏角或磁偏差”，該分類下專利申請共170件，主要涉及電法測井技術(shù)相關(guān)專利；排行第四位的是“E21B 47/12：從井中到地面或從地面到井中傳輸測量信號(hào)或控制信號(hào)的裝置”，該分類下專利申請共104件，主要涉及數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的相關(guān)專利。其余各IPC分類下涉及的專利比較少。

5 結(jié)論

中國在全球范圍內(nèi)擁有的測井技術(shù)專利與國外大的公司，比如斯倫貝謝、貝克休斯和哈里伯頓相比，還有明顯的差距，在測井技術(shù)領(lǐng)域，專利技術(shù)的競爭力相對比較弱。

測井技術(shù)的發(fā)展速度越來越快，雖然目前以斯倫貝謝為主的國際石油公司在本領(lǐng)域已經(jīng)形成壟斷格局，但從申請趨勢來看，中國在近年來的研發(fā)力度逐漸加大，具備在該領(lǐng)域突圍的能力。目前，測井專利技術(shù)研究的熱點(diǎn)主要集中在地層測試、感應(yīng)測井、電磁波傳播測井和數(shù)據(jù)傳輸?shù)葞讉€(gè)方面。

［1］原宏壯，陸大衛(wèi)，張辛耘，等.測井技術(shù)新進(jìn)展綜述［J］.地球物理學(xué)進(jìn)展，2005，20（3）：786-795.

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〔編輯：白潔〕

TE151；P631.8+4

：A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.15.041

2095-6835（2017）15-0041-04