由废弃物原位产甲烷采收的制作方法

本技术涉及甲烷的采收和生产。更具体地，本技术涉及利用生物废弃物由生物甲烷原位生成来提高甲烷采收。

背景技术：

1、日益增长的世界能源需求为采收能源资源和减轻使用这些资源对环境的影响带来了前所未有的挑战。一些人认为，石油和家用天然气的全球生产率将在十年或更短时间内达到峰值。一旦达到该峰值，石油和家用天然气的初次采收率将开始下降，因为最容易开采的能源库存开始枯竭。在历史上，一旦提取出易于开采的物料，就将旧油田和含碳地层废弃。

2、随着全球能源价格持续上涨，利用传统的钻井和采矿技术从这些地层中提取更多的石油和含碳物料可以在经济上可行。然而，会达到一个点，即采收资源所需要的能量大于采收所能获得的能量。到该点时，无论能源价格如何，传统的采收机制都将变得不经济。

3、因此，仍然需要从地层环境中采收石油和其他含碳物料的改进方法。还需要向地质地层中引入将促进甲烷生物生产的化学改良剂的方法，甲烷可作为天然气的替代来源，用于独立于原始储备的能源物料的能源生产。本技术可以满足这些和其他需求。

技术实现思路

1、在储层中生产甲烷的示例性方法可包括接近(accessing)地质地层中的微生物聚生体。所述方法可包括将包含废弃物的水溶液输送至该微生物聚生体。所述方法可包括通过微生物聚生体增加气体物料的产量。所述方法可包括从储层采收气体产物。该气体产物可以以富集的甲烷浓度为特征。

2、在一些实施方案中，水溶液可包含小于50vol.％或约50vol.％的废弃物。水溶液可包含从地质地层中提取的采出水。从储层采收的气体物料可以以小于10vol.％或约10vol.％的二氧化碳浓度为特征。该方法可包括表征地质地层的环境。表征地质地层的环境可包括确定地质地层环境内的硫酸盐浓度、盐度、温度或ph中的一种或多种。水溶液可以包含大于0.1vol.％或约0.1vol.％的甘油。该方法可包括在储层的出口处采收流出的水性物料。该方法可包括监测流出的水性物料中含碳废料的浓度。所输送的水溶液可以以小于8或约8的ph为特征。水溶液的ph可以通过掺入盐酸或磷酸来调节。

3、该方法可包括测量从地质地层采收的流出的水性物料的钙浓度。该方法可包括，当钙浓度测量为大于20mg/l或约20mg/l时，用盐酸降低水溶液的ph。该方法可包括，当钙浓度测量为小于80mg/l或约80mg/l时，用磷酸降低水溶液的ph。该方法可包括，当用盐酸降低水溶液的ph时，向水溶液提供磷酸盐化合物。输送至地质地层中的水溶液可以以第一浓度的盐分和第一浓度的游离脂肪酸为特征。可以随着时间调整废弃物进料以增加水溶液中的含碳物料。可以随着时间调整水溶液以将游离脂肪酸增加至大于游离脂肪酸第一浓度的第二浓度。水溶液可包含酵母提取物、无机氮、羧酸盐材料、类金属材料或金属材料中的一种或多种。

4、本技术的一些实施方案可包括在储层中生产甲烷的方法。该方法可包括接近地质地层中的微生物聚生体。该方法可包括将掺有含碳废弃物浓度大于10wt.％或约10wt.％的废弃物流的水溶液输送至微生物聚生体。该方法可包括通过微生物聚生体消耗废弃物来增加气体物料的产量。该方法可包括从储层采收气体产物。气体产物可以以小于40vol.％或约40vol.％的二氧化碳浓度为特征。

5、在一些实施方案中，该方法可包括鉴定来自热袍菌属(thermotoga)的微生物。该方法可包括在输送至微生物聚生体的水溶液中掺入木聚糖。该方法可包括从由储层采收的甲烷中分离二氧化碳。该方法可包括将从甲烷中分离的二氧化碳重新注入地质地层中。

6、本技术的一些实施方案可包括在储层中生产甲烷的方法。该方法可包括接近地质地层中的微生物聚生体。该方法可以包括将掺有甘油浓度大于0.1vol.％或约0.1vol.％的废弃物的水溶液输送至微生物聚生体。该方法可包括通过微生物聚生体消耗废弃物来增加气体物料的产量。该方法可以包括从储层采收气体产物。气体产物可以以大于51vol.％或约51vol.％的甲烷浓度为特征。在一些实施方案中，该方法可包括表征地质地层的选自包括温度、盐度、硫酸盐浓度、碱度、ph值或渗透率的组中的一个或多个方面。该方法可包括改进地质地层的一个或多个方面。

7、根据本技术的一些实施方案，增加储层中产甲烷活性的方法可包括接近包含含碳物料的地质地层中的微生物聚生体。该方法可包括表征地层环境。该方法可包括将掺有甘油浓度大于0.1wt.％或约0.1wt.％的水性物料递送至微生物聚生体。该方法可包括通过微生物聚生体增加气体物料的产量。该方法可包括从储层采收甲烷。

8、在一些实施方案中，该方法可包括随后将水性物料中甘油浓度增加至大于1.0wt.％或约1.0wt.％。气体物料可包括甲烷、氢气或二氧化碳。所输送的水性物料可以以小于8或约8的ph为特征。水性物料的ph可以通过掺入盐酸或磷酸来调节。该方法可包括测量从地质地层采收的流出的水性物料的钙浓度。该方法可包括，当钙浓度测量为大于20mg/l或约20mg/l时，用盐酸降低水性物料的ph。该方法可包括，当钙浓度测量为小于80mg/l或约80mg/l时，用磷酸降低水性物料的ph。该方法可包括，当用盐酸降低水性物料的ph时，向水性物料提供磷酸盐化合物。

9、该方法可包括在储层出口处采收流出的水性物料。该方法可包括监测流出的水性物料中甘油的浓度。初始输送至地质地层中的甘油进料可以以第一浓度的游离甘油和第一浓度的游离脂肪酸为特征。可以随着时间调整甘油进料，以将游离甘油降低至小于第一浓度的第二浓度。可以随着时间调整甘油进料，以将游离脂肪酸增加至大于第一浓度的第二浓度。水性物料可包含酵母提取物、羧酸盐材料或金属材料中的一种或多种。表征地层环境可包括确定地层环境内的硫酸盐浓度、盐度、温度或ph中的一种或多种。

10、本技术的一些实施方案可包括提高储层中产甲烷活性的方法。该方法可包括接近包含含碳物料的地质地层中的微生物聚生体。该方法可包括将掺有废弃甘油浓度大于1wt.％或约1wt.％的水性物料输送至微生物聚生体。该方法可包括通过微生物聚生体消耗废弃甘油来增加气体物料的产量。该方法可包括从储层采收甲烷。

11、在一些实施方案中，该方法可包括鉴定来自热袍菌属的微生物。该方法可包括在输送至微生物聚生体的水性物料中掺入木聚糖。该方法可包括从由储层采收的甲烷中分离二氧化碳。该方法可包括将从甲烷中分离的二氧化碳重新注入地质地层中。

12、本技术的一些实施方案包括在储层中增加产甲烷活性的方法。该方法可包括接近包含含碳物料的地质地层中的微生物聚生体。该方法可包括将掺有甘油浓度大于1wt.％或约1wt.％的水性物料输送至微生物聚生体。该方法可包括通过微生物聚生体消耗甘油来增加气体物料的产量。该方法可包括从储层采收甲烷。

13、在一些实施方案中，该方法可包括表征地质地层的选自包括温度、盐度、硫酸盐浓度、碱度、ph或渗透率的组中的一个或多个方面。该方法可包括改进地质地层的一个或多个方面。该方法可包括随时间增加输送至微生物聚生体的水性物料中甘油的浓度。

14、这种技术可提供比常规系统和技术更多的益处。例如，通过利用甘油或其他废弃含碳物料作为微生物的食物来源，可在地层环境中增加甲烷生成。此外，使用废弃含碳物料作为甲烷生产的来源，可允许废弃副产品或物料以环境可持续的方式使用。结合以下描述和附图，更详细地描述了这些和其他实施方案及其诸多优点和特征。