[發(fā)明專利]一種提高煤層氣采收率的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410363562.2
• 申請日: 2014-07-29
• 公開（公告）號: CN104295276A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭紅光;李治剛;王飛
• 申請（專利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類號: E21B43/22
• 分類號: E21B43/22
• 代理公司: 太原市科瑞達(dá)專利代理有限公司 14101
• 代理人: 江淑蘭

1.一種提高煤層氣采收率的方法，其特征在于：包括以下步驟：

Ⅰ培養(yǎng)微生物菌群：收集目標(biāo)煤層氣田地質(zhì)資料，采集煤樣和產(chǎn)出水樣，培養(yǎng)產(chǎn)甲烷混合菌群；

Ⅱ超臨界CO₂預(yù)處理：在實驗室，利用煤樣試件模擬煤層原位結(jié)構(gòu)，分析超臨界CO₂預(yù)處理的最適條件；在煤層氣田現(xiàn)場，對目標(biāo)煤層進(jìn)行超臨界CO₂預(yù)處理；

Ⅲ微生物降解煤：將Ⅰ中獲得的菌液緩慢注入超臨界CO₂預(yù)處理后的目標(biāo)煤層中，監(jiān)測氣體成分和濃度變化，利用煤層氣抽采方式將產(chǎn)生的甲烷采出利用。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高煤層氣采收率的方法，其特征在于：具體包括以下步驟：

（1）收集目標(biāo)煤層氣田地質(zhì)資料，采集煤樣和產(chǎn)出水樣，利用分子生態(tài)學(xué)方法對所取煤樣和產(chǎn)出水樣進(jìn)行厭氧菌群檢測；

（2）以煤為唯一碳源，同時提供營養(yǎng)成分，在實驗室內(nèi)富集、培養(yǎng)降解煤產(chǎn)甲烷的厭氧微生物菌群；以單位質(zhì)量煤產(chǎn)出的甲烷量和產(chǎn)甲烷速率為指標(biāo)，通過反復(fù)轉(zhuǎn)接、培養(yǎng)、馴化獲得產(chǎn)甲烷菌群；

（3）針對步驟（1）中獲得的厭氧微生物菌種資源，分離、篩選芳香族、脂肪族和纖維素類化合物的降解菌株，分離、篩選產(chǎn)甲烷菌菌株；

（4）同樣以單位質(zhì)量煤產(chǎn)出的甲烷量和甲烷生成速率為指標(biāo)，確定步驟（3）獲得的純菌株與步驟（2）獲得的產(chǎn)甲烷菌群的最佳配伍比例和微生物菌群組成，獲得改進(jìn)后的產(chǎn)甲烷混合菌群；

（5）在實驗室，利用目標(biāo)煤樣制備標(biāo)準(zhǔn)試件，進(jìn)行超臨界CO₂預(yù)處理，以煤體重量變化、萃取物成分變化以及萃取前后單位質(zhì)量煤被生物降解產(chǎn)出的甲烷量為指標(biāo)，確定超臨界CO₂預(yù)處理目標(biāo)煤的最佳處理條件，包括處理的溫度、壓力、時間；

（6）對于溫度低于35℃的目標(biāo)區(qū)，以注蒸汽技術(shù)提高煤層溫度；

（7）在注入井口將超臨界CO₂注入目標(biāo)區(qū)，按照步驟（5）中確定的處理溫度、壓力、時間進(jìn)行超臨界CO₂預(yù)處理，萃取、溶解煤中部分有機(jī)物，改善煤層孔隙、裂隙結(jié)構(gòu)；

（8）在生產(chǎn)井口收集超臨界CO₂驅(qū)替產(chǎn)出的煤層氣，以降低煤層壓力；

（9）將步驟（4）中獲得的菌液緩慢注入超臨界CO₂預(yù)處理后的目標(biāo)煤層中；

（10）檢測生產(chǎn)井口的氣體成分和濃度變化，適時添加菌液或培養(yǎng)液；

（11）待甲烷濃度滿足利用條件時，通過煤層氣抽采技術(shù)將地下生成的甲烷氣體采出利用。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的提高煤層氣采收率的方法，其特征在于：所述的分子生態(tài)學(xué)方法包括克隆文庫、qPCR方法；對煤及產(chǎn)出水樣進(jìn)行厭氧菌群檢測為利用克隆文庫技術(shù)分析樣品中的微生物群落結(jié)構(gòu)，通過qPCR技術(shù)進(jìn)行菌種定量分析。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的提高煤層氣采收率的方法，其特征在于：所述產(chǎn)甲烷混合菌群為參與煤的生物降解的厭氧發(fā)酵細(xì)菌和產(chǎn)甲烷古菌構(gòu)成的微生物菌群。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的提高煤層氣采收率的方法，其特征在于：所述確定純菌株與產(chǎn)甲烷菌群的最佳配伍比例為：純菌株在對數(shù)生長期與產(chǎn)甲烷菌群的體積比，或純菌株與產(chǎn)甲烷菌群之間的16S?rRNA基因的拷貝數(shù)之比。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的提高煤層氣采收率的方法，其特征在于：所述超臨界CO₂預(yù)處理條件為：溫度為35~50℃，壓強不低于7.4?MPa，處理時間不少于12h。