核磁共振测井技术专利分析

核磁共振测井技术专利分析

葛栩宏苏昊月（贡献等同第一作者）

国家知识产权局专利局专利审查协作湖北中心湖北武汉430000

摘要：核磁共振测井技术是一种全新的测井方法，是对裸眼井测井解释和油气评价技术的一个重大突破，被国外石油界公认为过去几十年中测井技术最重大的进步。本文在专利数据统计基础上，分析了核磁共振测井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发展方向，为国内开展核磁共振测井技术研究提供参考。

关键词：核磁共振测井技术专利分析

一、引言

核磁共振测井是一种适用于裸眼井的测井新技术，是目前少有的可以直接测量任意岩性储集层自由流体（油、气、水）渗流体积特性的测井方法，有效解决了油井开采中渗透率、孔隙度和油气饱和度等因素带来的问题。

自上世纪50年代早期，核磁共振便开始应用于测井领域，并研制出最早的核磁共振测井仪器。但在我国，核磁共振测井技术是从1996年才开始引进推广的，就目前状况而言，核磁共振测井技术在理论方面主要依靠国外的文献资料，而且仪器和软件基本靠进口，核磁共振测井技术的各种理论也是靠吸收国外的各种文献及资料，虽然后期国内研制的一些核磁共振测井解释软件可以不完全依赖国外软件，但在实用性、稳定性方面跟国外相比还有一定差距。

本文首先对核磁共振技术进行专利文献检索及数据统计分析，从专利申请量、主要申请人等方面入手，分析国内外核磁共振测井技术的专利发展趋势，并重点分析我国在该领域的专利申请现状，同时对专利申请技术分布进行统计，梳理核磁共振测井技术在国内外的研究热点及发展方向，为国内开展该技术研究提供参考。

二、专利申请情况分析

根据专利检索词“核磁共振”、“测井”、“NMR”、“nuclearmagneticresonance”以及主要国际IPC分类号G01V3/14、G01V3/18、G01V3/32制定出专利检索策略，通过中文摘要专利数据库、德温特专利数据库进行检索和筛选，截止2017年底，在两个专利数据库中分别得到406、860篇专利申请。

1国内外专利申请趋势整体分析

核磁共振测井技术国内外专利申请趋势如图1所示，国外核磁共振技术起步早，早在20世纪50年代就出现了首个核磁共振测井技术专利，80年代至2000年技术进入快速发展期，专利申请量持续增加，2000年以后专利申请数量较大且发展平稳。相比之下，国内核磁共振测井技术起步较晚，1999年之前专利申请量较少，2003年之后得到快速发展起来，随着石油勘探行业的崛起，专利申请量每年总体呈上升趋势，2014年国内专利申请量甚至超过国外申请。

2中国专利申请趋势整体分析

图2是核磁共振测井技术中国专利申请整体趋势图，可以看出，以2003年为界，我国此前的专利申请几乎全部为国外来华申请，此后国内申请人的专利申请量呈逐渐上升趋势。图3示出了从1991年来，国外来华申请、国内企业申请、国内高校申请和国内个人申请每年的占比，从专利申请总量上来说，国外来华申请占据了45%之多，然而，其申请占比却有逐步下降趋势。国内核磁共振测井技术专利申请量的逐步增多，其中很重要的原因在于石油资源日益紧缺，迫使国内企业、高校加快油田勘探技术的研发，另一方面得益于经济、科技的快速发展，为测井技术的研发提供了更优异的条件，此外，还离不开国内企业、高校知识产权意识的不断提高。

关于国内专利申请：从申请总量上来说，国内企业申请和国内高校申请分别占据了26.5%、28.1%，而国内个人申请仅在2014年出现过一件；从申请趋势上来说，根据图3，国内高校在2003-2010年间申请量较少，2011年后呈现快速上升的趋势，而国内企业申请自2005起即呈现逐步上升的趋势。

3国内外主要申请人排名

根据统计结果，核磁共振测井技术全球申请人分布主要集中在斯伦贝谢、哈里伯顿、贝克休斯这三大全球油田服务公司，由此表明核心技术主要掌握在美欧等几家跨国老牌石油公司手中。而中国专利申请中申请人分布排名前七位的依次为施卢默格公司、中国海洋石油总公司、中国石油天然气有限公司、斯伦贝谢公司、中国石油集团测井有限公司、中国石油大学（北京）、贝克休斯公司，由此可见国外老牌石油公司对在华专利布局非常重视，国内主要申请人为国内大型石油国企和老牌石油高校。国内企业、高校在研发过程中可以多参考、学习以上申请人的研发成果。

三、专利申请技术分析

根据专利技术分布可以了解本领域的研究热点及发展方向，基于此，统计核磁共振测井技术的专利申请技术分布，如表1所示。

可以看出：

（1）涉及数据处理方法改进的专利申请量最多，占总专利申请量的32.7%，此类改进旨于提高核磁共振测井在解决流体识别和储层评价的精度，例如中国石油天然气集团公司于2013年提交申请号为CN20131072936.7的专利申请“一种核磁共振孔隙度测量的校正方法、装置及系统”，该发明基于映射算法对核磁共振孔隙度测量数据进行校正计算，提高了现有核磁共振孔隙度测量的精确度；

（2）专利数量列第二位的是具体应用，占总专利申请量的26.2%，主要是将应用范围进一步拓展，除了进行储层岩石物理参数计算和流体识别外,还可应用核磁孔隙度、渗透率数据进行产能预测以及利用孔隙结构研究粒径和沉积特性等，例如中国天然气股份有限公司于2013年提交申请号为CN20131055214.5的专利申请“一种利用核磁共振T2谱确定储层相对渗透率的方法”，该方法对岩心进行核磁共振T2实验和相对渗透率测定实验等，为测井解释评价过程中实施储层产能预测奠定了基础；

（3）核磁共振测井仪器从开始便不断进行改进创新，其主要发展趋势是多频率探测范围、更大探测深度、更准确地探测地层特性参数、扩大核磁共振测井适用条件等，例如斯伦贝谢公司于2010年提交申请号为US20100909116A的专利申请“用于探测液体中残余二氧化碳饱和度的核磁共振仪器及方法”，该仪器为具有多个测量频率、多个磁场梯度的偏心型的测井仪器，共有三个天线，一个主天线和两个高分辨率天线能够同时进行多频测量，在依次下井中对储层进行不同深度探测，使得探测不受被破坏或者污染地层的影响，能够得到清晰的储层流体剖面，进而获得有用的流体信息；

（4）目前的一维核磁共振技术在用于识别和定量评价油气水时存在很大的局限性，而在二维或更高维空间时可以得到一定的解决，二维核磁共振测井技术、三维核磁共振技术的研究与发展是不可或缺的，例如中国石油大学（北京）于2015年提交了专利号为CN20151061428.5的专利申请“基于多天线激励方式的三维核磁共振测井仪”，该发明提供的核磁共振测井仪，磁体周围分布有多个各自独立馈电天线，通过激励不同的天线，可以实现不同方位角的地层信息探测，提高了核磁共振测井仪探头的周向分辨能力，实现了径向、轴向、周向三维尺度下的地层探测。

四、总结

专利统计分析结果显示：（1）在核磁共振测井技术领域，我国研究虽然起步较晚，与国外相比存在一定的差距，但经过十几年的发展，我国核磁共振技术目前正处于快速发展、稳步向前的趋势；（2）核磁共振测井技术全球申请量最多的为斯伦贝谢、哈里伯顿、贝克休斯这三大全球油田服务公司，国内申请量最多的为中国海洋石油总公司、中国石油天然气有限公司、中国石油集团测井有限公司等国内大型石油国企和中国石油大学这一老牌石油高校，国内企业、高校在研发过程中可以多参考、学习以上申请人的研发成果；（3）技术创新活动主要集中在数据处理方法研究、仪器结构改进、应用范围拓展、二维或更高维核磁共振测井技术等方面。本文旨在为国内开展核磁共振测井技术研究提供参考，国内企业及高校在核磁共振测井技术研发工作中，应充分利用和消化吸收专利技术，一方面，加强产学研合作，将理论研究最大限度的用于试验生产，另一方面，提高研发起点和研究效率，并提高知识产权保护意识，及时将创新技术申请专利保护。

参考文献

[1]罗莉.探析核磁共振测井技术的最近进展[J].化学工程与装备,2015(05).

[2]吕强.浅析核磁共振测井技术[J].中国石油和化工标准与质量,2011(01).