Способ добычи водорода из подземных геотермальных пластов

1. Способ обработки пласта для извлечения водорода, включающий:
бурение в достаточно горячем пласте с целью облегчения протекания в воде внутри пласта по меньшей мере одной из реакций газификации или конверсии водяного газа; и
обеспечение скважины в пласте и по меньшей мере одной проницаемой для водорода или протонов мембраны, создающей добываемый газовый или протонный поток из пласта через скважину и по меньшей мере одну проницаемую для водорода или протонов мембрану, причем по меньшей мере одна проницаемая для водорода или протонов мембрана выполнена так, чтобы обеспечивать возможность прохождения водорода или протонов из пласта в поток добычи и отфильтровывать газообразные продукты, отличные от водорода или протонов, из потока добычи.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что кислород может быть удален внутри пласта реакциями окисления.
3. Способ по пп. 1-2, отличающийся тем, что пласт по меньшей мере вблизи ствола скважины может естественным образом иметь достаточную температуру или может быть доведен до достаточной температуры посредством экзотермических реакций, термоядерных процессов или распада, фононной или акустической стимуляции, инжекции горячего материала, электромагнитного излучения или электрического сопротивления.
4. Способ по пп. 1-3, отличающийся тем, что по меньшей мере одна проницаемая для водорода или протонов мембрана содержит по меньшей мере один из материалов на основе палладия (Pd), ванадия (V), тантала (Та), ниобия (Nb), платины (Pt), или графена, или сополимеров фторполимера на основе сульфированного тетрафторэтилена.
5. Способ по п. 1 или 4, отличающийся тем, что по меньшей мере одна проницаемая для водорода мембрана содержит сплавы палладия и меди, или сополимеры фторполимера на основе сульфированного тетрафторэтилена, или их комбинацию.
6. Способ по пп. 1-5, отличающийся тем, что по меньшей мере одна проницаемая для водорода мембрана содержит керамический слой, и/или проницаемый или непроницаемый структурный слой из металла или металлического сплава, и/или полимерную мембрану.
7. Способ по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что по меньшей мере часть по меньшей мере одной проницаемой для водорода мембраны расположена в по меньшей мере части скважины, которая находится внутри или вблизи пласта.
8. Способ по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что по меньшей мере одна проницаемая для водорода мембрана расположена ниже по потоку относительно добывающей скважины.
9. Способ по любому из пп. 1-8, отличающийся тем, что пористый материал расположен внутри, позади или впереди по меньшей мере одной проницаемой для водорода мембраны внутри или ниже по потоку относительно скважины.
10. Способ по любому из пп. 1-9, отличающийся тем, что большая часть добываемого потока газа состоит из водорода.
11. Система для извлечения водорода из геотермального пласта, содержащая: устройство для дополнительного нагрева пласта при необходимости; скважину, расположенную с возможностью добычи текучей среды из пласта; и проницаемую для водорода или протонов мембрану, выполненную так, чтобы обеспечивать возможность прохождения водорода из пласта в поток добычи и отфильтровывать продукты, отличные от водорода, из потока добычи.
12. Система по п. 11, отличающаяся тем, что устройство для инициирования нагрева пласта при необходимости содержит по меньшей мере одно из: инжекции химического вещества для экзотермических реакций, электромагнита, радиочастотной антенны или инжектора горячего материала.
13. Система по п. 11 или 12, отличающаяся тем, что добываемый водород потребляется в устройстве топливного электрохимического элемента, или используется для гидрогенизации химических веществ, или сжигается с целью генерирования пара для генерирования энергии или генерирования пара для применений в целях теплообмена.
14. Способ извлечения вещества, состоящего из водорода или протонов, из подземного пласта, содержащего это вещество, причем способ включает этапы:
обеспечение добывающей скважины в пласте;
обеспечение в добывающей скважине по меньшей мере одной проницаемой мембраны, причем по меньшей мере одна проницаемая мембрана выполнена так, чтобы обеспечивать возможность прохождения вещества через нее с одновременным предотвращением прохождения другого содержимого пласта;
обеспечение возможности вхождения вещества в добывающую скважину;
обеспечение возможности прохождения вещества через по меньшей мере одну проницаемую мембрану; и
осуществление добычи вещества на поверхность.
15. Способ по п. 14, отличающийся тем, что этап осуществления добычи вещества на поверхность следует за этапом обеспечения возможности прохождения вещества через по меньшей мере одну проницаемую мембрану.
16. Способ по п. 14, отличающийся тем, что этап обеспечения возможности вхождения вещества в добывающую скважину следует за этапом обеспечения возможности прохождения вещества через по меньшей мере одну проницаемую мембрану.
17. Способ по п. 14, отличающийся тем, что вещество представляет собой водород.
18. Способ по п. 17, отличающийся тем, что по меньшей мере одна проницаемая мембрана представляет собой мембрану, проницаемую для водорода.
19. Способ по п. 14, отличающийся тем, что вещество представляет собой протоны.
20. Способ по п. 19, отличающийся тем, что по меньшей мере одна проницаемая мембрана представляет собой мембрану, проницаемую для протонов.
21. Способ по п. 14, отличающийся тем, что добывающая скважина содержит ствол добывающей скважины.
22. Способ по п. 21, отличающийся тем, что этап обеспечения возможности вхождения вещества в добывающую скважину включает обеспечение возможности вхождения вещества в ствол добывающей скважины.
23. Способ по п. 22, отличающийся тем, что ствол добывающей скважины обсажен по меньшей мере одной проницаемой мембраной.
24. Способ по п. 14, отличающийся тем, что по меньшей мере одна проницаемая мембрана состоит из материала, выбранного из группы, состоящей из палладия, ванадия, тантала, ниобия, платины, графема, сополимеров фторполимера на основе сульфированного тетрафторэтилена и любой их комбинации.
25. Способ по п. 14, отличающийся тем, что по меньшей мере одна проницаемая мембрана состоит из материала, выбранного из группы, состоящей из сплавов палладия, сплавов меди, сополимеров фторполимера на основе сульфированного тетрафторэтилена и любой их комбинации.
26. Способ по п. 14, отличающийся тем, что по меньшей мере одна проницаемая мембрана состоит из компонента, выбранного из группы, состоящей из керамического слоя, проницаемой металлической конструкции, непроницаемой металлической конструкции, слоя из металлического сплава, полимерной мембраны и любой их комбинации.
27. Способ по п. 14, отличающийся тем, что часть по меньшей мере одной проницаемой мембраны расположена в по меньшей мере части скважины, которая находится внутри или вблизи пласта.
28. Способ по п. 14, отличающийся тем, что по меньшей мере одна проницаемая мембрана расположена в верхней по стволу части скважины.
29. Способ по п. 14, отличающийся тем, что дополнительно включает этап обеспечения пористого материала, расположенного внутри, позади или впереди по меньшей мере одной проницаемой мембраны, расположенной в любом месте внутри скважины или в верхней по стволу части скважины.
30. Способ по п. 14, отличающийся тем, что дополнительно включает этап нагревания пласта до температуры, вызывающей формирование вещества внутри пласта.
31. Способ по п. 30, отличающийся тем, что этап нагревания пласта включает этап, выбранный из группы, состоящей из инжекции химического вещества, вызывающего экзотермические реакции, применения электромагнита, применения радиочастотной антенны, применения инжектора горячего материала и любой их комбинации.
32. Способ по п. 17, отличающийся тем, что добываемый водород потребляют в устройстве топливного электрохимического элемента, используют для реакций гидрогенизации, сжигают с целью генерирования пара для генерирования энергии или сжигают с целью генерирования пара для применений в целях теплообмена.