全球页岩油技术专利态势分析

葛栩宏

摘要：随着技术水平及开发能力的提高，页岩油成为最有可能替代传统石油天然气的能源已是各国的共识。专利技术是度量研发活动的一项重要指标，分析研究全球页岩油技术专利态势不仅有利于了解页岩油产业的研发状况，并且对我国石油企业、高校制定技术创新战略具有一定的参考价值。据此，本文在专利数据统计基础上，分析了全球页岩油技术的专利申请状况，并根据专利申请技术分布梳理研究热点及研究空缺。

关键词：页岩油；专利分析；研究热点

一、引言

油气资源是一个国家可持续发展的基础，是影响国家综合国力和国家安全的重要因素。全球石油资源包括传统石油和非传统石油，页岩油即是一种重要的非传统石油，其以游离态、吸附态及少量溶解态赋存于泥页岩层系中。页岩油革命使美国的炼油业迅速复苏，由最大油气进口国转变为重要出口国，不仅保证了美国的能源安全，而且对世界石油资源量的增长也意义重大。

然而，我国页岩油实际开采量并不高，石油资源仍然主要依赖进口。我国页岩油产业必须要有更大的发展，而加快页岩油技术创新无疑是其中最重要的举措。专利信息利用对于技术研发具有重要意义，其往往反映着本行业的技术发展水平与发展方向。因此，本文对页岩油进行专利文献检索及数据统计分析，从专利申请量、专利申请国家等方面入手，分析全球页岩油技术的专利发展趋势，同时梳理本领域的研究热点及研究空缺，为我国开展页岩油技术研究提供参考。

二、专利申请状况分析

专利数据来源于德温特专利数据库，根据关键词“shale oil”以及主要国际IPC分类号进行检索和筛选，数据截止时间为2017年10月31日，共得到1406篇专利申请。

1、专利申請趋势分析

统计全球页岩油专利申请趋势，如图1所示，可以看出，该技术的专利申请呈现出不规则趋势，大致可以概括为四个阶段：1973年以前的初始发展期、1974-1986年的快速发展期、1987-1999年的动荡低潮期以及2000年以后的高速发展期。

一般而言，随着技术的发展以及知识产权意识的提高，大多数领域的专利申请均为逐步提升的趋势。经笔者研究发现，页岩油专利申请呈现出此特殊趋势，与石油供需关系、世界油价变化有着密不可分的关系：（1）二战后到1973年油价处于平稳、特低的状态，供需关系相对平衡和稳定，并且那时还未有“石油枯竭说”，继而不会将重点放在原油开发新技术的研究；（2）1973年第四次中东危机、1980年两伊战争，分别引发了西方国家第一次和第二次石油危机，两次危机爆发后均造成高额油价，石油危机、高额油价的出现促使美国等石油进口国改变市场战略，大力开发石油替代能源；（3）上世纪80年代后期到上世纪末，世界石油市场进入两次石油危机后的调整期，此期间世界石油消费量上升较慢、起伏较小，石油供需关系处于基本平衡状态，油价较低且平稳；（4）2000年以后处于高油价时代，尤其是2008年以来的金融危机和其后的世界经济动荡，导致经济衰退，并使石油产量增长近乎停滞，供需关系紧张，油价攀上历史峰值，一定程度上促进了页岩油等新技术的研发。

2、专利申请国家分析

统计页岩油领域首次专利申请优先权国家或地区分布情况，如图2所示，在1990年之前，页岩油技术研发活动主要发生在美国、日本、德国、欧洲、加拿大，90%以上的专利技术产生在上述5个国家或地区，其中美国在页岩油研发中处于领先地位；自1991年起，美国专利申请占比有所下降，中国开始涉及页岩油技术研发，并在2006年以后逐步成为主要研发力量。另外，在申请总量方面，统计结果表明，截止到2016年底，页岩油领域首次专利申请总量最多的为美国，占比43%，其次为中国和日本，分别占比32%、8%。

三、专利申请技术分布

页岩油领域中的关键技术主要包括油藏识别评价、钻井工程技术、压裂工程技术、后期三废处理、石油产品加工等，而分类号一般直接反映了申请所涉及的技术分支。因而，统计全球页岩油技术专利申请中排名前十的分类号，依次为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，占比最多的分类号C10G对应于压裂工程；占比第二的E21B对应于钻井工程技术；对应于后期三废处理的分类号C09K的占比仅为2%；对应于油藏识别评价的分类号G01V1等，却并未上榜；其余涉及的分类号，如C10B、B01J、C10L、G01N、B01D、C10C、C10J，它们均对应于后期石油产品加工，虽然各分类号占比不高，但总和占到总量的34.%。

由此可得，全球页岩油技术的研究热点依次集中于压裂工程技术、石油产品加工、钻井工程技术，而对于后期三废处理、油藏识别评价的研究较少。然而，油藏评价识别是有效勘探开发的重要前提，其关乎到去哪里开采的问题，基于此，对于地质情况比较复杂的地区，有必要致力于油藏评价识别的研究；另外，页岩油开采后返排的压裂液通常储存在裸露的地表，容易导致压裂液的泄露，对地表和地下水资源造成污染，因此，有必要加大后期三废处理的研究力度。

四、总结

（1）全球页岩油技术专利申请呈现出不规则趋势，这一趋势与世界油价、石油供给变化有着密不可分的关系。在目前石油资源日渐短缺的情况下，我国有必要加大页岩油技术的研发。

（2）美国一直在页岩油研发中处于领先地位，自1994年起，中国开始涉及页岩油技术研发，并在2006年以后逐步成为主要研发力量。我国在页岩油研发过程中，可以多学习、借鉴美国的相关技术，并且提高知识产权保护意识，及时将创新技术申请专利保护。

（3）全球页岩油技术的研究热点依次集中于压裂工程技术、石油产品加工、钻井工程技术，而对于后期三废处理、油藏识别评价的研究较少。国内石油企业、高校在页岩油技术研发工作中，应结合研究热点和空缺，选定合适的技术创新方向，提高研发起点和效率。

参考文献：

[1]盛湘，张烨.国外页岩油开发技术进展及其启示.石油地质与工程，2015，29（6）：80-88.

[2]张抗，卢泉杰.油价下跌的根本原因和深远影响[J].中外能源，2015，20（5）：1-15.