[發明專利]優化含碳巖層的現場生物轉化的方法

在審

• 申請號: 201410422602.6
• 申請日: 2009-07-01
• 公開（公告）號: CN104342459A
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 發明（設計）人: R.道尼
• 申請（專利權）人: 西里斯能源公司
• 主分類號: C12P5/02
• 分類號: C12P5/02;C12P5/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 韋欣華;彭昶

本申請是分案申請，其母案的申請日為2009年7月1日、申請號為200980133772X，名稱為“優化含碳巖層的現場生物轉化的方法”。?

本申請要求了2008年7月2日申請的美國臨時申請序列號No.?61/133,757的優先權，它的公開內容因此全部引入這里供參考。?

技術領域

本發明涉及從地下的含碳巖層(formation)現場生產甲烷，二氧化碳，氣態和液態烴，和其它有價值的產物的生產方法。在優選的實施方案中，該生產利用能夠將含碳的材料如頁巖或煤炭轉化成所需產品的本土和/或非本土的微生物群落(microbial?consortia)。?

背景技術

甲烷生成（methanogenesis）(也已知為生物產甲烷作用(biomethanation))是由微生物進行的甲烷的生產。甲烷的產生是微生物代謝作用的重要和分布廣泛的形式；以及在微生物中的甲烷生成是厭氧呼吸的形式。?

一般，處理地下巖層的下述方法可用于提高其中大的含碳分子(如包括煤炭)對于利用本土和/或非本土的微生物群落(它們對于該生物轉化是有效的)的生物轉化成甲烷和其它有用烴類產品的作用的敏感性；例如包括產甲烷菌(methanogens)和其它細菌的微生物群落用于從煤炭產生甲烷。用于產生甲烷的此類微生物群落被稱作“產甲烷的”，以及在該微生物群落內的產甲烷菌是將氫氣轉化成甲烷的微生物。?

用于生物轉化和營養物的細菌群落因此一般是現有技術中已知的并且此類群落和營養物以及其它物質可以在本發明中用于含碳沉積物的生物轉化。?

發明內容

一般，本發明涉及處理地下巖層以提高其中大的含碳分子(如包括頁巖或煤炭(在地下巖層中所發現))對于生物轉化的敏感性。該地下沉積物或巖層有時被稱為“煤層或沉積物”(對于煤炭的情況)，或“頁巖沉積物”(對于頁巖的情況)。在優選的實施方案中，此類轉化使用本土和/或非本土的微生物群落。?

例如，美國專利No.6,543,535和美國已出版的申請2006/0254765公開了代表性微生物和營養物，它們的教導被引入供參考。?

具體地說，本發明涉及以下內容：?

1.?生物轉化含碳的地下巖層從而產生含有至少一種烴的產品的方法，該方法包括：經由至少一個注入井將流體注入到含碳的沉積物中，所述含碳的沉積物位于所述含碳的地下巖層中；經由至少一個生產井從該含碳的沉積物中排出所注入流體和產品，所述生物轉化受到能夠將所述含碳的沉積物生物轉化形成至少一種烴的微生物群落的影響；和利用該注入流體控制在至少一部分的含碳的沉積物內的流體壓力，該壓力被控制以使得在至少一部分的該含碳的沉積物內的流體壓力超過通常在該部分中存在的流體壓力，但不超過該含碳的沉積物的拉伸強度，從而避免在該含碳的沉積物中形成裂縫和/或導致裂縫擴展。

?2.第1項的方法，其中所述含碳的沉積物選自煤層、煤炭沉積物、煤層或沉積物及其組合。?

?3.第2項的方法，其中所述含碳的沉積物是煤層，所述生物轉化含碳的地下巖層還包括提高所述煤層的滲透性，這通過降低在該煤層的至少一部分中的凈應力進行，其中在該煤層的所述部分中的凈應力通過增加在該煤層的所述部分中的流體壓力而降低，并且以凈應力的變化為基礎的滲透性變化可以按照下式來粗略估計：?

式中：

k₀?=?在原始的凈應力下的原始滲透率，毫達西

k?=?在新的凈應力下的滲透率，毫達西

Δσ?=?在原始的凈應力和新的凈應力之間的差異，psia

凈應力的變化可以按照下式來粗略估計：

Δσ?=?s(p₀-p)

式中：

p₀?=?在煤層的適用部分中的原始流體壓力，psia

p?=?在煤層的適用部分中的新流體壓力，psia

s?=?等于0.572的常數。

?4.第3項的方法，其中在該煤層的至少一部分內的流體壓力超過通常在該部分中存在的流體壓力至少5%。?

?5.第3項的方法，其中在該煤層的至少一部分內的流體壓力超過通常在該部分中存在的流體壓力至少10%。?

?6.第3項的方法，其中在該煤層的至少一部分內的流體壓力超過通常在該部分中存在的流體壓力至少15%。?