定向钻井和水力压裂。生态与环境。2022 年 1 月
介绍
在 COP-26 上做出的最新决定，包括关于煤炭、甲烷和限制使用化石燃料的协议，构成了减少温室气体排放的重要阶段。然而，能源行业完全转向可再生能源需要几十年的时间、大量的组织安排和巨大的财政资源。这与目前化石燃料在全球一次能源消费中的份额超过85%有关，而石油和天然气的一次消费占这一总量的主要部分——约55%。然而，气候变化问题需要采取紧急和果断的步骤。显然，如果不全面实施旨在保护环境和减轻基础设施生态负担的先进技术，这些目标的实际实现是不可能的。首先，这与在现代油气开采实践中越来越多地使用的定向钻井和水力压裂技术有关。
化石燃料生产的典型生态问题在这些技术中也很常见，例如：地下水污染；石油和化学品泄漏造成的土壤污染；废水管理不善或钻屑回收失败；燃烧产物、硫化氢或甲烷造成的空气污染；环境退化，包括景观变化、对野生动物栖息地的破坏、噪音。使用定向钻井，特别是水力压裂会带来额外的生态风险。这是由延长和更耗能的钻井造成的；耗水量大，含水层枯竭；在水力压裂过程中缺乏对裂缝形成的全面控制，这可能导致出现与天然裂缝和含水层接触的区域；涉及危险化学品；和破坏地震平衡。
这些问题要求能源公司进行更彻底的规划和现场开发，并观察对设备的额外和提高的要求；他们要求全面有效地控制与所用技术和环境监测相关的法规的遵守情况。当然，这些措施不可避免地会导致额外的成本，并遭到生产者的抵制，这在冠状病毒病传播导致经济放缓和燃料消耗减少的情况下尤为突出。同样明显的是，揭示能源生产公司、国家控制当局和环境非政府组织之间的利益之间的合理权衡将为成功过渡到生态清洁能源奠定基础。
及时向生产者提供有关最新技术进步、尖端技术和高效成分的信息，对于在碳氢化合物生产中成功采用生态中性解决方案非常重要。旨在解决或减轻上述问题不利影响的有效技术方案中，相当一部分集中在各专利局注册的专利或专利申请中。
专利数据库“定向钻井和水力压裂/生态与环境”包括这些发明，其中作者公开了消除或减少与在碳氢化合物生产中使用定向钻井和水力压裂技术相关的负面环境影响的技术解决方案。该数据库包含自 1994 年以来在世界各地专利局注册的 13214 份专利文件和 2752 个专利家族。
该数据库还提供专利信息公报，其中包括对 2001-2020 年 20 年期间公布的专利文件主要参数的统计分析。特别是，该公告包括按出版日期、专利家族、专利局、居民和非居民、申请国和主要技术业务的文件分类。它还包括在特定发明、专利活动分析和其他数据中公开的专利解决方案的一些示例，这些数据可能会引起工程界的兴趣。
建议数据库中显示的核心专利文档文本可以在一般可访问的专利搜索系统中找到，例如Google Patents、Lens、Espacenet。
专利数据库和专利信息公告的重用是根据知识共享- Attribution-ShareAlike 4.0 International - CC BY-SA 4.0许可授权的。
方法
数据库分两个阶段形成。第一阶段包括通过使用涉及关键词、专利分类索引、申请人和发明人数据的传统方法，从普遍可访问的来源初步收集专利文件。在第二阶段，为了提高发明与所选标准的对应性，第一阶段初步收集的所有核心文件的文本都由经验丰富的工程人员进行了全面的主题和语义导向评估。此外，数据库最终版本中的每个文件都标有额外的主题索引，允许对发明进行深入的系统化。
之所以选择这种劳动密集型的方式来制作专利数据库，是因为面向主题的检索和发明的系统化与技术、语言和方法方面的重大困难有关。专利文件通常具有复杂的叙述风格或不完善的翻译，这妨碍了理解和明确的解释。专利分类指标的不完备和不完善也存在。此外，在许多发明中，主要的特定关键字要么被省略，要么以完全不同的语义含义使用。
在大多数情况下，该数据库中提供的发明作者直接声明了其专利解决方案的生态效益，这些声明故意没有争议，而且成为保留发明的主要标准之一。在没有直接陈述的情况下，分析间接特征，将专利文献的本质与生态问题联系起来。例如，部分发明公开了与以下相关的专利解决方案：水处理；密封或填塞钻孔或井；杀菌剂；用于钻孔或钻井的组合物；压裂化学品；钻井废物利用；压裂液处理等 基于主要技术程序的完善导致生态安全的相关潜在改善的结论，将其放入拟议的数据库中。例如，在水力压裂作业中减少用水量或改善水处理，最终对产烃区的水生态平衡产生积极影响，这是毋庸置疑的。但是，这种积极影响的程度应该是显而易见的，发明中提出的技术方案的实施不应导致在任何生产阶段形成新的生态问题。当然，由于没有更好的选择而使用这种方法，并且该产品的创建者不排除出错的可能性，但是，
该数据库中的每份专利文献都包含一个常规书目指标列表，包括原始标题、英文版标题、家族规模、申请日期、公开日期、专利局、发明人和申请人姓名、文件种类（专利或申请）、编号权利要求、被引次数、IPC 索引和核心文件编号。
此外，如上所述，专利文件还提供了专门的标记——在各个语义组中组合的通用统一指标：技术类别（表明技术解决方案对能源工业部门之一的适用性）；技术要素（显示生产过程详细程度的指标）；问题（技术、经济、生态和其他问题）；技术解决方案的类型（设备、方法、组合物）。
所有统一的指标都可以简单易懂地解释，就像 IPC 指数一样，不依赖于语言或术语的变化。一方面，技术指标清单应反映专利文件和所考虑的能源部门的实际特征，以便详细说明几乎是无限的。另一方面，它应该紧凑且便于工作和分析会计。找到这样的折衷方案相当困难，因此改进指标列表总是合理的。拟建的数据库涉及 30 多个统一指标。
此外，该数据库还包含许多衍生指标，包括申请人身份、申请人居住地和统一指标组。可以根据现有数据计算专利申请期限、突出专利、申请人在总知识产权登记簿中的份额等指标。绝大多数专利文献的评分也是根据着录和统一指标计算的。
本产品中使用的专利数据库编译和统计评估的一般方法可以在aenert.com上找到。
由于数据库包含旨在解决生态问题的发明，所有专利文献都标有相应的统一指标，涉及生态平衡和环境保护措施问题。前一个指标主要结合了与直接或潜在降低由于人为影响而导致的自然系统生态平衡破坏风险有关的发明。后一个指标分配给提到与环境保护措施相关的问题或其必要性的发明。在现实世界的实践中，这些问题经常相互交叉或相互修正。
通过结合数据库中提供的不同的统一指标和常规指标（IPC 索引、申请人和发明人的姓名、发明标题中的关键词），可以创建具有相当完善的特定标准的专利文献的独家列表。例如，在选择水力压裂技术类别、工作流体技术要素、主要主题问题生态平衡和附加问题高OPEX/操作和消耗品、技术解决方案类型-组成时，可以生成一个列表，其中包含大约1200 多个13000份文件，将提供旨在降低水力压裂工作液消耗性材料成本的技术解决方案，同时解决生态问题。分配给发明的任何 IPC 指数的附加设置，例如，CO2F 组（水、废水、污水或污泥的处理）将使列表缩短到少于 30 个文件。这样的列表非常便于使用，例如，对申请人、专利局等进行额外的分类。此外，可以概述最具代表性的专利文献组，在这种情况下，这将是一个具有核心的专利家族文献WO2016037149A1“使用过乙酸盐氧化剂溶液的水处理方法”；查找具有最高书目等级的文件（US8722713B2“包含 1,2-苯并异噻唑啉-3-酮和三（羟甲基）硝基甲烷的协同抗菌组合物”）；或确定最活跃的申请人（Clean Chemistry LLC（美国），
当专利文件公开了具体的生态技术、设备或组成，例如，采取与生产场地准备、人员健康、土壤修复等相关的生态措施时，会标明“生态与安全”技术要素。此类发明的示例是：US10221491B2、US8801897B2、US10233273B2
主要亮点
2001-2020 年 20 年期间的统计分析包括：
发明：12281
办公室：50
国家：41
申请人数：2185
单个 IPC 子组：3151
分配的 IPC 子组总数：43355
专利文献的主体注册时间为 2014 年至 2019 年，2017 年专利活动达到高峰。美国专利商标局（美国）专利局每年的授权专利数量均处于领先地位。
美国居民的发明专利申请活动最高，占 2001-2020 年授予的专利总数的 68% 以上。中国、加拿大、荷兰、法国和英国等国家的居民至少获得了 50 项专利。
E21B43/26 是最受欢迎的 IPC 亚组，占近 4% 的份额——通过形成裂缝或裂缝从井中获取流体。在将近 44% 的案例中，提到了作为一种技术解决方案的不同方法，在近 20% 的案例中提到了设备，在 36% 的案例中提到了组合物。在相当一部分的发明中，同时提到了两种或多种技术方案。
统计分析的一个单独部分专门针对专利文件的申请人。它包括专利和申请单独的申请人名单，申请人专利文件按局分类，技术解决方案类型，问题，技术类别，IPC部分。按专利数量排列的前 10 名最具生产力的申请人名单包括：
哈里伯顿能源服务公司（美国）
罗门哈斯公司（美国）
Dow Global Technologies, LLC（美国）
贝克休斯公司（美国）
斯伦贝谢技术公司（美国）
MI LLC（美国）
联合利华 NV (NL)
斯伦贝谢技术 BV (NL)
艺康美国公司（美国）
中国石化 中国石油化工股份有限公司 (CN)
分析的结论部分包括计算数据，可以揭示由此产生的专利趋势并得出主要结论。此处展示了各年度申请人数与专利数的关系、单项申请数与年度总数的关系、年度新申请人数、新 IPC 子组排名靠前的图表等。
拟议的专利数据库可以及时追踪特定工业部门知识产权市场的现有趋势。该专利数据库面向参与从低渗透率区域开发石油和天然气生产技术的发明人、工程师、研究人员、经理和业务管理人员。
免责声明
本专利数据库由 EnerTechUp 公司及其合作伙伴编制。专利数据库包括从公开来源仔细收集的专利文件，据作者介绍，该文件最大程度地代表了截至专利数据库编制之日特定能源行业的最新创新。有关专利文献检索和处理方法的详细信息，请访问 Advanced Energy Technologies ( www.aenert.com）。考虑到与编制国际专利文件清单相关的困难，包括与时间框架、国家和术语障碍相关的困难，以及收集所需分析信息和进行定性解释的高劳动强度，专利数据库不能保证所代表材料的绝对完整性和准确性，并且不对使用这些材料承担任何责任。EnerTechUp 按“原样”表示本材料，并拒绝因使用其中发布的数据而产生的任何索赔和责任，包括但不限于：任何类型的经济损失赔偿、利润损失或精神伤害赔偿。这些规定也适用于 EnerTechUp 的员工、股东、代理人和数据供应商。
