发明创造名称：基于纳米磁流体的水驱前缘监测系统及监测方法
外观设计名称：
决定号：189343
决定日：2019-09-04
委内编号：1F253411
优先权日：
申请（专利）号：201510363677.6
申请日：2015-06-26
复审请求人：中国石油大学（华东）
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：白玉兰
合议组组长：严律
参审员：刘琼
国际分类号：E21B43/20（2006.01）
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：如果一项权利要求请求保护的技术方案与最接近现有技术之间存在的区别技术特征属于本领域的常规技术手段，且该常规技术手段的应用并未给该权利要求所要求保护的技术方案带来预料不到的技术效果，则该项权利要求不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201510363677.6，名称为“基于纳米磁流体的水驱前缘监测系统及监测方法”的发明专利申请（下称本申请）。本申请的申请人为中国石油大学（华东），申请日为2015年06月26日，公开日为2015年10月28日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年03月02日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：本申请的权利要求第1-2项不具备专利法第22条第3款规定的创造性。驳回决定所依据的文本为2017年10月16日提交的权利要求第1-2项，申请日2015年06月26日提交的说明书第1-32段（即第1-6页）、说明书附图图1（即第1页）、说明书摘要、摘要附图。
驳回决定引用的对比文件如下：
对比文件1：CN103267979A， 公开日为2013年08月28日。
驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1.一种基于纳米磁流体的水驱前缘监测方法，采用基于纳米磁流体的水驱前缘监测系统，基于纳米磁流体的水驱前缘监测系统包括：驱替液容器、高压泵组、磁流体容器、实时数据采集与处理中心、井下磁场发生器、监测井磁力计；所述的驱替液容器通过驱替液输送管线与高压泵组相连，所述的磁流体容器通过磁流体输送管线与高压泵组相连，高压泵组通过注水井输送管线与注水井的井筒相连；所述的井下外加磁场发生器布置在注水井井筒中预定的监测层段附近，所述的监测井磁力计位于监测井井筒中预定的监测层段附近，所述的实时数据采集与处理中心位于监测井井场地面上，实时数据采集与处理中心通过通讯线路与监测井磁力计相连，实时数据采集与处理中心采集、保存监测井磁力计测量信息并计算、显示储层中磁流体位置分布，继而捕捉水驱前缘；驱替液容器中储存驱替液流体，磁流体容器中储存纳米磁流体；所述的监测井磁力计为超导量子干涉仪，多个监测井磁力计构成磁力计组；监测井磁力计测量注入纳米磁流体前的背景磁场、井下外加磁场发生器产生的外加磁场和注入纳米磁流体后的强化磁场；所测量的背景磁场、外加磁场和强化磁场信息通过通讯线路送入实时数据采集与处理中心，根据采集的背景磁场、外加磁场和强化磁场信息，通过降噪处理后确定出储层中引入纳米磁流体后产生的磁异常，然后根据磁异常参数、纳米磁流体的磁化率等参数，利用磁异常反演算法得到环绕于水驱波及区域的磁流体位置分布，继而捕捉水驱前缘；该功能可以根据现有技术中的磁异常数据采集与反演解释软件实现；其特征在于，在布置好监测井的监测现场后开始进行水驱前缘监测，具体步骤如下：
步骤1：布置监测现场
在注水井井筒中预定的注水层段附近布置井下磁场发生器，在监测井井筒预定的注水层段附近布置监测井磁力计，并通过通讯线路与实时数据采集与处理中心相连；
步骤2：启动监测井磁力计，测量初始背景磁场；
步骤3：启动注水井井下外加磁场发生器，利用监测井磁力计测量井下外加磁场发生器产生的外加磁场；
步骤4：将纳米磁流体通过磁流体输送管线输送至高压泵组，增压后经注水井输送管线注入注水井井筒中；
步骤5：在纳米磁流体充满井筒后关闭磁流体容器，并开启驱替液容器，将容器中的水通过驱替液输送管线输送至高压泵组，增压后通过注水井输送管线注入注水井井筒；
步骤6：随着不断向井筒中注水，步骤4注入的磁流体在注入水的驱替作用下不断地被推进地层中，从而在地层中形成环绕水驱波及区域的高磁化带，并在外加磁场作用下磁化形成次生磁场，利用监测井磁力计实时测量磁流体进入地层后由背景磁场、外加磁场及次生磁场共同叠加的强化磁场；
步骤7：将步骤6所测量的强化磁场和步骤2、3所测量的初始背景磁场、外加磁场通过通讯线路传输至实时数据采集与处理中心，并进行数据预处理后得到磁异常数据，根据磁异常数据反演出储层中环绕水驱波及区域的高磁化带，从而得到水驱前缘位置及水驱波及范围；在监测井周围邻井中对应监测井监测层段深度处布置一组邻井磁力计，根据步骤6、7将邻井磁力计测量强化磁场和步骤2、3所测量的初始背景磁场、外加磁场通过通讯线路传输至实时数据采集与处理中心4，并进行数据预处理后得到邻井磁力计所测量的磁异常数据，然后通过监测井及邻井磁力计分别测量的磁异常数据反演出地层中环绕于水驱波及区域的高磁化带，通过对比分析从而得到更精确的水驱前缘位置及水驱波及范围。
2.根据权利要求1所述的基于纳米磁流体的水驱前缘监测方法，其特征在于：驱替液流体为水，纳米磁流体是稳定的胶状液体，由直径为纳米量级的磁性固体颗粒、基载液和表面活性剂三者混合而成；纳米量级的磁性固体颗粒由元素周期表中D区元素的金属颗粒或氧化物颗粒组成，其成分包括钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、锆、铌、钼、铑、钯、钇、铪、钽、钨、铂或者上述元素的任意组合。”
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2018年06月07日向国家知识产权局提出了复审请求，同时删除了独立权利要求1的部分技术特征形成新的独立权利要求1，并将删除的技术特征以及说明书中的技术特征“并将邻井磁力计通过通讯线路与实时数据采集与处理中心相连”形成新的从属权利要求2。复审请求人认为：（1）对比文件1主要介绍如何监测地下储层裂缝的方法，而裂缝作为储层的固有属性，裂缝形状固定不变，磁流体进入裂缝后所展布的形状并不随时间变化，其反演过程中所用到的正演模型（首先利用正演模型，对涉及的物理过程进行模拟，从而为反演计算提供理论数据）仅仅为静磁场模型（只需要求解静磁场）。而本发明采用纳米磁流体监测水驱前缘，属于磁场-渗流场耦合的一个多孔介质多物理场渗流过程，其反演所用到的正演模型为多物理场油藏数值模拟过程，因此其反演和解释与储层流体的动态渗流过程密切相关，而并非像裂缝充填磁流体的静磁反演解释问题，手段难度更高更复杂。（2）从现有水驱前缘监测技术而言，主要是通过4D微地震（空间-时间）、示踪剂来实现，这些方法所用的采集设备的布置方式、注入示踪剂或产生地震波的方式与本案提出的监测方法完全不同。本发明是在水驱开始前就需要注入一定体积的纳米磁流体，随后再注水进行驱替生产；注入的纳米磁流体在驱替液（水）和被驱替液（地层原油）之间形成一个具有特定磁性的隔离带来表征驱替前缘。利用磁性材料来表征原油开采过程中的驱替前缘并未在文献或教科书有报道。（3）现有水驱过程是将处理好的水从处理站通过高压管线输送到注水站，经过增压后进入注水井。从现场上水驱实际操作来看，注入水在注入地层之前主要储存在处理站，因此在该阶段受到磁化的可能性较大，而在输送管线中停留时间较短，磁化可能性较低，因此可以忽略此阶段磁化影响。在本发明中增设驱替液容器，主要目的是消除地面注入水的磁性并确保进入地层后不被井下磁场发生器再次磁化，从而消除对磁异常测量结果的影响，这个设置并不是具备一般知识的技术人员就能想到的常规技术手段。
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年06月27日依法受理了该复审请求，并将其转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中认为：（1）虽然裂缝形状是固定不变的，但进入到裂缝中的磁流体是在不断被高压驱动的，而对比文件1中并不是等磁流体完全充满裂缝再进行静态监测的，而是通过对裂缝中的磁流体进行实时动态监测并根据实时动态数据反演得到储层裂缝实时动态展布，由此可见，其是一个实时动态监测过程，因此，得到的储层裂缝展布形状也是随时间不断变化的；关于所述的“对比文件1反演过程中所用到的正演模型仅为静磁场模型而本申请所采用的正演模型为多物理场油藏数值模拟过程”，本申请中未对其所采用的何种反演算法模型进行明确记载，本领域技术人员也不能直接地、毫无疑义地确定其反演具体算法模型；即使如申请人所述本申请与对比文件均采用的是正演模型，但如前所述的对比文件1是一种实时动态监测过程，裂缝中的磁流体是在不断运动的，故其所产生的磁场也必然是实时变化的；同时，对比文件1中将磁流体高压注入地层后，其会与地下流体形成渗流场，再加上磁流体自身磁场的存在，使得对比文件1也属于磁场-渗流场耦合的一个多孔介质多物理场渗流过程；（2）正如申请人所述，现有技术中是存在通过追踪裂缝中的示踪剂来间接监测水驱前缘位置展布（该水驱前缘也是位于裂缝中的），而对比文件1公开了可通过追踪裂缝中的磁流体来间接监测裂缝位置展布，因此，本领域技术人员是能够想到可通过追踪裂缝中的磁流体来监测裂缝中的水驱前缘位置展布的；同时，对比文件1中也公开了该磁流体监测技术所采用的采集设备的布置方式和具体监测方法；关于流体注入先后顺序，在示踪剂监测技术中，其也是通过先向地层注入示踪剂，再正常注入水，从而可根据追踪示踪剂来监测水驱前缘位置展布（具体可参见“低渗透油藏开发早期高含水井治理技术：以西峰油田长8井油藏为例”，张荣军，第103页倒数第二段，石油工业出版社，2009年9月），因此，当将对比文件1中的磁流体监测技术应用到水驱前缘位置监测中时，也会是先注入磁流体再正常注入驱替液（水）；至于在驱替液（水）和被驱替液（地下流体）之间形成隔离，对比文件1中明确公开了“纳米磁流体由直径为纳米级的磁性固体颗粒、基载液和表面活性剂三者混合而成”，这与本申请中所记载的磁流体成分完全相同，因此，当将对比文件1中的磁流体注入到储层后，其必然会在驱替液（水）和被驱替液（地下流体）之间形成隔离，综上所述，将对比文件1中的磁流体监测技术应用到水驱前缘位置监测中是一种常规应用，对本领域技术人员来说是显而易见的；（3）关于申请人所述的驱替液容器，现有水驱过程中的注水站均含有驱替液容器；而至于申请人所述的“本申请中的驱替液容器可消除注入水的磁性”，审查员认为申请文件中并没有对该容器所用的材质进行限定，也没有明确记载其技术效果，本领域技术人员也不能直接地、毫无疑义地从申请文件中确定该技术特征或其技术效果。因而坚持原驳回决定。
随后，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019年03月27日向复审请求人发出第一次复审通知书，指出：修改后的独立权利要求相对于驳回决定针对的权利要求扩大了保护范围。因此，复审请求人提交的权利要求书不符合专利法实施细则第61条第1款的规定，合议组不予接受。为提高审查效率，针对驳回文本，指出驳回文本中的权利要求1与对比文件1的区别技术特征是本领域的常规技术手段，在对比文件1的基础上结合本领域的常规技术手段得到权利要求1所请求保护的技术方案是显而易见的，故权利要求1相对于对比文件1和本领域的常规技术手段的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性；权利要求2的附加技术特征已被对比文件1公开，因此也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。同时针对复审请求人的意见陈述进行了回应：（1）虽然对比文件1主要介绍了如何监测地下储层裂缝的方法，裂缝作为储层的固有属性，裂缝形状固定不变，为静磁场模型，但其利用的是检测纳米磁流体磁场数据，根据磁异常数据反演出裂缝参数，得到储层中的裂缝展布；本申请是利用监测纳米磁流体磁场数据，根据磁异常数据反演出地层中环绕于水驱波及区域的高磁化带，通过对比分析从而得到更精确的水驱前缘位置及水驱波及范围。两者实质是一样的，都是通过使用纳米磁流体来获得磁场信息数据，跟磁场模型类型无关，且本申请并没有明确记载采用何种模型进行反演，而对比文件1已经公开了使用对磁异常数据进行反演。（2）正如申请人所述，现有技术可通过示踪剂来监测水驱前缘，纳米磁流体作为一种示踪剂本领域技术人员很容易想到将其用于监测水驱前缘，而对比文件1公开了通过使用纳米磁流体来获得磁场信息数据，即本领域技术人员有动机将对比文件1的纳米磁流体检测技术用于水驱前缘的监测中。（3）水驱时设置储存驱替液流体的驱替液容器是本领域的常规技术手段，且本申请并没对驱替液容器进行任何限定，本领域技术人员并不能得出本申请的驱替液容器能够“消除地面注入水的磁性并确保进入地层后不被井下磁场发生器再次磁化，从而消除对磁异常测量结果的影响”的技术效果。
复审请求人于2019年05月13日提交了意见陈述书，同时修改了申请文件，将提复审请求时的权利要求2的附加技术特征加入权利要求1形成新的权利要求1。复审请求人认为：（1）对比文件1主要介绍如何监测地下储层裂缝的方法，而裂缝作为储层的固有属性，裂缝形状固定不变，磁流体进入裂缝后所展布的形状并不随时间变化，其反演过程中所用到的正演模型（首先利用正演模型，对涉及的物理过程进行模拟，从而为反演计算提供理论数据）仅仅为静磁场模型（只需要求解静磁场）；而本发明采用纳米磁流体监测水驱前缘，属于磁场-渗流场耦合的一个多孔介质多物理场渗流过程，其反演所用到的正演模型为多物理场油藏数值模拟过程，因此其反演和解释与储层流体的动态渗流过程密切相关，而并非像裂缝充填磁流体的静磁反演解释问题，手段难度更高更复杂；（2）从现有水驱前缘监测技术而言，主要是通过4D微地震（空间-时间）、示踪剂来实现，这些方法所用的采集设备的布置方式、注入示踪剂或产生地震波的方式与本案提出的监测方法完全不同；本发明是在水驱开始前就需要注入一定体积的纳米磁流体，随后再注水进行驱替生产；注入的纳米磁流体在驱替液（水）和被驱替液（地层原油）之间形成一个具有特定磁性的隔离带来表征驱替前缘；利用磁性材料来表征原油开采过程中的驱替前缘并未在文献或教科书有报道；（3）现有水驱过程是将处理好的水从处理站通过高压管线输送到注水站，经过增压后进入注水井；从现场上水驱实际操作来看，注入水在注入地层之前主要储存在处理站，因此在该阶段受到磁化的可能性较大，而在输送管线中停留时间较短，磁化可能性较低，因此可以忽略此阶段磁化影响；在本发明中增设驱替液容器，主要目的是消除地面注入水的磁性并确保进入地层后不被井下磁场发生器再次磁化，从而消除对磁异常测量结果的影响，这个设置并不是具备一般知识的技术人员就能想到的常规技术手段。
合议组继续审查，并于2019年07月03日发出第二次复审通知书，指出：权利要求1与对比文件1的区别技术特征是本领域的常规技术手段，在对比文件1的基础上结合本领域的常规技术手段得到权利要求1所请求保护的技术方案是显而易见的，故权利要求1相对于对比文件1和本领域的常规技术手段的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性；权利要求2的附加技术特征部分被对比文件1公开，部分为本领域的常规选择，因此也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。并针对复审请求人的意见陈述做了回应：（1）虽然对比文件1主要介绍了如何监测地下储层裂缝的方法，裂缝作为储层的固有属性，裂缝形状固定不变，为静磁场模型，但其利用的是检测纳米磁流体磁场数据，根据磁异常数据反演出裂缝参数，得到储层中的裂缝展布；本申请是利用监测纳米磁流体磁场数据，根据磁异常数据反演出地层中环绕于水驱波及区域的高磁化带，通过对比分析从而得到更精确的水驱前缘位置及水驱波及范围。两者实质是一样的，都是通过使用纳米磁流体来获得磁场信息数据，跟磁场模型类型无关，且本申请并没有明确记载采用何种模型进行反演，而对比文件1已经公开了使用对磁异常数据进行反演。（2）正如复审请求人所述，现有技术可通过示踪剂来监测水驱前缘，纳米磁流体作为一种示踪剂本领域技术人员很容易想到将其用于监测水驱前缘，而对比文件1公开了通过使用纳米磁流体来获得磁场信息数据，即本领域技术人员有动机将对比文件1的纳米磁流体检测技术用于水驱前缘的监测中。（3）水驱时设置储存驱替液流体的驱替液容器是本领域的常规技术手段，且本申请并没对驱替液容器进行任何限定，本领域技术人员并不能得出本申请的驱替液容器能够“消除地面注入水的磁性并确保进入地层后不被井下磁场发生器再次磁化，从而消除对磁异常测量结果的影响”的技术效果。
复审请求人于2019年08月19日提交了意见陈述书，同时修改了权利要求书。其中，将权利要求2的部分技术特征加入原权利要求1形成新的权利要求。复审请求人认为：（1）对比文件1主要介绍如何监测地下储层裂缝的方法，而裂缝作为储层的固有属性，裂缝形状固定不变，磁流体进入裂缝后所展布的形状并不随时间变化，其反演过程中所用到的正演模型（首先利用正演模型，对涉及的物理过程进行模拟，从而为反演计算提供理论数据）仅仅为静磁场模型（只需要求解静磁场）；而本发明采用纳米磁流体监测水驱前缘，属于磁场-渗流场耦合的一个多孔介质多物理场渗流过程，其反演所用到的正演模型为多物理场油藏数值模拟过程，因此其反演和解释与储层流体的动态渗流过程密切相关，而并非像裂缝充填磁流体的静磁反演解释问题，手段难度更高更复杂；（2）从现有水驱前缘监测技术而言，主要是通过4D微地震（空间-时间）、示踪剂来实现，这些方法所用的采集设备的布置方式、注入示踪剂或产生地震波的方式与本案提出的监测方法完全不同；本发明是在水驱开始前就需要注入一定体积的纳米磁流体，随后再注水进行驱替生产；注入的纳米磁流体在驱替液（水）和被驱替液（地层原油）之间形成一个具有特定磁性的隔离带来表征驱替前缘；利用磁性材料来表征原油开采过程中的驱替前缘并未在文献或教科书有报道；（3）现有水驱过程是将处理好的水从处理站通过高压管线输送到注水站，经过增压后进入注水井；从现场上水驱实际操作来看，注入水在注入地层之前主要储存在处理站，因此在该阶段受到磁化的可能性较大，而在输送管线中停留时间较短，磁化可能性较低，因此可以忽略此阶段磁化影响；在本发明中增设驱替液容器，主要目的是消除地面注入水的磁性并确保进入地层后不被井下磁场发生器再次磁化，从而消除对磁异常测量结果的影响，这个设置并不是具备一般知识的技术人员就能想到的常规技术手段。
复审请求人于2019年08月19日提交的权利要求书如下：
“1.一种基于纳米磁流体的水驱前缘监测方法，采用基于纳米磁流体的水驱前缘监测系统，基于纳米磁流体的水驱前缘监测系统包括：驱替液容器、高压泵组、磁流体容器、实时数据采集与处理中心、井下磁场发生器、监测井磁力计；所述的驱替液容器通过驱替液输送管线与高压泵组相连，所述的磁流体容器通过磁流体输送管线与高压泵组相连，高压泵组通过注水井输送管线与注水井的井筒相连；所述的井下外加磁场发生器布置在注水井井筒中预定的监测层段附近，所述的监测井磁力计位于监测井井筒中预定的监测层段附近，所述的实时数据采集与处理中心位于监测井井场地面上，实时数据采集与处理中心通过通讯线路与监测井磁力计相连，实时数据采集与处理中心采集、保存监测井磁力计测量信息并计算、显示储层中磁流体位置分布，继而捕捉水驱前缘；驱替液容器中储存驱替液流体，磁流体容器中储存纳米磁流体；所述的监测井磁力计为超导量子干涉仪，多个监测井磁力计构成磁力计组；监测井磁力计测量注入纳米磁流体前的背景磁场、井下外加磁场发生器产生的外加磁场和注入纳米磁流体后的强化磁场；所测量的背景磁场、外加磁场和强化磁场信息通过通讯线路送入实时数据采集与处理中心，根据采集的背景磁场、外加磁场和强化磁场信息，通过降噪处理后确定出储层中引入纳米磁流体后产生的磁异常，然后根据磁异常参数、纳米磁流体的磁化率参数，利用磁异常反演算法得到环绕于水驱波及区域的磁流体位置分布，继而捕捉水驱前缘；该功能可以根据现有技术中的磁异常数据采集与反演解释软件实现；其特征在于，在布置好监测井的监测现场后开始进行水驱前缘监测，具体步骤如下：
步骤1：布置监测现场
在注水井井筒中预定的注水层段附近布置井下磁场发生器，在监测井井筒预定的注水层段附近布置监测井磁力计，并通过通讯线路与实时数据采集与处理中心相连；
步骤2：启动监测井磁力计，测量初始背景磁场；
步骤3：启动注水井井下外加磁场发生器，利用监测井磁力计测量井下外加磁场发生器产生的外加磁场；
步骤4：将纳米磁流体通过磁流体输送管线输送至高压泵组，增压后经注水井输送管线注入注水井井筒中；
步骤5：在纳米磁流体充满井筒后关闭磁流体容器，并开启驱替液容器，将容器中的水通过驱替液输送管线输送至高压泵组，增压后通过注水井输送管线注入注水井井筒；
步骤6：随着不断向井筒中注水，步骤4注入的磁流体在注入水的驱替作用下不断地被推进地层中，从而在地层中形成环绕水驱波及区域的高磁化带，并在外加磁场作用下磁化形成次生磁场，利用监测井磁力计实时测量磁流体进入地层后由背景磁场、外加磁场及次生磁场共同叠加的强化磁场；
步骤7：将步骤6所测量的强化磁场和步骤2、3所测量的初始背景磁场、外加磁场通过通讯线路传输至实时数据采集与处理中心，并进行数据预处理后得到磁异常数据，根据磁异常数据反演出储层中环绕水驱波及区域的高磁化带，从而得到水驱前缘位置及水驱波及范围；在监测井周围邻井中对应监测井监测层段深度处布置一组邻井磁力计，并将邻井磁力计通过通讯线路与实时数据采集与处理中心相连，根据步骤6将邻井磁力计测量强化磁场和步骤2、3所测量的初始背景磁场、外加磁场通过通讯线路传输至实时数据采集与处理中心，并进行数据预处理后得到邻井磁力计所测量的磁异常数据，然后通过监测井及邻井磁力计分别测量的磁异常数据反演出地层中环绕于水驱波及区域的高磁化带，通过对比分析从而得到更精确的水驱前缘位置及水驱波及范围。
2、根据权利要求1所述的基于纳米磁流体的水驱前缘监测方法，其特征在于：驱替液流体为水，纳米磁流体是稳定的胶状液体，由直径为纳米量级的磁性固体颗粒、基载液和表面活性剂三者混合而成；纳米量级的磁性固体颗粒由元素周期表中D区元素的金属颗粒或氧化物颗粒组成，其成分包括钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、锆、铌、钼、铑、钯、钇、铪、钽、钨、铂或者上述元素的任意组合。”
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以作出审查决定。
二、决定的理由
（一）审查文本的认定
复审请求人在复审程序中于2019年08月19最后一次修改了权利要求书，经审查，修改后的权利要求1-2符合专利法第33条的规定。故本复审请求审查决定以复审请求人于2019年08月19日提交的权利要求第1-2项，申请日2015年06月26日提交的说明书第1-6页、说明书附图第1页、说明书摘要、摘要附图作为审查基础。
（二）关于创造性
专利法第22条第3款规定：创造性，是指与现有技术相比，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步，该实用新型具有实质性特点和进步。
1.权利要求1请求保护一种基于纳米磁流体的水驱前缘监测方法。对比文件1（CN103267979A，公开日为2013年08月28日）公开了一种基于纳米磁流体的储层裂缝检测系统及检测方法，并具体公开了以下技术特征（参见说明书第0022-0033段、附图1）：采用基于纳米磁流体的储层裂缝检测系统，该系统包括：磁流体容器1、高压泵组2、实时数据采集与处理中心3、井下外加磁场发生器4、邻井磁力计7（对应本申请的监测井磁力计）；磁流体容器1通过第一磁流体输送管线12与高压泵组2相连，高压泵组2通过第二磁流体输送管线16（对应本申请的注水井输送管线）与检测井10（对应本申请的注水井）的井筒相连；井下外加磁场发生器4布置在检测井10井筒中预定的监测层段附近，邻井磁力计7位于邻井11（对应本申请的监测井）井筒中预定的监测层段附近，实时数据采集与处理中心3位于检测井10井场地面8上，实时数据采集与处理中心3通过邻井磁力计与实时数据采集与处理中心通讯线路15与邻井磁力计7相连，实时数据采集与处理中心3采集、保存邻井磁力计7的测量信息并计算、显示储层裂缝展布（对应本申请的实时数据采集与处理中心采集、保存监测井磁力计测量信息并计算、显示储层磁流体位置分布）；磁流体容器1中储存纳米磁流体，纳米磁流体是稳定的胶状液体，由直径为纳米量级的磁性固体颗粒、基载液和表面活性剂三者混合而成；邻井磁力计7为超导量子干涉仪，多个邻井磁力计7构成磁力计组；邻井磁力计7检测注入纳米磁流体前的背景磁场和注入纳米磁流体后的强化磁场，检测的背景磁场和强化磁场信息通过邻井磁力计与实时数据采集与处理中心通讯线路15送入实时数据采集与处理中心3，根据采集的背景磁场和强化磁场信息，通过降噪处理后确定出储层裂缝9中引入纳米磁流体后产生的磁异常，然后根据磁异常参数、纳米磁流体的磁化率等参数，利用磁异常反演算法得到储层裂缝展布；该功能可以根据现有技术中的储层裂缝磁异常数据采集与反演解释软件实现；在布置好检测井的检测现场后开始进行储层裂缝检测，具体步骤如下：步骤1：布置检测现场，在检测井10预定的监测层段（对应本申请的注水层段）附近布置井下外加磁场发生器4，在邻井11中对应检测井监测层段深度处布置一组邻井磁力计7，并将邻井磁力计7通过邻井磁力计与实时数据采集与处理中心通讯线路 15与实时数据采集与处理中心3相连；步骤2：启动井下外加磁场发生器4；步骤3：启动实时数据采集与处理中心3，测量初始背景磁场（对应本申请的利用监测井磁力计测量井下外加磁场发生器产生的外加磁场）；步骤4：将纳米磁流体通过高压泵组2增压后经第二磁流体输送管线16注入检测井10井筒中（对应本申请的步骤4）；步骤5：在纳米磁流体充满井筒但未进入储层之前测量纳米磁流体进入储层裂缝前的背景磁场；步骤6：由于裂缝相对储层而言，具有较高的渗流能力，注入的纳米磁流体将优先沿着裂缝流动，从而在裂缝内形成一个高磁化带；随着纳米磁流体不断被注入储层裂缝中，测量纳米磁流体进入储层裂缝的强化磁场（对应本申请的在外加磁场作用下磁化形成次生磁场，利用监测井磁力计实时测量磁流体进入地层后强化磁场，根据磁场叠加原理强化磁场由背景磁场、外加磁场及次生磁场共同叠加而成）；步骤7：根据步骤6所测量的纳米磁流体进入储层裂缝的强化磁场和步骤5 所测量的纳米磁流体进入储层裂缝前的背景磁场，由实时数据采集与处理中心3 进行数据预处理后得到与地面8、检测井10、邻井11所对应的磁异常数据，然后通过磁异常数据反演出裂缝参数，得到储层中的裂缝展布。
权利要求1与对比文件1相比，其区别在于：（1）将基于纳米磁流体的监测系统用于捕捉水驱前缘，相应地该监测系统还包括储存驱替液流体的驱替液容器且该驱替液容器通过驱替液输送管线与高压泵组相连，相应地利用磁异常反演算法得到环绕于水驱波及区域的磁流体位置分布，继而捕捉水驱前缘，在纳米磁流体充满井筒后关闭磁流体容器后开启驱替液容器，驱替液流体为水，将容器中的水通过驱替液输送管线输送至高压泵组，增压后通过注水井输送管线注入注水井井筒；随着不断向井筒中注水，注入的磁流体在注入水的驱替作用下不断地被推进地层中；（2）在启动注水井井下外加磁场发生器之前还包括启动监测井磁力计，测量初始背景磁场的步骤，相应地将测量的初始背景磁场信息连同外加磁场、强化磁场信息送入实时数据采集与处理中心并进行数据预处理后得到磁异常数据；（3）实时数据采集与处理中心位于监测井井场地面上，在监测井周围邻井中对应监测井监测层段深度处布置一组邻井磁力计，并将邻井磁力计通过通讯线路与实时数据采集与处理中心相连，根据步骤6将邻井磁力计测量强化磁场和步骤2、3所测量的初始背景磁场、外加磁场通过通讯线路传输至实时数据采集与处理中心，并进行数据预处理后得到邻井磁力计所测量的磁异常数据，然后通过监测井及邻井磁力计分别测量的磁异常数据反演出地层中环绕于水驱波及区域的高磁化带，通过对比分析从而得到更精确的水驱前缘位置及水驱波及范围。基于上述区别，发明实际解决的技术问题是如何捕捉水驱前缘。
对于区别（1），在示踪剂监测技术中，其也是通过先向地层注入示踪剂，再正常注入水，从而可根据追踪示踪剂来监测水驱前缘（具体可参见《低渗透油藏开发早期高含水井治理技术：以西峰油田长8井油藏为例》，张荣军，第103页倒数第二段，石油工业出版社，2009年9月），纳米磁流体作为一种示踪剂，本领域技术人员很容易想到将基于纳米磁流体的监测系统用于捕捉水驱前缘，本领域技术人员为了适应水驱前缘的监测很容易想到相应地调整基于纳米磁流体的监测系统的组成及监测步骤，即“该监测系统还包括储存驱替液流体的驱替液容器且该驱替液容器通过驱替液输送管线与高压泵组相连，在纳米磁流体充满井筒后关闭磁流体容器后开启驱替液容器，驱替液流体为水，将容器中的水通过驱替液输送管线输送至高压泵组，增压后通过注水井输送管线注入注水井井筒；随着不断向井筒中注水，注入的磁流体在注入水的驱替作用下不断地被推进地层中”是本领域的常规技术手段，在将基于纳米磁流体的监测系统用于水驱前缘监测时相应地利用磁异常反演算法得到环绕于水驱波及区域的磁流体位置分布，继而捕捉水驱前缘，这些均没有带来预料不到的技术效果；
对于区别（2），本领域技术人员可以根据需要选择需测量的磁场，而为了分析数据的需要在启动注水井井下外加磁场发生器之前启动监测井磁力计，测量初始背景磁场，并将该信息连同外加磁场、强化磁场信息送入实时数据采集与处理中心并进行数据预处理后得到磁异常数据是本领域的常规技术手段，其没有带来预料不到的技术效果；
对于区别（3），对比文件1还公开了（参见对比文件1的说明书第0030段）：实时数据采集与处理中心位于检测井10井场地面8上，地面磁力计5、检测井磁力计6用来检测注入纳米磁流体前的背景磁场和注入纳米磁流体后的强化磁场，并通过相应的通讯线路送入实时数据采集与处理中心，实时数据采集与处理中心根据采集的背景磁场和强化磁场信息，通过降噪处理后确定出储层裂缝9中引入纳米磁流体后产生的磁异常，然后根据磁异常参数、纳米磁流体的磁化率等参数，利用磁异常反演算法得到储层裂缝展布。在对比文件1公开的内容的启示下，本领域技术人员很容易想到将实时数据采集与处理中心置于监测井井场地面上，在监测井周围邻井中对应监测井监测层段深度处也布置一组邻井磁力计，并进行相应地测量反演出地层中环绕于水驱波及区域的高磁化带，通过对比分析从而得到更精确的水驱前缘位置及水驱波及范围，其没有带来预料不到的技术效果。
由此可见，在对比文件1的基础上结合本领域的常规技术手段得出权利要求1的技术方案，对本领域技术人员来说是显而易见的。因此，权利要求1所要求保护的技术方案不具有突出的实质性特点和显著的进步，因而不符合专利法第二十二条第三款有关创造性的规定。
2.权利要求2的附加技术特征“纳米量级的磁性固体颗粒由元素周期表中D区元素的金属颗粒或氧化物颗粒组成，其成分包括钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、锆、铌、钼、铑、钯、钇、铪、钽、钨、铂或者上述元素的任意组合”已被对比文件1公开（参见说明书第0023段）。因此，当其引用的权利要求不具有创造性时，权利要求2也不具有专利法第二十二条第三款规定的创造性。
（三）关于复审请求人的意见陈述
复审请求人认为：（1）对比文件1主要介绍如何监测地下储层裂缝的方法，而裂缝作为储层的固有属性，裂缝形状固定不变，磁流体进入裂缝后所展布的形状并不随时间变化，其反演过程中所用到的正演模型（首先利用正演模型，对涉及的物理过程进行模拟，从而为反演计算提供理论数据）仅仅为静磁场模型（只需要求解静磁场）；而本发明采用纳米磁流体监测水驱前缘，属于磁场-渗流场耦合的一个多孔介质多物理场渗流过程，其反演所用到的正演模型为多物理场油藏数值模拟过程，因此其反演和解释与储层流体的动态渗流过程密切相关，而并非像裂缝充填磁流体的静磁反演解释问题，手段难度更高更复杂；（2）从现有水驱前缘监测技术而言，主要是通过4D微地震（空间-时间）、示踪剂来实现，这些方法所用的采集设备的布置方式、注入示踪剂或产生地震波的方式与本案提出的监测方法完全不同；本发明是在水驱开始前就需要注入一定体积的纳米磁流体，随后再注水进行驱替生产；注入的纳米磁流体在驱替液（水）和被驱替液（地层原油）之间形成一个具有特定磁性的隔离带来表征驱替前缘；利用磁性材料来表征原油开采过程中的驱替前缘并未在文献或教科书有报道；（3）现有水驱过程是将处理好的水从处理站通过高压管线输送到注水站，经过增压后进入注水井；从现场上水驱实际操作来看，注入水在注入地层之前主要储存在处理站，因此在该阶段受到磁化的可能性较大，而在输送管线中停留时间较短，磁化可能性较低，因此可以忽略此阶段磁化影响；在本发明中增设驱替液容器，主要目的是消除地面注入水的磁性并确保进入地层后不被井下磁场发生器再次磁化，从而消除对磁异常测量结果的影响，这个设置并不是具备一般知识的技术人员就能想到的常规技术手段。
对此，合议组的意见如下：
（1）虽然对比文件1主要介绍了如何监测地下储层裂缝的方法，裂缝作为储层的固有属性，裂缝形状固定不变，为静磁场模型，但其利用的是检测纳米磁流体磁场数据，根据磁异常数据反演出裂缝参数，得到储层中的裂缝展布；本申请是利用监测纳米磁流体磁场数据，根据磁异常数据反演出地层中环绕于水驱波及区域的高磁化带，通过对比分析从而得到更精确的水驱前缘位置及水驱波及范围。两者实质是一样的，都是通过使用纳米磁流体来获得磁场信息数据，跟磁场模型类型无关，且本申请并没有明确记载采用何种模型进行反演，而对比文件1已经公开了使用对磁异常数据进行反演。（2）正如复审请求人所述，现有技术可通过示踪剂来监测水驱前缘，纳米磁流体作为一种示踪剂本领域技术人员很容易想到将其用于监测水驱前缘，而对比文件1公开了通过使用纳米磁流体来获得磁场信息数据，即本领域技术人员有动机将对比文件1的纳米磁流体检测技术用于水驱前缘的监测中。（3）水驱时设置储存驱替液流体的驱替液容器是本领域的常规技术手段；本申请并没对驱替液容器的技术效果进行任何记载，且本领域技术人员根据原始申请文件的记载并不能得出本申请的驱替液容器能够“消除地面注入水的磁性并确保进入地层后不被井下磁场发生器再次磁化，从而消除对磁异常测量结果的影响”的技术效果，因此复审请求人认定的技术效果合议组不予考虑。
综上所述，合议组对复审请求人的上述主张不予支持。
基于上述理由，合议组依法作出如下复审请求审查决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年03月02日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服，根据专利法第41条第2款的规定，请求人可以自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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