分層采油國內外專利分析

費秀英

摘 要：采用專利檢索方法，以美國專利、歐洲專利和中國專利數據庫為主要檢索源，對分層采油技術的相關專利進行檢索，并對檢索結果進行匯總、篩選處理，形成二次專利文獻資料源。從國內外專利的形成時間與跨度、地域分布、專利權人分布、熱點技術分布等角度分析研究國內在該技術領域研究的熱點及下步發展趨勢，并針對中石化技術發展本身特點，確定該技術領域的下步攻關研究發展方向。

關鍵詞：專利；分層采油；發展戰略

引言

水驅作為油藏穩壓、增產的重要方法之一，在國內外得到了廣泛的應用。中石化動用儲量中水驅51.23億噸，占到84.5%。水驅油藏存在開發層數多、層間差異大等問題，分層采油技術能減少或消除層間干擾，實現均勻推進、均勻開采，提高油田的采收率。因此，為明確國內技術定位，制定研發與專利戰略，我們開展了分層采油技術領域專利戰略研究。

一、前言

1、國內相關產業和技術現狀、發展趨勢

中國在60年代開發大慶油田的實踐中，形成了一整套分層采油技術，并已在各油田推廣使用，對延長無水開采期和提高采收率起了重要作用。目前國內普遍采用的分層采油工藝技術主要是機械卡封分層采油技術，典型代表管柱為機械坐封封隔器卡封管柱、液壓坐封封隔器卡封管柱、電纜橋塞卡封管柱、自驗封卡封管柱、不動管柱換層采油工藝管柱等。

智能井（IW）技術在油氣工業上游的應用尚處于初期階段。一些作業公司已經應用了智能井系統技術。智能分層找堵水技術的核心為內置的智能開關器，北京泰斯特威爾技術公司研制成功了一種“油氣井智能分層找堵水技術”，利用一趟管柱完成可編程自動找水、地面遙控堵水、分層試井測試、任意選層生產等多種措施，有效解決高含水油井的找水、堵水問題，實現穩油控水、增產降耗的目的。

2、技術方法和路線

采用專利檢索方法，以中國專利數據庫為主要檢索源，對分層采油技術的相關專利進行檢索，并對檢索結果進行匯總、篩選處理，形成二次專利文獻資料源。并對二次專利文獻資料源進行整理，并對各項數據資料進行處理并形成各種圖表，以進行多方位分析和研究。

二、中國石化在分層采油領域的知識產權保護狀況

（一）技術和開發擁有情況

1.相關開發單位

由中石化各單位專利申請類型統計表（表5-1）可知，中石化共申請有關分層注采領域專利337件，其中發明32件，實用新型305件；專利申請量主要集中在勝利油田，共申請專利201件，占中石化專利總量的60%，發明有18件，占中石化發明專利總量的56%。

2.相關單位的技術特點

（1）勝利油田

勝利油田分層采油技術主要包括以下3項技術：

①卡封分層采油技術，采用封隔器對高含水油層進行卡封，單采高剩余油油層。

②不動管柱換層采油技術，管柱下井前，根據各層的生產要求，先調整好各級開關的開關位置及開關壓差，管柱下至設計位置后，油管內加液壓使各級封隔器坐封，繼續增壓實現丟手，起出丟手上部管柱，下泵進行采油生產。當需要換層生產時，套管內加液壓至開關換向壓差實現換層，從而實現了在不動整個生產系統的條件下進行換層生產的工藝要求。

③分采泵分層同采技術，采用封隔器隔開兩段油層、形成兩套壓力系統，分采泵兩套抽油系統分別對每段油層進行抽汲采油，實現了泵下兩層段獨立采油，泵上兩層段液體混合舉升至地面的工藝要求。

（2）中原油田

中原油田分層采油工藝領域目前主要進行的研究是流道控制類工具、封隔器的研究，見圖5-8。共申請專利34項，如專利CN102926705涉及了一種電磁式井下找堵水開關器，采用電磁鐵驅動活塞運動，結構簡單可靠，能在油井生產狀態下實現較長時間可靠分層找堵水工藝；專利CN202866752涉及了一種推進式井下找堵水開關器；專利CN201220023260涉及了一種油井堵水封隔器，解決現有的Y221封隔器油井卡封堵水管柱油管柱彎曲，管桿偏磨，內通徑小卡封位置受限，受壓差影響解封困難問題。

（3）河南油田

河南油田分層采油工藝管柱采用不動管柱換層采油技術管柱、機械卡封工藝管柱，共研發了38項專利，包括智能測試類專利。其中CN1601048涉及一種石油開采不動管柱多層重復 調層采油井下管柱及其實施工藝，能夠實 現多個油層的重復調換，操作簡單，工作可靠，成功率高；CN102817597涉及了一種三層插管機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結構簡單，可以有效的實現對油層的三級封層及對目標層的調層開采；CN102953714涉及一種井下智能分層壓控采油方法，該方法大大提高了操作的可靠性，降低了操作難度，減少了操作時間，提高了工作效率。

（三）與競爭對手的差距及優勢

1.技術上的差距及優勢

（1）核心技術對比

中石化目前熱點的分層采油技術主要為不動管柱換層分層采油工藝技術和井下智能分層開采與測控技術兩項技術。

國內分層采油目前的技術特點是利用井下液壓控制開關或智能開關器在不動管柱的情況下，完成一趟管柱找水、堵水、測試、生產等措施；遙控堵水及調層技術是接受地面控制指令，關閉主要出水層，打開主要出力層，在生產過程中，地面只需打壓施工即可；數據采集及存儲技術里的智能開關器內含壓力、溫度傳感器，用于接收指令，也可用于測量分層流動壓力和溫度，對了解油藏性質具有重要意義；封隔器也在不斷改進中。但是與國外的智能完井的四個層次具有比較大的差異，表現在以下幾個方面：開關結構簡單；不是真正意義上的智能；國外大公司在研究智能井方面，與高校組成專門的研究機構；

2.專利布局上的差距及問題

通過與國外公司對比，我們專利主要存在兩方面的問題：第一，實用新型專利占比較大，發明專利較少，且技術改進多為工藝工具的小幅改動，工藝類別相對單一，涉及的井型比較簡單，而國外公司申請的專利往往提供了多種實施方法，權利要求涵蓋范圍廣；第二，中石化專利保護地域只在國內，而國外公司的專利保護擴大到石油生產、服務的主要地域。

（四）小結及建議

1、中石化近年來開展了同井注采、防砂采油（注水）一體化、智能分層注采技術，形成了別具一格的采油與注水技術，在低產井經濟適用等方面具有國外不具備的優勢，但是在面對復雜結構井、特殊井況的井方面沒有核心技術。

2、在測試、控制方面國外比國內有技術優勢，特別是在完井智能化方面的傳輸、控制、數據采集處理方面。

3、技術改進與完善研究分為二個層次，一是針對國外核心專利沒有進入中國的情況，我們進行持續技術改進，形成外圍或從屬專利，提高國外技術進入國內的技術門檻；二是在智能完井方面，鑒于國外著名公司對智能完井方面專利的保護，需要不斷跟蹤研究，學習消化吸收。

4、智能完井包括多個方面，簽于國內在開關方面的研究，同時參考國外流入控制閥，在國內形成真正智能開關控制的研究領域。

5、盡快培訓專利戰略研究的相關人才，從人員上保證在各類項目研究中開展常態化的專利跟蹤研究與專利預警。