王智勇，秦建軍，柳戌昊，劉雯晶

（四川省科學(xué)技術(shù)信息研究所，四川 成都610000）

引言

天然氣水合物（可燃冰）被認(rèn)為是21 世紀(jì)最具潛力的接替煤炭、石油和天然氣的新型潔凈能源之一。世界各國(guó)尤其是發(fā)達(dá)國(guó)家及資源短缺國(guó)家針對(duì)其進(jìn)行了大量的研究與開(kāi)發(fā)[1]。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全球已超過(guò)40 個(gè)國(guó)家和地區(qū)開(kāi)展了天然氣水合物調(diào)查研究[2]，美國(guó)、日本、加拿大、俄羅斯、韓國(guó)、德國(guó)、印度、新西蘭、中國(guó)等國(guó)家相繼制定了天然氣水合物的發(fā)展踐線圖，納入國(guó)家能源中長(zhǎng)期規(guī)劃，通過(guò)開(kāi)發(fā)計(jì)劃和項(xiàng)目資助等形式對(duì)天然氣水合物進(jìn)行開(kāi)發(fā)研究。在勘探技術(shù)、開(kāi)采技術(shù)、儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)等方面均取得重要進(jìn)展，但全球范圍內(nèi)的天然氣水合物尚處于研究階段，尚未實(shí)現(xiàn)商業(yè)化開(kāi)采[3]，共同面臨著安全環(huán)保、成本高企、關(guān)鍵技術(shù)突破等問(wèn)題。

根據(jù)相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策和規(guī)劃，全球主要國(guó)家將從2020年始開(kāi)啟天然氣水合物商業(yè)化開(kāi)采進(jìn)程。為探究各國(guó)天然氣水合物國(guó)際專(zhuān)利主要布局及分布，整體掌握天然氣水合物技術(shù)開(kāi)發(fā)狀況，為各類(lèi)創(chuàng)新主體的研發(fā)、創(chuàng)新活動(dòng)及知識(shí)產(chǎn)權(quán)布局等提供信息參考和幫助。本文基于德溫特專(zhuān)利數(shù)據(jù)庫(kù)（DII），運(yùn)用Citespace 科學(xué)知識(shí)可視化工具，繪制關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜，識(shí)別天然氣水合物國(guó)際專(zhuān)利技術(shù)領(lǐng)域、熱點(diǎn)及前沿，并對(duì)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行分析。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源與方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

本文基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來(lái)源于Web of science 的Derwent Innovations Index（DII），利用主題詞“natural gas hydrate”進(jìn)行檢索，時(shí)間跨度為1970-2019，檢索時(shí)間為2019 年12 月12 日，共檢索到專(zhuān)利2952 項(xiàng)。

1.2 研究方法

利用DII 記錄導(dǎo)出功能，記錄內(nèi)容選擇為“全紀(jì)錄”，使每條記錄涵蓋專(zhuān)利號(hào)、標(biāo)題、專(zhuān)利權(quán)人、摘要、德溫特手工代碼等信息，文件格式選擇為純文本，檢索專(zhuān)利項(xiàng)全部導(dǎo)出，并運(yùn)用Citespace 文獻(xiàn)可視化分析軟件[4]對(duì)導(dǎo)出數(shù)據(jù)格式進(jìn)行轉(zhuǎn)換和分析參數(shù)設(shè)置，進(jìn)行專(zhuān)利計(jì)量及知識(shí)圖譜繪制，開(kāi)展技術(shù)熱點(diǎn)及前沿領(lǐng)域的識(shí)別，并對(duì)技術(shù)趨勢(shì)進(jìn)行探析。

2 國(guó)內(nèi)外天然氣水合物技術(shù)研究趨勢(shì)

2.1 專(zhuān)利時(shí)間態(tài)勢(shì)分布

圖1 顯示了1970-2019 年期間全球天然氣水合物關(guān)鍵技術(shù)專(zhuān)利申請(qǐng)整體呈上升趨勢(shì)。其中，1970-2000 年，天然氣水合物專(zhuān)利申請(qǐng)呈平穩(wěn)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)但申請(qǐng)量整體偏小。進(jìn)入2000 年后，專(zhuān)利申請(qǐng)量逐年大幅攀升，2007 年和2013 年分別出現(xiàn)二個(gè)申請(qǐng)小高峰，而后，專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)稍有回落。2017 年專(zhuān)利總數(shù)回升并于2018 年達(dá)到最高峰的328 項(xiàng)，其中中國(guó)專(zhuān)利250 項(xiàng)，其申請(qǐng)量的快速增長(zhǎng)與國(guó)家層面對(duì)天然氣水合物研究的高度重視有關(guān)。2017年5 月，我國(guó)首次海域天然氣水合物試采成功。11 月3日，天然氣水合物被批準(zhǔn)為我國(guó)第173 個(gè)新礦種。

圖1 1970-2019 年在天然氣水合物專(zhuān)利申請(qǐng)趨勢(shì)

2.2 專(zhuān)利權(quán)人國(guó)家分布

為考察全球天然氣水合物技術(shù)在重點(diǎn)國(guó)家和地區(qū)的分布態(tài)勢(shì)，了解其專(zhuān)利產(chǎn)出與技術(shù)實(shí)力，同時(shí)，消除PCT專(zhuān)利面向多個(gè)國(guó)家和地區(qū)，不便統(tǒng)計(jì)的因素[5]，本文采用專(zhuān)利優(yōu)先權(quán)屬對(duì)專(zhuān)利技術(shù)分布進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。天然氣水合物專(zhuān)利申請(qǐng)較為集中（見(jiàn)圖2），主要集中在中國(guó)（CN+TW）、美國(guó)（US）、日本（JP）、俄羅斯（RU+SU）、韓國(guó)（KR）和德國(guó)（DE）等國(guó)家。其中，中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)量1275 項(xiàng)，占總量的43%，位居首位；美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)量481 項(xiàng)，占總量的16%，居第二位；日本申請(qǐng)量449 項(xiàng)，占總量的15%，位居第三；俄羅斯（含蘇聯(lián)）申請(qǐng)量245 項(xiàng)，占總量的9%，居第四位。

圖2 天然氣水合物專(zhuān)利按優(yōu)先權(quán)的地區(qū)分布

2.3 主要專(zhuān)利權(quán)人分布

表1 給出了天然氣水合物研究領(lǐng)域?qū)＠麛?shù)量排名前10 的專(zhuān)利權(quán)人，共擁有專(zhuān)利732 項(xiàng)，占專(zhuān)利總數(shù)的31.35%。排名前10 的專(zhuān)利權(quán)人中，中國(guó)7 家、日本3 家?？梢钥闯觯袊?guó)和日本在天然氣水合物的研發(fā)實(shí)力優(yōu)勢(shì)突出，但在研究力量分布上存在較大差異。其中，中國(guó)的專(zhuān)利申請(qǐng)以石油地質(zhì)類(lèi)高校、科研院所為主，企業(yè)專(zhuān)利申請(qǐng)相對(duì)較弱，但大慶東油睿佳石油科技有限公司表現(xiàn)突出，擁有專(zhuān)利89 項(xiàng)。日本的企業(yè)研發(fā)實(shí)力較強(qiáng)，以三井造船、三菱重工、住友重工為代表的企業(yè)擁有較多專(zhuān)利，其中三井造船公司的專(zhuān)利總量位居榜首。排名前25 的國(guó)外主要專(zhuān)利權(quán)人還包括Instfrancais Du Petrole（法國(guó)）、Chevron Usainc（美國(guó)）、Samsung Heavy Ind Co Ltd（韓國(guó)）、Shell Int Res Mijbv（荷蘭）等。

2.4 專(zhuān)利權(quán)人合作分布

對(duì)天然氣水合物專(zhuān)利申請(qǐng)機(jī)構(gòu)分析，可以幫助明確該領(lǐng)域研究的主要專(zhuān)利權(quán)人及現(xiàn)狀。在Citespace 可視化軟件中對(duì)檢索的2952 項(xiàng)專(zhuān)利進(jìn)行專(zhuān)利權(quán)人及其合作網(wǎng)絡(luò)分析，設(shè)時(shí)間間隔為4 年，時(shí)間跨度為1970-2019，主題詞來(lái)源于標(biāo)題、摘要、作者關(guān)鍵詞、附加關(guān)鍵詞，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)選擇Institution，提取每個(gè)時(shí)區(qū)中出現(xiàn)頻率最高的前50個(gè)數(shù)據(jù)、其他閥值為系統(tǒng)默認(rèn)，運(yùn)行得到機(jī)構(gòu)（專(zhuān)利權(quán)人）合作圖譜（見(jiàn)圖3）。

圖譜中共有去重后的節(jié)點(diǎn)（Nodes）168 條，71 條節(jié)點(diǎn)連線（Links），網(wǎng)絡(luò)密度0.0051，明顯析出2 組機(jī)構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)圖譜，從整體上看，天然氣水合物研究機(jī)構(gòu)之間合作強(qiáng)度較弱，但呈現(xiàn)出中國(guó)以高校為主體、日本企業(yè)為代表的機(jī)構(gòu)合作態(tài)勢(shì)。

表1 天然氣水合物國(guó)際專(zhuān)利權(quán)人TOP10

圖3 主要專(zhuān)利權(quán)人及合作網(wǎng)絡(luò)

從圖3 可知，中國(guó)整體呈現(xiàn)出以石油地質(zhì)類(lèi)高校、科研院所為中心的合作網(wǎng)絡(luò)，形成2 大合作群。一是以西南石油大學(xué)-中國(guó)石油大學(xué)-青島海洋地質(zhì)研究所-大連理工大學(xué)-吉林大學(xué)-廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局-大慶東油睿佳石油科技有限公司為主體的協(xié)作網(wǎng)；二是以中科院廣州能源研究所-廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局-中國(guó)石油天然氣有限公司為主體的合作網(wǎng)。

日本呈現(xiàn)出以三井造船為核心的企業(yè)協(xié)作網(wǎng)，形成內(nèi)外2 大協(xié)作群。一是國(guó)內(nèi)協(xié)作網(wǎng)，以三井造船-三菱重工-住友重工-石川島播磨重工為主導(dǎo)；二是國(guó)際合作網(wǎng)，以三井造船-住友重工-美國(guó)菲利普斯石油公司-美國(guó)雪弗龍公司-大西洋富田公司為核心。

2.5 專(zhuān)利技術(shù)主題分布

關(guān)鍵詞聚類(lèi)知識(shí)圖譜可以反映研究熱點(diǎn)領(lǐng)域構(gòu)成[6]。為考察天然氣水合物專(zhuān)利的整體技術(shù)布局及分布狀況，利用Citespace 聚類(lèi)功能對(duì)關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜進(jìn)行聚類(lèi)操作。選擇術(shù)語(yǔ)詞匯noun Phrases，節(jié)點(diǎn)類(lèi)型keyword，其他條件同2.4，運(yùn)行并聚類(lèi)，得到共9 個(gè)聚類(lèi)（Cluster#0-8）。選擇索引詞indexing Terms 對(duì)聚類(lèi)進(jìn)行標(biāo)簽，利用llr（Log-Likelihood Ratio）算法，得到天然氣水合物專(zhuān)利關(guān)鍵詞聚類(lèi)視圖。（見(jiàn)圖4）

由圖4 左上角信息可知，圖譜中有284 個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，1565 條節(jié)點(diǎn)連線，網(wǎng)絡(luò)密度0.0389，聚類(lèi)分析得到模塊值（Q 值）為0.5482>0.3，意味劃分出的網(wǎng)絡(luò)聚類(lèi)較好，平均輪廓值（S 值）為0.702>0.7，說(shuō)明網(wǎng)絡(luò)同質(zhì)性較高，聚類(lèi)是高效率令人信服的。

圖譜顯示，天然氣水合物國(guó)際專(zhuān)利主要集中在9 個(gè)技術(shù)主題領(lǐng)域，分別為聚類(lèi)#0 H06（氣態(tài)和液體燃料）、聚類(lèi)#1 A97（油井應(yīng)用等其他聚合物）、聚類(lèi)#2 S03（科學(xué)儀器）、聚類(lèi)#3 T06（過(guò)程與機(jī)器控制）、聚類(lèi)#4 E36（非金屬、半金屬及其化合物）、聚類(lèi)#5 H01（原油和天然氣勘探、鉆井、生產(chǎn)及處理）、聚類(lèi)#6 H02（單元操作-包括蒸餾，吸附和溶劑萃?。?、聚類(lèi)#7 B04（天然產(chǎn)物及聚合物）、聚類(lèi)#8 Q31（包裝工藝與設(shè)備），除聚類(lèi)#8外，其他聚類(lèi)都較為集中，許多關(guān)鍵詞重復(fù)出現(xiàn)在多個(gè)聚類(lèi)中，綜合來(lái)看，天然氣水合物是一個(gè)集勘探、開(kāi)采、制備及儲(chǔ)運(yùn)多技術(shù)內(nèi)容并存多學(xué)科交叉的復(fù)合研究領(lǐng)域。

圖4 天然氣水合物專(zhuān)利關(guān)鍵詞聚類(lèi)圖譜

3 天然氣水合物關(guān)鍵技術(shù)、技術(shù)熱點(diǎn)、技術(shù)前沿

德溫特手工代碼（MC）標(biāo)識(shí)了專(zhuān)利文獻(xiàn)的詳細(xì)技術(shù)領(lǐng)域，相當(dāng)于論文的“關(guān)鍵詞”，對(duì)其分析有助于發(fā)現(xiàn)研究熱點(diǎn)及技術(shù)前沿。筆者利用Citespace 信息可視化軟件對(duì)前面確認(rèn)的2952 項(xiàng)專(zhuān)利文獻(xiàn)進(jìn)行可視化分析，類(lèi)型選擇突現(xiàn)詞burst、節(jié)點(diǎn)類(lèi)型category，閥值為（2，2，20）、（4，3，20）、（4，3，20），修 剪 算 法 為pathfinder-Pruning Sliced Networks，其他條件同2.4，運(yùn)行得到其專(zhuān)利德溫特人工代碼共詞圖譜（見(jiàn)圖5）。圖5 中有174 個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，256 條節(jié)點(diǎn)連線，網(wǎng)絡(luò)密度0.017，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)代表一個(gè)技術(shù)類(lèi)別，節(jié)點(diǎn)越大表明在特定時(shí)間段內(nèi)對(duì)應(yīng)的技術(shù)類(lèi)型專(zhuān)利數(shù)量越多。

圖5 1970-2019 年天然氣水合物專(zhuān)利德溫特人工代碼共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖譜

表2 天然氣水合物領(lǐng)域技術(shù)類(lèi)型中心性前20 分析結(jié)果

3.1 關(guān)鍵技術(shù)

在共詞網(wǎng)絡(luò)中，中介中心性是測(cè)度節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中重要性的度量。中心性>0.1 的節(jié)點(diǎn)為關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，中心性強(qiáng)的節(jié)點(diǎn)一般代表該領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)。同時(shí)，出現(xiàn)頻次高的技術(shù)領(lǐng)域，代表受到研究人員的更廣泛的關(guān)注[7]。

筆者利用Citespce 軟件對(duì)天然氣水合物技術(shù)專(zhuān)利德溫特人工代碼的中心性大小及頻次進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，篩選出標(biāo)記次數(shù)排名前20 項(xiàng)細(xì)分技術(shù)（見(jiàn)表2）。

從表2 可知，A12-W10[mining，oil wells，含義為采礦、油井]中心性最高為0.35，它所代表的是天然氣水合物鉆探技術(shù)領(lǐng)域。緊隨其后的是E10-J02D1[methane，含義為甲烷]，中心性為0.31，它所代表的是本征研究領(lǐng)域，E11-W[environmentally friendly inventions，含義為環(huán)保發(fā)明（成分/應(yīng)用）]中心性0.30 位居第三，它所代表的是環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域。Q49-A[mining and quarrying equipment，含義為采礦及采石設(shè)備]和T01-J13[scientific analysis，含義為科學(xué)分析]中心性均為0.22，涉及開(kāi)采設(shè)備及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分析。還有一些關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域，如E31-N05C[CO2，含義二氧化碳]中心性0.17、H01-D[producing crude oil and natural gas，含義天然氣生產(chǎn)]0.16 及H01-D08[producing crude oil and natural gas - thermal methods，含義加熱法生產(chǎn)天然氣] 中心性0.14 均代表天然氣水合物開(kāi)采方法及技術(shù)領(lǐng)域；T01-J15H [simulation of non-electronic systems，含義非電子系統(tǒng)仿真]中心性0.16，代表模擬實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域；H01-B06A[water-based drilling fluids，含義為水性鉆井液]中心性0.12，代表鉆探安全領(lǐng)域。

在中心性排名前20 的技術(shù)領(lǐng)域中，從技術(shù)維度來(lái)看，大多屬于T01（電腦控制）及H01（原油和天然氣勘探、鉆井、生產(chǎn)及處理）領(lǐng)域；從時(shí)間維度來(lái)看，2010 年后的關(guān)鍵技術(shù)主要集中在Q49（采礦）和T01（電腦控制）領(lǐng)域，其中T01-J（數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)）尤為突出，包括T01-J08A1（通用計(jì)算機(jī)）、T01-J07A（數(shù)據(jù)采集）、T01-J13（數(shù)據(jù)分析）、T01-J15H（非電子系統(tǒng)仿真），上述領(lǐng)域自2013年起得到較高關(guān)注，具有較大發(fā)展?jié)摿Α?/p>

表3 標(biāo)記頻次前20 位的德溫特手工代碼

3.2 技術(shù)熱點(diǎn)

專(zhuān)利共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖譜可以展現(xiàn)一段時(shí)間內(nèi)相關(guān)專(zhuān)利集中反映的熱點(diǎn)類(lèi)別，出現(xiàn)頻次高的領(lǐng)域代表天然氣水合物領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)[8]。借助Citespace 軟件的統(tǒng)計(jì)分析功能可得1970-2019 年天然氣水合物相關(guān)專(zhuān)利的出現(xiàn)頻次及中心性大小，按出現(xiàn)頻次逆序排列，得到排名前20 位的熱點(diǎn)技術(shù)，如表3 所示。

結(jié)合圖3 和表3 可知，H06-A02 [（liquefied）natural gas，含義液化天然氣]的節(jié)點(diǎn)最大，即出現(xiàn)頻次最高，258次，它所代表的是水合物制備、合成、儲(chǔ)運(yùn)、添加劑等技術(shù)領(lǐng)域。緊隨其后的是Q49-A [mining and quarrying equipment，含義采礦設(shè)備]和Q49-V35[fluids，slurry，含義液體、液漿]，出現(xiàn)頻次均為204 次，代表開(kāi)采裝置、防砂技術(shù)等領(lǐng)域。H01-F01 [natural gas-field treatment and processing，含義天然氣現(xiàn)場(chǎng)處理與加工]出現(xiàn)頻次128，代表現(xiàn)場(chǎng)加工處理技術(shù)包括凈化、無(wú)害化處理等。其他一些熱點(diǎn)技術(shù)領(lǐng)域，包括E31-N05C[CO2，含義二氧化碳]，頻次92 次；A12-W10[mining，oil wells，含義為采礦、油井]，頻次75 次；H01-D08[producing crude oil and natural gas - thermal methods，含義加熱法生產(chǎn)天然氣]，頻次69 次；J04-C01[sampling，含義采樣]，頻次41 次。

從技術(shù)領(lǐng)域來(lái)看，其部分熱點(diǎn)領(lǐng)域與關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域有所重疊，說(shuō)明天然氣水合物相關(guān)企業(yè)或機(jī)構(gòu)意識(shí)到關(guān)鍵技術(shù)的重要作用，強(qiáng)化對(duì)關(guān)鍵技術(shù)的開(kāi)發(fā)。另外，技術(shù)熱點(diǎn)整體偏向于對(duì)天然氣水合物鉆探技術(shù)與裝置、開(kāi)采工藝與設(shè)備的研發(fā)，與當(dāng)前行業(yè)關(guān)注重點(diǎn)切合。

3.3 技術(shù)前沿

利用Citespace 詞頻探測(cè)技術(shù)，根據(jù)詞頻的時(shí)間分布，將頻次變化率高的詞從大量主題詞中探出，形成突現(xiàn)詞（Burst Terms）。依靠詞頻的變動(dòng)趨勢(shì)，把突現(xiàn)率（Burst值）高的關(guān)鍵詞作為技術(shù)前沿。在圖5 中，帶有深色外圈的節(jié)點(diǎn)即為突現(xiàn)率高的技術(shù)類(lèi)別，利用Citespace 數(shù)據(jù)挖掘，整理每個(gè)手工代碼的突現(xiàn)年份，抽取20 個(gè)高突現(xiàn)率技術(shù)類(lèi)別及其信息，如表4 所示。同時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)，2015-2019 年仍有7 個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)類(lèi)別研究較為活躍，包括以Q49-A[mining and quarrying equipment，含義采礦設(shè)備]為代表的開(kāi)采設(shè)備領(lǐng)域、H01-D03 [producing crude oil and natural gas-pumps，原油和天然氣生產(chǎn)-泵]為代表的開(kāi)采方法及技術(shù)領(lǐng)域、T01-J15H[simulation of non-electronic systems，非電子系統(tǒng)仿真]為代表的實(shí)驗(yàn)?zāi)M領(lǐng)域及S03-E13D[preparing specimens for investigation，調(diào)查取樣]為代表的樣本調(diào)查，具體如表5 所示。

為進(jìn)一步了解天然氣水合物技術(shù)研究前沿領(lǐng)域的變化與更迭，將圖3 所示的天然氣水合物專(zhuān)利德溫特人手工代碼共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的Timezone 圖譜（圖6），可清晰的反映1970-2019 年相關(guān)研究的前沿?zé)狳c(diǎn)演化路徑。從整體上講大致可以分為三個(gè)階段：階段一，1970-2000 年，以H01-F 為代表，主要涉及傳統(tǒng)的石油和天然氣現(xiàn)場(chǎng)加工與處理、液化與設(shè)備開(kāi)發(fā)與研究，以H03-B為代表的運(yùn)輸與倉(cāng)儲(chǔ)領(lǐng)域的研究受到極大關(guān)注，同時(shí)，以H06-A 和E10-J02D1 為代表的氣態(tài)燃料進(jìn)入研究范圍，主要服務(wù)于天然氣水合物物性等研究。階段二，2000-2010 年，主要涉及三個(gè)方面，以J04-C 為代表，側(cè)重于勘察、取樣，以H01-C 為代表，主要集中于完井技術(shù)，以H01-B、E31-N05C 為代表，主要服務(wù)于天然氣水合物開(kāi)采技術(shù)與設(shè)備開(kāi)發(fā)，以E11-W 為代表，對(duì)開(kāi)采環(huán)境保護(hù)的技術(shù)進(jìn)入研究范圍。階段三，2010-至今，主要涉及天然氣水合物的勘探方法與儀器設(shè)備開(kāi)發(fā)與研究、反應(yīng)器工藝、開(kāi)采技術(shù)與設(shè)備再優(yōu)化、數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)與采集系統(tǒng)等，分別以S03-E、Q49-A、J04-X03、H01-B03C1、T01-J13 為代表。

表4 按強(qiáng)度排列的前20 位手工代碼對(duì)應(yīng)名稱(chēng)

表5 按強(qiáng)度排列的2015-2019 年手工代碼對(duì)應(yīng)名稱(chēng)

4 結(jié)論

本文基于Citespace 可視化軟件，對(duì)DII 數(shù)據(jù)庫(kù)中公開(kāi)的天然氣水合物相關(guān)專(zhuān)利（1970-2019 年）進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)和可視化分析，得出以下結(jié)論：

第一，天然氣水合物領(lǐng)域技術(shù)處于快速發(fā)展階段。2000 年后其專(zhuān)利申請(qǐng)量大幅攀升，中美日3 國(guó)天然氣水合物專(zhuān)利數(shù)量占明顯優(yōu)勢(shì)，俄羅斯、韓國(guó)、德國(guó)、英國(guó)、法國(guó)也是重要的專(zhuān)利權(quán)國(guó)。從近幾年的專(zhuān)利申請(qǐng)活躍度來(lái)看，中國(guó)呈快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。

第二，天然氣水合物領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展態(tài)勢(shì)比較集中，主要專(zhuān)利權(quán)人擁有專(zhuān)利數(shù)據(jù)顯示出集聚優(yōu)勢(shì)。排名前10 專(zhuān)利權(quán)人分布在中國(guó)和日本，擁有超1/3 的專(zhuān)利總量。中國(guó)專(zhuān)利權(quán)人主要分屬于西南石油大學(xué)、中國(guó)石油大學(xué)、廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局、中國(guó)海洋石油總公司、大慶東油睿佳石油科技有限公司，其中大慶東油睿佳石油科技有限公司近年專(zhuān)利申請(qǐng)比較活躍。三井造船和三菱重工是日本最主要的專(zhuān)利權(quán)人。美國(guó)的雪弗龍公司、韓國(guó)三星重工及大宇造船、德國(guó)科萊恩、英國(guó)石油公司、法國(guó)石油公司、俄羅斯石油天然氣公司等均是重要的專(zhuān)利權(quán)人。

第三，天然氣水合物領(lǐng)域技術(shù)合作緊密度欠佳、技術(shù)壁壘比較高。機(jī)構(gòu)之間的合作脈絡(luò)較為分散，但中日主要專(zhuān)利權(quán)人仍呈現(xiàn)出相對(duì)緊密的對(duì)外合作態(tài)勢(shì)，中國(guó)以石油地質(zhì)資源類(lèi)大學(xué)、科研院所為主體形成緊密的國(guó)內(nèi)合作網(wǎng)，而日本呈現(xiàn)出以三井造船等企業(yè)為主體的國(guó)際、國(guó)內(nèi)協(xié)作網(wǎng)絡(luò)。

第四，從專(zhuān)利技術(shù)主題分析，目前天然氣水合物技術(shù)發(fā)展偏向于本征研究領(lǐng)域、開(kāi)采技術(shù)與設(shè)備領(lǐng)域，以及服務(wù)于二者的計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)及技術(shù)三大領(lǐng)域。通過(guò)手工代碼共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)、中心性及詞頻分析，本征研究領(lǐng)域集中于基礎(chǔ)物性研究、實(shí)驗(yàn)?zāi)M領(lǐng)域；開(kāi)采技術(shù)與設(shè)備領(lǐng)域主要集中于開(kāi)采方法與技術(shù)及開(kāi)發(fā)設(shè)備；計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)集中于數(shù)據(jù)的采集、控制、處理和分析領(lǐng)域。

第五，通過(guò)對(duì)天然氣水合物研發(fā)前沿分析，目前天然氣水合物的技術(shù)領(lǐng)域從物性研究、勘探開(kāi)采探索階段發(fā)展到以資源評(píng)價(jià)為基礎(chǔ)、開(kāi)發(fā)技術(shù)、工藝與設(shè)備優(yōu)化提升的階段，以適應(yīng)高效、安全開(kāi)采的要求。伴隨開(kāi)發(fā)引起的環(huán)境問(wèn)題的重視，以綠色開(kāi)發(fā)為代表的環(huán)境保護(hù)技術(shù)與計(jì)算機(jī)控制技術(shù)一起受到越來(lái)越廣泛的關(guān)注。

鑒于當(dāng)前天然氣水合物開(kāi)發(fā)整體上將從“試驗(yàn)性試采”到“生產(chǎn)性試采”階段，為搶占全球能源發(fā)展的戰(zhàn)略制高點(diǎn)，國(guó)家應(yīng)在產(chǎn)業(yè)層面高度重視，加快產(chǎn)業(yè)政策引導(dǎo)、加強(qiáng)平臺(tái)的建設(shè)，瞄準(zhǔn)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，統(tǒng)籌優(yōu)勢(shì)資源重點(diǎn)突破；高校及科研院所應(yīng)跟蹤產(chǎn)業(yè)動(dòng)態(tài)，面向應(yīng)用推進(jìn)基礎(chǔ)研究，加快成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化；企業(yè)層面應(yīng)加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研合作及國(guó)際協(xié)作，夯實(shí)核心技術(shù)儲(chǔ)備，努力構(gòu)筑自有的知識(shí)產(chǎn)權(quán)體系，提升企業(yè)自主競(jìng)爭(zhēng)能力。

圖6 1970-2019 年德溫特人工代碼時(shí)區(qū)圖