我国石油工业领域发明专利权维持现状及影响因素研究

吴 聃 牛立全 张 奇 毕研涛

（1.中国石油大学（北京）；2.中国石油集团经济技术研究院）

石油工业是资本和技术高度密集型行业，技术领先的石油公司往往能获得较高的市场占有率。为防止技术被侵占或泄露，油气公司通常采用确定商业秘密和申请专利的方式对技术进行保护。中国于1985年4月1日开始实施专利法，国内外油气公司陆续开始在中国进行专利申请，特别是国际知名的油气公司，纷纷在我国石油工业领域抢先进行专利布局。1985年，BP、哈里伯顿、壳牌、斯伦贝谢、雪佛龙公司开始向中国专利局提交专利申请；道达尔、贝克休斯公司和埃克森美孚公司也分别于1986年、1987年和1995年开始向中国专利局提交专利申请。国内三大石油公司，中国石油天然气集团有限公司（简称中国石油）、中国石油化工集团有限公司（简称中国石化）分别于1985年和1986年开始向中国专利局提交专利申请，中国海洋石油集团有限公司（简称中国海油）于1998年向中国专利局提交了第一件专利申请。2001年中国加入世界贸易组织后，各大国际石油公司及技术服务公司在中国的专利申请、授权量明显增加，专利技术为国外公司在中国油气市场的经营发挥了重要作用。自2008年《国家知识产权强国战略纲要》颁布以来，我国石油公司更加注重专利技术保护，专利申请量、授权量都出现了井喷式增长，发明专利维持数量大幅攀升。

目前，学者对我国石油工业领域专利的研究主要集中于专利布局统计、专利态势与专利质量分析[1-6]。关于我国石油工业领域专利权维持状况及其影响因素的研究甚少，了解我国石油工业领域的专利权维持状况，对比分析国际石油公司与我国石油公司等不同创新主体的发明专利维持现状、发明专利申请数量、授权量、专利权维持率、技术领域分布等，对于我国石油公司的专利战略布局具有重要意义。为尽可能覆盖石油工业领域专利，最大限度消除分类号检索带来的检索干扰，本研究基于国家知识产权局公开的专利数据，先按关键词统计排名确定小类分类号，再用分类号结合主题关键词检索，分析不同专利权人在我国石油工业领域专利权维持的特点，研究结果具有一定可信度。

1 我国石油工业领域发明专利权维持现状分析

1.1 有效发明专利平均维持7.36年

根据国家知识产权局公开的专利数据，截至2020年7月，涉及石油工业的主要技术领域发明专利申请量为172274件。其中，发明专利授权总量为80452件，发明专利授权率[即发明专利授权总量/（发明专利授权总量+驳回量+撤回量）]约为66.38%，有效发明专利维持量为60537件，占比约为35.14%，发明专利权维持率（即有效发明专利维持量/发明专利总授权量）约为75.25%；在审发明专利量为50011件，占比约为29.03%；失效发明专利量为61726件，占比约为35.83%。

我国发明专利要经过“申请—公布—实质审查—结案”程序，从申请到公布阶段需0～18个月，2018—2020年的大部分申请还处于在审状态。目前，发明专利权维持年限主要集中于4～10年，占比超过70.89%；发明专利权维持年限超过10年的专利数量逐年快速递减，占比约为18.33%；发明专利权维持超过15年的专利数量仅占比5.03%；发明专利权维持在1～3年的数量较少（图1）。我国石油工业领域有效发明专利平均维持年限为7.36年。

图1 中国石油工业领域有效发明专利维持年限分布情况

1.2 下游技术领域有效发明专利约占3/4

我国石油工业领域有效发明专利涉及的主要分类号及其对应涉及的技术领域见表1，有效发明专利主要集中在下游技术领域，占比达到75.7%。其中，排名前3的是涉及油气加工及燃料产品的C07C、B01J和C10G技术领域，分别占比18.06%、17.47%和12.94%。上游技术领域占比为24.3%，其中，涉及E21B、G01N和G01V技术领域分别占比12.23%、9.38%和2.96%（图2）。很大程度上，这是由石油工业特点和国内上下游市场环境决定的。上游技术领域主要涉及油气勘探与开采，因涉及国家能源安全，勘探开采技术通常具有一定保密性；下游技术领域主要涉及的炼化、加工等技术大都属于通用技术，参与创新的主体相对上游较多，因此下游技术有效发明占比较大。

图2 中国石油工业领域有效发明专利主要技术领域分布情况

表1 主要IPC分类号及其对应的技术领域

2 主要专利权人在我国专利权维持现状分析

我国石油工业领域发明专利专利权人主要包括国有石油公司、国际石油公司、技术服务公司、民营企业、高校及个人。研究对比了我国石油工业领域知名专利权人的专利权维持状况及其有效发明专利分布的重点技术领域，国际石油公司选取埃克森美孚、雪佛龙和壳牌；技术服务公司选取哈里伯顿、斯伦贝谢和贝克休斯；我国石油公司选择中国石油、中国石化和中国海油为代表。

2.1 国外公司在我国发明专利权维持现状分析

2.1.1 国外公司在我国专利权维持率远低于行业水平

埃克森美孚、雪佛龙和壳牌3家国际石油公司在我国石油工业领域发明专利申请量分别为2426件、1338件和3298件。3家公司的有效发明专利平均占比为30.71%，低于行业平均水平35.14%；在审发明专利平均占比为14.26%，低于行业平均水平29.03%；发明专利失效率平均占比为55.02%，远高于行业平均水平35.83%；发明专利授权率平均为69.17%，略高于行业平均水平66.38%；发明专利权维持率平均为52.77%，远低于行业平均水平75.25%。

哈里伯顿、斯伦贝谢和贝克休斯3家技术服务公司在我国石油工业领域发明专利申请量分别为717件、802件和785件。3家公司的有效发明专利平均占比为26.27%，低于行业平均水平35.14%；在审发明专利平均占比为20.24%，低于行业平均水平29.03%；发明专利失效率平均占比为53.49%，远高于行业平均水平35.83%；发明专利授权率平均为67.19%，略高于行业平均水平66.38%；发明专利权维持率平均为52.93%，远低于行业平均水平75.25%（图3）。

总体上，国外公司在我国石油工业领域发明专利申请量不大，发明专利权维持率不高，远低于行业水平，以斯伦贝谢公司表现最为明显。

图3 国外公司在我国发明专利申请指标对比

2.1.2 国外公司有效发明专利专利权维持年限长于行业水平

国外公司在我国石油工业领域发明专利权维持平均年限为10.13年，明显长于行业平均水平7.36年。其中，斯伦贝谢公司最长，达到12.04年。其他国外公司的有效发明专利维持年限与件数均呈近似正态分布曲线，峰值为9年左右；发明专利权维持年限主要集中5～15年，平均占比达到83.52%；发明专利权维持年限超过15年的专利数量呈明显递减趋势（图4）。近年来，斯伦贝谢公司的发明专利申请量、授权量变化幅度较小，这可能是造成其有效发明专利维持年限分布未呈规律性变化的原因之一。分析斯伦贝谢的申请趋势及失效发明专利占比，可以发现该公司在我国石油工业领域专利布局策略进行了明显调整，申请量明显缩减，且更注重高质量的发明专利权维持，并主动放弃了一定数量的发明专利（图5）。

图4 国外公司在中国石油工业领域有效发明专利维持年限分布情况

图5 斯伦贝谢公司失效发明专利失效类型占比分布

2.1.3 国际石油公司专利权集中在下游，技术服务公司专利权集中在上游

埃克森美孚、雪佛龙和壳牌3家国际石油公司在我国石油工业领域有效发明专利均主要集中在下游技术领域（表2）。其中，埃克森美孚公司有效发明专利排名前10的技术领域中只有E21B涉及上游技术领域，排在第9位，数量仅为51件，占比约为3.74%；排名前3的技术领域为C07C、B01J和C08F，三者合计占比达49.27%。雪佛龙公司有效发明专利排名前10的技术领域中只有G01V和G06F涉及上游技术领域，分别排在第4位和第10位，数量分别只有62和11件，占比分别为10.76和1.91%；排名前3的技术领域C08F、C10M和B01J合计占比达47.56%。壳牌有效发明专利排名前10的技术领域中只有E21B涉及上游技术领域，排在第4位，数量仅为86件，占比10.46%；排名前3的技术领域C10G、B01J和C07C三者合计占比达49.72%。国际石油公司在我国受自身主营业务及我国油气市场上下游环境影响，可争取到的份额有限，上游技术领域有效发明专利占比相对较小，有效发明专利权主要集中在下游技术领域。

哈里伯顿、斯伦贝谢和贝克休斯3家技术服务公司在我国石油工业领域有效发明专利均主要集中在上游技术领域（表2）。其中，哈里伯顿有效发明专利排名前3的技术领域E21B、G01V和C09K占比分别为71.43%、17.32%和2.16%，合计占比达90.91%。斯伦贝谢有效发明专利排名前10的均涉及上游技术领域，其中，排名前3的技术领域E21B、G01V和G01N分别占比43.9%、14.63%和8.13%，合计占比达66.66%。贝克休斯有效发明专利排名前3的技术领域E21B、C09K和G01V分别占比65.93%、8.52%和6.32%，合计占比达到80.77%（表2）。这主要是由于技术服务公司在我国的主营业务是为我国石油公司提供上游技术服务，其在我国发明专利布局市场导向性明显。

表2 国外公司在中国石油工业领域有效发明专利技术领域分布情况

续表

2.2 我国石油公司发明专利权维持现状分析

2.2.1 三大油公司均保持很高维持率

中国石油、中国石化和中国海油在我国石油工业领域主要技术领域发明专利申请量分别约为18725件、49587件和6063件。其中，3家公司的有效发明专利占比分别为51.45%、52.20%和45.11%，平均为49.59%，远高于行业平均水平35.14%，远高于国外公司平均水平28.49%；在审发明专利占比分别为31.47%、29.23%和24.99%，平均为28.56%，稍低于行业平均水平29.03%，明显高于国外公司平均水平17.25%；发明专利失效率分别为17.02%、18.57%和29.90%，平均为21.83%，远低于行业平均水平35.83%，远低于国外公司平均水平54.26%；发明专利授权率分别为76.81%、91.14%和67.64%，平均为78.53%，明显高于行业平均水平66.38%和国外公司平均水平68.18%。其中，中国石化授权率远高于行业平均水平，中国海油发明授权率偏低的主要原因在于其主营业务与中国石油和中国石化基本重合，且中国海油专利布局起步较晚。3家公司的发明专利权维持率分别为97.20%、90.74%和88.66%，平均为92.2%，远高于行业平均水平75.25%，远高于国外公司平均水平52.85%。相比国外公司，三大油公司、特别是中国石油和中国石化不仅申请量大、授权量高，而且专利权维持率也相当高。

2.2.2 中国海油有效发明平均维持时间最短

中国石油、中国石化和中国海油的发明专利权维持平均年限分别为7.27年、8.45年和6.70年，平均为7.47年，与行业平均水平7.36年相当，低于国外公司平均水平10.13年。中国海油的有效发明专利维持年限与件数均呈近似正态分布曲线，其峰值为6年；中国石油和中国石化有效发明专利权维持年限主要集中于4～10年，占比分别达到76.41%和74.32%（图6），有效发明专利权维持超过10年的数量明显减少。近10年，中国石油和中国石化申请量和授权量快速增长，而2010年之前则相对较少。中国海油发明专利权维持超过15年的专利只有5件，一方面由于开始申请时间较晚，前期授权量较小；另一方面原因是相当一部分专利获得授权后放弃继续维持。

2.2.3 中国石油和中国海油专利技术领域分布较均衡，中国石化侧重下游

3家公司的有效发明专利均覆盖全部技术领域，但存在明显差异。中国石油和中国海油的有效发明专利上下游分布较为均衡，中国石化有效发明专利主要集中在下游。中国石油有效发明专利排名前10、涉及上游的E21B、G01V和G01N，占比分别为26.87%、13.6%和9.31%，总计达到49.78%（图7）。中国海油有效发明专利排名前10、涉及上游的E21B、G01V、G01N、B63B和F16L占比分别为29.58%、8.48%、6.55%、5.15%和4.62%，总计达到54.38%（图8）。中国石化有效发明专利排名前10、涉及上游的只有E21B，占比仅为5.01%（图9）。

图6 三大油公司在我国有效发明专利维持年限分布情况

图7 中国石油在我国有效发明专利技术领域分布情况

3 石油工业领域专利权维持影响因素分析

3.1 专利权维持成本

专利权是发明创造人或其权利受让人对特定的发明创造在一定期限内依法享有的独占实施权，其享受权利的同时也要付出相应的费用。发明专利权维持费用贯穿整个专利生命周期，由流程官费、代理费和维持年费组成。国际上维持年费主要有4种模式，即阶梯式增长模式、逐年增长模式、不完全逐年增长模式和特殊逐年增长模式[7-11]。我国发明专利维持年费采用的是阶梯式增长，维持不同年限发明专利每年需缴纳的年费分别为1～3年900元，4～6年 1200元，7～9年 2000元，10～12年 4000元，13～15年6000元，16～20年8000元。专利维持年费多少和不同档次之间增加数额幅度大小，会对专利维持时间产生非常重要的影响[12]。实践中，很多专利权人，特别民营企业和个人，受资金所限经常会放弃发明专利权。发明专利权维持成本是影响发明专利权维持状况的重要因素之一。

图8 中国石化在我国有效发明专利技术领域分布情况

图9 中国海油在我国有效发明专利技术领域分布情况

本研究构建了发明专利维持成本明细模型。假设发明专利代理费用为6000元，正常发明专利审查第三年能够授权，如果一件发明专利要维持20年，总成本可达90205元（图10），对于小型民营企业、个人及一些科研院所来说，这是一笔相当大的费用支出。对于大型国有企业来说，单件发明专利成本维持费用可能算不上负担，但通常大型国有企业的发明专利维持数量巨大，且每年还有因新申请和授权产生的大量费用，这应当引起我国石油公司重视。

3.2 技术更新替代

图10 中国发明专利维持费用与维持年限关系

联合国教科文组织曾做过一项研究，提出信息通信技术带来了人类知识更新速度的加速。在18世纪时，知识更新周期为80～90年；19世纪到20世纪初，缩短为30年；20世纪60～70年代，一般学科的知识更新周期为5～10年；到了20世纪80～90年代，许多学科的知识更新周期缩短为5年；进入21世纪时，许多学科的知识更新周期已缩短至2～3年[13]。科技进步和创新已成为国际石油公司提高核心竞争力、增强综合实力、实现可持续发展的战略选择。当今世界石油工业技术更新周期明显缩短，技术集成融合速度明显加快。新技术的出现会导致旧技术更替，一旦新技术形成了专利保护并且开始实施，相对落后的专利技术就失去了继续保护的价值，此时放弃继续维持专利权是最佳选择。事实上，很多研发能力强的国外公司都在采用放弃专利权的方式完成技术更替，这也是国外公司发明专利权失效比例居高不下的主要原因。

3.3 企业专利战略与管理制度

合理选择专利维持时间是企业专利战略的重要组成部分。合理高效的专利管理制度可以提高创新主体的专利运用和管理能力，为创新主体带来更多的经济收益。国外公司专利战略布局意识非常强，主要表现为专利布局量适中，市场导向性强，布局点和业务所在领域密切相关，通过主动放弃发明专利权减少支出，专利经济活动频繁。我国三大油公司不同程度均存在着“重专利申请、轻专利维护”现象，主要是缺乏专利维持/放弃评价的管理体制机制，专利一旦授权就作为国有资产，专利权利方管理决策者、专利应用方管理决策者、发明人等利益相关方均难以独自决断专利维持/放弃。企业的专利战略与管理制度是影响发明专利权维持的重要因素，建立专利维持/放弃常态化高效运行机制，有利于提升企业专利管理水平[14]。

4 发展建议

近年来，我国石油公司在国内储备了大量有效发明专利，涉及各技术领域，且控制了国内油气市场，从专利无效、诉讼情况可以看出，在国内面临的竞争压力不大。目前相比国外公司，我国石油公司，特别是中国石油和中国石化都开始面临申请量大、授权量大、专利权维持成本高、管理制度待完善和专利布局策略待调整的问题。为此建议：（1）调整重点布局领域，国内专利布局应侧重于市场竞争激烈的下游技术领域，特别是无环或碳环化合物以及油气加工的化学或物理方法技术领域；（2）应有针对性地开展重点技术领域专利导航分析，辅助关键技术的攻关研发，重点针对非常规能源、深水、深层储层的高精度识别技术及成套开采装备等与国际先进水平相比存在较大差距领域的研发与布局；（3）加强对国际石油公司、技术服务公司专利技术的动态监测，针对不同竞争对手的技术分布特点开展专利战略布局工作；（4）加大对创新主体的培训力度，特别是加强对一线研发人员专利基本知识的培训，从创新源头上提升专利质量；（5）加强与国内外大型企业知识产权管理部门的交流力度，参考、借鉴先进管理经验，不断提升公司知识产权管理水平。