发明创造名称：一种油气田现场随钻岩屑扫描系统及方法
外观设计名称：
决定号：191278
决定日：2019-09-27
委内编号：1F262207
优先权日：
申请（专利）号：201710672003.3
申请日：2017-08-08
复审请求人：中国科学院地质与地球物理研究所
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：范启霞
合议组组长：张红漫
参审员：高丽莉
国际分类号：E21B49/00(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：一项权利要求请求保护的技术方案与最接近现有技术相比存在区别技术特征，但是在现有技术中存在技术启示，使得本领域技术人员有动机将全部区别技术特征结合到该最接近现有技术中，从而得到该权利要求请求保护的技术方案，并获得本领域技术人员所预料的技术效果，则该权利要求请求保护的技术方案对本领域技术人员来说是显而易见的，因而不具备创造性。
全文：
本复审请求审查决定涉及申请号为201710672003.3，名称为“一种油气田现场随钻岩屑扫描系统及方法”的发明专利申请（下称“本申请”）。本申请的申请人为中国科学院地质与地球物理研究所，申请日为2017年08月08日，公开日为2018年01月23日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年08月27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1-7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：申请日2017年08月08日提交的说明书第1-38段（即第1-6页）、说明书附图图1-6（即第1-4页）、说明书摘要及摘要附图；2018年07月19日提交的权利要求第1-7项。
驳回决定中引用的对比文件为：
对比文件1：“扫描电子显微镜显微分析技术在地球科学中的应用”，陈莉等，中国科学：地球科学，第45卷第9期，第1347-1358页，公开日为2015年09月20日；
对比文件2：CN203732339U，公告日为2014年07月23日；
对比文件3：CN102169061A，公开日为2011年08月31日。
驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种油气田现场随钻岩屑扫描系统，其特征在于，扫描系统包含制样模具和桌式矿物分析扫描电镜；利用桌式矿物扫描电镜实现油气田现场扫描、分析，可以为钻井完井优化和储层压裂改造提供有力依据，实时指导钻井和油气田探勘开发；
所述制样模具将油气田现场随钻岩屑制备成扫描样品；所述制样模具是具有耐用且易于树脂冷却散热的不锈钢材质；
所述桌式矿物分析扫描电镜包括二次电子探头、背散射电子探头、能谱探头、电镜操作模块，所述桌式矿物分析扫描电镜可搬运，能够在油气田现场对扫描样品进行扫描；扫描获取岩屑表面二次电子图像、背散射电子图像及X射线信息；桌式显微镜重量轻、占地小、易于搬运、适用于井场恶劣环境；
利用图像拼接软件将一系列的二次电子图像、背散射电子图像或X射线信息拼接在一起，得到大视域的信息；利用大视域的二次电子图像和背散射电子图像对岩屑样品进行表面结构分析；利用大视域X射线信息对元素和矿物进行自动识别和定量分析；在结构分析和矿物分析的基础上，利用相关的软件计算弹性力学参数。
2. 如权利要求1所述扫描系统，其特征在于，所述桌式矿物分析扫描电镜包括矿物元素和矿物类型快速识别和定量分析模块，能够对扫描样品的矿物元素和矿物类型快速识别和定量分析。
3. 如权利要求1所述扫描系统，其特征在于，所述桌式矿物分析扫描电镜的底部配有减震装置。
4. 如权利要求1所述扫描系统，其特征在于，所述制样模具包括第一模体和第二模体，所述第一模体和所述第二模体的侧面设置有搭扣装置，所述搭扣装置的开合实现所述第一模体和所述第二模体的拼接和拆卸；
所述第一模体和所述第二模体均包括多个半孔，所述第一模体和所述第二模体拼接时第一模体的半孔和第二模体的半孔一一对应形成多个孔；所述孔的深度小于所述制样模具的高度。
5. 如权利要求4所述扫描系统，其特征在于，所述第一模体和所述第二模体的底面包含定位孔帽，实现所述第一模体和所述第二模体的拼接定位。
6. 一种使用如权利要求1所述的油气田现场随钻岩屑扫描系统的扫描方法，其特征在于，所述方法为将油气田现场随钻产生的岩屑制备成扫描样品，利用桌式矿物分析扫描电镜对扫描样品扫描，获取岩屑表面二次电子图像、背散射电子图像及X射线信息；
所述方法包括对扫描结果的分析，所述分析具体为：
利用图像拼接软件将一系列的二次电子图像、背散射电子图像和X射线信息拼接在一起，得到大视域的信息；
利用大视域的二次电子图像和背散射电子图像对岩屑样品进行表面结构分析；
利用大视域X射线信息对元素和矿物进行自动识别和定量分析；在结构分析和矿物分析的基础上计算弹性力学参数；
所述方法分别对不同钻井深度的随钻岩屑进行扫描，得到钻井不 同深度或井位的岩屑测试信息；利用钻井不同深度或井位的岩屑测试信息绘制成随深度变化的井柱子数据；所述井柱子数据能够用于校准录井井柱子和测井井柱子。
7. 如权利要求6所述方法，其特征在于，所述将油气田现场随钻产生的岩屑制备成扫描样品具体包括以下步骤：
钻井岩屑收集：收集随钻机泥浆一块返到地面的目的层的岩石碎屑；
岩屑过筛分选：筛选出40目～200目的岩石碎屑作为待测样品；清洗：将待测样品清洗烘干；
注入树脂成型：将待测样品放入有规则孔的制样模具中，将混合好的适量树脂ab胶快速倒入制样孔中，将岩屑和树脂ab胶快速搅拌均匀，静止待岩屑和树脂ab胶固化成一体得到扫描样品；
抛光：对扫描样品进行打磨，使岩屑表面成镜面；
镀导电层：对抛光后的扫描样品表面镀导电层；
所述清洗的方法根据钻井泥浆的成分而定，对于油基泥浆的岩屑先用洗油剂进行多次洗油，然后用清水淘洗后，最后烘干；对于水基泥浆的岩屑直接用清水淘洗后烘干。”
驳回决定中认为，权利要求1要求保护的技术方案和对比文件1公开的内容相比，其区别技术特征是：本申请要求保护一种油气田现场随钻岩屑扫描系统，扫描系统包含制样模具和桌式矿物分析扫描电镜，利用桌式矿物扫描电镜实现油气田现场扫描、分析，可以为钻井完井优化和储层压裂改造提供有力依据，实时指导钻井和油气田探勘开发；制样模具将油气田现场随钻岩屑制备成扫描样品，所述制样模具是具有耐用且易于树脂冷却散热的不锈钢材质；桌式矿物分析扫描电镜可搬运，能够在油气田现场对扫描样品进行扫描；桌式显微镜重量轻、占地小、易于搬运、适用于井场恶劣环境；利用图像拼接软件将一系列的二次电子图像、背散射电子图像或X射线信息拼接在一起，得到大视域的信息；各分析在图像形成大视域信息的基础上进行；在结构分析和矿物分析的基础上，利用相关的软件计算弹性力学参数。但为了节约岩屑运输成本以及尽快确定岩性以防止岩性变化，同时尽快应用于指导现场钻井，在对比文件1公开了扫描电子显微镜显微分析技术在地球科学中的应用的基础上，本领域技术人员容易想到设置一种油气田现场随钻岩屑扫描系统应用于现场，并基于扫描电子显微镜及其各附件本身的重量特点，将该扫描电子显微镜设置成桌式矿物分析扫描电镜。在扫描电子显微镜扫描岩样之前采用制样模具制样属于本领域常规技术手段，为方便样品制成后脱模，本领域技术人员自然能够想到制样模具是具有耐用且易于树脂冷却散热的不锈钢材质。在对比文件1公开内容的基础上，用图像拼接软件将一系列图像信息拼接在一起形成大视域的信息并用于对岩屑样品进行分析，属于图像分析处理常规手段，在结构分析和矿物分析的基础上计算弹性力学参数属于本领域常规设置。因此权利要求1相对于对比文件1和本领域公知常识的结合不具备创造性。从属权利要求2-3的附加技术特征或被对比文件1公开，或属于本领域常规设置，从属权利要求4-5的附加技术特征或被对比文件2公开，或属于本领域常规设置，因此，从属权利要求2-5也不具备创造性。独立权利要求6引用了独立权利要求1，独立权利要求6要求保护的技术方案和对比文件1公开的内容相比，区别技术特征在于：本申请要求保护一种使用如权利要求1所述的油气田现场随钻岩屑扫描系统的扫描方法，该方法还包括分别对不同钻井深度的随钻岩屑进行扫描，得到钻井不同深度或井位的岩屑测试信息；利用钻井不同深度或井位的岩屑测试信息绘制成随深度变化的井柱子数据；井柱子数据能够用于校准录井井柱子和测井井柱子。上述特征分别是地层岩性图的常规成图方式和本领域常规井深校准方式。因此独立权利要求6相对于对比文件1和本领域公知常识的结合也不具备创造性。从属权利要求7的附加技术特征部分被对比文件3公开，部分属于本领域常规技术手段，因而也不具备创造性。
申请人（下称“复审请求人”）对上述驳回决定不服，于2018年10月08日向国家知识产权局提出了复审请求，同时修改了权利要求书，其依据说明书和权利要求7，在权利要求1中增加了特征“其中，所述将油气田现场随钻产生的岩屑制备成扫描样品的过程依次为：钻井岩屑收集、岩屑过筛分选、岩屑清洗及烘干、注入树脂成型、抛光和镀导电层， 所述表面结构分析是对岩屑的孔隙度、孔径分布和孔隙连通性进行的分析”。复审请求人认为：1）对比文件1中的二次电子图像、背散射电子图像及X射线信息的作用及效果均与本申请不同，对比文件1也未公开权利要求1中的特征“利用大视域的二次电子图像和背散射电子图像对岩屑样品进行表面结构分析；利用大视域X射线信息对元素和矿物进行自动识别和定量分析”。2）驳回决定中引用的专利公开文本不能作为公知常识证据，上述专利公开文本也没有公开将油气田现场随钻产生的岩屑制备成扫描样品及其具体制备过程，岩屑制备成扫描样品后再扫描分析处理相比未经制备、直接对岩屑进行观察相比，因扫描样品表面很平，能够得到比较准确的表面结构信息（如孔隙度、孔径分布和连通性等）和非常准确的元素和矿物类型和含量信息，同时因扫描样品表面积增大，配合采用大视域的图像，所获得的表面结构信息、元素和矿物能够更好地反映地层的真实信息。3）在结构分析和矿物分析的基础上，利用相关软件计算弹性力学参数并不是本领域中岩性分析的常规方式，采用该技术手段能够及时计算弹性模量、泊松比、脆性指数、波速等弹性力学参数，可以为钻井完井优化和储层压裂改造提供有力依据。因此，本申请的权利要求均具备创造性。
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年10月22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）岩屑制备成扫描样品的方法已经被对比文件3公开：岩屑收集、注入树脂成型、抛光。而为了获得合适大小的岩屑颗粒而进行岩屑过筛分选、为了使岩屑清洁设置岩屑清洗及烘干均属于本领域常规技术手段。镀导电层在对比文件1中公开。（2）对比文件1公开了各种图像分析技术可以获得岩样表面nm级微观结构特征。根据工况需要获得同属于表面结构的岩屑的孔隙度、孔径分布和孔隙连通性，是本领域技术人员应用背散射、二次电子像技术即可获得的数据。（3）本申请是“利用大视域X射线信息对元素和矿物进行自动识别和定量分析”，对比文件1公开了，X射线能谱分析可获得微区的成分及含量信息，可以给出微区分析成分的定性结果，及成分的半定量或定量结果。本申请的自动识别是指识别K、S、V等矿物各元素以及岩性类型，其显然就是对比文件1的“成分分析”，而“定量分析”被对比文件1直接公开。（4）本申请并未具体公开其如何利用相关的软件计算弹性力学参数，可见本申请是采用的常规方法实现的基于结构分析和矿物分析计算弹性力学参数，那么在对比文件1可实现相同的结构分析和矿物分析的基础上，显然可利用相关的常规软件计算弹性力学参数。（5）本申请的电镀也同样会存在细节被掩盖的问题，可根据具体工况需要设定是否设置“镀导电层”，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04月29日向复审请求人发出复审通知书，指出：在权利要求1已经限定了油气田现场随钻岩屑扫描系统包含桌式分矿物分析扫描电镜的情况下，权利要求1中记载的“桌式矿物分析扫描电镜可搬运，能够在油气田现场对扫描样品进行扫描”，“桌式显微镜重量轻、占地小、易于搬运、适用于井场恶劣环境”以及“可以为钻井完井优化和储层压裂改造提供有力依据，实时指导钻井和油气田探勘开发”等内容，只是对所述系统性能的一般性描述，其对权利要求1的保护范围并不具有任何限定作用。因而，权利要求1要求保护的技术方案和对比文件1公开的内容相比，区别技术特征包括：本申请要求保护一种油气田现场随钻岩屑扫描系统，扫描系统包含制样模具和桌式矿物分析扫描电镜，利用桌式矿物扫描电镜实现油气田现场扫描、分析；制样模具将油气田现场随钻岩屑制备成扫描样品，所述制样模具是具有耐用且易于树脂冷却散热的不锈钢材质，所述将油气田现场随钻产生的岩屑制备成扫描样品的过程依次为：钻井岩屑收集、岩屑过筛分选、岩屑清洗及烘干、注入树脂成型、抛光和镀导电层；所述表面结构分析是对岩屑的孔隙度、孔径分布和孔隙连通性进行的分析，在进行表面结构分析时，利用图像拼接软件将一系列的二次电子图像、背散射电子图像或X射线信息拼接在一起，得到大视域的信息；在图像形成大视域信息的基础上进行各分析；在结构分析和矿物分析的基础上，利用相关的软件计算弹性力学参数。但本领域技术人员周知，在油气田勘探领域，通过对油气储层中的岩石样品进行分析来确定一个地区的油气储量、预测油气产量、制定适用的钻探方案属于已知的技术，扫描电镜是本领域用于进行上述分析的一种常用综合分析仪器，本领域技术人员可以根据需要选择样品分析的具体场所。在对比文件1公开了将扫描电子显微镜显微分析技术应用于岩石样品分析的基础上，本领域技术人员容易想到将扫描电子显微镜设置成桌式矿物分析扫描电镜，并以其为核心部件构造出一种油气田现场随钻岩屑扫描系统，使得能够在油气田现场对扫描样品进行扫描分析。而将油气田现场随钻产生的岩屑制备成扫描样品并在油气田现场对钻屑进行扫描以确定岩性等特征均属于本领域常规技术手段，至于收集钻井岩屑然后对其进行过筛分选、清洗及烘干、注入树脂成型、抛光和镀导电层等具体步骤，都是用于使岩屑样品具有适于送入扫描电镜观察的大小及性状的常规处理方法，“岩屑的孔隙度、孔径分布和孔隙连通性”则是对岩屑样品进行表面结构分析时所要涉及的常规参数。用制样模具将油气田现场随钻岩屑制备成扫描样品属于本领域技术人员根据工况需要即可作出的设置，设置制样模具是具有耐用且易于树脂冷却散热的不锈钢材质，这对本领域技术人员来说是显而易见的。关于扫描分析的具体操作属于本领域图像分析处理常规手段，在结构分析和矿物分析的基础上计算弹性力学参数也属于本领域常规设置。因此权利要求1相对于对比文件1和本领域公知常识的结合不具备创造性。从属权利要求2-3的附加技术特征或被对比文件1公开，或属于本领域常规设置，从属权利要求4-5的附加技术特征或被对比文件2公开，或属于本领域常规设置，因此，从属权利要求2-5也不具备创造性。独立权利要求6引用了独立权利要求1，除了所引用的权利要求1相对于对比文件1的区别技术特征，独立权利要求6要求保护的技术方案和对比文件1公开的内容相比，区别技术特征还包括：该方法分别对不同钻井深度的随钻岩屑进行扫描，得到钻井不同深度或井位的岩屑测试信息；利用钻井不同深度或井位的岩屑测试信息绘制成随深度变化的井柱子数据；井柱子数据能够用于校准录井井柱子和测井井柱子。上述区别技术特征是本领域的常规技术手段，因此，独立权利要求6也不具备创造性。从属权利要求7的附加技术特征部分被对比文件3公开，部分属于本领域常规技术手段，因而也不具备创造性。
在此次复审通知书中，合议组使用了如下公知常识证据：
公知常识证据I，《碳酸盐岩储层地质学》，强子同主编，第202-208页，东营石油大学出版社，1998年10月。
针对上述复审通知书，复审请求人于2019年06月05日提交了意见陈述书，同时修改了权利要求书，在权利要求1中增加了特征“所述扫描系统对不同钻井深度的随钻岩屑进行扫描，得到钻井不同深度或井位的岩屑测试信息；利用钻井不同深度或井位的岩屑测试信息绘制成随深度变化的井柱子数据；所述井柱子数据能够用于校准录井井柱子和测井井柱子”。复审请求人认为：（1）上述新增的技术特征也构成了权利要求1相对于对比文件1的区别技术特征，修改后的权利要求1的技术方案通过大量样品的岩屑样品测试，可以得到矿物以及岩性信息，依靠岩屑样品得到的岩性信息来校准录井井柱子和测井井柱子是非常先进的技术手段，并不是公知常识和容易想到的；本申请权利要求1的桌式矿物分析扫描电镜能够适应钻井现场极端条件，现有技术中的扫描电镜显微镜无法用于钻井现场；（2）对比文件1明确公开了其采用的低真空扫描电子显微镜是不对样品进行蒸镀导电膜处理和干燥处理的，并且直接观察样品，排除了制备成扫描样品的方式，也即，对比文件1给出了相反的技术教导，因此，本领域技术人员在对比文件1的基础上不可能有动机在其公开的技术方案的基础上对样品进行蒸镀导电膜处理和干燥处理，也没有动机将粉末状的样品制备成扫描样品再进行观察；对比文件1并未公开将岩屑制备成扫描样品，本领域技术人员不可能有动机在其中应用制样模具，更别提应用如权利要求1所限定的磨具所使用的材质；岩屑制备成扫描样品后再扫描分析处理与未经制备、直接对岩屑进行观察相比，因扫描样品表面很平，能够得到比较准确的表面结构信息（如孔隙度、孔径分布和连通性等）和非常准确的元素和矿物类型和含量信息，同时因扫描样品表面积增大，配合采用大视域的图像，所获得的表面结构信息、元素和矿物能够更好地反映地层的真实信息；（3）现有技术对于矿物相的识别只是定性的人为识别，并不能对矿物相进行自动识别和定量识别；利用图像拼接软件将一系列的二次电子图像、背散射电子图像或X射线信息拼接在一起，得到大视域的信息，并基于此进行分析，并不属于本领域图像分析处理常规手段。因此，本申请的权利要求均具备创造性。
复审请求人于2019年06月05日提交的权利要求书如下：
“1. 一种油气田现场随钻岩屑扫描系统，其特征在于，扫描系统包含制样模具和桌式矿物分析扫描电镜；利用桌式矿物扫描电镜实现油气田现场扫描、分析，可以为钻井完井优化和储层压裂改造提供有力依据，实时指导钻井和油气田探勘开发；
所述制样模具将油气田现场随钻岩屑制备成扫描样品；所述制样模具是具有耐用且易于树脂冷却散热的不锈钢材质；
所述桌式矿物分析扫描电镜包括二次电子探头、背散射电子探头、能谱探头、电镜操作模块，所述桌式矿物分析扫描电镜可搬运，能够在油气田现场对扫描样品进行扫描；扫描获取岩屑表面二次电子图像、背散射电子图像及X射线信息；桌式显微镜重量轻、占地小、易于搬运、适用于井场恶劣环境；
利用图像拼接软件将一系列的二次电子图像、背散射电子图像或X射线信息拼接在一起，得到大视域的信息；利用大视域的二次电子图像和背散射电子图像对岩屑样品进行表面结构分析；利用大视域X射线信息对元素和矿物进行自动识别和定量分析；在结构分析和矿物分析的基础上，利用相关的软件计算弹性力学参数，
其中，所述将油气田现场随钻产生的岩屑制备成扫描样品的过程依次为：钻井岩屑收集、岩屑过筛分选、岩屑清洗及烘干、注入树脂成型、抛光和镀导电层，
所述表面结构分析是对岩屑的孔隙度、孔径分布和孔隙连通性进行的分析，
所述扫描系统对不同钻井深度的随钻岩屑进行扫描，得到钻井不同深度或井位的岩屑测试信息；利用钻井不同深度或井位的岩屑测试信息绘制成随深度变化的井柱子数据；所述井柱子数据能够用于校准录井井柱子和测井井柱子。
2. 如权利要求1所述扫描系统，其特征在于，所述桌式矿物分析扫描电镜包括矿物元素和矿物类型快速识别和定量分析模块，能够 对扫描样品的矿物元素和矿物类型快速识别和定量分析。
3. 如权利要求1所述扫描系统，其特征在于，所述桌式矿物分析扫描电镜的底部配有减震装置。
4. 如权利要求1所述扫描系统，其特征在于，所述制样模具包括第一模体和第二模体，所述第一模体和所述第二模体的侧面设置有搭扣装置，所述搭扣装置的开合实现所述第一模体和所述第二模体的拼接和拆卸；
所述第一模体和所述第二模体均包括多个半孔，所述第一模体和所述第二模体拼接时第一模体的半孔和第二模体的半孔一一对应形成多个孔；所述孔的深度小于所述制样模具的高度。
5. 如权利要求4所述扫描系统，其特征在于，所述第一模体和所述第二模体的底面包含定位孔帽，实现所述第一模体和所述第二模体的拼接定位。
6. 一种使用如权利要求1所述的油气田现场随钻岩屑扫描系统的扫描方法，其特征在于，所述方法为将油气田现场随钻产生的岩屑制备成扫描样品，利用桌式矿物分析扫描电镜对扫描样品扫描，获取岩屑表面二次电子图像、背散射电子图像及X射线信息；
所述方法包括对扫描结果的分析，所述分析具体为：
利用图像拼接软件将一系列的二次电子图像、背散射电子图像和X射线信息拼接在一起，得到大视域的信息；
利用大视域的二次电子图像和背散射电子图像对岩屑样品进行表面结构分析；
利用大视域X射线信息对元素和矿物进行自动识别和定量分析；
在结构分析和矿物分析的基础上计算弹性力学参数；
所述方法分别对不同钻井深度的随钻岩屑进行扫描，得到钻井不同深度或井位的岩屑测试信息；利用钻井不同深度或井位的岩屑测试信息绘制成随深度变化的井柱子数据；所述井柱子数据能够用于校准录井井柱子和测井井柱子。
7. 如权利要求6所述方法，其特征在于，
所述钻井岩屑收集：收集随钻机泥浆一块返到地面的目的层的岩石碎屑；
所述岩屑过筛分选：筛选出40目～200目的岩石碎屑作为待测样品；清洗：将待测样品清洗烘干；
所述注入树脂成型：将待测样品放入有规则孔的制样模具中，将混合好的适量树脂ab胶快速倒入制样孔中，将岩屑和树脂ab胶快速搅拌均匀，静止待岩屑和树脂ab胶固化成一体得到扫描样品；
所述抛光：对扫描样品进行打磨，使岩屑表面成镜面；
所述镀导电层：对抛光后的扫描样品表面镀导电层；
所述清洗的方法根据钻井泥浆的成分而定，对于油基泥浆的岩屑先用洗油剂进行多次洗油，然后用清水淘洗后，最后烘干；对于水基泥浆的岩屑直接用清水淘洗后烘干。”
然而，复审请求人此次在权利要求1中增加的有关通过对不同钻井深度的随钻岩屑进行扫描获取不同井位的岩屑测试信息以绘制井柱子数据并据此校准录井和测井井柱子的特征，与引用该权利要求1的权利要求6中已经记载的特征“所述方法分别对不同钻井深度的随钻岩屑进行扫描，得到钻井不同深度或井位的岩屑测试信息；利用钻井不同深度或井位的岩屑测试信息绘制成随深度变化的井柱子数据；所述井柱子数据能够用于校准录井井柱子和测井井柱子”完全对应，因此，包括了上述特征的权利要求1的保护范围与前次复审通知书针对的权利要求6的保护范围实质相同，并且合议组在2019年06月05日发出的复审通知书的评述部分也已经明确指出，上述特征也是本领域的常规技术手段，因此，合议组认为，复审请求人的上述修改和争辩并不足以克服其存在的上述缺陷。
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
审查文本的认定
复审请求人在复审程序中于2019年06月05日提交了权利要求书的全文替换页，经查，上述修改符合专利法第33条和专利法实施细则第61条第1款的规定。故本复审请求审查决定所针对的文本为：申请日2017年08月08日提交的说明书第1-6页、说明书附图第1-4页、说明书摘要及摘要附图；2019年06月05日提交的权利要求第1-7项。
2、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。
权利要求1-7不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.1 权利要求1要求保护一种油气田现场随钻岩屑扫描系统，对比文件1是最接近的现有技术，其公开了一种扫描电子显微镜显微分析技术在地球科学中的应用，相应地公开了一种岩石样品扫描系统，并具体公开了以下技术特征（参见摘要，正文开头至第7小节结尾）：扫描系统包含样品室和矿物分析扫描电镜（参见1.1小节第1段）；矿物分析扫描电镜包括二次电子探头（参见1.2小节第1段第5行）、背散射电子探头（参见正文第2段开头）、能谱探头（参见正文第2段开头，X射线能谱仪即为能谱探头）、电镜操作模块（隐含公开），其扫描获取样品表面二次电子图像、背散射电子图像及X射线信息（参见1.2小节第1段）；利用二次电子图像和背散射电子图像对样品进行表面结构分析（参见第2.1和3.1小节）；利用X射线信息对元素和矿物进行自动识别和定量分析（参见4.1小节第1段）。
合议组认为，在权利要求1已经限定了油气田现场随钻岩屑扫描系统包含桌式分矿物分析扫描电镜的情况下，权利要求1中记载的“桌式矿物分析扫描电镜可搬运，能够在油气田现场对扫描样品进行扫描”，“桌式显微镜重量轻、占地小、易于搬运、适用于井场恶劣环境”以及“可以为钻井完井优化和储层压裂改造提供有力依据，实时指导钻井和油气田探勘开发”等内容，只是对所述系统性能的一般性描述，其对权利要求1的保护范围并不具有任何限定作用。
因此，权利要求1要求保护的技术方案和对比文件1公开的内容相比，区别技术特征包括：本申请要求保护一种油气田现场随钻岩屑扫描系统，扫描系统包含制样模具和桌式矿物分析扫描电镜，利用桌式矿物扫描电镜实现油气田现场扫描、分析；制样模具将油气田现场随钻岩屑制备成扫描样品，所述制样模具是具有耐用且易于树脂冷却散热的不锈钢材质，所述将油气田现场随钻产生的岩屑制备成扫描样品的过程依次为：钻井岩屑收集、岩屑过筛分选、岩屑清洗及烘干、注入树脂成型、抛光和镀导电层；所述表面结构分析是对岩屑的孔隙度、孔径分布和孔隙连通性进行的分析，在进行表面结构分析时，利用图像拼接软件将一系列的二次电子图像、背散射电子图像或X射线信息拼接在一起，得到大视域的信息；各分析在图像形成大视域信息的基础上进行；在结构分析和矿物分析的基础上，利用相关的软件计算弹性力学参数；所述扫描系统对不同钻井深度的随钻岩屑进行扫描，得到钻井不同深度或井位的岩屑测试信息；利用钻井不同深度或井位的岩屑测试信息绘制成随深度变化的井柱子数据；井柱子数据能够用于校准录井井柱子和测井井柱子。
基于上述区别技术特征，可以确定本申请实际解决的技术问题是：如何制样以及实现现场扫描及分析样品。
对于该上述区别技术特征，本领域技术人员周知，在油气田勘探领域，通过对油气储层中的岩石样品进行分析来确定一个地区的油气储量、预测油气产量、制定适用的钻探方案属于成熟技术，扫描电镜是本领域用于进行上述分析的一种常用综合分析仪器，样品分析既可以在实验室完成，也可以在现场完成，前者同时具有测试结果精确、测试速度快的优点以及操作不便和成本高的缺陷，后者虽然具有操作简便、可实时提供现场指导等优势，但测试精度相对较低，本领域技术人员可以根据需要选择。在此基础上，为了节约岩屑运输成本以及尽快确定岩性以防止岩性变化，同时尽快应用于指导现场钻井，在对比文件1公开了将扫描电子显微镜显微分析技术应用于岩石样品分析的基础上，本领域技术人员容易想到将扫描电子显微镜设置成桌式矿物分析扫描电镜，并以其为核心部件构造出一种油气田现场随钻岩屑扫描系统，使得能够在油气田现场对扫描样品进行扫描分析。
而将油气田现场随钻产生的岩屑制备成扫描样品并在油气田现场对钻屑进行扫描以确定岩性等特征均属于本领域常规技术手段，至于收集钻井岩屑然后对其进行过筛分选、清洗及烘干、注入树脂成型、抛光和镀导电层等具体步骤，都是用于使岩屑样品具有适于送入扫描电镜观察的大小及性状的常规处理方法，“岩屑的孔隙度、孔径分布和孔隙连通性”则是对岩屑样品进行表面结构分析时所要涉及的常规参数。例如，公知常识证据I（《碳酸盐岩储层地质学》，强子同主编，第202-208页，东营石油大学出版社，1998年10月）中就介绍了扫描电镜在碳酸盐岩储层地质学中的应用，其中，第208页第二节记载了“碳酸盐岩储集层，是石油天然气的主要储层，其孔隙性大小决定油气的储量，其渗透性好坏决定油气的产量。因而对储集层孔隙及孔隙连通情况的研究是很重要的”，“扫描电镜是研究碳酸盐岩储集层的一种新手段，它可以对碳酸盐岩的结构、孔隙类型、矿物成分等进行更细致的研究”，第205页记载了“扫描电镜对样品无特殊要求，岩心、岩屑……等固定样品均可进行分析。样品的大小根据各型号扫描电镜样品桩的尺寸而定”，还指出“扫描电镜样品制备有三个主要环节：样品的预处理、将样品固定到样品桩上的粘接及镀膜”，“样品的预处理随分析目的而异，一般可按洗油、磨制、酸化、净化、干燥等进行处理”，“洗油 对于含油岩样，必须首先把油洗净”，“磨制 除要求观察分析自然断面外，样品可磨制成光面，以利观察分析”，“岩样表面通常有灰尘等外界污染物，为了不造成假象，应该用蒸馏水或丙酮等有机溶剂在超声波清洗器中清洗，松散的样品可用蒸馏水或有机溶剂冲洗。对于岩屑样品，因为泥浆停留在岩屑表面，掩盖了样品自身的结构特征，因而无特殊要求外应彻底清洗表面泥浆以显示其实际形貌”，“样品净化后要进行干燥处理，以免污染镜筒”，“地质样品大多数是高电阻物质……在电子束的轰击下将迅速产生的电荷积累形成荷电效应，……严重影响图像质量，甚至无法进行分析。解决该问题最简单的方法是镀膜”，“选用的镀膜材料要求具有较高的二次电子发射率，具有良好的导电导热性能”。采用制样模具制样同样属于本领域常规技术手段，故设置扫描系统包含制样模具，用制样模具将油气田现场随钻岩屑制备成扫描样品属于本领域技术人员根据工况需要即可作出的设置。并且本领域技术人员熟知，模具应当方便样品制成后脱模，本领域技术人员自然能够想到设置制样模具是具有耐用且易于树脂冷却散热的不锈钢材质，这对本领域技术人员来说是显而易见的。
关于扫描分析的具体操作，上述公知常识证据I第202-203页还记载了如下内容：“样品室给样品提供一个三维运动的空间，并安装有各种信息的探测器。样品在样品室中可以上下、左右、前后移动，可以倾斜、旋转，便于对样品各个部位、各个角度的扫描分析观察”、“电子束轰击在样品表面上产生各种信息，根据实验的目的，用不同探测器收集相关的信息。经过几级放大器的连续线性放大，馈送到信息处理单元进行有选择的处理，最后馈送到阴极射线管的控制极上，……形成扫描电子图像”，“电子与样品作用产生的各种各样的信息，是样品表面形貌、结构和元素成分的反映。扫描电镜对各种信息进行收集、处理就可以对样品进行多种多样的分析研究”。图10-2还示出了，所述信息包括二次电子、背散射电子、X射线等。另外，第206页还记载了，在对岩石薄片样品进行扫描分析时，“实际工作中往往需要在样品上的同一视域内把扫描电镜分析和偏光显微镜鉴定结合起来研究”，可见，将同一视域内不同来源的图像信息结合在一起进行研究同样是本领域的常规技术。因此，在对比文件1公开了获得一系列的二次电子图像（参见第3小节）、背散射电子图像（参见第2小节）和X射线信息（参见第4小节），利用二次电子图像和背散射电子图像对岩石样品进行表面结构分析（参见第2.1和3.1小节）；利用X射线信息对元素和矿物进行自动识别和定量分析（参见4.1小节第1段）的基础上，用图像拼接软件将一系列的二次电子图像、背散射电子图像和X射线信息拼接在一起，得到大视域的信息，利用大视域的二次电子图像和背散射电子图像对岩石样品进行表面结构分析，利用大视域X射线信息对元素和矿物进行自动识别和定量分析，属于本领域图像分析处理常规手段。在结构分析和矿物分析的基础上计算弹性力学参数也属于本领域常规设置。而利用扫描系统分别对不同钻井深度的随钻岩屑进行扫描，得到钻井不同深度或井位的岩屑测试信息，利用钻井不同深度或井位的岩屑测试信息绘制成随深度变化的井柱子数据，这是地层岩性图的常规成图方式；根据所获得的更为准确的井深数据去校准录井和测井井深数据是本领域常规井深校准方式。
由此可见，在对比文件1的基础上结合本领域的公知常识和常规技术手段得出该权利要求所要求保护的技术方案对本领域技术人员而言是显而易见的。因此权利要求1要求保护的技术方案不具备突出的实质性特点和显著的进步，因而不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.2 权利要求2是权利要求1的从属权利要求，其附加技术特征为：所述桌式矿物分析扫描电镜包括矿物元素和矿物类型快速识别和定量分析模块，能够对扫描样品的矿物元素和矿物类型快速识别和定量分析。
对比文件1公开了：该矿物分析扫描电镜包括矿物元素和矿物类型快速识别和定量分析模块（参见第2.1小节，背散射电子图像能确定矿物相，背散射电子探头可相当于矿物元素和矿物类型快速识别模块；参见第3.1小节，二次电子图像可以在纳米尺度上获得三维形貌信息，二次电子探头可相当于矿物元素和矿物类型快速识别模块；参见4.1小节第1段，X射线能谱仪既可以给出微区分析中成分的定性结果，也可以给出成分的半定量或定量结果，X射线能谱仪相当于矿物元素和矿物类型快速识别和定量分析模块），能够对扫描样品的矿物元素和矿物类型快速识别和定量分析。因此在其引用的权利要求不具备创造性的基础上，该权利要求也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.3 权利要求3是权利要求1的从属权利要求，其附加技术特征为：所述桌式矿物分析扫描电镜的底部配有减震装置。根据使用工况要求设置减震装置来确保外部环境不影响设备的正常工作，属于本领域常规技术手段。因此在其引用的权利要求不具备创造性的基础上，该权利要求也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.4 权利要求4是权利要求1的从属权利要求，其附加技术特征为：所述制样模具包括第一模体和第二模体，所述第一模体和所述第二模体的侧面设置有搭扣装置，所述搭扣装置的开合实现所述第一模体和所述第二模体的拼接和拆卸；所述第一模体和所述第二模体均包括多个半孔，所述第一模体和所述第二模体拼接时第一模体的半孔和第二模体的半孔一一对应形成多个孔；所述孔的深度小于所述制样模具的高度。
对比文件2公开了一种自振式类岩石样制作装置，并具体公开了（具体实施方式，图1）：制样模具包括模具左部1-1（相当于第一模体）和模具右部1-2（相当于第二模体），模具左部和模具右部通过连接螺栓1-4连接，连接螺栓1-4实现模具左部和模具右部的拼接和拆卸，模体1与振动装置2之间通过搭扣装置3连接，通过搭扣装置3方便模体1与振动装置2的拆卸和安装；第一模体和第二模体拼接时第一模体的半孔和第二模体的半孔一一对应形成一个孔；孔的深度小于制样模具的高度。此特征在对比文件2中所起的作用与在本申请中为解决其技术问题所起的作用相同，均是利用模具制作岩样，即对比文件2给出了将上述技术特征结合到对比文件1以进一步解决其技术问题的技术启示。而在对比文件2公开了“模具左部和模具右部通过连接螺栓1-4连接，连接螺栓1-4实现模具左部和模具右部的拼接和拆卸，模体1与振动装置2之间通过搭扣装置3连接，通过搭扣装置3方便模体1与振动装置2的拆卸和安装”的基础上，本领域技术人员容易想到，使“第一模体和第二模体的侧面设置有搭扣装置，搭扣装置的开合实现第一模体和第二模体的拼接和拆卸”。为了批量形成岩样，设置第一模体和第二模体均包括多个半孔，两个模体的半孔一一对应形成多个孔，这属于模具常规设置。因此在其引用的权利要求不具备创造性的基础上，该权利要求也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.5 权利要求5是权利要求4的从属权利要求，其附加技术特征为：所述第一模体和所述第二模体的底面包含定位孔帽，实现所述第一模体和所述第二模体的拼接定位。上述设置属于本领域常规拼接定位方式，无需付出创造性劳动。因此在其引用的权利要求不具备创造性的基础上，该权利要求也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.6 权利要求6要求保护一种使用如权利要求1所述的油气田现场随钻岩屑扫描系统的扫描方法，对比文件1是最接近的现有技术，其公开了一种扫描电子显微镜显微分析技术在地球科学中的应用，相应地公开了一种岩石样品扫描方法，并具体公开了以下技术特征（参见摘要，正文开头至第7小节结尾）：该方法为将岩石样品制备成扫描样品，利用矿物分析扫描电镜对扫描样品扫描，获取样品表面二次电子图像（参见第3小节）、背散射电子图像（参见第2小节）及X射线信息（参见第4小节）；方法包括对扫描结果的分析，分析具体为：获得一系列的二次电子图像（参见第3小节）、背散射电子图像（参见第2小节）和X射线信息（参见第4小节），利用二次电子图像和背散射电子图像对样品进行表面结构分析（参见第2.1和3.1小节）；利用X射线信息对元素和矿物进行自动识别和定量分析（参见4.1小节第1段）。
参照以上对独立权利要求1的评述可知，除了所引用的权利要求1相对于对比文件1的区别技术特征，独立权利要求6要求保护的技术方案和对比文件1公开的内容相比，区别技术特征还包括：该方法分别对不同钻井深度的随钻岩屑进行扫描，得到钻井不同深度或井位的岩屑测试信息；利用钻井不同深度或井位的岩屑测试信息绘制成随深度变化的井柱子数据；井柱子数据能够用于校准录井井柱子和测井井柱子。
基于上述区别技术特征，可以确定本申请实际解决的技术问题仍然是：如何制样以及实现现场扫描及分析样品。
同样参照以上对独立权利要求1的评述可知，权利要求1相对于对比文件1的区别技术特征，均属于本领域的公知常识或常规技术手段，而分别对不同钻井深度的随钻岩屑进行扫描，得到钻井不同深度或井位的岩屑测试信息，利用钻井不同深度或井位的岩屑测试信息绘制成随深度变化的井柱子数据，这是地层岩性图的常规成图方式；根据所获得的更为准确的井深数据去校准录井和测井井深数据是本领域常规井深校准方式。
由此可见，在对比文件1的基础上结合本领域的公知常识和常规技术手段得出该权利要求所要求保护的技术方案对本领域技术人员而言是显而易见的。因此独立权利要求6要求保护的技术方案不具备突出的实质性特点和显著的进步，因而不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.7 权利要求7是权利要求6的从属权利要求，其附加技术特征为：所述将油气田现场随钻产生的岩屑制备成扫描样品具体包括以下步骤：钻井岩屑收集：收集随钻机泥浆一块返到地面的目的层的岩石碎屑；岩屑过筛分选：筛选出40目~200目的岩石碎屑作为待测样品；清洗：将待测样品清洗烘干；注入树脂成型：将待测样品放入有规则孔的制样模具中，将混合好的适量树脂ab胶快速倒入制样孔中，将岩屑和树脂ab胶快速搅拌均匀，静止待岩屑和树脂ab胶固化成一体得到扫描样品；抛光：对扫描样品进行打磨，使岩屑表面成镜面；镀导电层：对抛光后的扫描样品表面镀导电层；所述清洗的方法根据钻井泥浆的成分而定，对于油基泥浆的岩屑先用洗油剂进行多次洗油，然后用清水淘洗后，最后烘干；对于水基泥浆的岩屑直接用清水淘洗后烘干。
对比文件3公开了一种岩石试样的制作方法，并具体公开了（参见具体实施方式，图1-2）：将岩屑制备成扫描样品具体包括以下步骤：钻井岩屑收集（隐含公开）；注入树脂成型：将待测样品放入制样模具中，将混合好的适量树脂快速倒入制样孔中，将岩屑和树脂快速搅拌均匀，静止待岩屑和树脂固化成一体得到扫描样品；抛光：对扫描样品进行打磨，使岩屑表面成镜面。此特征在对比文件3中所起的作用与在本申请中为解决其技术问题所起的作用相同，均是将岩屑混合树脂固化、打磨制作岩样，即对比文件3给出了将上述技术特征结合到对比文件1以进一步解决其技术问题的技术启示。而在岩样做好后还可以根据样品扫描需要对抛光后的扫描样品表面镀导电层（参见对比文件1第4小节末尾）。而岩屑清洗的方法：根据钻井泥浆的成分而定，对于油基泥浆的岩屑先用洗油剂进行多次洗油，然后用清水淘洗后，最后烘干；对于水基泥浆的岩屑直接用清水淘洗后烘干，这同样属于本领域的常用技术手段。至于其余未公开技术特征属于本领域常规设置，无需付出创造性劳动。因此在其引用的权利要求不具备创造性的基础上，该权利要求也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
3．对复审请求人意见陈述的回应
复审请求人在意见陈述书认为：（1）上述新增的技术特征也构成了权利要求1相对于对比文件1的区别技术特征，修改后的权利要求1的技术方案通过大量样品的岩屑样品测试，可以得到矿物以及岩性信息，依靠岩屑样品得到的岩性信息来校准录井井柱子和测井井柱子是非常先进的技术手段，并不是公知常识和容易想到的；本申请权利要求1的桌式矿物分析扫描电镜能够适应钻井现场极端条件，现有技术中的扫描电镜显微镜无法用于钻井现场；（2）对比文件1明确公开了其采用的低真空扫描电子显微镜是不对样品进行蒸镀导电膜处理和干燥处理的，并且直接观察样品，排除了制备成扫描样品的方式，也即，对比文件1给出了相反的技术教导，因此，本领域技术人员在对比文件1的基础上不可能有动机在其公开的技术方案的基础上对样品进行蒸镀导电膜处理和干燥处理，也没有动机将粉末状的样品制备成扫描样品再进行观察；对比文件1并未公开将岩屑制备成扫描样品，本领域技术人员不可能有动机在其中应用制样模具，更别提应用如权利要求1所限定的磨具所使用的材质；岩屑制备成扫描样品后再扫描分析处理与未经制备、直接对岩屑进行观察相比，因扫描样品表面很平，能够得到比较准确的表面结构信息（如孔隙度、孔径分布和连通性等）和非常准确的元素和矿物类型和含量信息，同时因扫描样品表面积增大，配合采用大视域的图像，所获得的表面结构信息、元素和矿物能够更好地反映地层的真实信息；（3）现有技术对于矿物相的识别只是定性的人为识别，并不能对矿物相进行自动识别和定量识别；利用图像拼接软件将一系列的二次电子图像、背散射电子图像或X射线信息拼接在一起，得到大视域的信息，并基于此进行分析，并不属于本领域图像分析处理常规手段。因此，本申请的权利要求均具备创造性。
合议组对此并不认同，具体理由如下：
首先，参照以上对独立权利要求1的评述可知，合议组以上提供的公知常识证据I足以证明，扫描电镜的样品可以是岩屑，将油气田现场随钻产生的岩屑制备成扫描样品并在油气田现场对钻屑进行扫描以确定岩性等特征也属于本领域常规技术手段。而利用扫描电镜进行样品分析，既可以在实验室完成，也可以在现场完成，两者各有优缺点，本领域技术人员可以根据需要选择，并确保所选用的扫描电镜能够适应不同的工作环境。上述公知常识证据I也能够证明，收集钻井岩屑然后对其进行过筛分选、清洗及烘干、注入树脂成型、抛光和镀导电层等具体步骤，都是用于使岩屑样品具有适于送入扫描电镜观察的大小及性状的常规处理方法，将同一视域内不同来源的图像信息结合在一起进行研究也是本领域的常规技术。“岩屑的孔隙度、孔径分布和孔隙连通性”则是对岩屑样品进行表面结构分析时所要涉及的常规参数，而经过洗油、磨制、净化、干燥、镀膜等步骤制得的岩屑样品，也具有“表面较平”、“表面积增大”的特点，因而用扫描电镜对其进行扫描分析也能够获得复审请求人以上所声称的效果。关于扫描电镜的功能，上述公知常识证据I也在第203-204页记载了如下内容：“二次电子像，反映样品表面形貌”，“背散射电子像，研究样品表面形貌和成分，以及样品结晶特征”，“X射线作微区成分分析”，相关的内容在对比文件1的第1.2、1.3、2.2、3.2、4.1、4.2等小节也有体现，以上也能够证明，现有技术已经能够“对矿物相进行自动识别和定量识别”。而分别对不同钻井深度的随钻岩屑进行扫描，得到钻井不同深度或井位的岩屑测试信息，利用钻井不同深度或井位的岩屑测试信息绘制成随深度变化的井柱子数据，这是地层岩性图的常规成图方式；根据所获得的更为准确的井深数据去校准录井和测井井深数据是本领域常规井深校准方式。
其次，上述公知常识证据在第208页第二节明确指出，“碳酸盐岩储集层，是石油天然气的主要储层，其孔隙性大小决定油气的储量，其渗透性好坏决定油气的产量。因而对储集层孔隙及孔隙连通情况的研究是很重要的”，基于样品扫描图像的复杂性以及上述指引，本领域技术人员容易想到利用软件实现与储层的孔隙性和渗透性相关的各类弹性力学参数的计算。由于本申请只是限定了“在结构分析和矿物分析的基础上，利用相关的软件计算弹性力学参数”，并未具体公开其如何利用相关的软件计算弹性力学参数以及利用何种软件完成上述计算，将其认定为本领域的常规技术手段，并无不妥。
因此复审请求人所陈述的上述理由不具备说服力，合议组对复审请求人的上述主张不予支持。
基于上述事实和理由，合议组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08月27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，复审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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