[發明專利]刺激生物源甲烷從含烴地層中生成的方法

有效

• 申請號: 200980116909.0
• 申請日: 2009-05-12
• 公開（公告）號: CN102027195A
• 公開（公告）日: 2011-04-20
• 發明（設計）人: G·V·托萊多;T·H·理查德森;U·斯汀吉爾;E·J·馬瑟;J·C·文特爾
• 申請（專利權）人: 合成基因組股份有限公司
• 主分類號: E21B43/22
• 分類號: E21B43/22
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民

相關申請的交叉引用

本申請要求對提交于2008年5月12日的美國臨時申請61/052,624的優先權，其全部內容通過引用并入本文。

發明背景

本發明總的來說涉及來自含烴地層(諸如煤層)的本土的產甲烷微生物及其限定的聚集體的分子表征；并且更具體地涉及來自這樣的微生物的環境基因組數據的分析，以及使用刺激劑來提高甲烷的轉化和回收的這樣的數據和微生物的用途，所述刺激劑是通過確定在烴到甲烷的轉化涉及的途徑中的酶的存在而鑒定的。

煤層氣(CBM)是在煤藏中通過生物或生熱產生的天然氣的來源。CBM的生物源生成是在多種微生物種群中微生物新陳代謝和用隨后的電子流降解煤的結果。CBM的熱源生成是當溫度升至產生甲烷的微生物能夠存活的水平以上時后來在煤化中發生的沉積的有機物或油的熱裂解的結果。在煤床中，來自上覆巖石和周圍水的壓力促使CBM結合到煤的表面并被吸收進入煤的固體基質中，作為微孔和割理(煤中的天然裂隙)中的游離氣體，作為在水中溶解的氣體，作為在煤中的煤顯微成分(maceral)(包含煤塊的有機成分)、微孔和割理表面上由分子引力維持的吸附氣體，并且作為煤的分子結構內的吸附氣體。

煤是具有不同程度的滲透性的沉積巖，具有主要存在于割理中的甲烷。在煤中的這些裂隙充當允許CBM流動的主要通道。為開采CBM，將外包鋼孔鉆入煤層，由于通向表面的孔而使壓力下降或使小量的水從煤床泵出(排水)。CBM在水中具有非常低的溶解度并且當壓力下降時容易分離，允許CBM從水中分離以管道輸出井。之后CBM被輸送至壓縮站并進入天然氣管道。

CBM代表在美國產生的天然氣的重要部分，估計提供約10％的天然氣供給或約1.8萬億立方英尺(TCF)。國際儲量提供用于未來的CBM生產的巨大的機會。位于科羅拉多州和新墨西哥州的圣胡安煤田(San?Juan?Basin)是最多產的地區之一。基于這些巨大的CBM儲藏庫，在CBM回收上最小的改進能夠因此導致礦井的生產顯著增加，并且因此，正在研制各種方法以提高CBM從煤層中回收。

純物理的介入可以包括優化鉆孔方法和壓裂方法。其他改進方法包括直接應用外部因素到煤床上。這些外部因素包括，例如：注射氣體，諸如氮氣(見，例如Shimizu，S.，Akiyama，M.，Naganuma，T.，Fujioka，M.，Nako，M.和Ishijima，Y.2007.Molecular?characterization?of?microbial?communities?in?deep?coal?seam?groundwater?of?northern?Japan(在日本北部的深煤層的地下水中微生物群落的分子表征).Geobiology?5(4)：423-433；美國專利第4,883,122號)和CO₂(見，例如美國專利第5,402,847號)；以及注射熱的流體，諸如水或蒸汽(見，例如美國專利第5,072,990號)。多種方法旨在物理地(見，例如美國專利第5,014,788號)或化學地(見，例如美國專利第5,865,248號)增加煤床層的滲透性。