[发明专利]利用煤层进行碳捕集、封存和生产低碳可再生天然气方法

权利要求书

1.一种利用煤层进行生产低碳可再生天然气方法，其特征在于：使用低碳环保的天然气循环再生系统，包括有地面碳捕集与封存模块，加工模块，低碳天然气生产模块，天然气工业利用模块，其中地面碳捕集与封存模块与加工模块连接，加工模块与低碳天然气生产模块连接，低碳天然气生产模块与天然气工业利用模块连接，天然气工业利用模块又与地面碳捕集与封存模块连接；

地面碳捕集与封存模块：用于捕获空气中的二氧化碳并封存并转化为可利用的有机碳；

加工模块：用以将可利用的有机碳加工为液态有机碳；

低碳天然气生产模块：用以将液态有机碳转化为二氧化碳和天然气，同时捕获二氧化碳并封存；

天然气工业利用模块：利用抽采出的天然气进行工业生产，同时向地面碳捕集与封存模块排放二氧化碳；

向含有产甲烷菌的目标煤层中注入液态有机碳，目标煤层中的产甲烷菌将液态有机转化为二氧化碳和甲烷气体，其中二氧化碳被吸附在煤层中从而防止被释放到大气中，而产生的甲烷则利用抽采装置抽出，实现了低碳可再生天然气生产；

具体步骤为：

a 确定目标煤层，目标煤层中需要富含可流动的水分有利于有机质的分布扩散或者煤层有部分属于含水层，并有可封闭的煤层反应空间；

b 对目标煤层进行微生物检测，判断其产甲烷菌数量是否达标，若不达标则需要人工培养后将产甲烷菌注入到煤层中进行菌群重构直至达标；

c 通过气井向菌群达标的煤层中注入液态有机碳，产甲烷菌在煤层中将有机碳转化成二氧化碳并产生甲烷气体，在此过程中，产生的二氧化碳被吸附在煤层中实现二氧化碳的捕获，而甲烷气体则使用天然气抽采装置抽采出来，完成低碳可再生天然气生产；

在含有产甲烷菌的目标煤层的上方或者附近的土壤中种植大片的高产经济植物，利用高产经济植物的光合作用吸收空气中的二氧化碳并使其成长，高产经济植物成熟后就地加工成液态有机碳直接注入目标煤层中用于天然气的生产，减少运输损耗，同时在含有产甲烷菌的目标煤层上方地表附近建设食品加工厂，利用食品加工厂废弃的原料加工成为糖类物质，同样注入目标煤层进行甲烷生产，进一步降低成本；

若煤层裂隙和孔隙发育结构达不到二氧化碳吸附封存目的，则对采取预先注入双氧水对储层的煤层裂隙和孔隙进行改造，同时对煤表面进行改性，增大没表面官能团对二氧化碳的吸附；

所述的目标煤层为废弃或者关闭煤矿，或者是煤矿采空区，或者是产能较低的煤层气抽采井；

有机碳和产甲烷菌注入均采用钻井压管道高压注入煤层，注入方式为分批注入或者连续注入。

2.根据权利要求1所述的利用煤层进行生产低碳可再生天然气方法，其特征在于：所述的有机碳为植物中提取有机碳，或者植物加工后的废料或者富含有机碳的废液加工制成。

3.根据权利要求1所述的利用煤层进行生产低碳可再生天然气方法，其特征在于：有机碳连续注入方法还包括，在连续注入有机碳的同时在注入钻井下游井抽水回灌至注入井，在实现有机碳循环的同时，抽采煤层气。

4.根据权利要求3所述利用煤层进行生产低碳可再生天然气方法，其特征在于：在种植植物前需要对土壤的成分进行检测，根据检测结果对土壤进行改良，增加营养成分，降低有害成分，并根据土壤和周围环境选择与土壤成分相适应的经济植物品种进行种植。