葛栩宏

摘要：隨著技術水平及開發(fā)能力的提高，頁巖油成為最有可能替代傳統石油天然氣的能源已是各國的共識。專利技術是度量研發(fā)活動的一項重要指標，分析研究全球頁巖油技術專利態(tài)勢不僅有利于了解頁巖油產業(yè)的研發(fā)狀況，并且對我國石油企業(yè)、高校制定技術創(chuàng)新戰(zhàn)略具有一定的參考價值。據此，本文在專利數據統計基礎上，分析了全球頁巖油技術的專利申請狀況，并根據專利申請技術分布梳理研究熱點及研究空缺。

關鍵詞：頁巖油；專利分析；研究熱點

一、引言

油氣資源是一個國家可持續(xù)發(fā)展的基礎，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石油和非傳統石油，頁巖油即是一種重要的非傳統石油，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)迅速復蘇，由最大油氣進口國轉變?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，我國頁巖油實際開采量并不高，石油資源仍然主要依賴進口。我國頁巖油產業(yè)必須要有更大的發(fā)展，而加快頁巖油技術創(chuàng)新無疑是其中最重要的舉措。專利信息利用對于技術研發(fā)具有重要意義，其往往反映著本行業(yè)的技術發(fā)展水平與發(fā)展方向。因此，本文對頁巖油進行專利文獻檢索及數據統計分析，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的專利發(fā)展趨勢，同時梳理本領域的研究熱點及研究空缺，為我國開展頁巖油技術研究提供參考。

二、專利申請狀況分析

專利數據來源于德溫特專利數據庫，根據關鍵詞“shale oil”以及主要國際IPC分類號進行檢索和篩選，數據截止時間為2017年10月31日，共得到1406篇專利申請。

1、專利申請趨勢分析

統計全球頁巖油專利申請趨勢，如圖1所示，可以看出，該技術的專利申請呈現出不規(guī)則趨勢，大致可以概括為四個階段：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，隨著技術的發(fā)展以及知識產權意識的提高，大多數領域的專利申請均為逐步提升的趨勢。經筆者研究發(fā)現，頁巖油專利申請呈現出此特殊趨勢，與石油供需關系、世界油價變化有著密不可分的關系：（1）二戰(zhàn)后到1973年油價處于平穩(wěn)、特低的狀態(tài)，供需關系相對平衡和穩(wěn)定，并且那時還未有“石油枯竭說”，繼而不會將重點放在原油開發(fā)新技術的研究；（2）1973年第四次中東危機、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，兩次危機爆發(fā)后均造成高額油價，石油危機、高額油價的出現促使美國等石油進口國改變市場戰(zhàn)略，大力開發(fā)石油替代能源；（3）上世紀80年代后期到上世紀末，世界石油市場進入兩次石油危機后的調整期，此期間世界石油消費量上升較慢、起伏較小，石油供需關系處于基本平衡狀態(tài)，油價較低且平穩(wěn)；（4）2000年以后處于高油價時代，尤其是2008年以來的金融危機和其后的世界經濟動蕩，導致經濟衰退，并使石油產量增長近乎停滯，供需關系緊張，油價攀上歷史峰值，一定程度上促進了頁巖油等新技術的研發(fā)。

2、專利申請國家分析

統計頁巖油領域首次專利申請優(yōu)先權國家或地區(qū)分布情況，如圖2所示，在1990年之前，頁巖油技術研發(fā)活動主要發(fā)生在美國、日本、德國、歐洲、加拿大，90%以上的專利技術產生在上述5個國家或地區(qū)，其中美國在頁巖油研發(fā)中處于領先地位；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，統計結果表明，截止到2016年底，頁巖油領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、專利申請技術分布

頁巖油領域中的關鍵技術主要包括油藏識別評價、鉆井工程技術、壓裂工程技術、后期三廢處理、石油產品加工等，而分類號一般直接反映了申請所涉及的技術分支。因而，統計全球頁巖油技術專利申請中排名前十的分類號，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C10G對應于壓裂工程；占比第二的E21B對應于鉆井工程技術；對應于后期三廢處理的分類號C09K的占比僅為2%；對應于油藏識別評價的分類號G01V1等，卻并未上榜；其余涉及的分類號，如C10B、B01J、C10L、G01N、B01D、C10C、C10J，它們均對應于后期石油產品加工，雖然各分類號占比不高，但總和占到總量的34.%。

由此可得，全球頁巖油技術的研究熱點依次集中于壓裂工程技術、石油產品加工、鉆井工程技術，而對于后期三廢處理、油藏識別評價的研究較少。然而，油藏評價識別是有效勘探開發(fā)的重要前提，其關乎到去哪里開采的問題，基于此，對于地質情況比較復雜的地區(qū)，有必要致力于油藏評價識別的研究；另外，頁巖油開采后返排的壓裂液通常儲存在裸露的地表，容易導致壓裂液的泄露，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

（1）全球頁巖油技術專利申請呈現出不規(guī)則趨勢，這一趨勢與世界油價、石油供給變化有著密不可分的關系。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的研發(fā)。

（2）美國一直在頁巖油研發(fā)中處于領先地位，自1994年起，中國開始涉及頁巖油技術研發(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，可以多學習、借鑒美國的相關技術，并且提高知識產權保護意識，及時將創(chuàng)新技術申請專利保護。

（3）全球頁巖油技術的研究熱點依次集中于壓裂工程技術、石油產品加工、鉆井工程技術，而對于后期三廢處理、油藏識別評價的研究較少。國內石油企業(yè)、高校在頁巖油技術研發(fā)工作中，應結合研究熱點和空缺，選定合適的技術創(chuàng)新方向，提高研發(fā)起點和效率。

參考文獻：

[1]盛湘，張燁.國外頁巖油開發(fā)技術進展及其啟示.石油地質與工程，2015，29（6）：80-88.

[2]張抗，盧泉杰.油價下跌的根本原因和深遠影響[J].中外能源，2015，20（5）：1-15.