[发明专利]一种利用本源菌提高煤层气产量的方法

权利要求书

1.一种利用本源菌提高煤层气产量的方法，其特征在于，包括以下步骤:

(1)产甲烷菌群落的富集和培养：从目标区域采集煤样和水样，进行产甲烷菌群落的富集培养和发酵，得到发酵液；

(2)超声波耦合超临界CO₂处理：利用实验室运维管理系统，在实验室分析超声波耦合超临界CO₂处理煤层试样的最佳条件，并在最佳条件下对目标煤层进行处理；

(3)微生物降解煤：将所述步骤(1)获得的发酵液注入所述目标煤层，持续检测注入井口气体组分和甲烷浓度变化，并利用排水降压排采的方式收集甲烷；

所述步骤(1)包括以下步骤：

Ⅰ.在煤层气井口处进行取样，样品瓶预先灭菌且充满氮气，水样取满至瓶中无空气残留，24小时之内以遮光的方式送入厌氧培养箱内；

Ⅱ.以目标煤层为碳源，从所述步骤Ⅰ产出水样中培育其中的微生物菌群，富集培养的温度为所述目标煤层温度，添加适宜的营养基和微量元素，初始矿化度和PH值均与采出水样一致，通过反复的培养和转接获得微生物群落；

Ⅲ.提炼所述步骤Ⅱ微生物群落中的水解发酵细菌、产氢产乙酸菌、硫酸盐还原菌和产甲烷菌，分别进行分离和纯化，各菌种纯化3代后，挑取不同菌株组合，植入至培养基中，对比产甲烷量的高低，以30天为周期；

Ⅳ.将所述步骤Ⅲ中最有利菌种或不同配伍的菌种组合数量进行扩增，在发酵罐中将所述步骤Ⅲ发现的累计产甲烷量最高的菌种或菌种进行微生物发酵，扩增菌种数目，增强菌种活性。

2.如权利要求1所述的一种利用本源菌提高煤层气产量的方法，其特征在于，所述步骤(2)中的实验室运维管理系统包括服务器、数据收集模块、数据处理模块和控制模块；

所述数据收集模块、所述数据处理模块和所述控制模块分别与所述服务器通讯连接；

所述数据收集模块与所述数据处理模块通讯连接，用于采集所述超声波耦合超临界CO₂处理煤层试样的实验参数，所述实验参数包括温度、压力、时间和单位质量煤被生物降解产出的甲烷量；

所述数据处理模块与所述控制模块通讯连接，用于分析所述数据收集模块采集到的信息，计算出最佳的实验参数，即单位质量煤被生物降解产出的甲烷量最多的时刻的温度、压力和时间；

所述控制模块，用于设置超声波耦合超临界CO₂处理煤层试样的实验参数以及显示所述数据处理模块的分析结果。

3.如权利要求1所述的一种利用本源菌提高煤层气产量的方法，其特征在于，所述步骤Ⅲ中的菌株组合包括：a.水解发酵细菌、产氢产乙酸菌、b.硫酸盐还原菌、c.产甲烷菌、d.水解发酵细菌、产氢产乙酸菌+硫酸盐还原菌、e.水解发酵细菌、产氢产乙酸菌+产甲烷菌、f.硫酸盐还原菌+产甲烷菌、g.水解发酵细菌、产氢产乙酸菌+硫酸盐还原菌+产甲烷菌。

4.如权利要求2所述的一种利用本源菌提高煤层气产量的方法，其特征在于，所述步骤(2)包括以下步骤：

Ⅰ.在实验室，利用目标煤样制备所述煤层试样，进行所述超声波耦合超临界CO₂处理，进入所述实验室运维管理系统，确定所述超声波耦合超临界CO₂处理实验煤层的最佳实验条件，包括温度、压力、时间；

Ⅱ.按照所述步骤Ⅰ中确定的温度、压力、时间，对目标煤层进行所述超声波耦合超临界CO₂处理，萃取、溶解煤中部分有机物，改善煤层孔隙、裂隙结构，促进甲烷解吸；

Ⅲ.在生产井口收集产出的甲烷，以降低煤层压力。

5.如权利要求1所述的一种利用本源菌提高煤层气产量的方法，其特征在于，所述步骤(3)包括以下步骤：

Ⅰ.检测生产井口的气体成分和浓度变化，采用煤层气井常规钻孔方式将所述步骤(1)中获得的发酵液缓慢注入经所述步骤(2)处理的目标煤层中，并及时封孔；

Ⅱ.待甲烷浓度满足利用条件时，通过排水降压排采的方式将生产的甲烷进行开采并利用。

6.如权利要求1所述的一种利用本源菌提高煤层气产量的方法，其特征在于，所述步骤(1)采用克隆文库技术分析所述产甲烷菌群落结构，通过qPCR技术定量分析菌种。