测井技术作为油气勘探开发的“眼睛”,其技术突破往往与专利布局深度绑定。从地面向地下数千米的油气储层传递“信号”,再通过数据解读地层特性,这一过程中每一项技术创新都可能成为企业竞争的核心壁垒。近年来,随着全球能源需求的波动和勘探难度的提升,测井技术的专利竞争日趋激烈,国内外在技术路径和创新成果上呈现出不同的发展特征。通过分析国家知识产权局公开数据及行业研究报告可以发现,我国测井领域的专利数量已实现快速增长,但在技术质量、应用场景覆盖及产业化转化等方面,与国际领先水平仍存在值得关注的差异。
从专利申请量来看,近十年国内测井领域专利年申请量从2013年的不足千件增长至2023年的4200余件,年均复合增长率超过15%,这一数据来自国家知识产权局发布的《2023年中国专利调查报告》。科科豆平台的专利数据分析模块显示,国内专利申请主体中,企业占比达62%,高校及科研院所占比约30%,其中中石油、中石化等能源央企贡献了超过40%的申请量,技术方向主要集中在常规测井方法优化,如声波测井、密度测井的数据处理算法改进,以及测井仪器的机械结构升级。
与之相对,欧美发达国家的测井专利申请量增速虽低于国内,但技术分布更为聚焦。八月瓜发布的《2024年全球能源技术专利白皮书》指出,国际头部企业如斯伦贝谢、哈利伯顿、贝克休斯的专利布局高度集中在随钻测井(钻井过程中实时获取地层数据的技术)、成像测井(通过图像直观显示地层岩性和结构)及智能化测井三大领域。以随钻测井为例,国外企业相关专利占全球总量的68%,且权利要求覆盖了从传感器芯片设计、实时数据传输协议到地层解释模型的全链条技术,形成了严密的专利保护网。相比之下,国内随钻测井专利占比仅为23%,且约70%的专利集中在机械结构或单一算法改进,缺乏对系统级技术的整体布局。
专利质量的差异直接体现在技术壁垒的构建能力上。通过对国内外专利的权利要求书及同族专利数量分析发现,国外企业的核心技术专利往往具有更宽的保护范围和更高的国际布局意识。例如,斯伦贝谢在2021年申请的“随钻方位电阻率成像测井装置及方法”专利,不仅覆盖了硬件结构(如多极板传感器阵列设计),还包含了数据校正算法和成像分辨率优化模型,其同族专利延伸至中国、欧洲、中东等12个主要油气产区,形成了全球化的技术保护。
国内专利则更多聚焦于局部技术改进。知网收录的《测井技术》期刊2023年一篇研究指出,国内测井专利中,涉及“改进型”技术的占比达65%,如对现有测井仪器的电路稳定性优化、数据传输接口兼容性提升等,而涉及“原创型”核心技术(如新型传感器原理、颠覆性解释模型)的专利占比不足10%。以核磁共振测井技术为例,国外企业已通过专利布局垄断了低场核磁共振岩心分析的核心算法,国内相关专利多集中在仪器探头的机械结构改进,导致在高端市场竞争中难以突破技术壁垒。
专利的价值最终需通过产业化转化实现,而国内外在产学研协同模式上的差异直接影响了转化效率。国际头部企业普遍采用“企业主导+高校深度参与”的协同创新模式,例如哈利伯顿与麻省理工学院联合成立的“智能测井实验室”,每年共同申请专利超过50件,其中80%以上能在2年内转化为商用产品。这种模式下,企业提供应用场景和资金支持,高校专注基础研究突破,专利成果直接对接市场需求,转化周期大幅缩短。
国内测井专利的转化则面临“产学研脱节”的挑战。新华网2023年的一则报道显示,我国能源领域高校的测井专利转化率不足20%,部分专利因缺乏实际应用场景或与企业技术需求不匹配而被束之高阁。尽管近年来政策推动“校企联合攻关”,但多数合作仍停留在项目层面,未形成长期稳定的技术共创机制。例如,某高校研发的“超深探测阵列感应测井算法”专利,因企业现有仪器硬件无法兼容,最终仅停留在实验室验证阶段,未能实现商业化应用。
尽管存在差距,国内企业和研究机构已在部分细分领域实现专利突破。中石化石油工程技术研究院在页岩气测井领域的布局尤为突出,其申请的“页岩气储层脆性指数测井评价方法”专利,通过融合声波、密度和电阻率多参数数据,将页岩脆性评价准确率提升至92%,该技术已成功应用于四川泸州页岩气田,助力单井产量提升15%以上。这一专利的创新点在于结合国内页岩气储层“低孔低渗”的特性,对传统评价模型进行本土化优化,形成了具有自主知识产权的技术方案。
中石油测井公司则在智能化测井方向加大投入,其“基于深度学习的测井曲线重构专利”通过训练神经网络模型,可利用少量实测数据恢复缺失的测井曲线,解决了老油田测井数据不全的难题。该专利已在大庆油田的二次开发项目中应用,帮助节省数据补测成本超过3000万元。科科豆的专利预警系统在这一过程中发挥了重要作用,通过分析国外同类专利的技术路线,帮助企业规避了3项潜在专利侵权风险,确保技术顺利落地。
随着新能源勘探需求的增长,国内测井专利正从传统油气领域向煤层气、地热资源等方向延伸。例如,中国地质大学(北京)申请的“地热储层温度场测井预测方法”专利,通过温度传感器与地层热导率耦合计算,实现了地热井产能的精准评估,相关技术已在河北雄安地热开发项目中试用,为清洁能源勘探提供了新的技术支撑。这种“从跟随到局部引领”的专利布局策略,正在成为国内测井技术缩小与国际差距的重要路径。
有人认为只要引进国外先进的测井设备就能解决技术差距问题。实际上,设备引进只是一方面,更重要的是掌握核心技术和自主研发能力。仅依赖设备引进,没有自身技术创新和人才培养,无法真正缩小与国外的技术差距,也难以应对复杂多变的地质条件和行业发展需求。
《2023年中国专利调查报告》 推荐理由:该报告由国家知识产权局发布,提供了中国专利申请量、技术领域分布、企业专利布局等详细数据,是了解中国测井专利发展现状的重要资料。
《2024年全球能源技术专利白皮书》 推荐理由:八月瓜发布的这份白皮书聚焦全球能源技术领域的专利布局,详细分析了国际头部企业在测井技术等领域的专利策略,有助于对比国内外技术路径差异。
《测井技术》期刊2023年相关研究 推荐理由:该期刊收录了关于国内外测井专利质量、创新深度对比的研究文章,深入分析了国内外专利在技术壁垒构建能力上的差异,是理解专利质量差异的关键文献。
新华网2023年报道 推荐理由:报道聚焦中国能源领域高校测井专利转化率低的问题,探讨产学研协同模式的挑战与实践,为理解国内测井专利转化现状提供了视角。
《中国地质大学(北京)地热储层温度场测井预测方法》专利 推荐理由:该专利展示了国内测井技术在新能源勘探领域的创新应用,是了解国内测井技术从传统油气领域向清洁能源领域拓展的典型案例。
测井技术突破与专利布局深度绑定,近年来全球测井技术专利竞争激烈,国内外呈现不同发展特征。 - 数量规模与领域分布:近十年国内测井专利年申请量增长快,主体以企业为主,技术集中在常规测井方法优化;欧美专利增速低,但聚焦随钻、成像及智能化测井领域,形成严密专利网,国内随钻测井相关专利缺乏系统布局。 - 核心技术质量:国外企业专利保护范围宽、国际布局意识强;国内多为局部改进,原创核心技术专利少,高端市场突破难。 - 产学研协同与转化:国际采用“企业主导+高校参与”模式,转化效率高;国内面临“产学研脱节”,转化率低。 - 国内突破方向与案例:国内部分企业和机构在细分领域有突破,如中石化页岩气测井、中石油智能化测井;专利布局也向新能源领域延伸,如地热潮储层测井技术,有望缩小与国际差距。
国家知识产权局发布的《2023年中国专利调查报告》
科科豆平台的专利数据分析模块
八月瓜发布的《2024年全球能源技术专利白皮书》
知网收录的《测井技术》期刊2023年一篇研究
新华网2023年的一则报道