页岩气是典型的非常规天然气，储集于极低孔渗、以富有机质页岩为主的岩系中，主要以游离气和吸附气的形式自生自储，并饱和富集于以页岩为主的储集岩系的微—纳米级孔隙-裂缝与矿物颗粒表面[1-2]。世界页岩气资源很丰富，全球页岩气资源量为456.24×1012 m3，超过全球常规天然气资源量的436.1×1012 m3，其中我国页岩气地质资源约100×1012 m3，占全球页岩气资源量的22%，居世界第一位[3-4]；我国页岩气技术可采资源量为31.57×1012 m3，占全球页岩气可采资源量220.69×1012 m3的14.30%，仅次于美国[5-6]。页岩气作为一种非常规油气资源，为常规油气资源短缺提供重要的补充，页岩气的有效开发，不仅将改善能源结构，而且对能源格局产生重大影响。

美国是世界上页岩气开采起步最早、技术发展最快且产量最多的国家。20世纪70年代开始到21世纪前10年，美国页岩气年产由19.6×108 m3增加到880.66×108 m3，预计到2035年，美国页岩气产量将增加20%，占美国天然气总产量的45%[7-8]。美国页岩气开发时间长、技术成熟，对我国页岩气开发提供经验借鉴[9-11]。中国页岩气资源潜力巨大，目前页岩气开发正处于起步阶段，2005年起，通过借鉴北美经验，开始页岩气地质评价与勘探开发试验。2009年8月，国土资源部油气资源战略研究中心在重庆市綦江县启动中国首个页岩气资源勘查项目，页岩气开采技术发展迅速[12-13]。2012年11月，中国石化部署在涪陵焦石坝地区的焦页1HF井放喷求产试获日产20.3×104 m3的高产工业气流，实现了中国页岩气勘探的重大突破；2013年1月该井投入试采，日产气6×104 m3，正式拉开中国页岩气商业开发的序幕。2013年9月，国家能源局批复设立涪陵国家级页岩气示范区，涪陵页岩气气田正式启动国家级示范区。同年国家能源局和国务院分别出台了《页岩气产业政策》和《能源发展战略行动计划(2014—2020年)》，提倡我国要坚持“绿色低碳”战略，着力优化能源结构，将发展清洁低碳能源作为调整能源结构的主攻方向，并鼓励各种投资主体进入页岩气开发市场。2016年1月8日，重庆市在页岩气开发方面取得突破，中国首个涪陵页岩气田一期50×108 m3产能建成；2016年12月29日，涪陵页岩气年产气50.05×108 m3，年销量48.05×108 m3，提前完成2016年页岩气产销目标任务[14]。

围绕页岩气开发的需要，形成了页岩气在勘探评价、钻井技术、压裂增产及集输等方面的新技术，包括水平井钻井、压前评价、大型压裂设计和压后评估等技术，围绕“井工厂”技术形成了钻井、压裂等一体化优化设计，以及边钻、边压、边生产作业模式[15-16]。本文主要根据我国国内页岩气开采技术专利态势，研究我国页岩气开采技术的发展规律及趋势分析，通过利用专利数据分析工具对页岩气技术相关专利进行系统分析，以了解目前我国页岩气领域发展现状、研发热点、技术分布及专利权人格局，对促进我国页岩气产业技术研究、商业开发提供决策和建议。

其实以门派身份而产生的正邪之分实无必要，单纯以此来分善恶更是可笑至极，谁家还没有三两好汉，谁家又缺得了集合无赖？名门如昆仑派，几十年前的前辈何足道，自在洒脱，武艺高强，令人心折。几十年后的后辈何太冲夫妇，气量狭小，忘恩负义，让人作呕。若要给他们扣帽子，昆仑派究竟是正是邪？

1 数据来源及分析工具

专利检索数据来源采用国内专利检索开放平台：SooPAT；跨度年限：1995—2016年；检索范围：中国国内公开专利；检索关键词：“页岩气”“开采”，为防止漏检同时检索“致密气层气”以及“非常规天然气”。为避免漏检，在一级检索结果的基础上，手动逐条筛选全部检索结果，共筛选出页岩气开采设备、开采工艺、开采药剂(减阻剂、钻井液、支撑剂等)、勘探技术、返排污水处理、后期脱硝脱硫等相关技术专利。

2 页岩气开发规律研究

2.1 页岩气开发发展阶段分析

图7为页岩气开采工艺技术成熟系数变化曲线，从技术成熟系数总体趋势看，技术成熟系数数值较大，且未出现明显的逐年下降趋势，表明该技术领域尚未处于技术成熟期，专利发掘潜力较大。

2.2 页岩气开发区域分析

四川和重庆地区地处西部腹地，油气资源丰富，并有西南石油大学、重庆科技学院以及西南油气田和川庆集团公司，可以集资源、人才及装备为一体，也为页岩气开发和技术研究提供便利条件，使得在页岩气能源开发和专利申请方面占据有利条件。其次为湖北、山西及山东省，均为油气资源、石油公司与石油高校结合较好省份，也便于从油气资源开发探索页岩气开采新技术。

2.3 页岩气开发技术分析

页岩气开采技术主要涉及勘探开发、钻完井、采气集输以及环保处理等领域，与常规油气领域有很大的不同，其中水平井钻完井技术与压裂技术为页岩气开采关键技术。哈里伯顿公司研制的两项技术——滑套完井和连续油管压裂，扩大了完井和压裂技术的应用范围，使套管完井水平井压裂更加有效[17]。美国是世界上勘探开发页岩气最成功的国家，主要采用水平井+水力压裂进行开发。我国2013年以后在页岩气钻井方面又取得了一些新进展，通过井深结构优化、井眼轨迹控制、油基钻井液优化、防漏堵漏、井壁稳定，以及新工具、新工艺的研究及应用，使得页岩气水平井钻井技术逐步成熟配套，促进了国内页岩气开发的进程[18]。但我国页岩气研发总体起步较晚，绝大部分核心技术仍掌握在美国等发达国家的大型石油公司手中，页岩气开发道路仍任重而道远。

3 我国页岩气开发现状及趋势

3.1 我国页岩气开采专利分析

通过对每年专利量的分析，清晰地展示出页岩气技术领域的整体发展脉络。但由于专利数据从申请到公布之间有18个月的滞后期，故2006、2007年的数据仅供参考，不代表此阶段的发展趋势。

在施工材料以及材料的加工方面，其中需要注意的：①提前做好相关的深化设计，并第一时间报送监理审批。②要切实保障材料的规格尺寸、材料质量等方面符合审批图纸以及工程施工的要求。③要有效的降低厂家材料的损耗率。④要切实的降低现场的材料损耗。

通过专利查询工具SooPAT对国内2006—2016专利申请量的检索及统计分析(图1)，可以看出，在2006年以前我国页岩气相关专利申请量几乎为零，2007—2009年申请量仅有4件，2010—2016年专利申请量呈指数逐年增加，2014年申请量为256件，达到顶峰。其中2016年申请量为前9个月公开的申请情况，考虑到专利公开时间比专利申请时间滞后3～6个月左右，因此实际申请量应该比公开情况要多。

1) 用马克思主义的指导思想，促成学生“真心”信仰社会主义。理论只要彻底，就能说服人。所谓彻底，就是抓住事物的根本[8]。马克思主义是一种哲学形态，不仅包括了正确的世界观和方法论，还应含有科学的思辨和逻辑。推进马克思主义大众化的过程，也就是推动马克思主义理论体系由抽象、深奥的理论体系转变为易被学生理解掌握，是在实践中运用马克思主义，推进马克思主义大众化的基础和底蕴的过程。社团文化建设不仅要挖掘社团活动中爱国、励志等积极进步的因素，还要使社团文化具有更丰富的思想教育内涵，对社团成员自觉地、有目的地进行政治引导和思想教育,使马克思主义理论成果进社团、进活动、进学生的头脑。

从专利申请量的地域来看，如图2所示，北京、四川和重庆地区明显居于页岩气专利技术申请量前三位，这是因为这三地主要集中于技术优势和资源优势。其中，北京市处于页岩气开采的研究单位密级地域，中国石油总部、中石化总部及其研究院都位于北京，并且有中国石油大学(北京)，可提供很多技术优势和政策优势，导致其在技术研究、专利申请方面占据优势。

图1 国内页岩气专利申请 Fig.1 Domestic shale gas patent applications

3.2 国内页岩气专利区域分布

由此可以看出，页岩气开采受国家政策和国际油价的直接影响，在国家重视页岩气开发开采并受政策鼓励的影响下，从2010年开始页岩气专利申请呈现快速增长，2014年达到顶峰；2011年始发明专利明显多于实用新型专利，说明我国经过前期的研究投入，申请专利的技术质量也得到提升。2014年后受国际油价的影响，使得对页岩气技术的投入和专利申请量明显下降，另外，专利申请量下降也与随着技术开发和成熟，页岩气开采技术进入一个瓶颈阶段有关。

图2 国内各省发明专利申请量分布 Fig.2 The invention patent application distribution of domestic variety provinces

从页岩气开发专利申请量和国家地区分布来看，接近一半的专利来自美国，页岩气开采技术占据主导地位。从页岩气专利受理国家来看，排名前五位的国家依次为美国、中国、俄罗斯、日本和德国。美国专利商标局受理的专利总量明显大于其他国家，是中国专利数量的3倍多。美国在页岩气领域的专利申请非常早，在2001年以后申请量快速增加，而我国在20世纪页岩气专利申请几乎没有，2005年后呈现不正常的迅猛增长，凸显了近年来的页岩气热。很多企业、高校和研究机构纷纷踏足，竭尽全力在该技术领域占领先机，导致申请量猛增。我国非常重视页岩气的开发以及国外企业对中国市场的关注，中国的专利活动最为活跃，处于快速增长期。

3.3 国内页岩气专利技术领域分布

从专利技术类别分类来看，检索专利按国际IPC分类包含：A农业、B部(作业、运输)、C部(化学冶金)、E部(固定建筑物(掘井、采矿分部))、F部(机械工程)、G部(物理(仪器分部))、H部(电学)。从统计角度来讲，我国专利布局在E、C、G类别的E21B、C09K以及G01V领域较多，即开采技术、压裂环保以及勘探技术页岩气开发领域中的核心领域，说明页岩气领域的研究热点也在于此，与国际页岩气研究趋势相一致。F部机械装备、设备领域紧随其后，而B、H部则相对较少。

我们对于公式成立条件的探究不应局限于记忆，这样的学习方式只会令物理变得呆板无趣，极大地戳伤了学生的学习热情。我们更应该去推论公式成立条件的原因。以焦耳定律的推论来举例，我们知道焦耳定律是普适的，但其推论却不是，为解决这个现象，我们从焦耳定律的推论的来源入手，其初始是焦耳定律Q=I2RT结合欧姆定律U=IR便得到了它的推论Q=UIT与我们发现欧姆定律的适用条件是纯电阻电路，如此便找到了焦耳定律推论仅在纯电阻电路中成立的原因。

图3 国内页岩气专利申请量 Fig.3 Domestic shale gas patent applications

3.4 国内页岩气专利权利人分布

式中 γ——技术生长率，%；

图4 国内专利申请 Fig.4 Domestic patent applications

图5 发明专利 Fig.5 The invention patents

图6 实用新型专利 Fig.6 The utility model patents

同时对比图6可以看出，石油单位在页岩气开发过程中仍为主体，其中成都创源油气公司保持强劲的研究态势，并在专利拥有量上占据一定的地位，石油高校申请专利发明专利占据主体地位，说明高校在申请专利方面更具有一定的质量优势。

4 国内页岩气专利生命周期

4.1 页岩气开采专利技术成熟系数

技术生长率是指某领域发明专利申请量或授权量占过去5年该技术领域发明专利申请量或授权量的比率，如式(2)所示。如果连续几年技术生长率持续增大，表明该技术处于生长阶段。

然而早上7点，玛丽的父母却发现孩子倒在卫生间里，已经停止了呼吸。医生对悲伤的父母说，玛丽可能是倒下时头部受到撞击，导致猝死。

α=a/(a+b)

(1)

式中 α——技术成熟系数；

a——该技术领域当年发明专利申请量或授权量，件；

虽然基于匹配追踪法的信号分解方法能够对信号进行很好的分解，但是针对某些信号，不难看出，在信号整体时间区间内依旧出现了计算出了负频率。若出现在端点处，可以通过周期延拓方式解决；若出现在时间区间中段，则可以通过改变子波种类，提升字典性能解决。

b——该技术领域当年实用新型申请量或授权量，件。

风湿性心脏病的主要发病机制为患者乙型链球菌感染后，机体出现抗乙型链球菌抗体，导致结缔组织和心肌出现抗原性，当患者再次被链球菌感染时，抗原和抗体结合形成免疫复合物，其跟随血液循环沉积于心脏，激活补体，吸引并聚集白细胞，促进溶酶体分泌水解酶破坏组织，诱发炎症反应，造成心瓣膜损伤[4-6]。目前，临床上主要采用手术介入方法治疗风湿性心脏病，患者治疗后生活质量可得到显著提升，但治疗费用高，且过程中存在较大风险[7]。有研究报道，一种非肽类分子氯沙坦钾片可竞争性拮抗血管紧张素Ⅱ，降低血压；并能够有效减小左室厚度和重量，改善心功能[8-9]。胺碘

表1列出了页岩气开采工艺技术领域2007—2015年技术发明专利、实用新型申请量情况，并计算了2007—2015年的技术成熟系数。考虑到2016年专利申请量统计不完全，不做相关计算分析。

通过对国际专利技术检索和数据统计分析研究表明，页岩气技术开发主要经历以下几个阶段：技术萌芽期(1969—1981)、缓慢发展期(1982—1998)、上升期(1999—2007)和快速发展期(2008—)。同时经历两次快速发展期，1999年以后，美国页岩气商业化生产逐渐成熟、产量不断攀升，水平井钻井和压裂增产技术的突破，使得正式进入商业化开采阶段的页岩气对传统能源市场供给带来巨大冲击。2008年以后，美国和加拿大页岩气商业化生产逐渐成熟，产量不断攀升，对传统能源市场的供给形成巨大冲击。同时中国也加入页岩气领域的研究，对页岩气能源前景十分重视。页岩气领域的专利产出进入快速上升期，国际上依然保持对页岩气重点关注的态势。按照目前趋势，未来一段时间内国际上依然会保持对页岩气研究重点关注的态势，以期页岩气勘探开发能在更多国家和地区实现。

综上所述，通过对PLC的科学使用，有利于增加给排水控制系统运行中的技术含量，使其在应用过程中具有良好的控制功能，满足相关生产活动开展的实际需求。因此，未来在构建功能强大的给排水控制系统过程中，需要重视PLC在其构建中的应用，并对PLC作用下该系统的运行效果进行科学评估，确保PLC在给排水控制系统方面的良好适用性，增强给排水控制系统运行中的控制效果。

表1 页岩气开采工艺技术领域2007—2015年技术成熟系数 Table 1 Technical maturity factor of shale gas extraction technology field of 2007—2015

年份当年发明专利申请量a当年专利申请量(a+b)技术成熟系数α2007111．002008221．002009111．002010360．50201120260．77201241680．602013881260．7020141712560．6820151222040．60

图7 页岩气开采工艺技术成熟系数变化曲线 Fig.7 The technical maturity coefficient curve of shale gas extraction technology

4.2 页岩气开采专利技术生长率

技术成熟系数是指某技术领域发明专利申请量或授权量占该技术领域发明专利和实用新型专利申请或授权总量的比率，如式(1)所示。如果技术成熟系数逐年减小，表明该技术处于成熟期。

γ=a/A

(2)

从专利申请检索结果可以看出，在对页岩气技术开发和专利申请方面(图4)，中石化、成都创源油气及中石油公司位居前三，紧随其后为西南石油大学、中国石油大学(北京)、中国石油大学(华东)校区，可以说明在专利申请上石油高校仍是油气开发关键技术的主要研究阵地。从发明专利申请量来看(图5)，申请单位变化不大，前六位只有西南石油大学比中石油天然气股份有限公司稍占优。同时也可以看出，在页岩气技术研究方面，邱兴伦、陈游及况常松在关键技术和专利申请方面具有一定优势，在页岩气技术研究方面2013年能源部政策允许多主体进入页岩气开发开采以来，呈现出国有公司、外资私营以及个体投入对页岩气的研究，也是加速我国页岩气快速开发的关键决策，对我国页岩气技术开发具有重要意义。

随着市场经济的发展，内部控制在财务管理领域的重要性越来越凸显。对中小学而言，只有保持较高的财务管理水平，才能确保国家对基础教育日益增长的投入发挥最大的效益，但是目前中小学财务管理体系问题多多，致使教育资金浪费严重。内部控制是单位为了达到目的而采取的一系列管理手段，它能有效地防止单位发展偏离已确定的目标，因此，建立健全财务管理内部控制体系，并能在此基础上运用合理的内部控制方法解决中小学财务管理中存在的诸多问题，是合理利用教育资源、使投入的资金得以有效运用的途径。

A——追溯到近5年该技术领域发明专利申请累积量或授权累积量，件。

表2给出了页岩气开采工艺技术领域2012—2015年的技术生长率，考虑到2016年专利申请量统计不完全，不作为计算依据；此外2007年以前该技术领域专利申请量为0，因此需要统计过去5年专利申请量的累积，从2011年开始统计。

表2 国内页岩气开采领域2012—2015年技术生长率 Table 2 Technical growth rate of domestic shale gas extraction of 2012—2015

年份当年发明专利申请量a过去5年发明专利申请量A技术生长率γ201120270．74201241670．612013881530．5820141713230．5320151224420．28

从表2可以看出，近两年页岩气开采技术领域发明专利申请量a逐年增大，表明该技术处于较快的生长阶段；但发明专利技术生长率γ趋于逐年减小，表明在生长阶段逐渐走向成熟，但还未达到成熟阶段。

4.3 页岩气开采专利特征系数

某技术领域新技术特征系数由技术生长率和技术成熟系数按式(3)计算得出。新技术特征系数值越大，表明新技术特征性越强。

(3)

式中 N——新技术特征系数。

表3 页岩气开采工艺领域新技术特征系数 Table 3 Characteristics coefficient of new technology in the field of shale gas extraction

年份技术生长率γ技术成熟系数α特征系数N20110．740．771．0720120．610．600．8620130．580．700．9120140．530．680．8620150．280．600．66

经计算分析得2011—2015年页岩气开采工艺领域新技术特征系数(表3)，可以看出，整体上专利申请量的特征系数呈现下降趋势，且在2011年达到最大值为1.07，表明页岩气专利申请在2011年体现出该领域新技术特性较强。

4.4 国内页岩气开采专利趋势分析

从专利受理趋势来看，近年来页岩气开采及装备领域整体呈现急剧上升的趋势，2014年达到顶峰，随后一年内有所下降，在2016年发明专利略有提升，也正体现目前国际国内油价对页岩气行业的影响。从权利人分布趋势来看，国有企业和石油高校仍是页岩气开发和技术的主要高地，发明专利占有量方面仍有优势，也正体现了页岩气开采关键技术及创新方法集中的地方，但也不乏民营企业的崛起和拥有核心技术的个人。目前来看，能源需求仍在扩大，能源短缺问题越来越严重，页岩气开发在美国成功应用，极大地鼓励了能源短缺国家页岩气开发的决心。我国页岩气资源丰富，但勘探开发处于起步阶段，许多关键技术和政策问题仍需要探索。在装备方面，国内页岩气储层与地质评价设备、页岩气钻完井技术及装备、页岩气水力压裂技术及装备、页岩气微地震监测技术及装备等方面存在较大差距，需要了解趋势，明确方向，发挥国内石油石化装备制造企业的整体优势，重点研发和掌握关键技术，打造自主品牌。

5 结论

能源日益短缺，页岩气作为可替代的清洁能源得到世界各国的积极探索、研究和开发，对其开发技术和发展趋势的研究表现出极大的关注。本文通过对我国页岩气领域的专利类别、数量增长趋势、地域分布及专利权人格局等方面的分析，研究了我国页岩气领域的整体发展态势。

(1)我国页岩气勘探开发实践较晚，且技术发展受国外技术影响较大，在借鉴北美页岩气开发经验的基础上，2009年逐渐开始探索开发，到2014年技术研发投入达到顶峰，且受国际油价环境影响，开发研究热趋于下降。

(2)从地域及单位来讲，国内领先专利权人以国有企业为主，吸纳外资民企多主体加入，特别是在页岩气政策发布以来，鼓励包括民营企业在内的多元投资主体联合开采页岩气，形成以国企油气单位为主，外资民企合资经营的格局，加快了页岩气勘探开发的步伐。

(3)从生命周期来讲，该技术研究呈现出在2014年达到技术顶峰，但该技术领域尚未处于技术成熟期，而是处于较快的生长阶段，专利发掘潜力较大，国家仍应继续加大扶持力度，寻求产学研合作，发挥智力技术优势；同时要做好环境保护工作，避免以牺牲环境为代价发展技术。

参考文献

[1] 唐颖,唐玄,王广源,等.页岩气开发水力压裂技术综述[J].地质通报,2011,30(2):393-399.

[2] 胡文瑞,鲍敬伟.探索中国式的页岩气发展之路[J].天然气工业,2013,33(1):1-7.

[3] 刘满平.我国页岩气产业开发前景、经验借鉴及模式选择[J].中国能源,2012,34(7):10-14.

[4] 李征,王浩,杨波.国内外页岩气技术专利分析[J].当代石油石化,2013(12):24-29.

[5] 张淑英,柴晶晶,李德山.四川页岩气产业发展战略研究[J].中国能源,2016,38(4):22-27.

[6] 杨艳,王礼茂,方叶兵.中国页岩气资源开发利用的可行性评价[J].自然资源学报,2014,29(12):2127-2136.

[7] 李明,张喜征,黎光明,等.中美页岩气开采技术专利地图研究[J].中国煤炭地质,2014,26(12):11-16.

[8] KING G. Thirty years of gas shale fracturing: what have we learning[R]. SPE133456,2010.

[5] 薛虎正,兰庆,贺彤彤,等.侏罗系油藏成藏富集规律研究及建产有利区优选[J].石油化工应用,2014,33(6):74-77.

[6] 王文刚,贺彤彤,兰庆,等.河流相侏罗系层状与底水油藏高效开发技术研究[J].石油化工应用,2014,33(3):48-53.

[7] 陈芳萍,石彬,李康,等.延长油田西部边底水油藏水平井优化设计及效果分析[J].非常规油气,2015,2(5):49-54.

[8] 耳闯.延长油田边底水油藏水平井见水特征及避水措施[J].非常规油气,2016,3(5):100-104.

[9] 李凤杰,李磊,林洪,等.鄂尔多斯盆地吴起地区侏罗系侵蚀古河油藏分布特征及控制因素[J].天然气地球科学,2013,24(6):1109-1117.

[10] 周凯,魏延平,张昂昂,等.鄂尔多斯盆地侏罗系地层划分与对比[J].辽宁化工,2011,40(3):281-284.