國外油服公司專利布局策略分析

王立雙，丁士東，趙汩凡

（中國石油化工股份有限公司石油工程技術研究院，北京 100101）

1 全球石油工程技術市場現狀

2019 年全球經濟增速放緩導致石油需求增長乏力，市場供需平衡依靠歐佩克+減產維系，國際油價反彈遇阻，年度油價同比下滑10%以上［1-4］，如圖1 所示。除中國外全球油氣勘探開發投資增長乏力，北美勘探開發投資同比下降。全球勘探開發投資規模近4 700 億美元，同比增長5%。北美以外的陸上勘探開發活動保持活躍，投資反彈幅度較大，海洋勘探開發活動逐漸復蘇［5-9］。

圖1 2006—2019 年全球石油工程市場規模變化趨勢

全球石油工程服務市場規模小幅增長，北美市場出現下滑。2019 年國際石油工程市場總規模達2 692 億美元，同比增長0.4%，增速顯著放緩［10-14］。中東和歐洲穩步增長，非洲和亞太市場快速增長，南美市場大幅反彈。受地緣政治、資源基礎、產業發展水平及勘探開發活動的影響，區域石油工程市場發展呈現不同特點［15-21］。

經過多年發展，國內外各大油公司、技術服務公司申請了很多石油工程技術相關技術專利，形成了各自的核心技術及其相應的專利策略。通過專利分析，能夠了解和掌握當今石油工程技術前沿及發展趨勢。通過專利文獻檢索與聚類分析，并繪制專利地圖，可得到能直觀反映石油工程技術領域整體態勢的科技圖譜。

國外油公司和技術服務公司十分重視知識產權保護，在石油工程技術領域申請了大量專利，國內企業目前在石油工程技術領域尚處在跟蹤模仿階段，需要對競爭對手在該領域的知識產權狀況有所了解，以免形成侵權行為。更為重要的是，提高對專利分析的重視程度，加大相關專利信息的利用力度，對于石油工程技術領域的后來者，具有更加重要的現實意義。

2 國外主要油服公司專利檢索

2.1 檢索數據庫

專利分析的數據來源以Orbit 國際專利數據庫為主，以德溫特專利數據庫為輔，運用Orbit 國際專利數據庫進行總體專利檢索，作為專利分析的依據；運用Orbit 專利數據庫進行具體專利文獻著錄項的檢索，作為總體檢索的補充，并為重要專利的判斷提供更加全面的依據。國內專利數據以中國知識產權大數據與智慧服務系統為主進行檢索。

2.2 檢索策略

石油工程技術是一項投資大、獲益難、風險高、技術多元化、涉及學科種類繁多的工程。另一方面，隨著專利申請量以驚人的速度增長，學科交叉越來越廣泛，傳統的線性檢索方式無法滿足實際需求，使得專利檢索成為一個不斷反復的過程。為此，本文制定了如圖2 所示的檢索思路。

圖2 專利檢索路線圖

2.3 檢索范圍

本文主要聚焦在國際主要油服公司石油工程領域專利的分析與對比。通過調研分析，并參考大量參考文獻以及技術手冊，確定了本文的主要檢索技術領域范圍為鉆井、鉆井液、固井、壓裂、測錄井。為了更全面準確的檢索該技術領域的相關專利，作者運用德溫特專利數據庫、Orbit 專利數據庫和DI Inspiro 數據庫，全面檢索了截止到2019 年6 月30日以前的上述數據庫內收錄的所有相關國內外專利。

2.4 檢索結果

截止到2019 年6 月30 日，在DI Inspiro 數據庫與Orbit 數據庫中匯總檢索得到符合條件的石油工程技術專利申請共164 214 件。根據專利文件的特點和分析過程的具體需求，從不完整著錄項的檢查、同族的合并、著錄項優化、專利號處理、專利權人處理及引證信息等6 個方面，對檢索結果進行清洗和整理，為專利分析做準備。

3 國外主要油服公司專利申請趨勢

3.1 主要油服公司專利總量對比

在全部石油工程技術領域專利中，哈里伯頓以57 022 件專利趕超斯倫貝謝，成為了排名第一的公司，斯倫貝謝、貝克休斯分別以52 209、35 368 件分別占據了第二及第三位，三家公司專利總量占據了整個行業的36.1%。而威德福與內伯斯等專業公司，雖然規模有限，數量與上述3 個公司比不占優勢，但是在核心技術領域也都布局了一定量的專利。如表1 所示。

表1 國際主要油服公司石油工程領域專利數量表

3.2 主要油服公司石油工程專利技術領域分布

將檢索得到的不同公司的專利，按照鉆井、鉆井液、固井、壓裂與測錄井這幾個技術領域進行分類，得到如下表格，見表2。從表中可以發現，作為綜合性油服公司的斯倫貝謝、貝克休斯、哈里伯頓在各個領域都有涉獵，數量都不在少數，已經形成了比較全面的專利布局，而威德福在經歷了破產重組后，專利數量的申請上受到了一定程度的影響，但由于前期專利積累較多，仍具有一定的技術實力，而內伯斯是較為專業的鉆井承包商，因此在技術領域中更注重鉆井及其相關領域，其他領域專利數量非常少。

表2 國際主要油服公司不同技術領域專利數量 單位：件

通過前面的分析發現，哈里伯頓專利數量較之前有了很大的提升，甚至超過了行業老大斯倫貝謝成為了專利量排名第一的油服公司，說明哈里伯頓在近年來對專利申請上的力度大大提高。具體到各個技術領域，可以發現，自2000 年后，哈里伯頓在鉆井、固井及壓裂領域的專利數量上升較快，直接帶動了其整體專利數量的快速增加。如圖3 所示。

圖3 1970—2018 年哈里伯頓不同技術類別專利數量年度走勢圖

3.3 主要油服公司石油工程專利法律狀態

從法律角度對這六家油服公司專利進行拆分對比，可以發現，斯倫貝謝、貝克休斯、哈里伯頓這3 家油服公司的授權專利占比都在50%左右，威德福、內伯斯與中石化的授權專利占比則在60%上下。其中，威德福由于經歷了破產重組，研發受到了一定的影響，其申請中的專利數量占比明顯低于其他公司。而內伯斯由于為鉆井承包商，其在核心業務領域內，授權專利占比超過了60%，并且保持了較高的新申請量。如圖4 所示。

圖4 各公司專利不同法律狀態百分比柱狀圖

3.4 斯倫貝謝公司專利分析

3.4.1 時序分析

從圖5 中可以看出，斯倫貝謝的專利申請量從1998 年開始進入了快速增長期，2007 年以后整體保持了持續增長的態勢，從2010 年開始，每年的申請量都穩定在1 000 件左右。

圖5 1950—2018 年斯倫貝謝石油工程專利年度走勢

3.4.2 國家地域分析

斯倫貝謝專利受理國別分布，美國、加拿大和英國的申請量占比達到50%，同時在中國、挪威、巴西、墨西哥等其他市場也申請了大量專利。如圖6 所示。

圖6 斯倫貝謝石油工程專利受理國分布

從斯倫貝謝公司專利公開國歷年專利申請數量的熱點圖中可以看出，美國是斯倫貝謝專利公開國中占比最多，進入2000 年以后，專利公開數量進一步增加，年公開量達到600 個以上；從1986 年起斯倫貝謝開始在中國申請專利，2005 年以后專利公開量持續增加；除美國、加拿大、英國之外，在挪威、澳大利亞、巴西、中國等國也進行了專利布局。如圖7 所示。

圖7 1970—2018 年斯倫貝謝石油工程專利公開國年度走勢圖

3.4.3 法律狀態分析

斯倫貝謝的專利中，授權專利達到49.4%，申請中專利占比為16.9%，無效專利占比達到33.7%；涉訴專利僅有18 件，其中美國專利8 件、法國專利1 件、英國專利9 件，大部分涉訴均發生在2010 年以前，僅有兩件發生在2010 年以后，技術領域主要涉及鉆井、鉆井液和測錄井等。專利許可僅有2 件，分別是測錄井和壓裂領域各1 件。如圖8 所示。

圖8 斯倫貝謝石油工程領域專利法律狀態餅圖

3.4.4 專利布局分析

斯倫貝謝整體專利布局均衡，沒有明顯短板，在鉆頭、井下工具、隨鉆測量、鉆井液等子領域申請了大量專利。斯倫貝謝先后收購了史密斯鉆頭、油田生產裝備制造商Cameron、鉆井液公司M-I SWACO 等，通過收并購，斯倫貝謝在隨鉆測井、鉆井液、連續油管和生產測試領域具有較強的技術實力。如圖9 所示。

圖9 斯倫貝謝石油工程領域專利技術布局圖

3.4.5 專利技術子領域分析

1998 年以后，斯倫貝謝在鉆井子領域的專利申請量增長較快，其他領域增長不明顯，而在2009 年以后各子領域申請量均出現較大幅度下降，但鉆井、測錄井、壓裂子領域申請量已出現反彈。如圖10所示。

圖10 1969—2017 年斯倫貝謝石油工程領域不同技術類別專利年度走勢圖

3.4.6 主要發明人分析

斯倫貝謝石油工程領域核心研發人員，研發中心主要分布在伯明翰、休斯頓等地，MULLINS 是流體領域的核心研發人員，PATEL 是井下工具領域的核心研發人員，CLARK 是測井領域的核心研發人員；通過跟蹤分析核心研發人員的學術論文，有助于發現領域前沿技術進展。

圖11 斯倫貝謝石油工程領域專利主要發明人條形圖

4 油服公司專利技術布局策略

4.1 專利申請策略

國外油公司、主要油服公司在石油工程技術領域專利布局比較全面，另一方面，專利申請不僅僅局限于單一系統，針對多個產品線、不同種類的系統，同時布局。

（1）專利申請未雨綢繆，同時申請外圍技術。作為領域跟隨者，在借鑒現有技術的基礎上，要搶先申請專利，特別是針對外圍技術申請專利，實施包繞策略。同時，要擴大申報專利的權利要求范圍，不僅針對具體的特定技術點，要逐漸形成系統全面的專利。國內三桶油一般在項目結束后申請相關專利，雖然采用了實用新型專利和發明專利同時申請的策略，但時間節點上整體較靠后。建議知識產權部門盡早參與項目研發，緊密結合項目進程，提供全方位支撐；申請中要提前做好研判，用好專利服務機構。專利布局要在戰略和戰術、國內和國外等多維度層面展開，注重長遠和精準布局。針對下一代創新技術，通過對未來技術發展方向進行預測，積極研發下一代技術，并及時申請專利。采用基本專利戰略，來保持自己的新技術的競爭優勢。

（2）申請高質量專利，強化專利保護效果。申請專利時，應充分全面考慮石油工程技術不同領域的特點，強化專利保護效果。同時還應考慮集團內部其他單位類似技術的專利情況，形成合力保護相關技術。

（3）增加同族專利申請，差異化技術布局。針對國內石油公司自有技術，應加大同族專利的申請力度，擴大專利覆蓋范圍，不要僅在國內申報。對比國外公司，應加強對同族專利的重視程度，針對核心技術應根據未來技術和市場情況，增加同族專利申請，應保護沙特、巴西、阿爾及利亞等石油工程業務重點分布地區，不斷提高技術影響力。要進一步提高國外專利的針對性，至少要對國外公司在中國申請的專利形成有效的突破。同時根據自身技術特色，進行差異化布局。

4.2 專利組合保護策略

根據實際情況，必要專利與潛在必要專利進行組合保護；開展外圍專利保護并與專利與產品研發相結合；專利、技術秘密和策略公開組合保護；開展經營組合保護。

在確定申請時機時要考慮發明創造的應用價值。如果研究領先同行，一般要等其應用研究大體成熟后再提出專利申請，防止其他企業搭便車改進、搶先申請二次專利；如果競爭對手多、容易被模仿的技術應盡快申請專利。

通過多個專利保護自有鉆井提速工具技術，在申請保護實現產品核心系統結構的專利之外，還應申請與核心結構相關的控制方法類專利。以井下工具為例，應針對核心控制機構、相關工藝等申請專利，全方位保護核心技術。

此外，國內單位專利申請比較零散，缺乏系統性，應協調不同二級單位的同類技術專利申請，避免各自為戰以及互相制肘的情況出現。

在確定申請國家時，要考慮能否在該國獲得有效保護，該國是否有前景廣闊的專利技術實施市場、競爭對手是否具有較強的仿制能力。一般考慮向市場需求量大、經濟效益好的國家申請。

4.3 專利預警策略

根據鉆井提速工具技術動向和市場走向，設立專利預警機制，達到遏制競爭對手、搶占技術制高點的目的。同族專利調查，掌握斯倫貝謝、哈里伯頓、貝克休斯、NOV、阿特拉等在全球范圍內的專利布局（同族專利數量越多，布局越廣）。及時監測石油工程領域的前沿技術。此外，結合集團公司確定的重點發展區域，提前布局，為國際化發展奠定基礎。

專利戰的一個重要邏輯是放水養魚。某一領域的跟隨者，在技術還處于前期開發或者初級階段時，掌握著領域核心技術的主要競爭者不會在意跟隨者是否侵權。一旦你做大做強的時候，權利人往往就會來主張權利，輕者賠償，重者喪失未來的機會。因此，要提前做好專利預警工作。

在當前國際形勢下，應開展相關技術專利盤點，防范風險挑戰，化解潛在問題。特別是當前中美貿易摩擦情況下，要預先做好石油工程領域涉及的專利家底梳理，潛在風險評估，做到未雨綢繆。

專利狀態是不斷變化的，專利的侵權風險隨著專利狀態的變化而發生改變。還要對專利風險進行實時監控。預警監控內容包括有：主要三大油服公司在全球市場的專利申請、授權情況等。通過對上述內容的實時監控，可以及時了解石油工程領域內的最新研發動態，從而做到適時調整自身的技術路線、技術專利布局等。

5 結論

（1）國外主要油服公司在石油工程領域持有16 萬余件專利，在油價較低、R&D 投入減少的情況下，仍然保持了較高的專利申請量。

（2）國外油服公司專利布局與主要業務市場緊密契合，業務遍及全球主要油氣產區，根據各自的業務國家分布情況開展相應的專利申請，側重點各有不同，但基本都做到業務涉及的國家均進行了專利布局。

（3）北美市場是三大油服公司的主要市場，為了保護各自的技術，在美國、加拿大進行了全面的專利布局；三大油服公司在中國均進行了專利布局。

（4）國外油服公司專利申請比較系統，針對新技術、新產品、新方法進行了全面的布局，其中以斯倫貝謝的專利布局最為全面，哈里伯頓近5 年增速迅猛，年申請量超過斯倫貝謝。

（5）三大油服公司的授權專利占比50%左右，申請專利占比15%左右，平均專利保護周期10 年，具有較好的保護效果。