UNKONVENTIONELLE ÖLFÖRDERUNG. Chemische Stimulation. Patentdatenbank. Aenert. März 2022
Einführung
In der Struktur des weltweiten Endenergieverbrauchs liegen Ölprodukte mit deutlichem Abstand an der Spitze, wobei der Gesamtendverbrauch an Öl über 30 % beträgt. Die Einzigartigkeit von Rohstoffen in Form fossiler Brennstoffe liegt neben den für den Energiesektor optimalen physikalischen und chemischen Eigenschaften in einem weiteren enormen Vorteil – der Möglichkeit ihrer Langzeitlagerung. Im Erdinneren befindliches Öl oder Gas kann, sobald es aus der Erde gefördert wird, zum richtigen Zeitpunkt an den Verbraucher geliefert und von diesem für seinen vorgesehenen Zweck, einschließlich der Stromerzeugung, genutzt werden. Darüber hinaus ist ein solcher Prozess trotz der mehrfachen Zyklen der Energieumwandlung von einer Art zur anderen wirtschaftlich rentabel und effizient.
Zu den unkonventionellen Ölen zählen hochviskose und hochdichte Öle, Kerogenöl oder Ölschiefer, Ölsande, leicht dichtes Öl in Lagerstätten sowie Kalk- und Sandsteinformationen mit geringer Durchlässigkeit. Unkonventionelles Öl wird oft auch als Schweröl und sogar Schweröl bezeichnet. Mit der Erschöpfung des Leichtöls wird gewöhnliches Leichtöl mit Gestein, Sand, Ton, produktionsbedingten Materialien usw. vermischt, was zu einer Erhöhung seiner Viskosität führt. Darüber hinaus können Restöle aus einem erschöpften Feld in schwer zugänglichen Bereichen mit geringer Durchlässigkeit vorhanden sein. Die Produktionstechnologien für dieses Öl ähneln denen für unkonventionelles Öl, was sie im Hinblick auf die praktische Produktion im Wesentlichen gleichsetzt. Auf dieser Datenbank wird der Begriff des unkonventionellen Öls genau in einer solchen einheitlichen Interpretation verwendet.
In der Struktur der nachgewiesenen Reserven an konventionellem Öl ist ein klarer Trend zu erkennen – ein Rückgang des Leichtöls und umgekehrt ein Anstieg der Schweröl- und schwer förderbaren Ölreserven. Fortschritte in der Entwicklung von Technologien zur Gewinnung von schwer förderbarem und schwerem Öl haben die verfügbaren Öl- und Gasreserven erheblich erweitert und gleichzeitig die Kosten für deren Produktion und Verarbeitung erhöht. Berücksichtigt man den Anstieg des Anteils schwer förderbarer Reserven an der globalen Kohlenwasserstoffbilanz, wird deutlich, dass der Einsatz dieser Technologien stetig zunehmen wird. Ein erheblicher Teil effizienter technischer Lösungen zur Lösung der oben genannten Probleme ist in Patentdokumenten konzentriert, die bei verschiedenen Patentämtern registriert sind.
Unter ihnen erfreuen sich Technologien, die auf der Einführung verschiedener Aktivatoren in Kohlenwasserstoffschichten basieren, vor allem solcher, die die Ölviskosität verringern, bei Ölförderunternehmen im Bereich der stimulierten Förderung unkonventionellen Öls großer Beliebtheit. Insbesondere bieten die Erfinder mehrere Varianten von Aktivierungszusammensetzungen an, die auf bekannten chemischen Substanzen basieren, beispielsweise Polymermaterialien, fluoriertem Kohlenwasserstoff, Polyvinylalkohol, Methylether, Aminen, Ammoniak, Fettsäure, Tensid, reaktiven Partikeln usw. Die Erfindungen offenbaren auch die Optionen und Geräte zur effizienten Injektion von Lösungsmitteln in ölführende Schichten, optimale Bohrlochkonfigurationen, Methoden und Ausrüstung zur Bildung einer Suspension, verbesserte Arten der Ölgewinnung beim Injektion von Kohlenwasserstofflösungsmitteln.
Von den verbesserten Ölgewinnungsmethoden ist an erster Stelle die VAPEX-Methode (Vapor-Assisted Petroleum Extraction) zu nennen. Dieses Verfahren ähnelt optisch SAGD, allerdings werden in diesem Fall verdampfte Lösungsmittel anstelle von Dampf verwendet. Der Prozess zeichnet sich durch begrenzte Treibhausgasemissionen, einen hohen Rückgewinnungsfaktor (bis zu 60 %), einen geringen Energieverbrauch und eine In-situ-Aufbereitung aus. Seine Hauptmängel sind: zu langsamer Prozess, nicht ausgereifte Technologien, Lösungsmittelverlust im Reservoir. Unter anderen Methoden ist die mikrobiell verbesserte Ölgewinnung zu erwähnen, bei der die Intensivierung der Produktion durch die Einführung einer speziellen Gruppe von Mikroben in das Reservoir erreicht wird.
Ein erheblicher Teil der Erfindungen widmet sich den Aspekten der ökologischen Unbedenklichkeit beim Einsatz aktivierender chemischer Zusammensetzungen. Hier ist die Verbesserung der Umweltleistung in jeder Phase der Technologie von großer Bedeutung, einschließlich Transport, Lagerung, Vorbereitung oder Mischen, Injektion von Chemikalien und Abfallverwertung.
Methodik
Die Patentdatenbank „UNCONVENTIONAL OIL PRODUCTION. Chemical Stimulation“ enthält einen strukturierten Datensatz im Excel-Format für Patentdokumente mit Bezug zum interessierenden Thema für einen Zeitraum von 1987 bis Januar 2022. Platzieren einer Patentdokumentdatenbank in einer Datei mit einem XLSX Die Erweiterung ermöglicht es, mit Hilfe der integrierten Tools von Microsoft Office Excel individuelle Selektionen von Dokumenten zu bilden oder diese nach ausgewählten Parametern zu sortieren. Das beigefügte Handbuch beschreibt die wichtigsten Möglichkeiten zur Verwaltung von Patentdokumenten in der Datenbank und entspricht im Funktionsumfang der englischsprachigen Version von Microsoft Office Excel 2016. Für in die Datenbank eingebundene Patentdokumente kann eine Volltextbeschreibung oder zumindest eine Zusammenfassung enthalten sein wird anhand der Dokumentennummer in öffentlich zugänglichen Patentsuchmaschinen, beispielsweise Google Patents, gefunden.
Der Aufbau der Datenbank erfolgte in zwei Phasen. Die erste Phase umfasste eine vorläufige Sammlung von Patentdokumenten aus allgemein zugänglichen Quellen unter Verwendung konventioneller Methoden unter Einbeziehung von Schlüsselwörtern, Patentklassifizierungsindizes sowie Anmelder- und Erfinderdaten. Um die Übereinstimmung der Erfindungen mit den gewählten Kriterien zu verbessern, wurden in der zweiten Phase die Texte aller Kerndokumente der in der ersten Phase vorläufig gesammelten Dokumente einer gründlichen fachlichen und semantischen Bewertung durch erfahrenes Ingenieurpersonal unterzogen. Darüber hinaus wurde jedes Dokument in der endgültigen Version der Datenbank mit zusätzlichen thematischen Indizes versehen, die eine detaillierte Systematisierung der Erfindungen ermöglichen.
Die Entscheidung für einen derart aufwändigen Weg zur Erstellung einer Patentdatenbank lag darin begründet, dass die fachbezogene Recherche und Systematisierung von Erfindungen mit erheblichen Schwierigkeiten technischer, sprachlicher und methodischer Natur verbunden ist. Ziemlich oft weisen Patentdokumente einen komplizierten Erzählstil oder eine unvollständige Übersetzung auf, was das Verständnis und die eindeutige Interpretation erschwert. Es gibt auch Unvollständigkeit und Unvollkommenheit der Patentklassifizierungsindizes. Darüber hinaus werden in einer Reihe von Erfindungen wichtige Schlüsselwörter entweder weggelassen oder in einer völlig anderen semantischen Bedeutung verwendet.
Jedes Patentdokument in dieser Datenbank enthält eine Liste herkömmlicher bibliografischer Indikatoren, einschließlich Originaltitel, englische Version des Titels, Familiengröße, Anmeldedatum, Veröffentlichungsdatum, Patentamt, Namen von Erfindern und Anmeldern, Dokumentart (Patent oder Anmeldung), Anzahl der Ansprüche, Anzahl der Zitierungen, IPC-Indizes und Kerndokumentnummer.
Außerdem wurden Patentdokumente, wie oben erwähnt, zusätzlich mit speziellen Markern versehen – verallgemeinerten einheitlichen Indikatoren, die in einzelnen semantischen Gruppen zusammengefasst sind: Technologiekategorien (zeigen die Anwendbarkeit technischer Lösungen auf eine der unkonventionellen Ölarten an); Technologieelemente (Indikatoren, die den Detaillierungsgrad des Produktionsprozesses anzeigen); Probleme (technische, wirtschaftliche, ökologische und andere Probleme); Art der technischen Lösung (Gerät, Methode, Zusammensetzung).
Darüber hinaus enthält die Datenbank eine Reihe abgeleiteter Indikatoren, darunter den Bewerberstatus, den Wohnsitz der Bewerber und eine einheitliche Indikatorengruppe. Auf der Grundlage der verfügbaren Daten können Indikatoren wie die Patentanmeldefrist, wichtige Patente und der Anteil des Antragstellers am gesamten Register für geistiges Eigentum berechnet werden. Für die überwiegende Mehrheit der Patentdokumente wurden die Bewertungspunkte auch auf der Grundlage bibliografischer und einheitlicher Indikatoren berechnet.
Die allgemeine Methodik zur Erstellung von Patentdatenbanken und zur statistischen Auswertung, die in diesem Produkt verwendet wird, finden Sie unter aenert.com. Die in der vorgeschlagenen Datenbank angezeigten Texte der wichtigsten Patentdokumente können in allgemein zugänglichen Patentsuchsystemen wie Google Patents, Lens und Espacenet gefunden werden.
Schlüssel-Höhepunkte
„UNKONVENTIONELLE ÖLPRODUKTION. Chemische Stimulation. PATENTDATENBANK“ umfasst 4131 Patente und 7970 Patentanmeldungen, die zwischen 1987 und 2022 veröffentlicht wurden.
Eine kostenlose Demoversion dieser Datenbank kann hier heruntergeladen werden:
Die Demoversion präsentiert die ersten hundert Patentdokumente sowie einige statistische Informationen. In den meisten Fällen beschränken sich statistische Diagramme und Tabellen auf die ersten Positionen, der Rest wird durch Symbole ### verdeckt. In der Vollversion werden die statistischen Informationen vollständig dargestellt und die Diagramme automatisch berechnet.
Die Datenbank umfasst auch statistische Analysen für wichtige Parameter von Patentdokumenten, die im Zeitraum von 20 Jahren zwischen 2002 und 2021 veröffentlicht wurden. Die statistische Analyse umfasst insbesondere eine Aufschlüsselung der Dokumente nach Veröffentlichungsdatum, nach Patentfamilien, nach Patentämtern, nach Einwohnern und Nichtansässigen sowie nach Bewerberländern.
Die statistische Analyse umfasst:
Erfindungen: 11724
Büros: 55
Länder: 47
Bewerber: 2145
Einzelne IPC-Untergruppen: 2454
Gesamtzahl der zugewiesenen IPC-Untergruppen: 38872
Im Zeitraum von 20 Jahren wurden Patente in 34 Patentämtern auf der ganzen Welt erteilt. Die beliebtesten Patentämter bei den Anmeldern waren CNIPA (China), USPTO (USA), Rospatent (RU), CIPO (CA), EPO und IP Australia (AU). In den letzten Jahren entfiel der größte Anteil der registrierten Patentanmeldungen auf CNIPA (China), und ein erheblicher Anstieg der Patentierungsaktivität war in INPI (BR) zu verzeichnen. An der Ausarbeitung der Erfindungen beteiligten sich 2145 Anmelder aus 47 Ländern. Etwa 30 % der Patente wurden US-amerikanischen Anmeldern und mehr als 28 % chinesischen Anmeldern erteilt. Der Anteil der in Saudi-Arabien ansässigen Bewerber, die ihre Bewerbungen in den letzten fünf Jahren registriert haben, ist erheblich gestiegen.
IPC-Indizes C09K8/584 (Zusammensetzungen für verbesserte Rückgewinnungsverfahren zur Gewinnung von Kohlenwasserstoffen, gekennzeichnet durch die Verwendung spezifischer Tenside); E21B43/22 (Entnahme von Flüssigkeiten aus Brunnen, Verwendung von Chemikalien oder bakterieller Aktivität); C09K8/588 (gekennzeichnet durch die Verwendung spezifischer Polymere) wurden häufiger als andere Patente zugewiesen.
Probleme wie „Hohe laufende Wartungskosten“ und „Umweltgleichgewicht und -schutz“ wurden in Patenten und Patentanmeldungen häufig erwähnt. Neben „Chemische Stimulation“ wurden in Patenten und Patentanmeldungen häufig Technologieelemente wie „Gasinjektion oder Wasserflutung“, „Verbesserung und Extraktion der Reservoirpermeabilität“ und „Dampfinjektion“ erwähnt.
Ein eigener Teil der statistischen Analyse ist den Anmeldern von Patentdokumenten gewidmet. Es enthält die Listen der Anmelder getrennt nach Patenten und Anmeldungen, eine Aufschlüsselung der Patentdokumente der Anmelder nach Ämtern, Arten technischer Lösungen, Probleme, Technologiekategorien und IPC-Abschnitte. Die Liste der zehn produktivsten Anmelder nach Anzahl der Patente umfasst:
Sinopec China Petroleum & Chemical Corporation (CN)
Baker Hughes Incorporated (USA)
Sinopec SRIPT Shanghai Research Institute of Petrochemical Technology (CN)
Tatneft (RU)
BASF, SE (DE)
Shell Internationale Research Maatschappij B.V. (NL)
Saudi-Arabien Oil Company (SA)
SINOPEC Beijing Research Institute of Chemical Industry (CN)
CNPC China National Petroleum Corporation (CN)
ExxonMobil Upstream Research Company (USA)
Der abschließende Teil der Analyse umfasst berechnete Daten, die es ermöglichen, die daraus resultierenden Patentierungstrends aufzuzeigen und wesentliche Schlussfolgerungen zu ziehen. Hier werden auch Diagramme wie das Verhältnis der Zahl der Anmeldungen zur Zahl der Patente pro Jahr, das Verhältnis der Zahl der Einzelanmeldungen zur Gesamtzahl pro Jahr und andere dargestellt.
Eine detailliertere Analyse statistischer Indikatoren finden Sie im Patentinformationsbulletin, das hier heruntergeladen werden kann (CC BY-SA 4.0-Lizenz):
Wer braucht diese Datenbank?
Die vorgeschlagene Patentdatenbank ermöglicht die rechtzeitige Verfolgung der bestehenden Trends auf dem Markt für geistiges Eigentum des angegebenen Industriesektors und bietet die Möglichkeit, eine sorgfältig ausgewählte Liste von Patentdokumenten zu erwerben, die dem angegebenen Thema vollständig entsprechen. Die Datenbank richtet sich an Erfinder, Ingenieure, Forscher, Manager und Betriebswirte, die an der Förderung unkonventionellen Öls beteiligt sind.
Haftungsausschluss
Die vorliegende Datenbank wurde von der Firma EnerTechUp und ihren Partnern erstellt. Die Datenbank umfasst Patentdokumente, die sorgfältig aus öffentlich zugänglichen Quellen zusammengestellt wurden und laut den Autoren zum größten Teil die neuesten Innovationen in der jeweiligen Energiebranche zum Zeitpunkt der Datenbankerstellung darstellen. Detaillierte Informationen zur Methodik der Suche und Bearbeitung von Patentdokumenten finden Sie auf der Website von Advanced Energy Technologies (aenert.com). Angesichts der Schwierigkeiten im Zusammenhang mit der Zusammenstellung von Listen internationaler Patentdokumente, einschließlich derjenigen im Zusammenhang mit Zeitrahmen, nationalen und terminologischen Barrieren, sowie unter Berücksichtigung der hohen Arbeitsintensität bei der Sammlung der erforderlichen analytischen Informationen und der Durchführung ihrer qualitativen Interpretation, haben die Autoren von Die Datenbank kann keine absolute Vollständigkeit und Richtigkeit der dargestellten Materialien garantieren und lehnt jegliche Verantwortung für deren Verwendung ab. Das Unternehmen EnerTechUp stellt dieses Material „wie besehen“ dar und lehnt jegliche Ansprüche und Haftungen ab, die sich aus der Nutzung der darin veröffentlichten Daten ergeben, einschließlich, aber nicht beschränkt auf: Entschädigung für jede Art von finanziellem Schaden, entgangenen Gewinn oder Entschädigung für moralische Verletzungen. Diese Bestimmungen gelten auch für Mitarbeiter, Aktionäre, Vertreter und Datenlieferanten des Unternehmens EnerTechUp.
