إنتاج النفط غير التقليدي. التحفيز الكيميائي. قاعدة بيانات براءات الاختراع. يُحذًِر. مارس 2022
مقدمة
وفي هيكل الاستهلاك العالمي النهائي للطاقة الأولية، تتصدر المنتجات النفطية بهامش كبير، حيث تجاوز إجمالي الاستهلاك النهائي للنفط 30%. إن تفرد المواد الخام في شكل وقود أحفوري، بالإضافة إلى امتلاكها للخصائص الفيزيائية والكيميائية المثالية لقطاع الطاقة، يكمن في وجود ميزة هائلة أخرى – وهي إمكانية تخزينها على المدى الطويل. يقع في باطن الأرض، وبمجرد استخراج النفط أو الغاز منه، يمكن تسليمه في الوقت المناسب إلى المستهلك واستخدامه للغرض المقصود منه، بما في ذلك إنتاج الكهرباء. علاوة على ذلك، وعلى الرغم من تعدد دورات تحويل الطاقة من نوع إلى آخر، إلا أن هذه العملية تعتبر مربحة وفعالة من الناحية الاقتصادية.
النفط غير التقليدي يشمل النفط عالي اللزوجة وعالي الكثافة، وزيت الكيروجين أو الصخر الزيتي، والرمال النفطية، والنفط الخفيف الخفيف، الموجود في الخزانات، وتكوينات الحجر الجيري والحجر الرملي ذات النفاذية المنخفضة. غالبًا ما يشار إلى النفط غير التقليدي بالزيت الثقيل وحتى الزيت الثقيل جدًا. ومع نفاد الزيت الخفيف، يتم خلط الزيت الخفيف العادي بالصخور والرمل والطين والمواد المرتبطة بالإنتاج وغيرها، مما يؤدي إلى زيادة لزوجته. بالإضافة إلى ذلك، قد يتواجد النفط المتبقي من الحقل المستنزف في مناطق يصعب الوصول إليها ذات نفاذية منخفضة. وتتشابه تقنيات إنتاج هذا النفط مع تقنيات إنتاج النفط غير التقليدي، وهو ما يساويها بشكل أساسي من حيث الإنتاج العملي. في قاعدة البيانات هذه، يتم استخدام مفهوم النفط غير التقليدي على وجه التحديد في مثل هذا التفسير الموحد.
في هيكل الاحتياطيات المؤكدة من النفط التقليدي هناك اتجاه واضح - انخفاض في النفط الخفيف، وعلى العكس من ذلك، زيادة في النفط الثقيل واحتياطيات النفط التي يصعب استخراجها. أدى التقدم في تطوير تقنيات استخراج النفط الثقيل الذي يصعب استخراجه إلى زيادة كبيرة في الاحتياطيات المتاحة من النفط والغاز، مع زيادة تكلفة إنتاجهما ومعالجتهما. ومع الأخذ في الاعتبار الزيادة في حصة الاحتياطيات التي يصعب استردادها في التوازن الهيدروكربوني العالمي، يصبح من الواضح أن استخدام هذه التقنيات سيستمر في النمو بشكل مطرد. ويتركز جزء كبير من الحلول التقنية الفعالة التي تهدف إلى حل المشاكل المذكورة أعلاه في وثائق براءات الاختراع المسجلة في مختلف مكاتب براءات الاختراع.
ومن بينها، تحظى التقنيات القائمة على إدخال العديد من المنشطات في الطبقات الهيدروكربونية، وخاصة تلك التي تعمل على تقليل لزوجة النفط، بشعبية كبيرة لدى الشركات المنتجة للنفط في مجال الاستخلاص المحفز للنفط غير التقليدي. على وجه الخصوص، يقدم المخترعون أشكالًا متعددة من التركيبات المنشطة بناءً على مواد كيميائية معروفة، على سبيل المثال، المواد البوليمرية، والهيدروكربونات المفلورة، وكحول البولي فينيل، وإيثر الميثيل، والأمينات، والأمونيا، والأحماض الدهنية، والمواد الخافضة للتوتر السطحي، والجسيمات التفاعلية، وما إلى ذلك. وتكشف الاختراعات أيضًا عن خيارات وأجهزة للحقن الفعال للمذيبات في الطبقات الحاملة للنفط، والتكوينات المثلى للآبار، وطرق ومعدات تشكيل المعلق، وطرق محسنة لاستخلاص النفط أثناء حقن المذيبات الهيدروكربونية.
من طرق الاستخلاص المعزز للنفط، يجب ذكر طريقة VAPEX (استخلاص البترول بمساعدة البخار) في المقام الأول. تشبه هذه العملية بصريًا SAGD، ومع ذلك، يتم استخدام المذيبات المتبخرة بدلاً من البخار في هذه الحالة. يمكن أن تتميز هذه العملية بانبعاث غازات دفيئة محدودة، وعامل استرداد مرتفع (يصل إلى 60%)، واستهلاك منخفض للطاقة، والتحسين في الموقع. عيوبها الرئيسية هي: عملية بطيئة جدًا، تقنيات غير ناضجة، فقدان المذيبات في الخزان. ومن بين الطرق الأخرى، لا بد من ذكر الاستخلاص الميكروبي المعزز للزيت حيث يتم تكثيف الإنتاج عن طريق إدخال مجموعة خاصة من الميكروبات إلى المكمن.
يتم تخصيص جزء كبير من الاختراعات لجوانب السلامة البيئية عند استخدام التركيبات الكيميائية المنشطة. وهنا، يعد تحسين الأداء البيئي أمرًا مهمًا للغاية في أي مرحلة من مراحل التكنولوجيا، بما في ذلك النقل والتخزين والتحضير أو الخلط وحقن المواد الكيميائية واستخدام النفايات.
المنهجية
تحتوي قاعدة بيانات براءات الاختراع "إنتاج النفط غير التقليدي. التحفيز الكيميائي" على مجموعة منظمة من البيانات بتنسيق Excel لوثائق براءات الاختراع المتعلقة بالموضوع موضع الاهتمام والتي تغطي فترة زمنية من 1987 إلى يناير 2022. وضع قاعدة بيانات مستندات براءات الاختراع في ملف به xlsx يتيح الامتداد إمكانية تشكيل تحديدات فردية للمستندات أو فرزها حسب معلمات محددة بمساعدة الأدوات المضمنة في Microsoft Office Excel. يصف الدليل المرفق الخيارات الرئيسية لإدارة وثائق البراءات في قاعدة البيانات ويتوافق مع وظيفة إصدار اللغة الإنجليزية من Microsoft Office Excel 2016. ويمكن الحصول على وصف النص الكامل أو على الأقل ملخص لوثائق البراءات المدرجة في قاعدة البيانات. تم العثور عليها من خلال رقم المستند في محركات البحث عن براءات الاختراع المتاحة للجمهور، على سبيل المثال، Google Patents.
تم تشكيل قاعدة البيانات على مرحلتين. وتضمنت المرحلة الأولى مجموعة أولية من وثائق البراءات من مصادر يمكن الوصول إليها بشكل عام باستخدام الأساليب التقليدية التي تشمل الكلمات الرئيسية ومؤشرات تصنيف البراءات وبيانات مقدمي الطلبات والمخترعين. خلال المرحلة الثانية، لتحسين توافق الاختراعات مع المعايير المختارة، خضع نص جميع الوثائق الأساسية من تلك، التي تم جمعها بشكل أولي في المرحلة الأولى، لتقييم شامل من حيث الموضوع والدلالة من قبل موظفين هندسيين ذوي خبرة. بالإضافة إلى ذلك، تم تمييز كل وثيقة في النسخة النهائية من قاعدة البيانات بمؤشرات موضوعية إضافية تسمح بتنظيم متعمق للاختراعات.
إن اختيار مثل هذه الطريقة كثيفة العمالة لإنتاج قاعدة بيانات براءات الاختراع يرجع إلى حقيقة أن البحث الموجه نحو الموضوع وتنظيم الاختراعات يرتبطان بصعوبات كبيرة ذات طبيعة تقنية ولغوية ومنهجية. في كثير من الأحيان، تتسم وثائق براءات الاختراع بأسلوب سردي معقد أو ترجمة غير كاملة، مما يعيق الفهم والتفسير الذي لا لبس فيه. كما يوجد أيضًا عدم اكتمال ونقص في مؤشرات تصنيف براءات الاختراع. علاوة على ذلك، في عدد من الاختراعات، يتم حذف الكلمات الرئيسية المحددة أو استخدامها بمعنى دلالي مختلف تمامًا.
تحتوي كل وثيقة براءة اختراع في قاعدة البيانات هذه على قائمة بالمؤشرات الببليوغرافية التقليدية، بما في ذلك العنوان الأصلي، النسخة الإنجليزية من العنوان، حجم الأسرة، تاريخ الطلب، تاريخ النشر، مكتب براءات الاختراع، أسماء المخترعين ومقدمي الطلبات، نوع الوثيقة (براءة اختراع أو طلب)، عدد المطالبات، وعدد الاستشهادات، ومؤشرات التصنيف الدولي للبراءات، ورقم الوثيقة الأساسية.
أيضًا، كما ذكر أعلاه، تم تزويد وثائق البراءات بالإضافة إلى ذلك بعلامات متخصصة - مؤشرات موحدة معممة يتم دمجها في مجموعات دلالية فردية: فئات التكنولوجيا (تشير إلى إمكانية تطبيق الحلول التقنية على أحد أنواع النفط غير التقليدية)؛ عناصر التكنولوجيا (مؤشرات توضح مستوى التفصيل لعملية الإنتاج)؛ المشاكل (المشاكل الفنية والاقتصادية والبيئية وغيرها) ؛ نوع الحل التقني (الجهاز، الطريقة، التركيب).
إلى جانب ذلك، تحتوي قاعدة البيانات على عدد من المؤشرات المشتقة، بما في ذلك حالات المتقدمين، وإقامة المتقدمين، ومجموعة المؤشرات الموحدة. يمكن حساب مؤشرات مثل فترة براءة الاختراع المعلقة، وبراءات الاختراع البارزة، وحصة مقدم الطلب في إجمالي سجل الملكية الفكرية بناءً على البيانات المتاحة. بالنسبة للأغلبية العظمى من وثائق البراءات، تم أيضًا حساب نقاط التصنيف على أساس المؤشرات الببليوغرافية والموحدة.
يمكن العثور على المنهجية العامة لتجميع قاعدة بيانات براءات الاختراع والتقييم الإحصائي المستخدم في هذا المنتج على موقع aenert.com. يمكن العثور على نصوص وثائق البراءات الأساسية المبينة في قاعدة البيانات المقترحة في أنظمة البحث عن براءات الاختراع التي يمكن الوصول إليها بشكل عام، مثل Google Patents وLens وEspacenet.
النقاط الرئيسية
"إنتاج النفط غير التقليدي. التحفيز الكيميائي. قاعدة بيانات براءات الاختراع" تتضمن 4131 براءة اختراع و7970 طلب براءة اختراع منشورة في الفترة 1987-2022.
يمكن تنزيل نسخة تجريبية مجانية من قاعدة البيانات هذه هنا:
تعرض النسخة التجريبية أول مائة وثيقة براءة اختراع، بالإضافة إلى بعض المعلومات الإحصائية. في معظم الحالات، تقتصر المخططات والجداول الإحصائية على المواضع الأولى، ويتم إخفاء الباقي بالرموز ###. في النسخة الكاملة يتم تقديم المعلومات الإحصائية بالكامل ويتم حساب المخططات تلقائيا.
وتتضمن قاعدة البيانات أيضًا تحليلاً إحصائيًا للمعايير الرئيسية لوثائق البراءات المنشورة خلال فترة العشرين عامًا بين 2002 و2021. وعلى وجه الخصوص، يتضمن التحليل الإحصائي تفصيلاً للوثائق حسب تواريخ النشر، وبحسب عائلات البراءات، ومكاتب البراءات، والمقيمين وغير المقيمين، والبلدان المتقدمة بطلبات.
التحليل الإحصائي يشمل:
الاختراعات: 11724
المكاتب: 55
الدول: 47
المتقدمون: 2145
المجموعات الفرعية IPC الفردية: 2454
إجمالي مجموعات IPC الفرعية المعينة: 38872
وفي فترة العشرين عامًا، مُنحت براءات الاختراع في 34 مكتبًا لبراءات الاختراع حول العالم. وكانت مكاتب براءات الاختراع الأكثر شعبية مع مقدمي الطلبات هي CNIPA (الصين)، وUSPTO (الولايات المتحدة)، وRospatent (RU)، وCIPO (CA)، وEPO، وIP Australia (AU). وفي السنوات الأخيرة، كانت الحصة الأكبر من طلبات البراءات المسجلة في CNIPA (الصين)، وشهدت المعهد الوطني للملكية الفكرية (البرازيل) زيادة كبيرة في نشاط تسجيل البراءات. شارك في إعداد الاختراعات 2145 متقدما من 47 دولة. تم منح حوالي 30% من براءات الاختراع لمقدمي الطلبات من الولايات المتحدة وأكثر من 28% لمقدمي الطلبات من الصين. وقد زادت نسبة المقيمين في المملكة العربية السعودية بشكل كبير في المتقدمين الذين سجلوا طلباتهم في السنوات الخمس الماضية.
مؤشرات IPC C09K8/584 (تركيبات لطرق الاستخلاص المعزز للحصول على الهيدروكربونات، والتي تتميز باستخدام مواد خافضة للتوتر السطحي محددة)؛ E21B43/22 (الحصول على السوائل من الآبار، واستخدام المواد الكيميائية أو النشاط البكتيري)؛ تم تخصيص براءات الاختراع لـ C09K8/588 (التي تتميز باستخدام بوليمرات محددة) أكثر من غيرها.
لقد تم ذكر مشاكل مثل "ارتفاع تكاليف الصيانة" و"التوازن البيئي والحماية" بشكل متكرر في براءات الاختراع وطلبات براءات الاختراع. إلى جانب "التحفيز الكيميائي"، تم ذكر عناصر التكنولوجيا "حقن الغاز أو غمر المياه"، و"تحسين نفاذية الخزان واستخراجها"، و"حقن البخار" بشكل متكرر في براءات الاختراع وطلبات براءات الاختراع.
تم تخصيص جزء منفصل من التحليل الإحصائي لمقدمي طلبات الحصول على وثائق البراءات. ويتضمن قوائم المتقدمين بشكل منفصل للحصول على براءات الاختراع والتطبيقات، وتفصيل وثائق براءات المتقدمين حسب المكاتب، وأنواع الحلول التقنية، والمشاكل، وفئات التكنولوجيا، وأقسام التصنيف الدولي للبراءات. تشمل قائمة أفضل 10 من المتقدمين الأكثر إنتاجية من حيث عدد براءات الاختراع ما يلي:
شركة سينوبك الصينية للبترول والكيماويات (CN)
شركة بيكر هيوز (الولايات المتحدة)
معهد سينوبك SRIPT لأبحاث شنغهاي لتكنولوجيا البتروكيماويات (CN)
تاتنفت (RU)
BASF, SE (DE)
شركة شل إنترناشيونال للأبحاث ماتشابيج بي في (هولندا)
شركة الزيت العربية السعودية (SA)
معهد سينوبك بكين لأبحاث الصناعة الكيميائية (CN)
شركة البترول الوطنية الصينية (CNPC)
شركة إكسون موبيل لأبحاث التنقيب (الولايات المتحدة)
يتضمن الجزء الختامي من التحليل بيانات محسوبة تسمح بكشف اتجاهات تسجيل البراءات الناتجة واستخلاص الاستنتاجات الرئيسية. وترد هنا أيضًا رسوم بيانية مثل العلاقة بين عدد الطلبات وعدد براءات الاختراع حسب السنة، والعلاقة بين عدد الطلبات الفردية والعدد الإجمالي حسب السنة، وغيرها.
ويرد تحليل أكثر تفصيلاً للمؤشرات الإحصائية في نشرة معلومات البراءات، والتي يمكن تنزيلها هنا (رخصة CC BY-SA 4.0):
من يحتاج إلى قاعدة البيانات هذه؟
تسمح قاعدة بيانات براءات الاختراع المقترحة بتتبع الاتجاهات الحالية في سوق الملكية الفكرية للقطاع الصناعي المحدد في الوقت المناسب، كما توفر إمكانية الحصول على قائمة مختارة بعناية من وثائق براءات الاختراع التي تتوافق تمامًا مع الموضوع المحدد. تستهدف قاعدة البيانات المخترعين والمهندسين والباحثين والمديرين ومديري الأعمال المشاركين في إنتاج النفط غير التقليدي.
تنصل
تم إعداد قاعدة البيانات الحالية من قبل شركة EnerTechUp وشركائها. تتضمن قاعدة البيانات وثائق براءات الاختراع التي تم جمعها بعناية من المصادر المتاحة للجمهور، ووفقًا للمؤلفين، تمثل إلى أقصى حد أحدث الابتكارات في صناعة الطاقة المحددة اعتبارًا من تاريخ إعداد قاعدة البيانات. تتوفر معلومات مفصلة عن منهجية البحث ومعالجة وثائق براءات الاختراع على الموقع الإلكتروني لتقنيات الطاقة المتقدمة (aenert.com). بالنظر إلى الصعوبات المرتبطة بتجميع قوائم وثائق البراءات الدولية، بما في ذلك تلك المتعلقة بالأطر الزمنية والحواجز الوطنية والمصطلحية، وكذلك مع مراعاة كثافة اليد العاملة العالية لجمع المعلومات التحليلية المطلوبة وتنفيذ تفسيرها النوعي، فإن مؤلفي لا يمكن لقاعدة البيانات أن تضمن اكتمال ودقة المواد الممثلة وتتنصل من أي مسؤولية عن استخدامها. تمثل شركة EnerTechUp هذه المادة "كما هي" وترفض أي مطالبات والتزامات تنشأ عن استخدام البيانات المنشورة فيها، بما في ذلك، على سبيل المثال لا الحصر: التعويض عن أي نوع من الأضرار المالية أو خسارة الأرباح أو التعويض عن الضرر المعنوي. تشير هذه الشروط أيضًا إلى الموظفين والمساهمين والوكلاء وموردي البيانات لشركة EnerTechUp.
