分层采油国内外专利分析

摘 要：采用专利检索方法，以美国专利、欧洲专利和中国专利数据库为主要检索源，对分层采油技术的相关专利进行检索，并对检索结果进行汇总、筛选处理，形成二次专利文献资料源。从国内外专利的形成时间与跨度、地域分布、专利权人分布、热点技术分布等角度分析研究国内在该技术领域研究的热点及下步发展趋势，并针对中石化技术发展本身特点，确定该技术领域的下步攻关研究发展方向。

关键词：专利；分层采油；发展战略

引言

水驱作为油藏稳压、增产的重要方法之一，在国内外得到了广泛的应用。中石化动用储量中水驱51.23亿吨，占到84.5%。水驱油藏存在开发层数多、层间差异大等问题，分层采油技术能减少或消除层间干扰，实现均匀推进、均匀开采，提高油田的采收率。因此，为明确国内技术定位，制定研发与专利战略，我们开展了分层采油技术领域专利战略研究。

一、前言

1、国内相关产业和技术现状、发展趋势

中国在60年代开发大庆油田的实践中，形成了一整套分层采油技术，并已在各油田推广使用，对延长无水开采期和提高采收率起了重要作用。目前国内普遍采用的分层采油工艺技术主要是机械卡封分层采油技术，典型代表管柱为机械坐封封隔器卡封管柱、液压坐封封隔器卡封管柱、电缆桥塞卡封管柱、自验封卡封管柱、不动管柱换层采油工艺管柱等。

智能井（IW）技术在油气工业上游的应用尚处于初期阶段。一些作业公司已经应用了智能井系统技术。智能分层找堵水技术的核心为内置的智能开关器，北京泰斯特威尔技术公司研制成功了一种“油气井智能分层找堵水技术”，利用一趟管柱完成可编程自动找水、地面遥控堵水、分层试井测试、任意选层生产等多种措施，有效解决高含水油井的找水、堵水问题，实现稳油控水、增产降耗的目的。

2、技术方法和路线

采用专利检索方法，以中国专利数据库为主要检索源，对分层采油技术的相关专利进行检索，并对检索结果进行汇总、筛选处理，形成二次专利文献资料源。并对二次专利文献资料源进行整理，并对各项数据资料进行处理并形成各种图表，以进行多方位分析和研究。

二、中国石化在分层采油领域的知识产权保护状况

（一）技术和开发拥有情况

1.相关开发单位

由中石化各单位专利申请类型统计表（表5-1）可知，中石化共申请有关分层注采领域专利337件，其中发明32件，实用新型305件；专利申请量主要集中在胜利油田，共申请专利201件，占中石化专利总量的60%，发明有18件，占中石化发明专利总量的56%。

2.相关单位的技术特点

（1）胜利油田

胜利油田分层采油技术主要包括以下3项技术：

①卡封分层采油技术，采用封隔器对高含水油层进行卡封，单采高剩余油油层。

②不动管柱换层采油技术，管柱下井前，根据各层的生产要求，先调整好各级开关的开关位置及开关压差，管柱下至设计位置后，油管内加液压使各级封隔器坐封，继续增压实现丢手，起出丢手上部管柱，下泵进行采油生产。当需要换层生产时，套管内加液压至开关换向压差实现换层，从而实现了在不动整个生产系统的条件下进行换层生产的工艺要求。

③分采泵分层同采技术，采用封隔器隔开两段油层、形成两套压力系统，分采泵两套抽油系统分别对每段油层进行抽汲采油，实现了泵下两层段独立采油，泵上两层段液体混合举升至地面的工艺要求。

（2）中原油田

中原油田分层采油工艺领域目前主要进行的研究是流道控制类工具、封隔器的研究，见图5-8。共申请专利34项，如专利CN102926705涉及了一种电磁式井下找堵水开关器，采用电磁铁驱动活塞运动，结构简单可靠，能在油井生产状态下实现较长时间可靠分层找堵水工艺；专利CN202866752涉及了一种推进式井下找堵水开关器；专利CN201220023260涉及了一种油井堵水封隔器，解决现有的Y221封隔器油井卡封堵水管柱油管柱弯曲，管杆偏磨，内通径小卡封位置受限，受压差影响解封困难问题。

（3）河南油田

河南油田分层采油工艺管柱采用不动管柱换层采油技术管柱、机械卡封工艺管柱，共研发了38项专利，包括智能测试类专利。其中CN1601048涉及一种石油开采不动管柱多层重复 调层采油井下管柱及其实施工艺，能够实 现多个油层的重复调换，操作简单，工作可靠，成功率高；CN102817597涉及了一种三层插管机械式找堵水方法及找堵水管柱，所提供的找堵水方法及管柱结构简单，可以有效的实现对油层的三级封层及对目标层的调层开采；CN102953714涉及一种井下智能分层压控采油方法，该方法大大提高了操作的可靠性，降低了操作难度，减少了操作时间，提高了工作效率。

（三）与竞争对手的差距及优势

1.技术上的差距及优势

（1）核心技术对比

中石化目前热点的分层采油技术主要为不动管柱换层分层采油工艺技术和井下智能分层开采与测控技术两项技术。

国内分层采油目前的技术特点是利用井下液压控制开关或智能开关器在不动管柱的情况下，完成一趟管柱找水、堵水、测试、生产等措施；遥控堵水及调层技术是接受地面控制指令，关闭主要出水层，打开主要出力层，在生产过程中，地面只需打压施工即可；数据采集及存储技术里的智能开关器内含压力、温度传感器，用于接收指令，也可用于测量分层流动压力和温度，对了解油藏性质具有重要意义；封隔器也在不断改进中。但是与国外的智能完井的四个层次具有比较大的差异，表现在以下几个方面：开关结构简单；不是真正意义上的智能；国外大公司在研究智能井方面，与高校组成专门的研究机构；

2.专利布局上的差距及问题

通过与国外公司对比，我们专利主要存在两方面的问题：第一，实用新型专利占比较大，发明专利较少，且技术改进多为工艺工具的小幅改动，工艺类别相对单一，涉及的井型比较简单，而国外公司申请的专利往往提供了多种实施方法，权利要求涵盖范围广；第二，中石化专利保护地域只在国内，而国外公司的专利保护扩大到石油生产、服务的主要地域。

（四）小结及建议

1、中石化近年来开展了同井注采、防砂采油（注水）一体化、智能分层注采技术，形成了别具一格的采油与注水技术，在低产井经济适用等方面具有国外不具备的优势，但是在面对复杂结构井、特殊井况的井方面没有核心技术。

2、在测试、控制方面国外比国内有技术优势，特别是在完井智能化方面的传输、控制、数据采集处理方面。

3、技术改进与完善研究分为二个层次，一是针对国外核心专利没有进入中国的情况，我们进行持续技术改进，形成或从属专利，提高国外技术进入国内的技术门槛；二是在智能完井方面，鉴于国外著名公司对智能完井方面专利的保护，需要不断跟踪研究，学习消化吸收。

4、智能完井包括多个方面，签于国内在开关方面的研究，同时参考国外流入控制阀，在国内形成真正智能开关控制的研究领域。

5、尽快培训专利战略研究的相关人才，从人员上保证在各类项目研究中_展常态化的专利跟踪研究与专利预警。