[发明专利]产甲烷

权利要求书

1.一种开发地下地层修正方案以提高地下地层中固体碳质原料的受激生物产甲烷效率的方法，其中所述固体碳质原料为煤和页岩的一种或多种，所述方法包括以下步骤：

(a)分析所述地层的一种或多种组分以确定与天然状态下的地下地层环境相关的一组氮营养素吸附环境特征，其中所述营养素是可吸附到所述地层内的所述固体碳质原料的一种或多种生物刺激氮营养素；

(b)检测所述地层内一种或多种产甲烷微生物的存在；

(c)测量所述地层内发生的甲烷气体产生的水平；

(d)使用从步骤(a)至(c)获得的信息设计关于氮营养素吸附到所述地层内的所述固体碳质原料的最佳地层环境，其通过封闭与所述固体碳质原料相关的氮营养素吸附位点来修改所述地层的所述氮吸附环境特征以增强所述氮营养素的生物利用度来促进通过所述产甲烷微生物从所述原料的最佳原位产甲烷，通过向所述地下地层添加离子交换组分或C₁–C₁₀有机酸来封闭与所述固体碳质原料相关的氮吸附位点。

2.根据权利要求1所述的方法，其中通过评估步骤(a)中确定的所述天然地层环境与对于该天然地层环境在步骤(d)中设计的所述最佳地层环境之间的差异以将步骤(a)确定的与所述天然地层环境相关的所述氮营养素吸附环境特征与最佳原位产甲烷效率的理论地层环境模型的营养素吸附环境特征进行比较来进一步开发所述修正方案。

3.根据权利要求1所述的方法，其中通过以下算法进行的评估以进一步开发该天然地层环境的所述修正方案，所述算法通过计算最低能量产甲烷模型来确定为了复制所述最佳地层环境所述天然地层环境需要的最佳的所述一种或多种调节，从而建立优选的地层环境修正方案。

4.根据权利要求1所述的方法，其中开发的所述环境修正方案包括通过封闭与所述固体碳质原料相关的氮营养素吸附位点来改变所述地层内的至少一种氮营养素的吸附来调节所述地层的所述氮营养素吸附环境特征。

5.根据权利要求1所述的方法，其中通过改变所述地层的一种或多种组分的一种或多种物理化学性质以永久封闭所述固体碳质原料上的氮营养素吸附位点来进一步修改所述地层中的氮营养素吸附。

6.根据权利要求1所述的方法，其中通过改变所述地层的一种或多种组分的一种或多种物理化学性质以暂时封闭所述固体碳质原料上的氮营养素吸附位点1天至3年的一段时间来进一步修改所述地层中的氮营养素吸附。

7.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(a)还包括确定所述地层环境中的所述固体碳质原料上的所述氮营养素的初始吸附水平。

8.根据权利要求7所述的方法，其中确定所述地层环境中的所述氮营养素的初始吸附水平的步骤涉及分析所述地层环境中的所述固体碳质原料以定量吸附的所述氮营养素的基线浓度。

9.根据权利要求1所述的方法，其中确定促进封闭所述固体碳质原料上的氮营养素吸附位点的所述地层的所述一组环境特征的步骤包括：

(i)建立所述可吸附氮营养素的基线浓度；

(ii)系统地改变封闭所述固体碳质原料上的氮营养素吸附位点的与所述地层和/或所述地层环境的所述一种或多种组分相关的一种或多种物理和/或化学性质；

(iii)通过确定哪些改变的性质导致所述地层内的所述可吸附氮营养素的基线浓度减少来鉴定所述地层的一种或多种氮营养素吸附促进环境特征。

10.根据权利要求9所述的方法，其中确定所述可吸附氮营养素水平相对于所述基线水平的减少指示在所述地层内发生营养素吸收到与所述固体碳质原料相关的吸附位点上。

11.根据权利要求1所述的方法，其中在将所述修正方案应用到所述地层之后，所述产甲烷效率与应用所述修正方案之前的所述产甲烷效率相比提高。