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化石能源低能耗零碳排放采收及碳循環(huán)方法

閱讀：866發(fā)布：2020-05-08

專利匯可以提供化石能源低能耗零碳排放采收及碳循環(huán)方法專利檢索，專利查詢，專利分析的服務(wù)。并且本 發(fā)明 公開了一種化石 能源 低能耗零 碳 排放采收及碳循環(huán)方法，以油田、或 煤 礦、或氣藏等 地層 下的天然系統(tǒng)為化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)，將低價值有機(jī)質(zhì)用化石能源的復(fù)合本源 微 生物 發(fā)酵 ，所得發(fā)酵液、與復(fù)合本源微生物菌液、與燃燒尾氣經(jīng)化石能源的復(fù)合本源微生物在微生物電 合成氣 氛下的超潔凈吸收液，和/或其他來源的二 氧 化碳被本源復(fù)合微生物的吸收液共同持續(xù)注入所述化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)，并向所述化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)中引入自由 電子 e,同時通過 生產(chǎn)井 、注 水 井和注氣井等所有與油/礦/氣藏相聯(lián)通的井網(wǎng)進(jìn)行人工傳質(zhì)，以孕育為主，以天然 能量 的彈性驅(qū)采油、采氣。本發(fā)明適用于正在開采的、已經(jīng)采空的，和已探明尚未開采的所有油、氣藏和地下煤礦。，下面是化石能源低能耗零碳排放采收及碳循環(huán)方法專利的具體信息內(nèi)容。

1.化石能源的低能耗零碳排放采收及碳循環(huán)方法，其特征在于：以油田、或煤礦、或氣藏等地層下的天然系統(tǒng)為化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)，將低價值有機(jī)質(zhì)用化石能源的復(fù)合本源微生物發(fā)酵，所得發(fā)酵液、與復(fù)合本源微生物菌液、與燃燒尾氣經(jīng)化石能源的復(fù)合本源微生物在微生物電合成氣氛下的超潔凈吸收液，和/或其他來源二氧化碳被本源復(fù)合微生物的吸收液共同持續(xù)注入所述化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)，并向所述化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)中引入盡量多的自由電子e,同時通過生產(chǎn)井、注水井和注氣井等所有與油/礦/氣藏相聯(lián)通的井網(wǎng)進(jìn)行人工傳質(zhì)(吞吐)，以孕育為主，僅以天然能量的彈性驅(qū)少量采油、采氣，以采氣為主，一年后油氣同采，但，以自噴井采油采氣為主，非特殊情況絕不人為掠奪性強(qiáng)采。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述化石能源的低能耗零碳排放采收及碳循環(huán)方法，其特征在于：化石能源及生物質(zhì)等燃料燃燒所產(chǎn)生燃燒尾氣實施“CN201910378552.9一種靶向微生物的培菌方法及其應(yīng)用”時靶向微生物選擇性吸附的二氧化碳、氮氧化物、碳?xì)浠衔铩?a href='/zhuanli/list-17595-1.html' target='_blank'>一氧化碳、二氧化硫、以及化石燃料燃燒的煙氣中含有的微量元素，鎳、鉻、銅、磷、鐵、錳、鉛、礬、砷、汞及所述的稀土合金中的所有稀土元素，引入礦/油/氣藏，其中所述微生物吸收液中微生物的濃度不低于1億個/毫升，考慮油田/氣田/煤礦等面積較大，傳質(zhì)困難，實施方法為：每日多井注入，充分利用油井、回注井、注汽井等所有與油/礦/氣藏的通道。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述化石能源的低能耗零碳排放采收及碳循環(huán)方法，其特征在于：所述低價值有機(jī)質(zhì)分為兩類及資源化方法為：一類為石化系統(tǒng)內(nèi)的低價值有機(jī)質(zhì)，具體的原油開采、輸送、儲存及煉油化工廠所產(chǎn)生的含油廢棄物、VOCS、及深加工產(chǎn)品產(chǎn)生的含碳氮硫磷中的一種、兩種或多種的尾氣、蒸汽發(fā)器產(chǎn)生的含油水垢、設(shè)備產(chǎn)生的廢機(jī)油、廢潤滑油、廢導(dǎo)熱油、含油廢釜殘、煉化污水處理系統(tǒng)產(chǎn)生的“三泥”儲罐油泥垢等，實施“CN201910378552.9一種靶向微生物的培菌方法及其應(yīng)用”在生化寶設(shè)備綜合作用下，以化石能源的復(fù)合本源微生物在微生物電合成氣氛下發(fā)酵，培養(yǎng)多層次靶向微生物，標(biāo)的污染物為蠟質(zhì)、瀝青質(zhì)、膠質(zhì)，并使其指數(shù)倍增殖，用靶向菌菌液洗滌含油廢棄物至不含油，用為礦區(qū)地表綠化用土壤，油回收，廢菌液注入礦/油/氣藏，用以增加生物量和營養(yǎng)使原油向輕質(zhì)化轉(zhuǎn)化；
另一類為“背景”中所述及的，目前，我國每年產(chǎn)生的畜禽糞便、生活垃圾、市政污泥、農(nóng)林廢物等有機(jī)固體廢物資源化的方法為：實施“CN201910378552.9一種靶向微生物的培菌方法及其應(yīng)用”接種石化能源的復(fù)合古菌，在生化寶的綜合作用下將其資源化為油/礦/氣藏的微生物營養(yǎng)，并增加生物量，標(biāo)的污染物為木質(zhì)素、纖維素、動植物的細(xì)胞壁、細(xì)胞膜，希望將原油中的瀝青質(zhì)、膠質(zhì)分解為輕質(zhì)原油，并使低階煤中的腐殖質(zhì)、高階煤中的揮發(fā)份分解為甲烷的前驅(qū)物，發(fā)酵液注入油/礦/氣藏。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述化石能源的低能耗零碳排放采收及碳循環(huán)方法，其特征在于：向油/礦/氣藏引入電子e的方式為：
通過生化寶設(shè)備引入，生化寶設(shè)備將直流電場加載在所通過的流體上，因流體中的電解質(zhì)為導(dǎo)體，電流會導(dǎo)入所述化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)(油/礦/氣藏系統(tǒng))，同時，富含電子e、微量稀土元素、微量過度金屬元素、及碳、氮、硫、磷等營養(yǎng)的工況下會瞬間激活來自儲層的本源微生物，使其指數(shù)倍增殖，并在此工況下蠟質(zhì)、瀝青質(zhì)、膠質(zhì)為分散態(tài)而不會形成混合垢堵塞油喉、管樁、井筒、過濾器、流量計、儲罐，即使溫度變化很到如70℃到25℃也不會出現(xiàn)析蠟結(jié)垢和腐蝕，金屬腐蝕為氧腐蝕，是失去電子的過程，所以有很好的防腐蝕作用，同時二氧化碳也不會溢出，為零碳排放工藝；
設(shè)置風(fēng)力發(fā)電裝置，將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)?a href='/zhuanli/list-21677-1.html' target='_blank'>電能，通過電源控制器將交流(AC)轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?DC)再升壓至300-600V，以恒流形式通過井網(wǎng)的流體將電子傳入所述化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)(油/礦/氣藏系統(tǒng))，并周期地轉(zhuǎn)變輸入網(wǎng)井的電源極性，以防止網(wǎng)井結(jié)垢；
設(shè)置太陽能光伏發(fā)電裝置，將光能轉(zhuǎn)變電能，通過電源控制器升壓至300-600V，以恒流形式通過井網(wǎng)的流體將電子傳入所述化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)(油/礦/氣藏系統(tǒng))，并周期地轉(zhuǎn)變輸入網(wǎng)井的電源極性以防止，網(wǎng)井結(jié)垢；
設(shè)置電磁波、雷電接收裝置及接地網(wǎng)，連同設(shè)備設(shè)施靜電直接將電子導(dǎo)入所述化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)(油/礦/氣藏系統(tǒng))。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述化石能源的低能耗零碳排放采收及碳循環(huán)方法，其特征在于：為保證電子能夠順利導(dǎo)入所述化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)，網(wǎng)井內(nèi)流體應(yīng)保持充滿狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述化石能源的低能耗零碳排放采收及碳循環(huán)方法，其特征在于：對于石化系統(tǒng)內(nèi)的低價值有機(jī)質(zhì)含油廢棄物發(fā)酵及用靶向微生物菌液清洗液的溫度為30-40℃，優(yōu)選35℃，較大的垃圾、石塊等垃圾用菌液清洗至無油后用做建材，泥砂清洗至無油后作為地表綠化用土壤，對于海床上的油/礦/氣藏則作為造島土壤；
對于石化系統(tǒng)以外的低價值有機(jī)質(zhì)接種化石能源復(fù)合古菌發(fā)酵的溫度控制在16℃以上，優(yōu)選25-35℃，可以對于發(fā)酵后的，小于1mm的有機(jī)質(zhì)，如，屠宰垃圾殘渣、蔗渣、果殼、農(nóng)作物秸稈、餐廚壓榨殘渣、果蔬壓榨殘渣、豬馬牛羊糞便殘渣經(jīng)檢測生物量大于10億個/克時無需完全溶解可直接注入所述化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)((油/礦/氣藏系統(tǒng))。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述化石能源的低能耗零碳排放采收及碳循環(huán)方法，其特征在于：零排放蒸汽發(fā)生器特點為：零廢水排放、零廢熱排放、零燃燒尾氣排放，其中蒸汽發(fā)生器和蒸汽分離器的排污中所含難溶無機(jī)鹽為極其難得的納米級材料可作為微生物的載體，具有極強(qiáng)的吸附功能和催化反應(yīng)活性，非常有利于生化反應(yīng)系統(tǒng)，蒸汽分離器中的二氧化碳在本發(fā)明的多層次靶向微生物的培菌系統(tǒng)中，可直接資源化為甲醇。
蒸汽發(fā)生器的進(jìn)水為井水，和/或采出液所含水，和/或海水經(jīng)串聯(lián)連接的兩級油水系統(tǒng)免垢器(簡稱免垢器)，進(jìn)入蒸汽發(fā)生器，兩級免垢器之間用絕緣管連接，以水中所含電解質(zhì)為導(dǎo)體，通過電源控制器成為完整的直流電回路，所述電源控制器的主電路為“H”橋電路，交流(AC)220V輸入，輸出為直流(DC)20-800V可調(diào)，再通過電阻傳感器自動監(jiān)測兩個免垢器之間的電阻，當(dāng)兩級之間水的電阻升高值達(dá)到20％以上時，電源控制器自動釋放脈沖高電壓，水垢被介電擊穿，后，互為正負(fù)的兩級之間電阻回歸正常值，回歸原來的恒流運(yùn)行，如此往復(fù)運(yùn)行，還設(shè)置兩電極極性周期性互換程序，及設(shè)置旁通及閥門，可隨時在線人工檢修，保證免垢器中壓/觸電材料表面清潔，每一級免垢器在出口端底部設(shè)置排污裝置定時排除砂石態(tài)水垢；
蒸汽發(fā)生器的燃料為甲烷或原油，助燃劑為氧氣，和/或空氣，所產(chǎn)生的蒸汽和燃燒尾氣在蒸汽分離器中混合，最終免垢器的排污、蒸汽發(fā)生器的排污、蒸汽分離器的排污與蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生的水蒸氣和二氧化碳作為所述化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)的熱源，和或低價值有機(jī)質(zhì)發(fā)酵的熱源，和或其他應(yīng)用，如供暖、發(fā)電等。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述化石能源的低能耗零碳排放采收及碳循環(huán)方法，其特征在于：適用于所有的氣田、油田、地下的煤礦，也可以理解為本發(fā)明的條件為缺氧的、地下的、有一定溫度的、相對密閉的空間，包括正在開采的、探明儲量尚未開采的、尤其針對已經(jīng)采空的，因采空意味著，已經(jīng)有現(xiàn)成的井網(wǎng)及輔助設(shè)施和熟練的產(chǎn)業(yè)人員，一次投入的成本會大幅度降低。同樣也包括二氧化碳?xì)馓铮缥覈?009年探明的鶯歌海二氧化碳?xì)馓?，儲量?45億m3，分布面積324平方公里，儲層深度為1200-1600米，按照同樣的方法實施，則需要石化能源混合本源微生物量會增大一點，低價值有機(jī)質(zhì)更多，需要引入的電子更多，需要孕育的時間更長，但挑戰(zhàn)與機(jī)遇總是并存的“低價值有機(jī)質(zhì)需要更多”則意味著能夠消耗更多的有機(jī)廢棄物，能夠為國家做更大的貢獻(xiàn)，臨近經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)人口眾多的珠三角，又與長三角有海上廉價的水運(yùn)成本優(yōu)勢，可以預(yù)期是，實施本發(fā)明，鶯歌海二氧化碳?xì)馓镌杏瓿珊螅瑫蔀橛啦豢萁叩?a href='/zhuanli/list-16655-1.html' target='_blank'>天然氣田和輕質(zhì)油田，且采收成本極低，則會變真正的成“金山銀山”。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述化石能源的低能耗零碳排放采收及碳循環(huán)方法，其特征在于：人工傳質(zhì)包含井網(wǎng)布置，為傳質(zhì)均勻，宜為面積布井：注液井，油/氣井按一定的幾何形狀和密度布置于整個開發(fā)區(qū)域等面積注液和吞吐，并，繪制油、氣層壓力折算等壓圖(繪制方法與油層靜止壓力等壓圖相同)，便于科學(xué)地擬定所述化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)，局部，和/或整體的配產(chǎn)、配注方案，以人工注液、注氣和系統(tǒng)產(chǎn)氣(二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷、干酪根分解為小分子烴氣、低階煤的腐殖酸，和/或高階煤的揮發(fā)份生成甲烷等)增壓為能量以低成本的自噴井采油采氣為主。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述化石能源的低能耗零碳排放采收及碳循環(huán)方法，其特征在于：
化石能源復(fù)合古菌在“CN201910378552.9一種靶向微生物的培菌方法及其應(yīng)用”已經(jīng)公開，組成為褐煤的伴生菌，原油的伴生菌，可燃冰的伴生菌，分別培養(yǎng)，所得活性物按質(zhì)量比1:
1:1復(fù)合，后，在好氧下培養(yǎng)得到兼性好氧菌，在兼氧下培養(yǎng)得到兼性厭氧菌，應(yīng)用時按兼性好氧菌：兼性厭氧菌＝1:1接種到生化系統(tǒng)中本發(fā)明應(yīng)用的為金槳牌金槳微生物每毫升菌液含復(fù)合古菌的活菌數(shù)為50-100億個在只需接種一次，而不需要持續(xù)添加；
所述生化寶設(shè)備在“CN201510572031.9一種生化系統(tǒng)輔助設(shè)備及其應(yīng)用”公開的生化系統(tǒng)輔助設(shè)備，本發(fā)明應(yīng)用的金槳牌生化寶設(shè)備；
所述零排放蒸汽發(fā)生器中油水系統(tǒng)免垢器是基于“CN201210311135.0一種觸電/壓電材料的制備方法及其應(yīng)用”開發(fā)的，本發(fā)明應(yīng)用的為金槳牌油水系統(tǒng)免垢器；權(quán)利要求7中述及的電源控制器為“CN201510572031.9一種生化系統(tǒng)輔助設(shè)備及其應(yīng)用”公開的金槳牌電源控制器，同樣的，述及的風(fēng)力發(fā)電和太陽能光伏發(fā)電的電源控制器都是金槳牌電源控制器輸出方式都有7種，工作方式都為恒流輸出，有介電擊穿水垢的功能及電極極性周期性互換功能。
在低價值有機(jī)質(zhì)發(fā)酵過程中用到的篩分，主要目的為，靶向微生物會形成的菌膠團(tuán)，而不能低壓力順利通過80-100目的篩，以此原理培養(yǎng)多層次靶向微生物，這在
“CN201910378552.9一種靶向微生物的培菌方法及其應(yīng)用”中并未說明原理，在本發(fā)明中所述篩為離心式過濾器為金槳牌離心過濾器。

說明書全文

化石能源低能耗零碳排放采收及碳循環(huán)方法

技術(shù)領(lǐng)域

[0001] 本發(fā)明屬于化石能源開采技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種化石能源的低能耗零碳排放采收及碳循環(huán)方法。技術(shù)背景
[0002] 大氣中的二氧化碳的含量由二戰(zhàn)前的2.80×10-4(體積分?jǐn)?shù),下同)上升到4.53×10-4?(網(wǎng)查2019年8月美國數(shù)據(jù))當(dāng)前,各國的科技工作者在防止大氣“溫室效應(yīng)”綜合利用二氧化碳領(lǐng)域取得了一定的成果(以分離、固定和/或封存為主)，但是因為碳減排對經(jīng)濟(jì)增長而言是負(fù)效應(yīng)，而目前全球經(jīng)濟(jì)形勢欠佳，各個國家都面臨生存和發(fā)展的抉擇，這導(dǎo)致科技工作者的碳減排成果并沒有得到規(guī)模性實施。
[0003] 大氣中的二氧化碳還在飛速增長中(15年至19年，由3.56×10-4增到4.53×10-4)大氣中二氧化碳年均增長達(dá)到了6.8％)，我國在碳減排方面以身作則，18年取得了碳減排12％的碩果(網(wǎng)查18年數(shù)據(jù))。
[0004] 自然條件下，大氣中的二氧化碳主要通過陸地、江、河、湖、沼澤、海洋等生態(tài)環(huán)境中的植物、自養(yǎng)微生物等的光合作用和化能作用來實現(xiàn)二氧化碳的分離和轉(zhuǎn)化。
[0005] 目前利用水陸兩界植物固碳轉(zhuǎn)碳的工作在國家層面已經(jīng)在實施中。而微生物對二氧化碳的補(bǔ)集和資源化尚處于萌芽之中。
[0006] 經(jīng)發(fā)明人的實踐，轉(zhuǎn)化二氧化碳的微生物(釋放生物催化劑),可在溫和條件(指兼氧，和?/或兼性厭氧,和/或厭氧富含自由電子e及微量元素的生物合成條件)下實現(xiàn)向有機(jī)碳的轉(zhuǎn)化:?如甲烷、甲醇、乙醇、乙酸、丙酸繼而會有碳酸丙烯酸酯出現(xiàn)。吸附大量的二氧化碳，同時甲醇、乙醇、碳酸丙烯酸酯又是蠟質(zhì)、瀝青等的有效溶劑，這使稠重油的空間位阻明顯降低，有利于生化反應(yīng)的傳質(zhì)過程，為重油向輕質(zhì)油轉(zhuǎn)化創(chuàng)造了好的氛圍，這也是原油開采時二氧化碳驅(qū)油的微生物學(xué)原理，這是二氧化碳對原油開采的正效應(yīng)，同時也能夠創(chuàng)造巨大效益，這使得碳減排的人為動力更足。
[0007] 在微生物參與下的原油和煤炭的形成,和/或組份轉(zhuǎn)化過程中需要大量的自由電子e,二氧化碳為電子受體，資源化需得到自由電子e,而自由電子e從何而來呢？據(jù)發(fā)明人的認(rèn)知推測，礦油藏內(nèi)部和外部因素都有可能：1，來源于微生物對有機(jī)質(zhì)的作用，形成電子供體，如酵母增殖時會釋放大量自由電子e；2，活潑性不同的金屬礦藏產(chǎn)生的原電池反應(yīng)，如銅鋅原電池；?3，在富含有機(jī)質(zhì)、催化劑、電解質(zhì)的工況下形成天然的燃料電池(或微生物燃料電池)；4，伴生的放射性礦藏衰變時產(chǎn)生的電子；礦/油/氣藏外部的還有5，風(fēng)力摩擦產(chǎn)生的正負(fù)離子形成的靜電通過接地作用傳導(dǎo)到油/礦/氣藏；6，雷電通過接地導(dǎo)入油/礦/氣藏；7，多余一個的天體的自傳,和/或公轉(zhuǎn)切割了磁力線，產(chǎn)生電場；8，人為發(fā)射的電磁波產(chǎn)生電場，9，和或未知的原因產(chǎn)生的電場等等，但，這些礦/油/氣藏的外部因素都會因地表與油/礦/氣層儲層之間的鐵錳鎢等礦石層的阻擋，和/或吸波作用而大幅度減弱，所以要利用礦藏天然的條件實現(xiàn)實現(xiàn)二氧化碳的資源化，得借助油井或礦井或氣井通向礦/油藏中的流體，將電子e引入油/礦/氣藏,這也是自然條件下原油，和/或煤,和/或天然氣的生化反應(yīng)進(jìn)程緩慢的根本原因之一，再有，根據(jù)營養(yǎng)物決定微生物的種類和數(shù)量的基本原理推斷，因地質(zhì)構(gòu)造(如，透水性差，局部微量元素缺失等)，和/或地殼運(yùn)動(地層斷裂等)的原因改變了微生物的生存環(huán)境等導(dǎo)致傳質(zhì)過程受阻，即營養(yǎng)不能與微生物充分接觸，、而溫度劇變時，需要適應(yīng)過程，失去了靶向微生物形成的條件也是原因之一，第三，微生物的壽命一般比較短，微生物的尸體沒有相應(yīng)的微生物將其徹底分解，即沒有形成互為營養(yǎng)的生態(tài)系統(tǒng)。
[0008] 據(jù)國際能源署(IEA)不完全統(tǒng)計，2018年全球總計發(fā)電量26萬億多度，其中火力發(fā)電?17萬億度，根據(jù)1度電碳排放785克計算，全球火力發(fā)電導(dǎo)致的碳排放至少為13.345萬億公斤，其中中國火力發(fā)電49794.7億度電，因火力發(fā)電導(dǎo)致的碳排放為3.909萬億公斤。
[0009] 根據(jù)化學(xué)式CH4+2O2＝CO2+2H2O，如將二氧化碳資源化(在厭氧條件轉(zhuǎn)換為甲烷)為甲烷則有1.421萬億公斤甲烷，約合1.985萬億標(biāo)方的天然氣(0.7174公斤/標(biāo)方天然氣)。
[0010] 實際上我國除了火電的重工業(yè)還有在鋼鐵、玻璃、陶瓷、水泥、煉化、焦化、化石能源開采(煤礦、油田)等行業(yè)的產(chǎn)量與產(chǎn)能都排在國際前列，這些行業(yè)燃燒大量燃料產(chǎn)生大量二氧化碳。
[0011] 另據(jù)研究機(jī)構(gòu)CarbonBrief根據(jù)中國發(fā)布的最新統(tǒng)計數(shù)據(jù)推算，2018年中國碳排放總量達(dá)到100億噸，即10萬億公斤(如將其資源化為甲烷5.069萬億標(biāo)方的甲烷)，由此推斷我國除了火電，由重工業(yè)排放的二氧化碳應(yīng)為4-5萬億公斤。
[0012] 鄒才能、戴金星、賈承造、趙文智等院士在“973”項目：2014CB239000常規(guī)-非常規(guī)天然氣理論、技術(shù)及前景中這樣論述：世界能源從固態(tài)(木材+煤炭)、液態(tài)(石油)向氣態(tài)轉(zhuǎn)變，化石能源低碳化、新能源規(guī)模化、能源系統(tǒng)智能化正在成為能源工業(yè)發(fā)展的新趨勢，2010?年以后的能源應(yīng)用稱之為“人類第四次科技革命”，在勘、采、貯、用等方面進(jìn)行了充分研究，并預(yù)測了我國的發(fā)展前景，泰斗級老前輩們在其學(xué)術(shù)上的巨大貢獻(xiàn)中均沒有公開發(fā)表涉及到微生物在化石能源的形成中的作用機(jī)理，和/或沒有深度挖掘微生物動力學(xué)機(jī)理。
[0013] CN201810930180.1一種電發(fā)酵產(chǎn)甲烷的裝置與方法，福建農(nóng)林大學(xué)，之背景中描述：目前，我國每年產(chǎn)生的畜禽糞便、生活垃圾、市政污泥、農(nóng)林廢物等有機(jī)固體廢物超過50億噸，其中畜禽糞污約38億噸、生活垃圾約4億噸、農(nóng)林廢物約12億噸。它們既是一個重大的環(huán)境污染源，同時也是巨大的生物質(zhì)資源與能源庫，其能量價值約合10億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，肥料價值?(N、P、K與有機(jī)質(zhì))超過我國化肥的年生產(chǎn)量。有機(jī)廢物資源化是化解“環(huán)境污染”和“資源匱乏”兩大矛盾的關(guān)鍵。
[0014] 我國二氧化碳減排的任務(wù)非常艱巨，碳減排是挑戰(zhàn)，也是機(jī)遇，有智者言，污染物為放錯位置的資源。
[0015] 發(fā)明人用生化法在：中低濃度污水處理、中高濃度廢液、(餐廚壓榨液、抗生素菌絲、人類和動物糞便、屠宰垃圾滲濾液等)、循環(huán)水和鍋爐排污水處理、黑臭水體治理、垃圾填埋場生態(tài)修復(fù)、污染土壤生態(tài)修復(fù)中做到了，零碳排放，并從理論和實踐中摸索出將燃燒設(shè)備尾氣中的二氧化碳資源化的方法。
[0016] “CN201910378552.9一種靶向微生物的培菌方法及其應(yīng)用”發(fā)明人利用褐煤伴生菌、原油伴生菌、可燃冰伴生菌分別培養(yǎng)，按活性物質(zhì)量比1:1:1混合，在好氧條件下培養(yǎng)，得到兼性好氧微生物，在兼氧條件下得到兼性厭氧微生物,所得到菌液活菌數(shù)達(dá)50-100億個/毫升。應(yīng)用時兼性好氧微生物與兼性厭氧微生物按1:1接種到標(biāo)的水體中。
[0017] 對于中低濃度污水，將上述復(fù)合古菌母株按一定比例接種到A/O系統(tǒng)的各道工序中，并在生化寶和微生物燃料電池電極的綜合作用下實現(xiàn)了本源(系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生的二氧化碳)及外源?(燃燒設(shè)備或設(shè)施煙氣吸收液中的二氧化碳)二氧化碳的資源化，而且節(jié)省了大量碳源，經(jīng)生化寶技術(shù)改造后的生化系統(tǒng)的氣氛為：水中含有大量自由電子的微生物電合成環(huán)境，同時在電刺激及多種微量元素參與下，微生物表現(xiàn)為高活性，生物量快速提升，微生物燃料電池電極的存在，消除了電荷累積對生化反應(yīng)的抑制及氧化還原電位差，微量混合稀土元素的溶出濃度智能控制(通過生化寶電流控制溶出與析出量)，加速了生化反應(yīng)進(jìn)程，在兼氧氣氛中二氧化碳(包括：內(nèi)源二氧化碳由系統(tǒng)自身產(chǎn)生，和/或外源二氧化碳由燃燒設(shè)備尾氣的吸收液帶入)資源化為脂肪醇/酸，如甲醇，提高工業(yè)污水的B/C比，同時二氧化碳也被光合細(xì)菌捕獲，形成高級生命分子，如有微藻產(chǎn)生，產(chǎn)生大量氧氣，氣：水比由10-15降到了0.8-1?(供氧動力較傳統(tǒng)節(jié)省90％以上)，也有形體較大的魚蟲被發(fā)現(xiàn)，生化系統(tǒng)形成了穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)，同時，生化剩余污泥被資源化為多層次靶向微生物的營養(yǎng)，并有效減少了用于調(diào)整營養(yǎng)元素不均衡費用，最終結(jié)果水溶性有機(jī)質(zhì)被終極利用(排水達(dá)標(biāo))無機(jī)鹽分則以砂石(水垢)形態(tài)被離心過濾器從系統(tǒng)過濾出來，做到生化剩余污泥減排90％以上。
[0018] 對于中高濃度污水多采用A/C系統(tǒng)(厭氧產(chǎn)沼氣系統(tǒng)的簡稱)，接種了前述復(fù)合古菌，并在生化寶的綜合作用下，生化系統(tǒng)的氣氛為，水中含有大量自由電子的微生物電合成環(huán)境，同時在電刺激及多種微量元素參與下，微生物表現(xiàn)為高活性，生物量快速提升，在生化寶的綜合作用下實現(xiàn)了本源(系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生的二氧化碳)及外源(外加燃燒設(shè)備或設(shè)施煙氣中的二氧化碳)二氧化碳的資源化，并可在一個月內(nèi)啟動并穩(wěn)定運(yùn)行，后，沼氣中幾乎不含二氧化碳、氨氮和硫化氫，甲烷含量達(dá)到80％以上，產(chǎn)沼量提高一倍以上，沼渣無需外排，做到了完全資源化，及節(jié)省了大量調(diào)整營養(yǎng)元素不均衡的費用，最終出水達(dá)標(biāo)，沼氣中氨氮和硫化氫幾乎為零省掉了脫硫脫氨工序。(傳統(tǒng)的厭氧產(chǎn)沼氣系統(tǒng)的啟動到穩(wěn)定運(yùn)行需要6個月左右，接種顆粒污泥的成本也非常高，沼渣的排放量也是巨大的，按常規(guī)噸COD排沼渣1噸以上，沼氣中二氧化碳的含量在50％左右，沼氣中硫化氫、氨氣的含量非常高，出水的COD也比較高)
[0019] 在黑臭水體治理中，將上述復(fù)合古菌母株接種到淤積的河泥中，生化寶設(shè)備的運(yùn)行，使水體狀態(tài)為，含有大量自由電子的微生物電合成環(huán)境，同時在電刺激及多種微量元素參與下，微生物表現(xiàn)為高活性，生物量快速提升，同時加入外源二氧化碳(燃燒設(shè)備脫硫脫硝廢液復(fù)合了古菌母株)，外源二氧化碳的加入使水中的二氧化碳快速達(dá)到并維持飽和溶解態(tài)，僅10?日便滋生出大量微藻，釋放出大量氧氣，黑臭狀態(tài)很快消失，河底泥中的有機(jī)質(zhì)被快速無機(jī)化，復(fù)合古菌因失去營養(yǎng)而進(jìn)入休眠態(tài)，和/或被引入的水生動物吞食，包括微藻也會自然到一定的數(shù)量范圍，至此生態(tài)修復(fù)完成，用此方法修復(fù)的黑臭水體，具有非常強(qiáng)的自凈功能，一般不會再次形成黑臭狀態(tài)。
[0020] (注：生化寶設(shè)備本身具備自清潔機(jī)制，有效清除電極所結(jié)水垢，還可人工檢修時輔助清理水垢，以保持其功能的持續(xù)，CN201810930180.1一種電發(fā)酵產(chǎn)甲烷的裝置與方法，因電極結(jié)垢問題而無法在工業(yè)系統(tǒng)中取得實施的效益。)
[0021] 上述方案是利用復(fù)合古菌母株極易適應(yīng)不同污染物、不同環(huán)境和利用生化寶設(shè)備對微生物的電壓誘變及通過連通器原理及電解質(zhì)水溶液的導(dǎo)電性質(zhì)，將能量場、電刺激加在生化系統(tǒng)、黑臭水體、被污染的土壤、垃圾填埋場等環(huán)境下建立了，高活性的多層次靶向微生物存在的生態(tài)系統(tǒng)，可以將本源及外源的二氧化碳資源化，實現(xiàn)污水的零碳排放、環(huán)境修復(fù)等方面有積極的意義。
[0022] 但，在鋼鐵、玻璃、陶瓷、水泥、煉化、焦化、化石能源開采(煤礦、油田)等重工業(yè)-?碳排放大戶，實施“CN201910378552.9一種靶向微生物的培菌方法及其應(yīng)用”時，遇到了很大難題：雖然1，利用已有的除塵、脫硫、脫硝設(shè)施可以做到廢氣完美吸收，而達(dá)標(biāo)排放業(yè)主是歡迎的，性價比也足夠高；但是2，吸收后的二氧化碳資源化為甲烷，則需要建造巨大的生化反應(yīng)系統(tǒng)；3，及需要大量低價值有機(jī)質(zhì)(前述有機(jī)固體廢物超過50億噸/年，和/或工業(yè)廢有機(jī)物(大多已被列入危廢名錄)，這需多個職能部門協(xié)同一致，且需平衡各個單位，和/或個人的經(jīng)濟(jì)利益關(guān)系，而很難取得，而且數(shù)量缺口較大，如農(nóng)作物的秸稈、稻草、稻糠、餐廚垃圾壓榨液，生活垃圾壓榨液，地溝油、設(shè)備設(shè)施廢油(導(dǎo)熱油、潤滑油)，化工廠廢有機(jī)溶劑(甲醇、乙醇)、廢油、煉油廠廢油、屠宰垃圾壓榨液、人畜糞便等都已經(jīng)有專業(yè)公司處置，根據(jù)我國現(xiàn)有的環(huán)保法律法規(guī)之“誰污染誰治理的原則”因發(fā)展需要帶來的環(huán)境問題，國企首當(dāng)其沖。
[0023] 為實現(xiàn)國家層面的碳減排，發(fā)明人進(jìn)行了廣泛調(diào)研，我國化石能源開采現(xiàn)狀為：
[0024] 目前油田情況：我國油藏與海彎地區(qū)相比，蠟質(zhì)、瀝青、無機(jī)鹽含量普遍較高，粘稠的劣質(zhì)原油較多(60％左右)，這導(dǎo)致儲量高于采出量(現(xiàn)狀為：采收率不足35％，如我國最早的玉門油田探明儲量1.93億噸，經(jīng)80年開采累積采出量3826.5萬噸，尚不足探明儲量的?20％)(網(wǎng)查玉門油田80年慶典)，而且，開采成本居高不下，造成資源浪費，在石油開采、收集、運(yùn)輸和儲存過程產(chǎn)生大量含油固體廢物，廢油泥中原油含量通常在5-20％。這些含油固體廢物不但具有高度的可燃性，而且由于苯類、酚類和蒽類物質(zhì)的存在還表現(xiàn)出一定的生物毒性，對周邊水體、土壤和環(huán)境構(gòu)成危害，這類含油固體廢物被我國列為危險廢物，其收集、運(yùn)輸、儲存和處置受到嚴(yán)格監(jiān)管。
[0025] 含油危廢主要包括落地油土、開采油泥和儲罐底泥等。每開采1，000萬噸原油產(chǎn)生的含油固廢大約20萬噸以上。我國年產(chǎn)石油超億噸，含油微廢量不完全統(tǒng)計三百萬噸以上，而且，隨著開采的持續(xù)含油固廢的產(chǎn)出比例也在迅速增加中，蠟質(zhì)、瀝青、含鹽量等的提高給后續(xù)加工帶來了巨大的難度。
[0026] 國內(nèi)巨大的需求致使我國原油大量進(jìn)口，三桶油(中石化、中石油、中海油)和地?zé)?地方煉油企業(yè))產(chǎn)生的含油廢渣及物化和生化污泥約及油田的含油污泥合計在3000萬噸/年以上，而這些都屬于危廢，處置成本極高，按1000元/噸處理費用達(dá)到300多億元。
[0027] 目前大部分油田都進(jìn)入三次采油的高成本采油期。
[0028] 在油田原油生產(chǎn)系統(tǒng)中，因原油中含有相對較多的鈣鎂硅鍶鋇等離子及蠟質(zhì)瀝青會在采油高壓電泵、回注水高壓電泵、原油輸送管道、原油儲罐、儲罐循環(huán)泵結(jié)鍶鋇鈣鎂硅的混合水垢及腐蝕問題，即使強(qiáng)酸洗也很難去除干凈，這給原油生產(chǎn)系統(tǒng)帶來很大麻煩，也包括天然氣、煤層氣的設(shè)備也存在嚴(yán)重的結(jié)垢問題，生產(chǎn)不能連續(xù)高效運(yùn)行。
[0029] 目前煤礦情況：我國低階煤如褐煤煙煤儲量豐富，但低階煤的性價比不高，在全球范圍的環(huán)保壓力下，如何將其資源化是我國科技工作者的重要任務(wù)之一。
[0030] 煤層氣是煤層本身自生自儲式的非常規(guī)天然氣，中國埋深淺于2000米的煤層氣資源量為?36.81萬億立方米，居世界第三位。煤層氣的開發(fā)利用具有一舉多得的功效：提高瓦斯事故防范水平，具有安全效應(yīng)；有效減排溫室氣體，產(chǎn)生良好的環(huán)保效應(yīng)；作為一種高效、潔凈能源，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益，彌補(bǔ)常規(guī)能源的不足，在一定程度上改善我國的能源結(jié)構(gòu)。
[0031] 在我國煤層氣抽采率偏低，平均僅為23％，而美國、澳大利亞等主要產(chǎn)煤國家煤層氣抽采率均在50％以上。因此，如何提高煤層氣的產(chǎn)量、解決煤層氣開采的瓶頸問題是煤層氣開發(fā)研究的重點。
[0032] 目前國內(nèi)煤層氣開采的方式主要有兩種，分別為井下抽放煤層氣和地面鉆井開采煤層氣。針對地面鉆井開采煤層氣采用的輔助增產(chǎn)措施主要有壓裂技術(shù)、羽狀鉆井技術(shù)、注氣增產(chǎn)技術(shù)、微生物降解低階煤增產(chǎn)技術(shù)。
[0033] 其中煤層氣壓裂技術(shù)和羽狀鉆井技術(shù)只能從短期增加煤層氣產(chǎn)量，不能從根本上解決我國煤層氣抽采率偏低的開發(fā)現(xiàn)狀。
[0034] 經(jīng)檢索已有的化石能源的采收技術(shù)，表面上已經(jīng)完全覆蓋，但仔細(xì)推敲不足地方挺多的：?1用電的都沒有公開切實可行的用電方法；2用二氧化碳驅(qū)的都沒涉及微生物的作用，只是當(dāng)做溶劑和氣體驅(qū)動應(yīng)用；3用微生物的都想賣微生物賺錢，而沒有涉及激發(fā)系統(tǒng)自然滋生微生物；4用營養(yǎng)的忽視了烴本身就是營養(yǎng)，只是缺乏微生物能夠利用其為營養(yǎng)的條件(微量元素、稀土元素、死亡微生物的尸體產(chǎn)生抑制)；5沒有清晰的微生物在化石能源形成及組成轉(zhuǎn)化過程中的作用及微量元素、稀土元素等的催化反應(yīng)和大自然綜合孕育等的模型。比如：
[0035] CN201780086275.3微生物產(chǎn)品及其在生物修復(fù)以及去除油和天然氣生產(chǎn)和加工設(shè)備中的石蠟和其它污染物質(zhì)方面的用途,軌跡石油IP有限責(zé)任公司美國2019年9月27在中國公示.?摘要：本發(fā)明提供了基于微生物的產(chǎn)品以及其在同時提高油井的油采收率的同時有效地從油生產(chǎn)設(shè)備和含油地層中去除諸如生物膜、垢、石蠟和/或瀝青質(zhì)等污染組合物的用途。本發(fā)明還可以用于分散石蠟和瀝青質(zhì)沉淀物，并降低重質(zhì)原油的粘度。本發(fā)明進(jìn)一步提供了用于生物修復(fù)烴污染場所的材料和方法。此申請因酵母菌為單細(xì)胞微生物且?guī)ж?fù)電，且增殖過程中釋放了大量自有電子e,所以推斷此方法能夠抑制和去除金屬離子與蠟質(zhì)瀝青形成的復(fù)合垢，也因不結(jié)垢而提高生產(chǎn)效率的方法是可行的。
[0036] 推斷的依據(jù)為：發(fā)明人在“CN201210311135.0一種觸電/壓電材料的制備方法及其應(yīng)用”開發(fā)了金槳牌油水系統(tǒng)免垢器，用于油田的采油電泵、回注水泵、輸油管道、原油儲罐的防垢防腐蝕時，蠟質(zhì)、瀝青呈分散態(tài)，原油粘度下降了50％以上，原油中的生物量增加了100?倍以上，究其原因為：觸/壓電材料在擠壓或摩擦作用下產(chǎn)生大量自由電子，并形成了生物合成氣氛，同時觸電材料在高鹽的原油中溶出稀土元素和過度金屬元素，這些條件激活了本源微生物的活性，使其增殖速率達(dá)到指數(shù)倍，大量帶負(fù)電的微生物吸附了鈣鎂鍶鋇鐵錳等金屬陽離子，使其成鹽受阻，即便成鹽，在大量自由電子e參與下的結(jié)晶也不能長大，所以為分散態(tài)軟垢(球狀或針狀的文石態(tài))，后來用在了生化系統(tǒng)上，并外加直流電場，并建立了自動清潔電極水垢的機(jī)制，將污水系統(tǒng)的每道工序都作為微生物電合成的培菌系統(tǒng)，還輔助設(shè)置了微生物燃料電池電極，微生物增效非常明顯見，發(fā)明人公開了
CN201510572031.9一種生化系統(tǒng)輔助設(shè)備及其應(yīng)用，更進(jìn)一步地，以可燃冰的伴生菌、原油的伴生菌、褐煤的伴生菌，分別培養(yǎng)，按1:1:1活性物的質(zhì)量比混合的復(fù)合物(此組合包括了煤的本源微生物、原油的本源微生物、可燃冰的本源微生物)為母株，在生化寶的綜合作用下能夠培養(yǎng)馴化出適合多種有機(jī)質(zhì)的多層次靶向微生物，能夠?qū)⑵渲鸺壗到?，包括生化剩余污泥、有機(jī)垃圾、含碳氮硫磷的VOCS，燃燒設(shè)備尾氣吸收及生化處理的實用性方法當(dāng)然也包括低階煤、蠟質(zhì)、瀝青等工業(yè)垃圾。發(fā)明人又公開了CN201910378552.9一種靶向微生物的培菌方法及其應(yīng)用。
[0037] 此美國申請的不足之處：
[0038] 1，所加營養(yǎng)都為優(yōu)質(zhì)碳源，沒有考慮到廉價的二氧化碳作為優(yōu)質(zhì)碳源，而二氧化碳在生化寶的綜合作用及兼氧微生物的作用下可產(chǎn)脂肪酸、醇等優(yōu)質(zhì)碳源的，也沒有考慮到維生素是可以由微生物產(chǎn)生的，如維生素生物合成最難的VB12能夠從污水處理系統(tǒng)外排的生化剩余污泥中提煉的，所以說，此申請雖利用微生物卻沒有深度挖掘微生物潛力，也沒有在生產(chǎn)上考慮碳減排。而且有機(jī)碳源及維生素是持續(xù)添加的，從商業(yè)角度考量是有利的，但從化石能源是大自然對人類的饋贈，不可再生的角度考慮，此申請僅考慮掠奪是不可取的，此發(fā)明，相處相當(dāng)于給油井吃了興奮劑--給酵母提供優(yōu)質(zhì)營養(yǎng)來快速增加生物量的方式使其增產(chǎn)，加劇了人類對自然資源的掠奪，違背了“道法自然、自然而然”的科技創(chuàng)新的大原則，我們科技工作者要做的“不是改變自然，而應(yīng)該順應(yīng)自然”；
[0039] 2，關(guān)于鐵、鋅、鎳、錳、銅、鉻、鉛等微量元素的加入只考慮了增產(chǎn)原油的一方面，而沒有考慮重金屬是要在后續(xù)煉制過程中屬于污染物；
[0040] 3，關(guān)于抗生素的加入，需考慮微生物在抗生素的作用下有誘發(fā)出超級細(xì)菌或病毒的可能，尤其是在營養(yǎng)異常豐富的油田，一旦發(fā)生對整個人類而言是災(zāi)難性的，其實在此專利實施條件下沒必要加抗生素的，人們只是想象中需要抑制鐵細(xì)菌，和硫酸鹽還原菌，微生物最重要的屬性為營養(yǎng)競爭，所以當(dāng)所加酵母菌數(shù)量足夠，且有活性時，根本不可能需要對鐵細(xì)菌和硫酸鹽還原菌進(jìn)行抑制(雖然油田普遍應(yīng)用抗生素，但大多忽略了抗生素的副作用對生態(tài)環(huán)境的巨大隱患)；
[0041] 4，關(guān)于對被原油污染的土壤的修復(fù)，此申請實際上只是做衛(wèi)生，同樣屬于污染轉(zhuǎn)移法，只是能夠洗干凈，較其他移除方法可能成本不高，而生態(tài)修復(fù)需要更進(jìn)一步地將有機(jī)質(zhì)資源化、不能資源化的徹底無機(jī)化，但此申請并沒有給出環(huán)境修復(fù)的進(jìn)一步的方案，所以此權(quán)利要求無法實施，只是概念而已；
[0042] 5，在油井增產(chǎn)工藝中應(yīng)用的試化驗手段復(fù)雜，需專家級人員值守才能實現(xiàn)其增產(chǎn)目的，而且成本高昂，沒有性價比可言。
[0043] CN200910014037.9利用工業(yè)廢水和工業(yè)廢氣提高原油采收率的方法,中石化勝利油田分公司采油工藝研究院,摘要：一種利用工業(yè)廢水和工業(yè)廢氣提高原油采收率的方法，包括將含有碳水化合物的工業(yè)廢水和含有二氧化碳的工業(yè)廢氣注入油層，在油層環(huán)境下進(jìn)行發(fā)酵反應(yīng)，生成生物表面活性劑、CO2、H2等代謝產(chǎn)物，步驟如下：A、工業(yè)廢水的預(yù)處理，除去較大的顆粒物質(zhì)及調(diào)節(jié)pH＝6.0～9.0；B、預(yù)處理后的工業(yè)廢水與激活劑、發(fā)酵菌菌液的比例為?100000∶10～100∶1～5，以5～100m3/h的排量在低于油層破裂壓力下和工業(yè)廢氣以0.5～?10×103Nm3/h的排量同時與油井注入水一起注入地層；C、長期連續(xù)以任意比例與油井注入水共同注入地層，在地層內(nèi)進(jìn)行微生物發(fā)酵反應(yīng)，生成有利于提高地層原油采收率的代謝產(chǎn)物。本發(fā)明廣泛應(yīng)用于石油開發(fā)與開采工藝中。
[0044] 此申請存在如下問題而無法實施：
[0045] 1，工業(yè)污水尤其是化工污水的運(yùn)輸是被環(huán)保等職能部門嚴(yán)格監(jiān)管的，所以根本不可能得到實施；
[0046] 2，工業(yè)廢氣也存在同樣的存在法律、法規(guī)的限制，而很難實施；
[0047] 3，工業(yè)污水和工業(yè)廢氣即使不存在法律、法規(guī)的限制，a按常規(guī)情況分析，此申請中，工業(yè)污水需持續(xù)添加發(fā)酵菌菌液(菌液添加量10-50PPm)、激活劑(激活劑100-1，000PPm)?此處理成本已經(jīng)高于大部分工業(yè)污水的處理成本；b，氣體運(yùn)輸也存在嚴(yán)重的性價比的問題,?如果將混合燃燒尾氣壓縮成液態(tài)，因成分復(fù)雜，目前還有很多技術(shù)問題沒有解決，不宜規(guī)模實施。所以由“a”“b”可知此申請不可能得到實施；
[0048] 4，此申請并未給出發(fā)酵菌菌液的獲得方法及種類，這更阻礙了此申請的實施。
[0049] CN200980116909.0刺激生物源甲烷從含烴地層中生成的方法,合成基因組股份有限公司?(美國),摘要：本發(fā)明描述了鑒定在含烴地層中用于甲烷的生物源生成的刺激劑的方法。方法包括用于確定基因產(chǎn)物(即是在烴到甲烷的轉(zhuǎn)化涉及的多種途徑中的酶)的微生物核酸序列信息的使用。由本發(fā)明的方法鑒定的酶和刺激劑能夠例如通過添加至煤層和煤層氣井在用于提高生物源甲烷的生成的工藝中使用。
[0050] 此專利申請，是將烴分解的酶及按申請方法所述的方法鑒定的限定的產(chǎn)生所述酶的微生物聚集體連同所述底物、反應(yīng)物或輔因子一起引入煤床中，以利于烴的分解并產(chǎn)生甲烷，但是，沒有給出高性價比的能夠取得，能分解烴產(chǎn)生甲烷的酶，及其產(chǎn)生相應(yīng)的酶的微生物聚集體、所述底物、反應(yīng)物、輔因子的方法，這使得此申請無法在含烴地層的規(guī)模實施，或沒有實用性。
[0051] 此申請中關(guān)于煤層氣在背景中所述是錯誤的，煤層氣生物源生成被錯誤的認(rèn)為是微生物降解煤的結(jié)果；熱源生成為有機(jī)物或油熱裂解結(jié)果，因原理不清楚，導(dǎo)致研究和實施方向的錯誤。
[0052] CN201910378552.9一種靶向微生物的培菌方法及其應(yīng)用中這樣描述甲烷的生成過程，現(xiàn)摘錄如下：生化系統(tǒng)輔助設(shè)備(金槳牌生化寶)應(yīng)用于A/C厭氧產(chǎn)沼氣的機(jī)理探索：針對中高濃度有機(jī)污染物的處理方法為厭氧產(chǎn)沼氣，作用過程如下：
[0053] 第一步，水解：即，將水不溶性的碳水化合物、多糖(細(xì)胞壁-纖維素、細(xì)胞膜-殼聚糖)、蛋白質(zhì)、脂肪類在兼性厭氧條件下溶解及消化；
[0054] 第二步，第一步的代謝產(chǎn)物(碳水化合物、肽、高級脂肪酸等)，在兼性厭氧條件下，被產(chǎn)酸微生物進(jìn)一步降解，產(chǎn)生低級脂肪酸、醇、氫氣、二氧化碳；
[0055] 第三步，產(chǎn)乙酰微生物，利用各種有機(jī)酸和醇產(chǎn)生乙酸鹽；
[0056] 第四步，產(chǎn)甲烷：乙酸鹽被產(chǎn)甲烷菌直接利用而產(chǎn)生CH4、一個碳的化合物(甲醇、甲酸、甲胺等)、CO2、H2，被親氫產(chǎn)甲烷菌(或促乙酰產(chǎn)甲烷菌)利用而產(chǎn)CH4；
[0057] 第五步，實質(zhì)是與第一步，和/或第二步，和/或第三步，和/或第四步同時發(fā)生即產(chǎn)生相對應(yīng)的微生物，但，微生物的壽命很短，必須建立良好的生態(tài)系統(tǒng)才能持續(xù)穩(wěn)定地發(fā)生。
[0058] 很明顯，增產(chǎn)煤層氣(甲烷)，首先需要有足夠多的產(chǎn)甲烷原料即上述第四步的產(chǎn)物，這些，來源于褐煤煙煤等低階煤，高階煤揮發(fā)份的逐級降解，需要的是產(chǎn)甲烷古菌的伴生菌，酶是由相對應(yīng)的伴生菌產(chǎn)生的，如果靠人工發(fā)酵制得再按申請所述所述加入，而放棄大自然的孕育與賜予，獲得的價值會遠(yuǎn)小于所投入的成本；同等重要的要的，需有足夠多的產(chǎn)甲烷菌產(chǎn)甲烷，產(chǎn)甲烷菌的增殖在CN201510572031.9一種生化系統(tǒng)輔助設(shè)備及其應(yīng)用和?CN201910378552.9一種靶向微生物的培菌方法及其應(yīng)用兩個申請中公開的方法性價比遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于此申請，而且操作非常簡單，無需專家級工作人員值守，所以，此申請的可操作性存在很大問題。
[0059] CN201180023725.7含碳地層生物轉(zhuǎn)化的原位電刺激,克里斯能量有限公司(美國),摘要：本發(fā)明公開了對微生物菌群例如地層中的諸如包含產(chǎn)甲烷菌和其他細(xì)菌的微生物菌群進(jìn)行刺激，用以從煤或其他含碳材料中生產(chǎn)甲烷和其他燃料或燃料前體的方法，還公開了用以提高含碳材料如煤向甲烷和其他有用烴類產(chǎn)物的生物轉(zhuǎn)化方法，其中所述菌群響應(yīng)物理性或化學(xué)性電刺激。此申請存在如下問題：
[0060] 一、1、放入地層中的電極會因很快結(jié)垢而失去電刺激的功能，而無法實現(xiàn)對本源或外源微生物實現(xiàn)電刺激及輸入自由電子e；
[0061] 2、再有因微生物細(xì)胞壁或細(xì)胞膜兩側(cè)的特殊結(jié)構(gòu)，對連續(xù)的電刺激是不響應(yīng)的，一般地，選用間斷性供電的直流電源，但根據(jù)所有權(quán)利要求中1-20中要求的“其中所述電能的輸送是連續(xù)的”而且未能教導(dǎo)最有效的電刺激的方式。
[0062] 由“1”“2”可知此申請沒有可行性。
[0063] 二、地層環(huán)境為巨大的生物反應(yīng)系統(tǒng)，加入營養(yǎng)元素、微量元素、配置緩沖溶液、外源微生物引入等的操作只適合實驗室規(guī)模的傳質(zhì)條件優(yōu)良、反應(yīng)充分、風(fēng)險可控的小系統(tǒng)，作為機(jī)理研究之用。如在偌大的地層環(huán)境實施，卻沒有教導(dǎo)，和/或在實施例中示范，具體的實施方式，困難諸多實用性存在問題，而不可能實現(xiàn)。
[0064] 三、關(guān)于二氧化碳向甲烷轉(zhuǎn)化的原理沒弄明白，此申請錯誤的認(rèn)為，二氧化碳通過微生物向甲烷轉(zhuǎn)化的化學(xué)方程式為：CO2+8H++8e-→CH4+2H2O。
[0065] 公認(rèn)的，二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷雖形式簡單，但經(jīng)歷的生命過程非常復(fù)雜，是在多種酶(催化劑)及微生物的特殊結(jié)構(gòu)或?qū)傩宰饔孟峦瓿傻模趸寂c酸根離子及電子參與下是不能生成甲烷的。業(yè)界公知的有兩條途徑：
[0066] A，有足夠氫氣和較低氧化還原電位時(-400mv以下)，通過親氫產(chǎn)甲烷菌的作用，將氫氣和二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷，此美國申請者忽視了H+與H2的天壤之別；
[0067] B，在氧化還原電位較高(-400--100mv)，且氫氣不足時，在微生物電合成的氛圍下生成甲醇，再經(jīng)過促乙酰微生物的作用，形成乙酸鹽而被產(chǎn)乙酰產(chǎn)甲烷菌利用產(chǎn)甲烷。這在污水系統(tǒng)的厭氧系統(tǒng)和兼氧系統(tǒng)中得到驗證，見(CN201910378552.9一種靶向微生物的培菌方法及其應(yīng)用實施過程中的厭氧系統(tǒng)和水解酸化系統(tǒng))
[0068] 關(guān)于油泥資源化的探索很多，以溶劑萃取法、焦化法最為完美，但因投入大、能耗高、帶來二次污染等原因，而沒有得到規(guī)模實施；涉及到微生物法的很多，發(fā)現(xiàn)并館藏了多株能夠消解烴及其衍生物的微生物，也有多個專利和文獻(xiàn)公開，但，國內(nèi)外的進(jìn)展多處于機(jī)理研究階段，因各方面原因，并沒有規(guī)模實施，但所有微生物法的探索的共同點是：忽略了油田的本源微生物不但沒有因原油采到地面而消亡，而且非常容易適應(yīng)各種環(huán)境的基本事實，如，我們從原油、原油求產(chǎn)井、落地油、露天堆置的油泥、被原油污染的土壤、隔油池、浮選池、儲油罐，采油和煉化企業(yè)含油污水生化處理系統(tǒng)中可以分離出能夠消解，和/或以原油為營養(yǎng)的的多種微生物。
[0069] 發(fā)明人在“CN201510572031.9一種生化系統(tǒng)輔助設(shè)備及其應(yīng)用”實施過程中發(fā)現(xiàn)，復(fù)合古菌濃度在生化寶的綜合作用下，微生物濃度達(dá)到億/毫升濃度級別時，油泥的有機(jī)組份與無機(jī)組份會剝離，而且會將原油的含鹽量(TDS)由30萬mg/L左右，降到5,000mg/L以下，得到幾乎不含油的無機(jī)泥沙，這表現(xiàn)出靶向微生物的極強(qiáng)的凈洗功能和電解質(zhì)吸附功能，所利用的原理為：復(fù)合古菌在適宜的微生物電合成氣氛下，及多種微量元素都存在的環(huán)境中的增殖是指數(shù)倍的，只要有營養(yǎng)，條件適宜，并不需要持續(xù)添加的。
[0070] CN201510664969.3一種利用微生物回收含油危險廢物中原油的方法，北京理工大學(xué),摘要：本發(fā)明涉及一種利用高效微生物將落地油土/油泥/底泥資源化處理的方法，屬于固體廢物資源化處理技術(shù)領(lǐng)域。將來自采油和煉油行業(yè)的落地油土/油泥/底泥經(jīng)過過篩去除碎塊后與無機(jī)鹽營養(yǎng)液按一定固液比投入生物泥漿反應(yīng)器中，接入高效微生物菌群，運(yùn)行3-9天后，原油與基底分離并在曝氣作用下上浮至液面實現(xiàn)回收，原油回收率60-90％，危廢原油殘留量的質(zhì)量比為0.5-3.0％。本發(fā)明利用微生物復(fù)配菌將含油危廢中原油分離提取，使油土/油泥/底泥中原油含量大幅降低，該方法操作簡單、綠色環(huán)保、成本低廉、資源回收、具有較高的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效。
[0071] 此申請中減少了油泥的含油量60-90％，有一定的積極意義，但前后是矛盾的：1，一方面說菌種來源各地油田的本源微生物，但卻沒有給出如何利用本源微生物的方法，而需要大量加入人工培養(yǎng)的的微生物菌種，這樣操作的成本會很高，規(guī)模應(yīng)用時性價比打了折扣；2，同時原油微生物的資源化，只是收集而已，并未進(jìn)一步挖掘本源微生物的潛力！且，并未給出切實可行的收集方案，只是概念上提出并未在申請中實施；3，砂石、垃圾、雜物上的含油并沒有給出妥善的解決方法；4，后續(xù)的泥漿、含油雜物、已除掉60-90％但含部分原油的基物如油泥、油土、儲罐底部含油污垢等如何處理沒有給出方案，而這些都被定義為危廢，因這些危廢的存在，導(dǎo)致解決方案不完整，是不可能得到規(guī)模性實施的，而且有可能增加了危廢的處理總量。
[0072] CN200980111019.0低排放發(fā)電和烴采收系統(tǒng)及方法,?？松梨谏嫌窝芯抗?摘要:提供了在烴采收方法中低排放發(fā)電的方法和系統(tǒng)。一個系統(tǒng)包括低排放發(fā)電的集成的壓力保持和混相驅(qū)動系統(tǒng)。可選的系統(tǒng)提供了使用熱氣體膨脹器和外部燃燒器的低排放發(fā)電、碳分離、提高采收率法采油(EOR)或二氧化碳出售。另一可選的系統(tǒng)提供了使用氣體發(fā)電輪機(jī)以在入口壓縮機(jī)中壓縮空氣并使用膨脹器內(nèi)的熱二氧化碳充載氣體發(fā)電的低排放發(fā)電。通過合并熱交叉交換、脫鹽設(shè)備、共生產(chǎn)和其它特征可以獲得其它功效。
[0073] 此專利申請涉及氮、氧、二氧化碳、烴燃料在低排放的烴采收方法中發(fā)電方法和裝置，利用煙氣膨脹做工發(fā)電，理論上可行的，但會帶來煙氣凈化、酸露點控制、發(fā)電機(jī)葉輪防垢、動平衡等一系列實際必然發(fā)生的問題，而此申請沒有對上述問題給出解決方案，更沒有考慮引導(dǎo)微生物的力量使礦/油藏中的烴直接轉(zhuǎn)化為人類需要的且便宜開采的組份，EOR變得不必要了，或更低排放技術(shù)，使得其方法和裝置變得完全不必要了。
[0074] CN201180066823.9零排放蒸汽發(fā)生方法,清潔能源系統(tǒng)股份有限公司；帕克斯頓公司；帕拉芒特資源有限公司,摘要:本發(fā)明提供一種新穎的方法，以由與熱力采收的原油同時產(chǎn)出的未經(jīng)處理的水直接產(chǎn)生蒸汽，且將該蒸汽和燃燒產(chǎn)物注入到烴儲層中以采收烴以及封存在蒸汽產(chǎn)生期間產(chǎn)生的部分二氧化碳。本發(fā)明去掉了熱力采油的持續(xù)的額外水的需求和用于再使用產(chǎn)出水的地表處理的需求，從而得到改進(jìn)的工藝效率、降低的環(huán)境影響和改進(jìn)的經(jīng)濟(jì)價值。其核心是應(yīng)用了在美國專利5,680,764和6,170,624中教導(dǎo)的“含氧燃料蒸汽發(fā)生器”，直接用原油含有的水，不經(jīng)過除鹽、除油處理，直接進(jìn)進(jìn)入“含氧燃料蒸汽發(fā)生器”，產(chǎn)出的蒸汽，與燃燒氣體混合，去除所有的傳熱表面并導(dǎo)致比典型的汽包鍋爐或單程蒸汽發(fā)生器更高的熱效率，因為沒有熱量與煙氣一起損失，而做到零排放。
[0075] 此申請沒有公開是如何做到高礦化度，且含油的“臟”水進(jìn)入所述“蒸汽發(fā)裝器”時的結(jié)垢、腐蝕、持續(xù)運(yùn)行中的檢修及維護(hù)等的情況，實施例中也無水垢排出，明顯不具備可持續(xù)性，且并非嚴(yán)格意義的零排放：因“臟水”蒸發(fā)形成的含油、鹽分、重金屬的水垢屬于危廢范疇，零排放的只是二氧化碳而已。
[0076] 再有所產(chǎn)生的蒸汽量及溫度壓力等參數(shù)未公開，能否達(dá)到熱力采油的要求也未知。所以存在是否有實用性的問題。
[0077] 發(fā)明人在“CN201210311135.0一種觸電/壓電材料的制備方法及其應(yīng)用”于2010年7月?9日，在某鋼廠60噸/小時蒸發(fā)量的余熱發(fā)電鍋爐上的應(yīng)用，在不加任何藥劑也不用電的條件下，以河水作為鍋爐進(jìn)水經(jīng)過觸電材料時的摩擦力作用下產(chǎn)生大量自由電子e,使水中的鈣鎂硅鐵錳鍶鋇等易成垢的離子，在蒸發(fā)濃縮時形成文石態(tài)軟垢(球狀或針狀)不會附著在受熱面上，隨鍋爐排污排出，同時除垢溶垢作用非常明顯，將用除鹽水時的老垢溶解脫落，而且修復(fù)了應(yīng)用藥劑時的腐蝕，形成了新的鈍化膜，從而保證鍋爐能夠持續(xù)運(yùn)行，經(jīng)過過熱器的蒸汽的品質(zhì)符合國標(biāo)導(dǎo)則中進(jìn)電汽輪機(jī)發(fā)電的標(biāo)準(zhǔn)，目前已經(jīng)運(yùn)行9年多時間；
2010年11?月2日在某玻璃廠的6噸/小時蒸發(fā)量余熱鍋爐上，以循環(huán)水的排污水經(jīng)觸電材料直接進(jìn)鍋爐，不用電和任何藥劑工況下除垢、溶垢、防垢、防腐蝕作用非常明顯，目前也持續(xù)運(yùn)行9年多時間。
[0078] 為解決觸電材料本身結(jié)垢需定期檢修的問題，將觸電材料分裝成兩組電極，之間用絕緣管聯(lián)通，在兩組電極之間施加直流電場，形成直流恒流電回路，通過自動檢測兩電極組之間的電阻及介電擊穿來保持觸電材料表面的清潔，并以電極極性自動轉(zhuǎn)換輔助電極表面的進(jìn)一步清潔，進(jìn)一步地將水垢從排污裝置排除以消除累積隱患，更進(jìn)一步地，設(shè)置旁路及隔斷閥門便于隨時不停產(chǎn)人工檢修，以保證生產(chǎn)的正常開展。
[0079] 由此判斷此美國申請的新穎性和實用性存在嚴(yán)重問題。

發(fā)明內(nèi)容

[0080] 為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種化石能源低能耗零碳排放采收及碳循環(huán)方法，發(fā)明人對已有壓/觸電材料應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，并向油藏引入誘導(dǎo)本源微生物技術(shù)，研發(fā)出比CN2011800668239中述及的更理想的“含氧燃料蒸汽發(fā)生器”，對“臟水”濃縮產(chǎn)生的危廢油垢資源化，做到完全意義的零排放。而且只需在冬季地面溫度較低時，在對廢油泥資源化時需要對油泥砂提供合適的溫度，以便于使其徹底無機(jī)化，低價值有機(jī)質(zhì)資源化，而非熱力采油的嚴(yán)苛條件，并對靶向微生物進(jìn)行誘導(dǎo)，油/礦藏以產(chǎn)氣(甲烷)為主，輕質(zhì)油為輔，將三次采油的成本降為一次采油的成本，孕育循環(huán)式開采，而不是掠奪性開采，所開發(fā)的蒸汽發(fā)生器，真正做到了零排放：燃燒尾氣及熱能資源化，油砂、油泥、油垢資源化為建材或油/礦區(qū)土壤修復(fù)。
[0081] 進(jìn)一步地，本發(fā)明為采煤、采油、采氣零碳排放技術(shù)，是以采空或正在開采的地下煤礦/?油田/氣藏為巨大的化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)，對地層下油/礦/氣藏的本源微生物引導(dǎo)或誘導(dǎo)包括，1，提供適宜的溫度(一般地儲層溫度不需要調(diào)整),2，吞吐、壓裂等傳質(zhì)手段,3，提供本源微量元素和稀土元素，4，提供富含自由電子的微生物電合成氣氛，5，以復(fù)合本源微生物誘導(dǎo)出分解蠟質(zhì)、瀝青、膠質(zhì)、低階煤中的有機(jī)組份、分解本源微生物的尸體等的多層次靶向微生物，在以上因素共同作用且協(xié)同增效下，激發(fā)了微生物的活性，并增殖了生物量，從而建立了化石能源礦藏的本源微生物的互為營養(yǎng)的生態(tài)系統(tǒng)，以產(chǎn)甲烷，和/或輕質(zhì)油為主，使稠油中的蠟質(zhì)、瀝青分解為輕質(zhì)原油而便于開采、并協(xié)同或?qū)ｉT處理低價值有機(jī)廢料、靶向微生物吸收的燃燒尾氣、VOCS等的吸收液，靶向微生物清洗油砂、油泥、油垢的廢菌液，注入油/礦/氣藏，從而盤活采空的油田、煤礦、氣藏等的固定資產(chǎn)，以完成我國化石能源的碳循環(huán)，使其能夠永久性的采油、采氣，并以低成本的天然彈性驅(qū)采氣為主。
[0082] 進(jìn)一步地，在油田/煤礦/氣藏的注汽井、生產(chǎn)井、回注井、儲罐、隔油池、回注水處理系統(tǒng)等所有工序加裝生化寶設(shè)備，并向油井/煤礦/氣田加入“CN201910378552.9一種靶向微生物的培菌方法及其應(yīng)用”公開的復(fù)合古菌母株，初次添加量為單日采出液量的總和，加入燃燒設(shè)備的尾氣吸收液，此吸收液來自于“CN201910378552.9一種靶向微生物的培菌方法及其應(yīng)用”中靶向微生物選擇性吸附的二氧化碳、氮氧化物、碳?xì)浠衔铩?a href='/zhuanli/list-17595-1.html' target='_blank'>一氧化碳、二氧化硫、以及化石燃料燃燒的煙氣中含有的微量元素，鎳、鉻、銅、磷、鐵、錳、鉛、礬、砷、汞及所述的稀土合金中的所有稀土元素，引入礦/油/氣藏，其中所述微生物吸收液中微生物的濃度不低于1億個/毫升。
[0083] 進(jìn)一步地，設(shè)置以油田廢油泥砂、蒸發(fā)器廢油垢、煉化企業(yè)的蒸餾釜含油廢釜殘、“含油三泥”儲罐清罐油泥，油垢為標(biāo)的污染物以生化寶設(shè)備培養(yǎng)多層次靶向微生物的培菌系統(tǒng)，同時將油泥、油砂、油垢中的原油清洗至含油率0.1-0.3％，后，作為油/礦/氣藏地表的土壤修復(fù)之用(或出售)，并回收原油，后，將培養(yǎng)好的多層次靶向微生物通過回注井注入地下礦?/油/氣藏。
[0084] 進(jìn)一步地，設(shè)置風(fēng)力發(fā)電裝置，將所獲得的交流電轉(zhuǎn)換為直流電，經(jīng)整流升壓，再通過井網(wǎng)內(nèi)流體直接將電子引入礦/油/氣藏，彌補(bǔ)觸電材料電極板不便宜無限大的不足，并可通過電源控制器的恒流設(shè)置介電擊穿水垢和極性周期性轉(zhuǎn)換預(yù)防因井網(wǎng)結(jié)垢，阻礙電子的傳輸效率，以滿足二氧化碳作為電子受體在微生物的作用下合成甲烷、甲醇、或其他脂肪族烴或其衍生物，所需要的大量自由電子。
[0085] 進(jìn)一步地，設(shè)置太陽能光伏發(fā)電裝置，所得直流電經(jīng)升壓，再經(jīng)井網(wǎng)中的流體，將電子引入礦/油/氣藏，彌補(bǔ)觸電材料電極板不便宜無限大的不足，并可通過電源控制器的恒流設(shè)置介電擊穿水垢和極性周期性轉(zhuǎn)換預(yù)防因井網(wǎng)結(jié)垢，阻礙電子的傳輸效率，以滿足二氧化碳作為電子受體在微生物的作用下合成甲烷、甲醇，或其他脂肪族烴或其衍生物，所需要的大量自由電子。
[0086] 進(jìn)一步地，設(shè)置電磁波、雷電接收裝置及接地網(wǎng)，連同設(shè)備設(shè)施靜電直接將電子引入礦/?油/氣藏，彌補(bǔ)觸電材料電極板不便宜無限大的不足，以滿足二氧化碳作為電子受體在微生物的作用下合成甲烷、甲醇，或其他脂肪族烴或其衍生物，所需要的大量自由電子。
[0087] 為便于對本發(fā)明的理解，需要進(jìn)一步指出是：
[0088] 1、鎳、鉻、銅、鈣、鎂、鐵、錳、鉛、礬、砷、汞、鍶、鋇及多種稀土等元素在富含電子e的氣氛下會形成分子態(tài)，如碳酸鈣、硫酸鋇等，但結(jié)晶不會長大，而擁有巨大的比表面積，表現(xiàn)為難溶的納米級復(fù)鹽的形式存在，這種結(jié)構(gòu)本身具有極強(qiáng)的催化活性，而作為營養(yǎng)及微生物的著床材料，能夠形成微環(huán)境，和/或化學(xué)反應(yīng)的催化床，屬于納米應(yīng)用技術(shù)的一種，類似于天然的蒙脫石、凹凸棒石、海泡石等在穩(wěn)定之前的納米結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)使得油/礦/氣藏的微生物的量足夠大成為可能；
[0089] 2、對烴燃料作用的模型有：干酪根熱裂解模型、“有機(jī)質(zhì)接力成氣”模型、微生物電合成微生物模型、燃料電池模型，幾種模型都有不足之處，都不能完美詮釋大自然的奧秘，發(fā)明人對微生物相對熟悉，本發(fā)明基于生化反應(yīng)的事實，本著尊重自然、順應(yīng)自然的原則，以引導(dǎo)自然之力為主，如太陽能光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、雷電，萬有引力等，壓/觸電材料及直流電場為輔，將化石燃料的本源微生物、本源微量元素、多能級稀土元素和二氧化碳加入礦/?油藏，使其在相對好的傳質(zhì)條件、自由電子e充足的氣氛下，在油/礦/氣藏巨大的缺氧氣氛下，及微生物受到抑制(儲層的高溫高壓環(huán)境到達(dá)地面的常溫常壓環(huán)境、接觸空氣、電刺激、重金屬、放射性等)會快速啟動繁殖復(fù)制機(jī)制，完成二氧化碳在地層下轉(zhuǎn)化成我們需要的甲烷甲醇等小分子的清潔能源，藉以實現(xiàn)化石能源的碳循環(huán)；
[0090] 3、發(fā)明人基于對可見的生化系統(tǒng)的認(rèn)知，如，污水處理系統(tǒng)(AO，和/或AC)、垂釣場、水產(chǎn)養(yǎng)殖、黑臭水體、垃圾填埋場、沼澤、湖泊等生化系統(tǒng)，因傳質(zhì)受阻，靶向物種受限，而很難形成互為營養(yǎng)的生態(tài)系統(tǒng)，推斷：油/礦藏的生化系統(tǒng)因地質(zhì)結(jié)構(gòu)，和/或地殼變動等因素，其生化系統(tǒng)不能形成互為營養(yǎng)的生態(tài)系統(tǒng)，同時因微生物的壽命很短，其死亡的微生物的細(xì)胞壁、細(xì)胞膜(纖維素、木質(zhì)素、甲殼素等)會形成累積，發(fā)明人推測或許形成原油中的膠質(zhì)，和/或瀝青質(zhì)的前身。
[0091] 4、油/礦藏的深度為600-5000米之間，多數(shù)為1300-1500米，相應(yīng)地溫在60-150℃之間，且大多數(shù)不超過100℃，發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，即使在極端惡劣條件的油/礦/氣藏，如，高溫?(超過100℃)、高壓(達(dá)到500Mpa)、高礦化度(達(dá)到30萬mg/L)及相對密閉等極端條件下，其本源微生物以“僵尸”菌的形式依然存在著，到達(dá)地表后，會以某種形式蘇醒，并顯示極高的生物活性，我國的油/礦/氣藏只有很少超過100℃所以，我們在將油/礦/氣藏作為化學(xué)反應(yīng)(包括生物化學(xué)反應(yīng))系統(tǒng)時油藏的溫度、壓力是次要考慮因素，礦化度高則有利于電子傳導(dǎo)，自由電子e量、吞吐等人工傳質(zhì)、本源微生物的生物量、微量元素及稀土催化劑是最主要的考慮條件。附圖說明
[0092] 此處的附圖被并入說明書中并構(gòu)成本說明書的一部分，示出了符合本發(fā)明的實施例，并與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0093] 圖1為本發(fā)明流程示意總圖。
[0094] 圖2為采油及煉油含油廢棄物、尾氣VOCS用復(fù)合本源微生物發(fā)酵，通過洗滌、吸收達(dá)到采油煉油零排放的工藝流程示意圖。
[0095] 圖3為將外源(石化系統(tǒng)之外)低價值有機(jī)質(zhì)用復(fù)合本源微生物資源化為本源微生物的工藝流程示意圖。
[0096] 圖4為低價值有機(jī)質(zhì)以復(fù)合本源微生物資源化、油/礦/氣藏溫度控制用熱源及零排放蒸汽發(fā)生器示意流程圖。
[0097] 圖5為油/礦/氣藏傳質(zhì)吞吐及生化寶設(shè)備作用于油/礦/氣藏井網(wǎng)的布置和安裝示意圖。
[0098] 圖6為油氣藏折算壓力等壓圖。

具體實施方式

[0099] 下面將結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0100] 化石能源的低能耗零碳排放采收及碳循環(huán)方法，其特點是：以油田、或煤礦、或氣藏等地層下的天然系統(tǒng)為化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)，將低價值有機(jī)質(zhì)用化石能源的復(fù)合本源微生物發(fā)酵，所得發(fā)酵液、與復(fù)合本源微生物菌液、與燃燒尾氣經(jīng)化石能源的復(fù)合本源微生物在微生物電合成氣氛下的超潔凈吸收液，和/或其他來源二氧化碳被本源復(fù)合微生物的吸收液共同持續(xù)注入所述化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)，并向所述化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)中引入盡量多的自由電子e,同時通過生產(chǎn)井、注水井和注氣井等所有與油/礦/氣藏相聯(lián)通的井網(wǎng)進(jìn)行人工傳質(zhì)(吞吐)，以孕育為主，僅以天然能量的彈性驅(qū)少量采油、采氣，以采氣為主，一年后油氣同采，但，以自噴井采油采氣為主，非特殊情況絕不人為掠奪性強(qiáng)采。
[0101] 化石能源及生物質(zhì)等燃料燃燒所產(chǎn)生燃燒尾氣實施“CN201910378552.9一種靶向微生物的培菌方法及其應(yīng)用”時靶向微生物選擇性吸附的二氧化碳、氮氧化物、碳?xì)浠衔?、一氧化碳、二氧化硫、以及化石燃料燃燒的煙氣中含有的微量元素，鎳、鉻、銅、磷、鐵、錳、鉛、礬、砷、汞及所述的稀土合金中的所有稀土元素，引入礦/油/氣藏，其中所述微生物吸收液中微生物的濃度不低于1億個/毫升，考慮油田/氣田/煤礦等面積較大，傳質(zhì)困難，實施方法為：每日多井注入，充分利用油井、回注井、注汽井等所有與油/礦/氣藏的通道。
[0102] 所述低價值有機(jī)質(zhì)分為兩類及資源化方法為：一類為石化系統(tǒng)內(nèi)的低價值有機(jī)質(zhì)，具體的原油開采、輸送、儲存及煉油化工廠所產(chǎn)生的含油廢棄物、VOCS、及深加工產(chǎn)品產(chǎn)生的含碳氮硫磷中的一種、兩種或多種的尾氣、蒸汽發(fā)器產(chǎn)生的含油水垢、設(shè)備產(chǎn)生的廢機(jī)油、廢潤滑油、廢導(dǎo)熱油、含油廢釜殘、煉化污水處理系統(tǒng)產(chǎn)生的“三泥”儲罐油泥垢等，實施“CN201910378552.9一種靶向微生物的培菌方法及其應(yīng)用”在生化寶設(shè)備綜合作用下，以化石能源的復(fù)合本源微生物在微生物電合成氣氛下發(fā)酵，培養(yǎng)多層次靶向微生物，標(biāo)的污染物為蠟質(zhì)、瀝青質(zhì)、膠質(zhì)，并使其指數(shù)倍增殖，用靶向菌菌液洗滌含油廢棄物至不含油，用為礦區(qū)地表綠化用土壤，油回收，廢菌液注入礦/油/氣藏，用以增加生物量和營養(yǎng)使原油向輕質(zhì)化轉(zhuǎn)化；
[0103] 另一類為“背景”中所述及的，目前，我國每年產(chǎn)生的畜禽糞便、生活垃圾、市政污泥、農(nóng)林廢物等有機(jī)固體廢物資源化的方法為：實施“CN201910378552.9一種靶向微生物的培菌方法及其應(yīng)用”接種石化能源的復(fù)合古菌，在生化寶的綜合作用下將其資源化為油/礦/氣藏的微生物營養(yǎng)，并增加生物量，標(biāo)的污染物為木質(zhì)素、纖維素、動植物的細(xì)胞壁、細(xì)胞膜，希望將原油中的瀝青質(zhì)、膠質(zhì)分解為輕質(zhì)原油，并使低階煤中的腐殖質(zhì)、高階煤中的揮發(fā)份分解為甲烷的前驅(qū)物，發(fā)酵液注入油/礦/氣藏。
[0104] 向油/礦/氣藏引入電子e的方式為：
[0105] 通過生化寶設(shè)備引入，生化寶設(shè)備將直流電場加載在所通過的流體上，因流體中的電解質(zhì)為導(dǎo)體，電流會導(dǎo)入所述化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)(油/礦/氣藏系統(tǒng))，同時，富含電子e、微量稀土元素、微量過度金屬元素、及碳、氮、硫、磷等營養(yǎng)的工況下會瞬間激活來自儲層的本源微生物，使其指數(shù)倍增殖，并在此工況下蠟質(zhì)、瀝青質(zhì)、膠質(zhì)為分散態(tài)而不會形成混合垢堵塞油喉、管樁、井筒、過濾器、流量計、儲罐，即使溫度變化很到如70℃到25℃也不會出現(xiàn)析蠟結(jié)垢和腐蝕，金屬腐蝕為氧腐蝕，是失去電子的過程，所以有很好的防腐蝕作用，同時二氧化碳也不會溢出，為零碳排放工藝；
[0106] 設(shè)置風(fēng)力發(fā)電裝置，將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，通過電源控制器將交流(AC)轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?(DC)再升壓至300-600V，以恒流形式通過井網(wǎng)的流體將電子傳入所述化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)(油/?礦/氣藏系統(tǒng))，并周期地轉(zhuǎn)變輸入網(wǎng)井的電源極性，以防止網(wǎng)井結(jié)垢；
[0107] 設(shè)置太陽能光伏發(fā)電裝置，將光能轉(zhuǎn)變電能，通過電源控制器升壓至300-600V，以恒流形式通過井網(wǎng)的流體將電子傳入所述化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)(油/礦/氣藏系統(tǒng))，并周期地轉(zhuǎn)變輸入網(wǎng)井的電源極性以防止，網(wǎng)井結(jié)垢；
[0108] 設(shè)置電磁波、雷電接收裝置及接地網(wǎng)，連同設(shè)備設(shè)施靜電直接將電子導(dǎo)入所述化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)(油/礦/氣藏系統(tǒng))；
[0109] 為保證電子能夠順利導(dǎo)入所述化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)，網(wǎng)井內(nèi)流體應(yīng)保持充滿狀態(tài)。
[0110] 對于石化系統(tǒng)內(nèi)的低價值有機(jī)質(zhì)含油廢棄物發(fā)酵及用靶向微生物菌液清洗液的溫度為?30-40℃，優(yōu)選35℃，較大的垃圾、石塊等垃圾用菌液清洗至無油后用做建材，泥砂清洗至無油后作為地表綠化用土壤，對于海床上的油/礦/氣藏則作為造島土壤；
[0111] 對于石化系統(tǒng)以外的低價值有機(jī)質(zhì)接種化石能源復(fù)合古菌發(fā)酵的溫度控制在16℃以上，優(yōu)選25-35℃，可以對于發(fā)酵后的，小于1mm的有機(jī)質(zhì)，如，屠宰垃圾殘渣、蔗渣、果殼、農(nóng)作物秸稈、餐廚壓榨殘渣、果蔬壓榨殘渣、豬馬牛羊糞便殘渣經(jīng)檢測生物量大于10億個/?克時無需完全溶解可直接注入所述化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)((油/礦/氣藏系統(tǒng))。
[0112] 零排放蒸汽發(fā)生器特點為：零廢水排放、零廢熱排放、零燃燒尾氣排放，其中蒸汽發(fā)生器和蒸汽分離器的排污中所含難溶無機(jī)鹽為極其難得的納米級材料可作為微生物的載體，具有極強(qiáng)的吸附功能和催化反應(yīng)活性，非常有利于生化反應(yīng)系統(tǒng)，蒸汽分離器中的二氧化碳在本發(fā)明的多層次靶向微生物的培菌系統(tǒng)中，可直接資源化為甲醇。
[0113] 蒸汽發(fā)生器的進(jìn)水為井水，和/或采出液所含水，和/或海水經(jīng)串聯(lián)連接的兩級油水系統(tǒng)免垢器(簡稱免垢器)，進(jìn)入蒸汽發(fā)生器，兩級免垢器之間用絕緣管連接，以水中所含電解質(zhì)為導(dǎo)體，通過電源控制器成為完整的直流電回路，所述電源控制器的主電路為“H”橋電路，交流(AC)220V輸入，輸出為直流(DC)20-800V可調(diào)，再通過電阻傳感器自動監(jiān)測兩個免垢器之間的電阻，當(dāng)兩級之間水的電阻升高值達(dá)到20％以上時，電源控制器自動釋放脈沖高電壓，水垢被介電擊穿，后，互為正負(fù)的兩級之間電阻回歸正常值，回歸原來的恒流運(yùn)行，如此往復(fù)運(yùn)行，還設(shè)置兩電極極性周期性互換程序，及設(shè)置旁通及閥門，可隨時在線人工檢修，保證免垢器中壓/觸電材料表面清潔，每一級免垢器在出口端底部設(shè)置排污裝置定時排除砂石態(tài)水垢；
[0114] 蒸汽發(fā)生器的燃料為甲烷或原油，助燃劑為氧氣，和/或空氣，所產(chǎn)生的蒸汽和燃燒尾氣在蒸汽分離器中混合，最終免垢器的排污、蒸汽發(fā)生器的排污、蒸汽分離器的排污與蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生的水蒸氣和二氧化碳作為所述化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)的熱源，和或低價值有機(jī)質(zhì)發(fā)酵的熱源，和或其他應(yīng)用，如供暖、發(fā)電等。
[0115] 適用于所有的氣田、油田、地下的煤礦，也可以理解為本發(fā)明的條件為缺氧的、地下的、有一定溫度的、相對密閉的空間，包括正在開采的、探明儲量尚未開采的、尤其針對已經(jīng)采空的，因采空意味著，已經(jīng)有現(xiàn)成的井網(wǎng)及輔助設(shè)施和熟練的產(chǎn)業(yè)人員，一次投入的成本會大幅度降低。同樣也包括二氧化碳?xì)馓铮缥覈?009年探明的鶯歌海二氧化碳?xì)馓?，儲量?45億m3，分布面積324平方公里，儲層深度為1200-1600米，按照同樣的方法實施，則需要石化能源混合本源微生物量會增大一點，低價值有機(jī)質(zhì)更多，需要引入的電子更多，需要孕育的時間更長，但挑戰(zhàn)與機(jī)遇總是并存的“低價值有機(jī)質(zhì)需要更多”則意味著能夠消耗更多的有機(jī)廢棄物，能夠為國家做更大的貢獻(xiàn)，臨近經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)人口眾多的珠三角，又與長三角有海上廉價的水運(yùn)成本優(yōu)勢，可以預(yù)期是，實施本發(fā)明，鶯歌海二氧化碳?xì)馓镌杏瓿珊?，會成為永不枯竭的天然氣田和輕質(zhì)油田，且采收成本極低，則會變真正的成“金山銀山”；
[0116] 人工傳質(zhì)包含井網(wǎng)布置，為傳質(zhì)均勻，宜為面積布井：注液井，油/氣井按一定的幾何形狀和密度布置于整個開發(fā)區(qū)域等面積注液和吞吐，并，繪制油、氣層壓力折算等壓圖(繪制方法與油層靜止壓力等壓圖相同)，便于科學(xué)地擬定所述化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)，局部，和/或整體的配產(chǎn)、配注方案，以人工注液、注氣和系統(tǒng)產(chǎn)氣(二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷、干酪根分解為小分子烴氣、低階煤的腐殖酸，和/或高階煤的揮發(fā)份生成甲烷等)增壓為能量以低成本的自噴井采油采氣為主。
[0117] 化石能源復(fù)合古菌在“CN201910378552.9一種靶向微生物的培菌方法及其應(yīng)用”已經(jīng)公開，組成為褐煤的伴生菌，原油的伴生菌，可燃冰的伴生菌，分別培養(yǎng)，所得活性物按質(zhì)量比1:1:1復(fù)合，后，在好氧下培養(yǎng)得到兼性好氧菌，在兼氧下培養(yǎng)得到兼性厭氧菌，應(yīng)用時按兼性好氧菌：兼性厭氧菌＝1:1接種到生化系統(tǒng)中本發(fā)明應(yīng)用的為金槳牌金槳微生物每毫升菌液含復(fù)合古菌的活菌數(shù)為50-100億個在只需接種一次，而不需要持續(xù)添加；
[0118] 所述生化寶設(shè)備在“CN201510572031.9一種生化系統(tǒng)輔助設(shè)備及其應(yīng)用”公開的生化系統(tǒng)輔助設(shè)備，本發(fā)明應(yīng)用的金槳牌生化寶設(shè)備；
[0119] 所述零排放蒸汽發(fā)生器中油水系統(tǒng)免垢器是基于“CN201210311135.0一種觸電/壓電材料的制備方法及其應(yīng)用”開發(fā)的，本發(fā)明應(yīng)用的為金槳牌油水系統(tǒng)免垢器；權(quán)利要求7中述及的電源控制器為“CN201510572031.9一種生化系統(tǒng)輔助設(shè)備及其應(yīng)用”公開的金槳牌電源控制器，同樣的，述及的風(fēng)力發(fā)電和太陽能光伏發(fā)電的電源控制器都是金槳牌電源控制器輸出方式都有7種，工作方式都為恒流輸出，有介電擊穿水垢的功能及電極極性周期性互換功能。
[0120] 在低價值有機(jī)質(zhì)發(fā)酵過程中用到的篩分，主要目的為，靶向微生物會形成的菌膠團(tuán)，而不能低壓力順利通過80-100目的篩，以此原理培養(yǎng)多層次靶向微生物，這在“CN201910378552.9一種靶向微生物的培菌方法及其應(yīng)用”中并未說明原理，在本發(fā)明中所述篩為離心式過濾器為金槳牌離心過濾器。
[0121] 實施例1
[0122] 玉門油田現(xiàn)狀：玉門油田已開發(fā)7個油田，分別為：老君廟、石油溝、鴨兒峽、白楊河、單北、青西、酒東，探明地質(zhì)儲量1.93億噸，80年累積采油量3826.5萬噸，尚不足探明儲量的20％)，也就是說至少有80％還在儲層中未采出，2015年，在冊采油井1460口，注水井540口，年產(chǎn)液量160萬噸，年注水量200萬噸，年產(chǎn)原油46萬噸，平均單井日產(chǎn)油0.86?噸，年虧損額數(shù)億元。本發(fā)明的實施先從老君廟油田開始實施，取得明顯效益后再延伸至其他六個油田。
[0123] 地質(zhì)條件：處于酒泉盆地，主要為層狀砂巖油藏，滲透率屬于中低，老君廟油田儲層溫度為30℃，現(xiàn)有油井1062口，回注井393口，油藏面積134平方公里油，總產(chǎn)液量為3188?噸/日，廢油泥25噸/日左右，油田電廠，二氧化碳排量不低于881.78噸/日(資源化可得到?320噸甲烷/日，即451616標(biāo)方甲烷/日，年可產(chǎn)甲烷11.68萬噸)(按4.1億度電/年，排放?785克二氧化碳/度電)
[0124] 實施方案：
[0125] 一、利用基于“201210311135.0一種觸電/壓電材料的制備方法及其應(yīng)用”開發(fā)的金槳牌油-水系統(tǒng)免垢器，設(shè)置蒸汽發(fā)生器，目的為給油田采油產(chǎn)生的廢油泥砂、隔油池廢油、儲罐廢油泥，煉化污水處理系統(tǒng)的“三泥”、儲罐油泥砂、油垢、蒸餾釜含油廢釜殘、廢機(jī)油、廢潤滑油、廢導(dǎo)熱油等等低價值含油危廢資源化處置時的熱源。位置在靠近產(chǎn)氣井和回注井，以便于將煙氣，和煙氣吸收液直接注入儲層，將煙氣中的水和二氧化碳直接資源化，水源為油田井水(不需要做任何軟化除鹽處理，可直接進(jìn)入所述蒸汽發(fā)生器)；
[0126] 二、將電廠產(chǎn)生的二氧化碳資源化：實施“CN201910378552.9一種靶向微生物的培菌方法及其應(yīng)用”時靶向微生物選擇性吸附的二氧化碳、氮氧化物、碳?xì)浠衔?、一氧化碳、二氧化硫、以及化石燃料燃燒的煙氣中含有的微量元素，鎳、鉻、銅、磷、鐵、錳、鉛、礬、砷、汞及所述的稀土合金中的所有稀土元素，引入礦/油/氣藏，其中所述微生物吸收液中微生物的濃度不低于1億個/毫升，考慮油田面積較大，傳質(zhì)困難，實施方法為：每日多井注入，充分利用油井、回注井、注汽井等所有與油藏的通道。
[0127] 三、按“CN201910378552.9一種靶向微生物的培菌方法及其應(yīng)用”建立靶向微生物培菌系統(tǒng)，標(biāo)的污染物(低價值有機(jī)質(zhì)或稱為營養(yǎng))為：最容易得到的，煉化廠“三泥”、儲罐廢油泥砂、油垢、含油廢釜殘、廢導(dǎo)熱油、廢機(jī)油、廢潤滑油、油田廢油泥砂、蒸汽發(fā)生器廢油垢等，以高濃度靶向微生物菌液清洗至含油率0.1-0.3％，后，將不含油的泥沙作為油田地表的生態(tài)修復(fù)之用，油回收，將廢菌液注入油藏；
[0128] 四、按“CN201910378552.9一種靶向微生物的培菌方法及其應(yīng)用”建立低價值有機(jī)質(zhì)培菌系統(tǒng)，標(biāo)的污染物為：城市垃圾滲濾液、餐廚壓榨液、及其有機(jī)廢渣、農(nóng)作物秸稈發(fā)酵滲濾液、果蔬垃圾發(fā)酵液及其他所有低價值有機(jī)物，發(fā)酵液直接注入油藏；
[0129] 五、在煉化廠，和或其他化工廠按“CN201910378552.9一種靶向微生物的培菌方法及其應(yīng)用”中以靶向微生物吸收的VOCS吸收液直接注入油藏；
[0130] 六、將風(fēng)電、太陽能光伏所發(fā)電能以金槳牌生化寶電源控制器轉(zhuǎn)換直流電(效率最高)?的形式，并防止油井壁與引入油藏的接觸點因結(jié)垢而影響電子傳導(dǎo)效率，提供電刺激的同時，為所注入的二氧化碳提供自由電子e,；
[0131] 七、將油田接地網(wǎng)、設(shè)備屏蔽網(wǎng)與井網(wǎng)良好接地，將雷電、靜電、電磁波所產(chǎn)生的各種方式產(chǎn)生的電能導(dǎo)入油藏(盡管效率不高，但屬于低成本挖潛)；
[0132] 八、在所有生產(chǎn)井、回注井、注氣井安裝生化寶，并一次性注入3188噸復(fù)合古菌母株菌液(注：日產(chǎn)液量為3188噸，且只需引種一次)，后，吞吐45日，吞吐的好處除了傳質(zhì)作用，還有激活本源微生物的作用，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，本源微生物從地下高壓環(huán)境達(dá)到地面后進(jìn)行了快速的繁殖復(fù)制，這對增加生物量非常有益，后，只采氣，觀察油藏壓力變化，一年后開始采油，采油以低成本的自噴井自噴為主。
[0133] 實施效果：1，本實施方案使油藏實現(xiàn)如下條件：高濃度本源微生物、大量自由電子e的存工況下，不但使膠質(zhì)、蠟質(zhì)、瀝青質(zhì)、無機(jī)鹽形成的復(fù)合垢得以溶解，解決了管樁、油喉、油藏、儲罐、輸油管線、高壓泵堵塞的難題，而且實現(xiàn)了油與細(xì)砂泥的分離和解堵，自噴井產(chǎn)油中幾乎不含砂、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)，從原理上徹底解決了再次結(jié)垢堵塞的問題；2，靶向微生物分解了蠟質(zhì)、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)，使原油的品質(zhì)向輕質(zhì)化、低鹽化發(fā)展；3，二氧化碳在厭氧、富含自由電子、靶向微生物作用下生成甲烷、甲醇等而得以資源化，且僅油田電場二氧化碳資源化就可增收3.3億元/年，(注：天然氣中幾乎不含二氧化碳和硫化氫，含少量氮氣)估計玉門油田的7個油田可資源化二氧化碳1000萬噸二氧化碳以上，預(yù)期可資源化為364萬噸甲烷/年則產(chǎn)值在100億元以上，還可以在碳交易中獲利200億美元(按國際碳交易為20美元/噸二氧化碳核算)。其預(yù)期收益遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于采油的收益！
[0134] 此方法可推廣至玉門油田其他的6個油田，及其他油田、氣藏、地下煤礦。
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