姚如鋼 張鐵銘

（中國石油集團(tuán)長城鉆探工程有限公司）

鉆井液作為鉆井的“血液”，在鉆井提速提效、促進(jìn)勘探開發(fā)方面至關(guān)重要。隨著油氣勘探開發(fā)持續(xù)深入，復(fù)雜地層井、復(fù)雜結(jié)構(gòu)井、超大位移水平井日漸增多，對鉆井液性能要求越來越嚴(yán)苛，高性能鉆井液技術(shù)市場需求日益增長。然而，國際公司嚴(yán)格封鎖相關(guān)核心產(chǎn)品和技術(shù)信息，構(gòu)建了嚴(yán)密的技術(shù)與知識產(chǎn)權(quán)壁壘，嚴(yán)重阻礙了我國企業(yè)技術(shù)提升和國際化發(fā)展進(jìn)程。中國石油集團(tuán)長城鉆探工程有限公司（簡稱長城鉆探）作為中國石油天然氣集團(tuán)有限公司（簡稱中國石油）最先走出去的鉆探企業(yè)，打破國際公司技術(shù)與知識產(chǎn)權(quán)壁壘、構(gòu)建鉆井液全產(chǎn)業(yè)鏈知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)體系的需求尤為迫切。關(guān)鍵核心技術(shù)是公司立足之本，對推動公司高質(zhì)量發(fā)展影響深遠(yuǎn)。習(xí)近平總書記在中國科學(xué)院第十九次院士大會、中國工程院第十四次院士大會上講到“關(guān)鍵核心技術(shù)是要不來、買不來、討不來的”[1]。圍繞核心技術(shù)，開展原創(chuàng)性、系統(tǒng)性攻關(guān)，打科技研發(fā)持久戰(zhàn)，引領(lǐng)行業(yè)技術(shù)發(fā)展方向，是當(dāng)前石油鉆探公司面臨的首要任務(wù)，也是助力公司高質(zhì)量發(fā)展的必經(jīng)之路。

1 專利布局策略

常見的專利布局定位有保護(hù)型、對抗型和儲備型3 種[2]。保護(hù)型專利布局，側(cè)重保護(hù)核心產(chǎn)品和關(guān)鍵技術(shù)；對抗型專利布局，側(cè)重圍繞國際公司技術(shù)現(xiàn)狀、發(fā)展方向進(jìn)行突圍式專利布局；儲備型專利布局，則側(cè)重對前瞻性技術(shù)、預(yù)研性技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)型儲備技術(shù)的布局[3]。

長城鉆探以行業(yè)前景和市場需求為導(dǎo)向，突出知識產(chǎn)權(quán)“體系化、技術(shù)化、產(chǎn)品化”路線，確定了保護(hù)型、對抗型和儲備型專利布局策略，明確專利布局的“四維九向”（即產(chǎn)品技術(shù)維度、變形擴(kuò)展維度、競爭對手維度、行業(yè)/產(chǎn)業(yè)維度4 個維度及其9 個方向），筑牢知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)三重“防護(hù)墻”。近年來，長城鉆探持續(xù)完善了61 個專利體系布局，形成15 個專業(yè)技術(shù)鏈，支撐鉆完井工程、錄井工程、儲層改造工程等六大業(yè)務(wù)方向的發(fā)展，構(gòu)建一批核心技術(shù)專利群。同時，按照中國石油統(tǒng)一規(guī)劃部署，根據(jù)申報專利技術(shù)的業(yè)務(wù)需求、先進(jìn)性、實(shí)用性、反向工程難易程度等指標(biāo)組織專家進(jìn)行評判，按照得分由高到低將專利分為A（核心）、B（重要）、C（普通）3 類。

長城鉆探圍繞高效能水基鉆井液技術(shù)需求，布局“高性能鉆井液體系及核心處理劑”專業(yè)技術(shù)鏈知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)體系，形成抗飽和鹽抗高溫高密度水基鉆井液、高性能環(huán)保鉆井液等5 個二級子鏈、17個三級子鏈（圖1）。截至2022 年底，申報專利22件，其中A 類5 件、B 類專利15 件、C 類專利2件，2 項(xiàng)成果入選中國石油自主創(chuàng)新重要產(chǎn)品目錄，為長城鉆探石油工程技術(shù)全產(chǎn)業(yè)鏈業(yè)務(wù)高質(zhì)量發(fā)展提供了有力支撐。

圖1 高性能鉆井液體系及核心處理劑專業(yè)技術(shù)鏈圖譜

2 知識產(chǎn)權(quán)管理措施

“制之有衡，行之有度”，要提升知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)工作實(shí)效，必須堅(jiān)持制度先行，首先要完善和落實(shí)各項(xiàng)知識產(chǎn)權(quán)管理制度。

2.1 加強(qiáng)知識產(chǎn)權(quán)制度建設(shè)

長城鉆探為保護(hù)專利技術(shù)的核心競爭力，在中國石油專利管理辦法等知識產(chǎn)權(quán)制度和配套獎勵辦法的指導(dǎo)下，結(jié)合實(shí)際，制修訂了公司知識產(chǎn)權(quán)管理辦法、自主知識產(chǎn)權(quán)內(nèi)部優(yōu)勢產(chǎn)品認(rèn)定管理辦法、自主知識產(chǎn)權(quán)技術(shù)創(chuàng)新成果推廣應(yīng)用創(chuàng)效獎勵辦法，對專利申請、維持與保護(hù)、實(shí)施許可、轉(zhuǎn)讓與引進(jìn)等全過程進(jìn)行管理，形成了嚴(yán)密科學(xué)的工作流程[4-7]，強(qiáng)化了自主知識產(chǎn)權(quán)技術(shù)成果的“后評估”制度體系，引導(dǎo)科技工作者將成果落地落實(shí)，為企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供強(qiáng)勁動力。

2.2 健全考核機(jī)制，完善激勵措施

為了鼓勵發(fā)明創(chuàng)造，增加公司專利申請量和高質(zhì)量專利數(shù)量，形成更有價值的自主知識產(chǎn)權(quán)體系，長城鉆探建立了從項(xiàng)目立項(xiàng)、成果轉(zhuǎn)化、知識產(chǎn)權(quán)、標(biāo)準(zhǔn)制定，到優(yōu)秀團(tuán)隊(duì)、先進(jìn)個人的全過程全方位一體化激勵機(jī)制，激發(fā)了科研人員的創(chuàng)新熱情。近兩年，長城鉆探密集制修訂知識產(chǎn)權(quán)相關(guān)管理辦法，增設(shè)知識產(chǎn)權(quán)獎勵類別，明確科技獎勵中對知識產(chǎn)權(quán)的要求，在績效考評、職級提升、課題立項(xiàng)、成果評獎等環(huán)節(jié)加大知識產(chǎn)權(quán)成果所占比重，各類科技進(jìn)步獎、發(fā)明獎獲獎條件應(yīng)以取得相應(yīng)專利權(quán)為前提，有關(guān)職級提升工作與是否獲得專利權(quán)掛鉤，在同等條件下形成專利的優(yōu)先[8-9]。

2.3 將知識產(chǎn)權(quán)納入科技管理全過程

一是科研項(xiàng)目必須設(shè)定階段性知識產(chǎn)權(quán)考核指標(biāo)，嚴(yán)格落實(shí)項(xiàng)目長負(fù)責(zé)制，在項(xiàng)目立項(xiàng)初期同步規(guī)劃知識產(chǎn)權(quán)頂層設(shè)計，加強(qiáng)研發(fā)過程管理，項(xiàng)目結(jié)題驗(yàn)收前，需完成相關(guān)知識產(chǎn)權(quán)指標(biāo)方可提出驗(yàn)收申請。長城鉆探2023 年推行重點(diǎn)項(xiàng)目“揭榜掛帥”制度，進(jìn)一步明確了揭榜人擔(dān)任項(xiàng)目知識產(chǎn)權(quán)專員及開展知識產(chǎn)權(quán)頂層設(shè)計的要求。

二是設(shè)置公司、所屬單位兩級專利管理人員，負(fù)責(zé)專利全流程管理，組織專家對專利進(jìn)行A（核心）、B（重要）、C（普通）評價分類。同時，建立專利“后評估”制度，篩選權(quán)利要求保護(hù)范圍合理、法律穩(wěn)定性較高和市場推廣前景較好的專利。對高價值核心專利技術(shù)，鼓勵在具體技術(shù)方案方面進(jìn)一步優(yōu)化以降低成本、提高效能，隨著研究深入，不斷提出后續(xù)的專利申請，相應(yīng)開發(fā)新的保護(hù)方式，實(shí)現(xiàn)對原始創(chuàng)新的延續(xù)性保護(hù)；對連續(xù)3 個評估周期（3 年）都處于低價值范圍的專利，按要求逐級報審后廢棄，持續(xù)優(yōu)化知識產(chǎn)權(quán)資產(chǎn)結(jié)構(gòu)。

三是評選科技進(jìn)步獎、申請技術(shù)鑒定和論文發(fā)表前，必須對項(xiàng)目是否申請專利、是否涉及技術(shù)秘密和密級等進(jìn)行確認(rèn)。

上述管理措施切實(shí)增強(qiáng)了科研人員知識產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)造意識和保護(hù)意識[10-11]。

2.4 技術(shù)—專利—標(biāo)準(zhǔn)三者有機(jī)結(jié)合

長城鉆探明確了“研發(fā)技術(shù)、申請專利、制定標(biāo)準(zhǔn)”三者有機(jī)結(jié)合的知識產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略，積極推進(jìn)技術(shù)專利化、專利標(biāo)準(zhǔn)化、標(biāo)準(zhǔn)國際化。2022 年，以4 項(xiàng)核心專利為支撐的“頁巖油氣油基鉆井液技術(shù)要求和評價方法”標(biāo)準(zhǔn)研究項(xiàng)目獲批列入中國石油國際標(biāo)準(zhǔn)培育計劃，成為中國石油首家牽頭負(fù)責(zé)該培育計劃項(xiàng)目的所屬鉆探企業(yè)。同時，長城鉆探著力在優(yōu)勢特色領(lǐng)域逐步形成“標(biāo)準(zhǔn)必要專利”，積極推動由單一實(shí)施專利技術(shù)向產(chǎn)業(yè)化、規(guī)模化的轉(zhuǎn)變。

2.5 強(qiáng)化分級培訓(xùn)，打造知識產(chǎn)權(quán)專業(yè)團(tuán)隊(duì)

為培養(yǎng)壯大知識產(chǎn)權(quán)專業(yè)團(tuán)隊(duì)，長城鉆探根據(jù)所屬企業(yè)需求，針對知識產(chǎn)權(quán)審核人員、一般管理人員、研發(fā)人員開展分級分類培訓(xùn)，提高公司員工的知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)意識。組織各單位知識產(chǎn)權(quán)審核人員參加專利代理師考試培訓(xùn)，提升綜合能力；組織一般管理人員參加制度政策、管理流程培訓(xùn)，提高管理能力；組織研發(fā)人員參加專利挖掘、布局及技術(shù)交底書撰寫培訓(xùn)，提高專利挖掘和撰寫能力。同時，為保障公司的合法利益，組織涉及專利技術(shù)的研究人員、應(yīng)用企業(yè)等簽訂“保密協(xié)議”，有效保障核心技術(shù)的安全，為專利技術(shù)的創(chuàng)新創(chuàng)效和產(chǎn)業(yè)化提供有力支撐[12]。

3 核心技術(shù)專利群構(gòu)建及成效

以胺基抑制劑與配套胺基鉆井液體系研發(fā)、相關(guān)專利技術(shù)及其延伸專利技術(shù)的知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)與運(yùn)用為例，詳細(xì)介紹長城鉆探基于核心產(chǎn)品構(gòu)建系列專利技術(shù)保護(hù)群的思路和具體做法。

3.1 圍繞亟待攻克的核心技術(shù)，對標(biāo)國際先進(jìn)找方向

泥頁巖井壁失穩(wěn)引發(fā)的事故復(fù)雜嚴(yán)重制約油氣安全、高效、綠色開發(fā)。鉆井液抑制性不足時，濾液侵入泥頁巖地層引起地層坍塌壓力上升，造成井壁巖石解理，發(fā)生掉塊、坍塌，引起卡鉆。部分復(fù)雜泥頁巖地層不得不采用油基鉆井液施工，隨之帶來高成本和環(huán)境風(fēng)險。為此，國際公司早在20 世紀(jì)90 年代就紛紛研發(fā)高性能水基鉆井液技術(shù)，到“十一五”期間已發(fā)展成熟，并對中國企業(yè)實(shí)施技術(shù)封鎖。如美國Newpark Resources 公司主打的高性能水基鉆井液體系EVOLUTION?[12]，曾獲得有石油界奧斯卡之稱的World Oil Awards（世界石油大獎）2010 年度最佳鉆井、完井液和增產(chǎn)液體類大獎、2011 年度HART 特別價值工程發(fā)明獎，到“十二五”末已累計應(yīng)用2400 余口井，其中頁巖氣井約2000口，但技術(shù)不轉(zhuǎn)讓，只提供昂貴的技術(shù)服務(wù)。

我國早期主要采用以磺化處理劑為核心的“三磺”鉆井液、KCl 聚合物鉆井液等，高性能水基技術(shù)核心材料研發(fā)進(jìn)展緩慢，與國外技術(shù)差距大。要想打破國外技術(shù)壟斷，經(jīng)濟(jì)、高效開發(fā)復(fù)雜地層油氣資源，縮短與國外先進(jìn)技術(shù)差距，就必須研發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高性能水基鉆井液技術(shù)，其核心是高效抑制劑的研發(fā)。

3.2 基于核心產(chǎn)品，構(gòu)建系列專利技術(shù)保護(hù)群

（1）核心產(chǎn)品研發(fā)?！笆濉币詠恚趪铱萍贾卮髮ｍ?xiàng)及產(chǎn)業(yè)化相關(guān)研究項(xiàng)目的支持下，長城鉆探科技工作者久久為功，對標(biāo)MI-SWACO 公司胺基抑制劑UltraHib 等先進(jìn)產(chǎn)品，研發(fā)出低分子量胺基抑制劑GWIN-E（圖2），通過引入醇羥基、羧基、胺基，改善產(chǎn)品親水性及對井壁的吸附能力，與其他材料的配伍性好，抑制黏土膨脹能力大幅提升。產(chǎn)品理論分子量介于165～591，分子量分布窄，屬于短鏈分子結(jié)構(gòu)，分子直徑小，易于在黏土表面吸附，并實(shí)現(xiàn)對黏土片層插層，束縛其水化膨脹。1%加量條件下，黏土造漿抑制率和8h 泥巖線膨脹降低率分別比UltraHib 提高16.6%和12.4%。

圖2 胺基抑制劑分子結(jié)構(gòu)示意圖

圍繞核心產(chǎn)品，分步開展配套納微米成膜封堵劑、降濾失劑、高效增黏劑、高效極壓潤滑劑等的研制，逐一解決抑制防塌、封堵承壓、井眼清潔和潤滑防卡等關(guān)鍵技術(shù)難題，研發(fā)了GWHP-FLEX?強(qiáng)抑制高潤滑水基鉆井液體系，構(gòu)筑維持井壁穩(wěn)定的兩道防線。第一道防線由高效封堵劑、降濾失劑構(gòu)建，主要是保障致密且堅(jiān)韌的泥餅特性，降低鉆井液及其濾液向地層侵入，減緩孔隙壓力傳遞。第二道防線則是盡最大努力降低侵入地層液相對地層巖石強(qiáng)度的弱化作用，主要由高性能胺基抑制劑、大分子包被劑及有機(jī)/無機(jī)鹽協(xié)同構(gòu)建，三者協(xié)同作用下，由表及里抑制黏土水化膨脹，進(jìn)而有效提高井壁穩(wěn)定性。

（2）加強(qiáng)專利技術(shù)保護(hù)。為保護(hù)胺基抑制劑及配套胺基鉆井液體系知識產(chǎn)權(quán)，針對具體的技術(shù)方案，深入剖析其創(chuàng)新點(diǎn)內(nèi)在機(jī)制，形成概況化方案，有效擴(kuò)大“小分子胺基抑制劑GWINE”（ZL 201710785388.4）專利保護(hù)范圍。在其權(quán)利要求1～4 中公開鉆井液用胺基抑制劑成分主要包括多元醇酸丙基氯化銨和烯基聚醚類聚合物。在權(quán)利要求5～9 中公開其制備方法，包括所述胺基抑制劑由多元醇胺和氯丙烷類化合物混合制得多元醇酸丙基氯化銨，再和烯基聚醚類聚合物混勻得到，并明確了所述多元醇胺、氯丙烷類化合物、烯基聚醚類聚合物的可能組成。在該專利權(quán)利要求10 中公開了一種水基鉆井液體系組成成分及比例。每項(xiàng)權(quán)利要求的類型清楚，且權(quán)利要求的主體名稱與權(quán)利要求的技術(shù)內(nèi)容相適應(yīng)。在本專利申請過程中，基于專利說明書公開的內(nèi)容，概括得出需要保護(hù)的技術(shù)方案，形成10 項(xiàng)權(quán)利要求，并通過適當(dāng)限定成分類別及明確多種可能的成分組合，有效擴(kuò)大了專利技術(shù)保護(hù)范圍。

（3）知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)體系建設(shè)。工欲善其事，必先利其器。好的產(chǎn)品，離不開好的輔助配套技術(shù)支撐。長城鉆探持續(xù)優(yōu)化頂層設(shè)計，圍繞配套廢棄物處理技術(shù)、性能評價及智能化軟件等產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)，布局開展系統(tǒng)性研究，突破性研發(fā)了“卡脖子”油田化學(xué)材料，大幅降低成本；開發(fā)了隨鉆井眼清潔監(jiān)測與分析軟件、早期井涌井漏監(jiān)測與評價系統(tǒng)，為提高施工效果提供了信息化保障；配套發(fā)明了水基廢棄物無害化、分質(zhì)分離回收利用裝備。完成了處理劑研發(fā)、高性能胺基鉆井液體系及廢棄物處理一體化技術(shù)專利布局（圖3）。該專利技術(shù)及其延伸技術(shù)提高了水基鉆井液的重復(fù)利用率，為中國石油主營業(yè)務(wù)提質(zhì)增效和高質(zhì)量發(fā)展作出了積極貢獻(xiàn)。同時，圍繞該技術(shù)注冊了GWHP-FLEX?、GWHP Flex Seal?、GW AMAC? 3 個商標(biāo)，對該技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)全方位專利覆蓋，確保了專利權(quán)人的技術(shù)優(yōu)勢和核心競爭力，逐步建立健全鉆井液全產(chǎn)業(yè)鏈知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)體系，進(jìn)一步樹立和鞏固了品牌形象。

圖3 圍繞核心技術(shù)構(gòu)建鉆井液全產(chǎn)業(yè)鏈知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)體系典型案例

3.3 用好核心專利技術(shù)，助力高質(zhì)量發(fā)展

為加快胺基抑制劑與配套胺基鉆井液體系相關(guān)專利技術(shù)的有效實(shí)施，長城鉆探充分結(jié)合國際、國內(nèi)石油勘探開發(fā)對該專利技術(shù)及其延伸技術(shù)的市場需求，采取基礎(chǔ)研究、高性能胺基鉆井液技術(shù)及產(chǎn)品、配套信息化軟件與廢棄物減量化、無害化、資源化處理裝備技術(shù)的有機(jī)組合營銷策略，基于核心產(chǎn)品自主生產(chǎn)的成本優(yōu)勢，針對國內(nèi)外不同項(xiàng)目用戶的需求，制定個性化實(shí)施方案，實(shí)現(xiàn)了專利價值的最大化，促進(jìn)了相關(guān)專利技術(shù)的運(yùn)用和實(shí)施，有效提升了相關(guān)專利及其延伸技術(shù)的市場競爭力和經(jīng)濟(jì)效益。

在乍得項(xiàng)目，為甲方提供胺基鉆井液產(chǎn)業(yè)鏈一體化技術(shù)服務(wù)，鉆井復(fù)雜時效降低80%以上，電測一次成功率提高到95%，鉆井廢棄物減量59%，液相處理后BOD5≤25mg/L，COD ≤125mg/L，有效滿足了環(huán)境敏感區(qū)綠色、安全、高效開發(fā)需求。產(chǎn)業(yè)鏈一體化技術(shù)的實(shí)施，有效降低甲方開發(fā)成本，為乍得項(xiàng)目2021 年實(shí)現(xiàn)600×104t/a 產(chǎn)能建設(shè)及年產(chǎn)量超500×104t 的目標(biāo)提供了有效的技術(shù)保障；在尼日爾項(xiàng)目，自2019 年底推廣應(yīng)用胺基鉆井液相關(guān)專利技術(shù)及延伸技術(shù)以來，井徑擴(kuò)大率得到有效控制，定向井電測一次成功率從36%提高到92.5%以上，平均通井電測耗時由119.2h 降低到60.2h，降低49.5%，鉆井周期同比縮短約20%，為甲方450×104t/a 產(chǎn)能建設(shè)提供了有效技術(shù)保障；在伊拉克格拉芙三期項(xiàng)目，3 口井試驗(yàn)應(yīng)用胺基鉆井液相關(guān)專利技術(shù)及其延伸技術(shù)，平均鉆井周期25.99d，比二期合同縮短36.87%，完井周期45.03d，比二期合同縮短33.18%。此外，胺基鉆井液相關(guān)專利技術(shù)及其延伸技術(shù)在四川敘永淺層頁巖氣和遼河油田興古、雷家等國內(nèi)區(qū)塊亦實(shí)現(xiàn)成功應(yīng)用，提速提效效果凸顯。

胺基抑制劑與配套胺基鉆井液體系相關(guān)專利技術(shù)及其延伸專利技術(shù)以更好的施工質(zhì)量和更低的成本優(yōu)勢，在海內(nèi)外項(xiàng)目成功應(yīng)用480 余井次，打響了中國石油品牌，樹立了中國石油良好形象。

4 結(jié)束語

縱觀當(dāng)前，各企業(yè)、團(tuán)隊(duì)主要根據(jù)自身市場需求和預(yù)期，相對獨(dú)立地開展科研攻關(guān)、知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)與運(yùn)用工作，研發(fā)同質(zhì)化、內(nèi)部惡性競爭等問題較為突出，降低了行業(yè)整體研發(fā)效率，也不利于行業(yè)有序發(fā)展。展望未來，各大鉆探企業(yè)、油田、研究院所等應(yīng)加強(qiáng)分工與協(xié)作，充分發(fā)揮各自優(yōu)勢，集中力量圍繞關(guān)鍵核心技術(shù)針對性開展研發(fā)，夯實(shí)鉆井液全產(chǎn)業(yè)鏈知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)體系建設(shè)工作，為中國企業(yè)增強(qiáng)海外市場競爭力貢獻(xiàn)更多力量，提供更全面有效的知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)與支撐。