国外油服公司专利布局策略分析

王立双，丁士东，赵汩凡

（中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院，北京 100101）

1 全球石油工程技术市场现状

2019 年全球经济增速放缓导致石油需求增长乏力，市场供需平衡依靠欧佩克+减产维系，国际油价反弹遇阻，年度油价同比下滑10%以上［1-4］，如图1 所示。除中国外全球油气勘探开发投资增长乏力，北美勘探开发投资同比下降。全球勘探开发投资规模近4 700 亿美元，同比增长5%。北美以外的陆上勘探开发活动保持活跃，投资反弹幅度较大，海洋勘探开发活动逐渐复苏［5-9］。

图1 2006—2019 年全球石油工程市场规模变化趋势

全球石油工程服务市场规模小幅增长，北美市场出现下滑。2019 年国际石油工程市场总规模达2 692 亿美元，同比增长0.4%，增速显著放缓［10-14］。中东和欧洲稳步增长，非洲和亚太市场快速增长，南美市场大幅反弹。受地缘政治、资源基础、产业发展水平及勘探开发活动的影响，区域石油工程市场发展呈现不同特点［15-21］。

经过多年发展，国内外各大油公司、技术服务公司申请了很多石油工程技术相关技术专利，形成了各自的核心技术及其相应的专利策略。通过专利分析，能够了解和掌握当今石油工程技术前沿及发展趋势。通过专利文献检索与聚类分析，并绘制专利地图，可得到能直观反映石油工程技术领域整体态势的科技图谱。

国外油公司和技术服务公司十分重视知识产权保护，在石油工程技术领域申请了大量专利，国内企业目前在石油工程技术领域尚处在跟踪模仿阶段，需要对竞争对手在该领域的知识产权状况有所了解，以免形成侵权行为。更为重要的是，提高对专利分析的重视程度，加大相关专利信息的利用力度，对于石油工程技术领域的后来者，具有更加重要的现实意义。

2 国外主要油服公司专利检索

2.1 检索数据库

专利分析的数据来源以Orbit 国际专利数据库为主，以德温特专利数据库为辅，运用Orbit 国际专利数据库进行总体专利检索，作为专利分析的依据；运用Orbit 专利数据库进行具体专利文献著录项的检索，作为总体检索的补充，并为重要专利的判断提供更加全面的依据。国内专利数据以中国知识产权大数据与智慧服务系统为主进行检索。

2.2 检索策略

石油工程技术是一项投资大、获益难、风险高、技术多元化、涉及学科种类繁多的工程。另一方面，随着专利申请量以惊人的速度增长，学科交叉越来越广泛，传统的线性检索方式无法满足实际需求，使得专利检索成为一个不断反复的过程。为此，本文制定了如图2 所示的检索思路。

图2 专利检索路线图

2.3 检索范围

本文主要聚焦在国际主要油服公司石油工程领域专利的分析与对比。通过调研分析，并参考大量参考文献以及技术手册，确定了本文的主要检索技术领域范围为钻井、钻井液、固井、压裂、测录井。为了更全面准确的检索该技术领域的相关专利，作者运用德温特专利数据库、Orbit 专利数据库和DI Inspiro 数据库，全面检索了截止到2019 年6 月30日以前的上述数据库内收录的所有相关国内外专利。

2.4 检索结果

截止到2019 年6 月30 日，在DI Inspiro 数据库与Orbit 数据库中汇总检索得到符合条件的石油工程技术专利申请共164 214 件。根据专利文件的特点和分析过程的具体需求，从不完整著录项的检查、同族的合并、著录项优化、专利号处理、专利权人处理及引证信息等6 个方面，对检索结果进行清洗和整理，为专利分析做准备。

3 国外主要油服公司专利申请趋势

3.1 主要油服公司专利总量对比

在全部石油工程技术领域专利中，哈里伯顿以57 022 件专利赶超斯伦贝谢，成为了排名第一的公司，斯伦贝谢、贝克休斯分别以52 209、35 368 件分别占据了第二及第三位，三家公司专利总量占据了整个行业的36.1%。而威德福与内伯斯等专业公司，虽然规模有限，数量与上述3 个公司比不占优势，但是在核心技术领域也都布局了一定量的专利。如表1 所示。

表1 国际主要油服公司石油工程领域专利数量表

3.2 主要油服公司石油工程专利技术领域分布

将检索得到的不同公司的专利，按照钻井、钻井液、固井、压裂与测录井这几个技术领域进行分类，得到如下表格，见表2。从表中可以发现，作为综合性油服公司的斯伦贝谢、贝克休斯、哈里伯顿在各个领域都有涉猎，数量都不在少数，已经形成了比较全面的专利布局，而威德福在经历了破产重组后，专利数量的申请上受到了一定程度的影响，但由于前期专利积累较多，仍具有一定的技术实力，而内伯斯是较为专业的钻井承包商，因此在技术领域中更注重钻井及其相关领域，其他领域专利数量非常少。

表2 国际主要油服公司不同技术领域专利数量 单位：件

通过前面的分析发现，哈里伯顿专利数量较之前有了很大的提升，甚至超过了行业老大斯伦贝谢成为了专利量排名第一的油服公司，说明哈里伯顿在近年来对专利申请上的力度大大提高。具体到各个技术领域，可以发现，自2000 年后，哈里伯顿在钻井、固井及压裂领域的专利数量上升较快，直接带动了其整体专利数量的快速增加。如图3 所示。

图3 1970—2018 年哈里伯顿不同技术类别专利数量年度走势图

3.3 主要油服公司石油工程专利法律状态

从法律角度对这六家油服公司专利进行拆分对比，可以发现，斯伦贝谢、贝克休斯、哈里伯顿这3 家油服公司的授权专利占比都在50%左右，威德福、内伯斯与中石化的授权专利占比则在60%上下。其中，威德福由于经历了破产重组，研发受到了一定的影响，其申请中的专利数量占比明显低于其他公司。而内伯斯由于为钻井承包商，其在核心业务领域内，授权专利占比超过了60%，并且保持了较高的新申请量。如图4 所示。

图4 各公司专利不同法律状态百分比柱状图

3.4 斯伦贝谢公司专利分析

3.4.1 时序分析

从图5 中可以看出，斯伦贝谢的专利申请量从1998 年开始进入了快速增长期，2007 年以后整体保持了持续增长的态势，从2010 年开始，每年的申请量都稳定在1 000 件左右。

图5 1950—2018 年斯伦贝谢石油工程专利年度走势

3.4.2 国家地域分析

斯伦贝谢专利受理国别分布，美国、加拿大和英国的申请量占比达到50%，同时在中国、挪威、巴西、墨西哥等其他市场也申请了大量专利。如图6 所示。

图6 斯伦贝谢石油工程专利受理国分布

从斯伦贝谢公司专利公开国历年专利申请数量的热点图中可以看出，美国是斯伦贝谢专利公开国中占比最多，进入2000 年以后，专利公开数量进一步增加，年公开量达到600 个以上；从1986 年起斯伦贝谢开始在中国申请专利，2005 年以后专利公开量持续增加；除美国、加拿大、英国之外，在挪威、澳大利亚、巴西、中国等国也进行了专利布局。如图7 所示。

图7 1970—2018 年斯伦贝谢石油工程专利公开国年度走势图

3.4.3 法律状态分析

斯伦贝谢的专利中，授权专利达到49.4%，申请中专利占比为16.9%，无效专利占比达到33.7%；涉诉专利仅有18 件，其中美国专利8 件、法国专利1 件、英国专利9 件，大部分涉诉均发生在2010 年以前，仅有两件发生在2010 年以后，技术领域主要涉及钻井、钻井液和测录井等。专利许可仅有2 件，分别是测录井和压裂领域各1 件。如图8 所示。

图8 斯伦贝谢石油工程领域专利法律状态饼图

3.4.4 专利布局分析

斯伦贝谢整体专利布局均衡，没有明显短板，在钻头、井下工具、随钻测量、钻井液等子领域申请了大量专利。斯伦贝谢先后收购了史密斯钻头、油田生产装备制造商Cameron、钻井液公司M-I SWACO 等，通过收并购，斯伦贝谢在随钻测井、钻井液、连续油管和生产测试领域具有较强的技术实力。如图9 所示。

图9 斯伦贝谢石油工程领域专利技术布局图

3.4.5 专利技术子领域分析

1998 年以后，斯伦贝谢在钻井子领域的专利申请量增长较快，其他领域增长不明显，而在2009 年以后各子领域申请量均出现较大幅度下降，但钻井、测录井、压裂子领域申请量已出现反弹。如图10所示。

图10 1969—2017 年斯伦贝谢石油工程领域不同技术类别专利年度走势图

3.4.6 主要发明人分析

斯伦贝谢石油工程领域核心研发人员，研发中心主要分布在伯明翰、休斯顿等地，MULLINS 是流体领域的核心研发人员，PATEL 是井下工具领域的核心研发人员，CLARK 是测井领域的核心研发人员；通过跟踪分析核心研发人员的学术论文，有助于发现领域前沿技术进展。

图11 斯伦贝谢石油工程领域专利主要发明人条形图

4 油服公司专利技术布局策略

4.1 专利申请策略

国外油公司、主要油服公司在石油工程技术领域专利布局比较全面，另一方面，专利申请不仅仅局限于单一系统，针对多个产品线、不同种类的系统，同时布局。

（1）专利申请未雨绸缪，同时申请外围技术。作为领域跟随者，在借鉴现有技术的基础上，要抢先申请专利，特别是针对外围技术申请专利，实施包绕策略。同时，要扩大申报专利的权利要求范围，不仅针对具体的特定技术点，要逐渐形成系统全面的专利。国内三桶油一般在项目结束后申请相关专利，虽然采用了实用新型专利和发明专利同时申请的策略，但时间节点上整体较靠后。建议知识产权部门尽早参与项目研发，紧密结合项目进程，提供全方位支撑；申请中要提前做好研判，用好专利服务机构。专利布局要在战略和战术、国内和国外等多维度层面展开，注重长远和精准布局。针对下一代创新技术，通过对未来技术发展方向进行预测，积极研发下一代技术，并及时申请专利。采用基本专利战略，来保持自己的新技术的竞争优势。

（2）申请高质量专利，强化专利保护效果。申请专利时，应充分全面考虑石油工程技术不同领域的特点，强化专利保护效果。同时还应考虑集团内部其他单位类似技术的专利情况，形成合力保护相关技术。

（3）增加同族专利申请，差异化技术布局。针对国内石油公司自有技术，应加大同族专利的申请力度，扩大专利覆盖范围，不要仅在国内申报。对比国外公司，应加强对同族专利的重视程度，针对核心技术应根据未来技术和市场情况，增加同族专利申请，应保护沙特、巴西、阿尔及利亚等石油工程业务重点分布地区，不断提高技术影响力。要进一步提高国外专利的针对性，至少要对国外公司在中国申请的专利形成有效的突破。同时根据自身技术特色，进行差异化布局。

4.2 专利组合保护策略

根据实际情况，必要专利与潜在必要专利进行组合保护；开展外围专利保护并与专利与产品研发相结合；专利、技术秘密和策略公开组合保护；开展经营组合保护。

在确定申请时机时要考虑发明创造的应用价值。如果研究领先同行，一般要等其应用研究大体成熟后再提出专利申请，防止其他企业搭便车改进、抢先申请二次专利；如果竞争对手多、容易被模仿的技术应尽快申请专利。

通过多个专利保护自有钻井提速工具技术，在申请保护实现产品核心系统结构的专利之外，还应申请与核心结构相关的控制方法类专利。以井下工具为例，应针对核心控制机构、相关工艺等申请专利，全方位保护核心技术。

此外，国内单位专利申请比较零散，缺乏系统性，应协调不同二级单位的同类技术专利申请，避免各自为战以及互相制肘的情况出现。

在确定申请国家时，要考虑能否在该国获得有效保护，该国是否有前景广阔的专利技术实施市场、竞争对手是否具有较强的仿制能力。一般考虑向市场需求量大、经济效益好的国家申请。

4.3 专利预警策略

根据钻井提速工具技术动向和市场走向，设立专利预警机制，达到遏制竞争对手、抢占技术制高点的目的。同族专利调查，掌握斯伦贝谢、哈里伯顿、贝克休斯、NOV、阿特拉等在全球范围内的专利布局（同族专利数量越多，布局越广）。及时监测石油工程领域的前沿技术。此外，结合集团公司确定的重点发展区域，提前布局，为国际化发展奠定基础。

专利战的一个重要逻辑是放水养鱼。某一领域的跟随者，在技术还处于前期开发或者初级阶段时，掌握着领域核心技术的主要竞争者不会在意跟随者是否侵权。一旦你做大做强的时候，权利人往往就会来主张权利，轻者赔偿，重者丧失未来的机会。因此，要提前做好专利预警工作。

在当前国际形势下，应开展相关技术专利盘点，防范风险挑战，化解潜在问题。特别是当前中美贸易摩擦情况下，要预先做好石油工程领域涉及的专利家底梳理，潜在风险评估，做到未雨绸缪。

专利状态是不断变化的，专利的侵权风险随着专利状态的变化而发生改变。还要对专利风险进行实时监控。预警监控内容包括有：主要三大油服公司在全球市场的专利申请、授权情况等。通过对上述内容的实时监控，可以及时了解石油工程领域内的最新研发动态，从而做到适时调整自身的技术路线、技术专利布局等。

5 结论

（1）国外主要油服公司在石油工程领域持有16 万余件专利，在油价较低、R&D 投入减少的情况下，仍然保持了较高的专利申请量。

（2）国外油服公司专利布局与主要业务市场紧密契合，业务遍及全球主要油气产区，根据各自的业务国家分布情况开展相应的专利申请，侧重点各有不同，但基本都做到业务涉及的国家均进行了专利布局。

（3）北美市场是三大油服公司的主要市场，为了保护各自的技术，在美国、加拿大进行了全面的专利布局；三大油服公司在中国均进行了专利布局。

（4）国外油服公司专利申请比较系统，针对新技术、新产品、新方法进行了全面的布局，其中以斯伦贝谢的专利布局最为全面，哈里伯顿近5 年增速迅猛，年申请量超过斯伦贝谢。

（5）三大油服公司的授权专利占比50%左右，申请专利占比15%左右，平均专利保护周期10 年，具有较好的保护效果。