CN102383771B - 一种生产生物煤层天然气的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生产生物煤层天然气的方法，利用加注井将营养液或者营养液和微生物加注到煤层中，同时利用一口或多口循环井从煤层中抽取液体并送回加注井，通过调节加注井的加注压力和循环井的抽取压力使地下水体高度相对恒定，实现营养液的稳定循环；当从循环井抽取的水样中各营养成分的含量均达到加注井中水样的10％以上时，停止加注和循环，封井一段时间，并监测井口气压；当井口气压达到10-20psi时，开始产气。该方法通过多井、泵循环技术使加注到煤层中的营养物质充分混合，大大减少了加注量，同时高效激活和促进微生物产气过程，实现最大规模的产气效率，且不会造成环境污染。
Description
技术领域
本发明涉及清洁能源和生物技术的结合领域，特别涉及采用生物化学手段和循环作业的现场工程实施方法从多种含碳介质(比如各类煤)中生产甲烷(天然气)气体的技术。
背景技术
世界上的大部分煤层(包括烟煤、半烟煤、褐煤、泥煤等)通常含有甲烷气体。煤层甲烷一般是通过热解或生物甲烷化过程产生的。研究表明，煤层甲烷中大约有30-90％(具体比例取决于地质构造和地区)产生于生物过程，此类甲烷又被称为生物煤层天然气(简称生物煤层气)。生物煤层天然气由成煤过程或成煤后期地下水入侵煤层带去微生物和营养物质所造成的甲烷生成反应所产生。这个过程在自然状态下通过非常漫长的地质年代才能生成具有开采价值的气量。同时，绝大多数煤层由于碳的含量占绝对优势，其他微生物所需的营养物质比如氮、磷通常处于严重失调和耗尽的状态。因此，当今的生物煤层气的自然生成过程基本不存在或处于极低水平，单纯依赖于自然生物过程产生的生物煤层气在产量上远远无法满足工业生产的用量需求，没有经济和开采价值。
自2002年就有研究团队开始在实验室和野外现场进行“现时”生物煤层气的技术开发。通用的手段是将煤层中所欠缺的营养物质(少数情况下还包括微生物)通过工程手段混合配比并加注到合适的煤层中，以在短时间内启动煤层中的微生物群落和相关的生物化学反应，比如煤的降解，酸解，发酵，乙酸生成，甲烷生成等一系列生物化学反应，产生生物煤层气。
据我们所知，目前世界上通过营养液加注方法在野外现场规模化生产生物煤层气的实施方法有“注抽”法，即采用单井，用点滴重力方式加注营养液，封闭井口6-9个月，然后开井产气。注抽法在美国怀俄明州的粉河盆地进行，每10-40英亩范围一口井。目前该方法的最高产气量在每口井每天8000-20000立方英尺。这种方法有多处缺陷：一、加注营养液速率慢，完全取决于井周边煤层空隙度所能容纳的体积，产气周期长；二、营养液接触煤的范围和体积小，限制了总产气量；三、容易在小范围中聚集造成微生物大量繁殖，消耗营养物却少产或不产生生物煤层气；四、激增的生物质会堵塞煤层空隙，减小液体传输速率，从而进一步影响产气效率；五、抽注法在小范围中聚集高浓度营养液，依靠浓度梯度扩散实现营养物质在煤层中的传播迁移，此过程时间长，在短期内会对对煤层水质造成有负面影响，如果该水体与饮用水相通的话则直接影响环境和人类健康；六、抽注法在完成加注后则加注井称为产气井，所加注的营养液在井周边会形成和保持一个高水位，产生的压力会抑制所产生物煤层气的采集，因此在产气时需要将井中水位抽低以实现产气，如此操作所抽到地表的煤层水因仍还有所加注的营养物化学成份，在地表排放将造成地表水和土壤污染，如果进行治理则显著增加产气成本。由此可见，“注抽”法进行生物煤层气开发在实效、大规模产气以及环境保护方面有显著不足。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用生物化学技术生产煤层天然气的方法，采用多井循环加注营养液，从根本上解决生物煤层气规模生产的难题。
生物煤层气体的产气量主要取决于营养物质的运输和/或煤层微生物的实际分布状况。本发明采用多井加注和循环操作方式将必要的营养物质输送到目标煤层，激活和促进微生物过程，可以获得高效率的营养液循环，并实现最大规模的产气效率。具体而言，本发明的技术方案如下：
一种生产生物煤层天然气的方法，利用加注井将营养液或者营养液和微生物加注到煤层中，同时利用一口或多口循环井从煤层中抽取液体并送回加注井进行加注，通过调节加注井的加注压力和循环井的抽取压力使地下水体高度相对恒定，实现营养液的稳定循环；当从循环井抽取的水样中各营养成分的含量均达到加注井中水样的10％以上时，停止加注和循环，封井一段时间，并监测井口气压；当井口气压达到10-20psi时，开始产气。
为了便于本发明的方法的利用，一般要求所述煤层具有下列特征：a.煤层深度在1,000米以内，厚度不小于3米，范围不小于10,000平方米；b.煤层通透率不小于0.0001Darcy；c.煤层含水度不小于70％，最好是煤层含自由水；d.煤层或周边有淡水水源；e.煤的干燥状态含碳量不小于40％。
在利用本发明的方法进行现场生产前一般需要先进行实验室可行性测试：采集目标煤层的煤和煤层水置于密闭试验瓶中，试验瓶上部留30-50％的空间；将试验瓶放在煤层温度条件下，定期从瓶中抽取气体样品进行分析；如果在60天内有＞1％的甲烷生成，则现场生产时不需要加注微生物到煤层中；如果在60天内没有或者只有＜1％的甲烷生成，则现场生产时需要将微生物加注到煤层中。
本发明的方法中，优选以10-160英亩为一个产气单位，每个产气单位打一口加注井和至少一口对应于该加注井的循环井。更优选的，每40英亩的区域打一口井，加注井和与之对应的循环井位于相邻的两个区域中。
本发明的方法中，加注井和循环井的深度优选打到煤层的中部。
所述加注井的井筒在煤层中的区段的侧壁上具有若干直径为3-5厘米的小孔，供加注营养液用；循环井的井筒在煤层中的区段的侧壁上则开有网眼，井筒内安装有潜水泵，通过潜水泵抽取煤层中的液体。
现场生产时，通常加注井在初始加注时先加注高浓度的营养液，然后加注水以推动营养液进入煤的孔隙中并在煤层中扩散。所述营养液在配制好后应该通过充氮气或氖气等方法驱除其中的溶解氧，然后密封备用。所述营养液中可添加一些化学试剂，例如煤的溶解剂，促进煤结构降解成小分子和可溶的含碳化合物。
在加注的营养液中还可以添加一定浓度的视踪剂，比如溴化钠或溴化钾，以根据循环井和加注井水样中视踪剂的含量判断循环状态。通常，当循环井水样中视踪剂的量达到加注井水样的10％以上，证明有效循环已经建立；达到65％以上时，则认为整个煤层中营养液已经混合均匀。在稳定加注循环状态下，一般要保持地下水体高度不超过煤层顶部1米，同时还应该定期(如每周)从加注井和循环井取样分析所加入的营养物质和化学试剂，以确定是否需要调整营养液中各成分的浓度。
产气时将井筒中的水位抽到最低，达到最大产气量。
产气量减小的情况下，可以重复进行加注和循环。重复加注和循环时营养液的配方根据实际需要进行调整，可以仅注入煤的溶解剂和已经消耗的营养成分，而不必按第一次加注时的配方。
本发明通过区域多井加注和循环的操作方式将混合有各种必要营养素和/或微生物的营养液输送到目标煤层中，激活和促进微生物利用煤层的过程，从而产生和获取煤层天然气。该方法的优点在于：(一)加注营养液速率快，由加注井及其周边的循环井互动完成，在短时间内实现营养液的注入；(二)营养液接触煤的范围和体积大，基本充满加注井和循环井所区划的煤层，大大提高了潜在的总产气量；(三)循环加注营养液使得各组分在煤层中得到充分混合，在大范围内刺激微生物生长，但不会形成局部微生物过量繁殖；(四)循环操作可以调控营养物在煤层中的分布状态和停留时间，与产气和水质监控相结合，可以实现最佳的产气效果；(五)循环操作在短时间内将营养物传送的整个加注区，不依赖于“抽注”法中的浓度梯度扩散，因此大大减少加注量，可以实现所有加注营养物的有效吸收，对煤层水体没有影响，也不会造成其他环境危害；(六)因为采用循环工艺，混有加注的营养物的煤层水在煤层被循环，同时产气，因此没有地表排放问题，从根本上杜绝了对地表水的污染。
采用本发明的循环加注和产气方法，在现场实例中14天开始有新鲜生物煤层气产生，40-60天达到产气高点并得以保持。目前该方法的最高产气量在每口井每天40,000-200,000立方英尺。根据数字模型计算，该产气速率在一个厚度15米的半烟煤层中可以维持15-20年。在现场实例中，一个产气单位(40英亩范围)约含百万吨煤，那么每天的产气量估算是数十亿立方英尺。这样的产量和产气时间是前所未有的。按现有煤价和气价计算，本技术将煤的价值提高了数十倍，而且从环境和社会效益层面消除了煤本身的弊端，比如燃烧不充分、烟气污染等，将其转化为目前最清洁的含碳能源天然气。本技术依靠生物化学手段，不涉及目前常用的热气化技术，对环境没有任何负面作用。
附图说明
图1示意了一种加注井和循环井的布局模式，对应于本发明的一个典型的每40英亩场地打一口井的生产生物煤层气的实例。在该图中，显示了一系列的加注井和循环井，一个加注井和其邻近的一个循环井组成一个产气单位，共八个产气单位，其中循环井通过两英寸直径的水管连接加注井，在加注井一侧使用了传输速率为每分钟5到10加仑的注射泵，将地下流体从循环井中泵到加注井。
图2示意了另一种加注井和循环井的布局模式，对应于本发明的一个典型的每80英亩场地打一口井的生产生物煤层气的实例。在该图中显示了4个加注井和4个循环井，一个加注井和其邻近的一个循环井组成一个产气单位，共四个产气单位，其中循环井通过2英寸直接的水管连接到加注井，在加注井一侧使用了传输速率为每分钟15到20加仑的注射泵，将地下流体从循环井中泵到加注井。
图3示意了一种大规模场地的加注井和循环井布局模式。其中，在大面积注射的加注井的四个角方向上布有四个循环井，每个循环井均与设置加注井旁的注射泵连接，在加注井处以每分钟80到120加仑的速率传送地下流体。
图4是本发明的一种加注井的结构示意图。其中：井头1位于井的上端，井筒2伸入到煤层3中，井筒2末端区段的侧壁上开有小孔4；图中箭头所指方向为液体的流向，在地表泵的加压下从井口流下的液体，经过井筒壁上的小孔注入到煤层3中。
图5是本发明的一种循环井的结构示意图。其中：井头1位于井的上端，井筒2伸入到煤层3中，井筒2末端区段的侧壁上开有网眼5，井筒2内设有潜水泵(未示出)；图中箭头所指方向为液体的流向，在潜水泵的作用下煤层中的液体被泵到井外。
图6示意了一种典型的初始时常压或高压加注营养液的井位排列方式。其中，在加注井附近地表设有营养液储存罐6，大容量高压泵7抽取营养液，通过管道从井口注入煤层中。
图7示意了一种典型的重复加注和循环营养液的井位排列方式。其中，从循环井抽取出的煤层液体由注射泵8注射到加注井中。
具体实施方式
下面结合附图，通过现场实例进一步对本发明进行详细描述，但不以任何方式限制本发明的范围。
本发明所关注的是通过多井多泵的循环法向煤层加注添加了化学试剂和/或微生物的营养液以产生和提高生物煤层气产量的方法。该方法适用于小规模测试和大规模现场实施，实现生物煤层气的生产和收集。根据个案煤层的通透率、厚度等因素，本方法依靠常压或高压加注技术，通过所加注的营养液在目标煤层循环获得现时生物煤层气生成和采收。具体实施步骤如下：
1)确认目标煤层是否适合采用本发明进行促进生物煤层气生产。确认标准：适合的煤层应具备下列特征：a.煤层深度在1,000米以内，厚度不小于3米，范围不小于10,000平方米；b.煤层通透率不小于0.0001Darcy；c.煤层含水度不小于70％，最好是煤层含自由水；d.煤层或周边有淡水水源；e.煤的干燥状态含碳量不小于40％。这些数据一般在当地地质调查单位能够查询到。如果查询不到，则需要现场采样检测。
2)现场操作前实验室可行性测试。将现场所采集的煤和煤层水转置在实验室100-500毫升密闭玻璃试瓶中，将含有化学试剂的营养液加入瓶中，瓶上部留30-50％的空间。瓶口用橡胶塞外加铝盖密封。将试瓶存放在与现场煤层温度相当的恒温箱中。用10毫升带空气阀的注射器和医用针头插入橡胶塞，从瓶的空间中抽取1毫升左右样品，用气相色谱检测甲烷和二氧化碳浓度。如果检测结果显示在60天内有＞1％的甲烷生成，证实目标煤层含有产生生物煤层气必须的微生物种群，则现场不需要添加任何微生物；如果检测结果显示在60天内没有或者只有＜1％的甲烷生成，表明目标煤层不含有或者含有很少量产生生物煤层气必须的微生物种群，则现场需要添加相关微生物。
3)选择加注井和循环井的位置。加注井和循环井的位置选择需要考虑道路、周边环境、水源等等因素。一般道路或车辆易行，周边有地下水资源处为优选。如果煤层通透率高(比如＞0.0005Darcy)，则每10英亩(40,000平方米)-40英亩(160,000平方米)打一口井(包括加注井与循环井)。如果煤层通透率较低(比如＜0.0005Darcy)，则每40英亩(160,000平方米)-80英亩(320,000平方米)打一口井。从以10-160英亩为一个产气单位，可以扩大到大规模应用，其中每个产气单位包括一口加注井和至少一口循环井。井的深度应该打到目标煤层中部。加注井井筒在接触煤层的区段的侧壁上具有若干直径为3-5厘米的小孔，供加注营养液用；循环井井筒在接触煤层的区段的侧壁上则开有网眼，井筒内安装有潜水泵。加注井与循环井的布局，从10-160英亩产气单位到大规模布局，可参见图1-图3。加注井和循环井的井筒结构分别参见图4和图5。
4)本发明方法的实施需要使用卡车或拖车以及一些压力泵系统，平整加注井周边4,000平方米的作业区，接通电源(常规电源或发电机)。
5)用常规煤层天然气开采作业方法钻井、下套管和固井。打井一般采用Gardner Denver1500或相当的钻头，钻4-8英寸左右的孔，一直钻到煤层中部。
6)如果装备允许，从井筒插入煤层切割头(12英寸展开直径)，将煤层切割以扩大煤层空穴体积，为加注作准备。
7)在加注井和循环井井筒中安装管道和泵(潜水泵或上驱泵)。对液体进行加注和循环采用2英寸直径的特福龙或PTFE(聚四氟乙烯)或其他适合油气行业的管子，关键是要能抵御有机溶剂和酸碱的侵蚀。
8)在500加仑左右容量的容器中配制含有各种化学试剂和营养成分的高浓度营养液，用氮气或氖气充气以驱除溶解氧。为便于检测水样中营养成分的浓度，营养液中还应加入视踪剂，比如溴化钠或溴化钾(100-300毫克/升)。
9)将营养液搬运到井边，接上管道，用事先安装的泵打入加注井下。根据煤层的通透性，一般采用每天4000-8000加仑的加注速度和0-1000psi的压力。同时，与加注井配对的循环井开始启动。一个高压泵可以运送500到6,000加仑的高浓度营养液(如10倍浓缩的营养液)到煤层中，随后注入5,000到15,000加仑不含营养素的水稀释。后注入的水也推动初始的营养液进入煤的孔隙中并在煤层中扩散。营养液与煤发生发应，将部分煤降解成可以被微生物利用的小分子水溶性物质，微生物在营养的支持下将这些前体物质通过一系列的生物化学反应转化成甲烷。初试加注的井位排列示意图见图6。
10)根据不同的应用情况，循环井的泵可以以每分钟5加仑到75加仑的速率抽取和运输液体。一旦循环井联机并且开启泵，在加注井通过高压注射泵重新更换了高浓度的营养液之后，从循环井中抽出的富营养液会重新回到注射井。
11)开始加注和循环时最少每天4次监测井中水体高度、加注压力和循环压力。一般保持水体高度不要超过煤层顶部1米。酌情调整泵速，直到水体高度相对恒定，加注和循环速率接近。至此可以减少检测频率至每天2次左右，但越频繁越好，关键在于保持恒定的加注和循环。
12)在达到稳定加注和循环一周内，从加注井和循环井中分别采水样，分析视踪剂浓度。如果循环井中显示视踪剂量达到加注井的10％以上，则证明有效循环已经建立。此后持续作业1-2个月。这些视踪剂在循环井中达到65％以上的回收率，则认为整个煤层已经混合均匀。所添加的营养物质和化学试剂也需要检测。在稳定运行状态下，每周从加注井和循环井取样分析所加入的营养物质和化学试剂，以确定是否需要调整浓度。稳定的加注循环井位排列示意图见图7。
13)如果在循环井水样中均测得这些成份有10％以上的回收率，则表示系统充满加注液体。泵循环则停止。煤层处于培养反应状态。
14)完成加注和循环后，封井4-6个月，并监测井口气压。
15)在井口气压达到10-20psi时，可以打开管道阀门，开始产气。在这个循环方法中，加注井和循环井都可以生产新的生物制气体。产气一般从循环井开始。将井筒中的水位抽到最低，达到最大产气量。所抽出的水可以用于邻近作业区的加注或营养液的配制。
16)在产气量减小时，上述步骤9)-15)可以重复进行。但重复时营养液的配方可以根据实际情况进行调整，例如仅注入煤的溶解剂和已经消耗的营养成分，不必按第一次加注时的配方。
17)所有井产生的气体通过事先设置的管道输送到一个收集系统，再运送给销售商或进行压缩。
18)该工艺也可以根据需要向煤层间歇注入二氧化碳，作为其地质储存并提供生物制气碳源。
实例
以下实例是本发明的方法在20米厚度的半烟煤层中的应用。具体实施步骤如下：
1)确认目标煤层是否适合采用本发明的方法进行生物煤层气生产。查阅当地地质资料，采煤芯样和煤层水作为可行性测试和煤质水质检测用。该煤层离地表300米，厚度不小于20米，总范围400平方公里。煤层通透率不小于0.5-1.0Darcy。煤层含饱和水，水位在离煤层顶部3米处。煤层水质接近淡水饮用标准。总溶解固体(TDS)小于200毫克/升。该煤层煤的干燥状态含碳量为70％。试验前产气量为零。
2)现场操作前实验室可行性测试。将现场所采集的煤和煤层水转置在实验室150毫升密闭玻璃试瓶中(细脖盐水瓶)，将营养物溶解在现场煤层水中加入瓶中，瓶上部留30-50％的空间。瓶口用橡胶塞外加铝盖密封。试瓶存放在与现场煤层温度相当(17摄氏度)的恒温箱中。每周用10毫升带空气阀的注射器和医用针头插入橡胶塞，从瓶的空间中抽取1毫升气样，用气相色谱检测甲烷和二氧化碳浓度。从第7天开始有甲烷生成，证实目标煤层含有产生生物煤层气必须的微生物种群。第30天样品中甲烷浓度超过5％，第70天超过40％。因此该现场无需要添加任何微生物。
3)选择加注井和循环井的位置。因为煤层通透率高，每40英亩(160,000平方米)打一口井。加注井和与之对应的循环井相邻，两井之间组成一个循环和产气单位。如图1所示，共8个产气单位。
4)打井一般采用Gardner Denver 1500或相当的钻头，钻4-8英寸左右的孔，一直钻到煤层中部。井的深度为315米左右，稍过目标煤层中部深度。井筒在煤层中的区段长15米，该区段的管壁上打150个3-5厘米直径的小孔(加注井)或网眼(循环井)。加注井井筒上的小孔和循环井井筒上的网眼分别参见图4和图5。
5)井完成后，从井筒插入煤层切割头(12英寸的展开直径)，从井筒底部伸出2米左右，展开割头至其12英寸直径，旋转切割煤层，在井筒底部形成一个0.4米直径，2米高度的圆柱型空穴，以扩大煤层底部空穴体积，为加注营养液做准备。
6)在加注井和循环井井筒中安装管道和泵(潜水泵或上驱泵)。加注和循环过程采用2英寸直径PTFE管以能抵御有机溶剂和酸碱的侵蚀。
7)在500加仑容量的容器中配制营养液。本实例中营养液各组分以10倍浓度混合均匀后，加入视踪剂溴化钾250毫克/升，然后用氮气每分钟1升的速度充气1小时以驱除营养液中的溶解氧，最后密封容器以杜绝氧气。
8)将营养液运到加注井边，接上管道，用事先安装的泵打入井下。采用每天800加仑的加注速度和0-1000psi的压力。同时，与加注井配对的循环井开始启动。10倍浓缩的营养液加注完成后，随后注入8,000加仑的煤层水稀释。后注入的水也推动初始的营养液进入煤的孔隙中并在煤层中扩散。营养液与煤发生发应，将部分煤降解成可以被微生物利用的小分子水溶性物质，微生物在营养的支持下将这些前体物质通过一系列的生物化学反应转化成甲烷。初试加注的井位排列示意图见图6。
9)循环泵可以以每分钟50加仑的速率运输液体。从循环井中抽出的含营养液的水重新注入回到加注井中。达到8,000加仑每天的注射量后，多余的水储存在1个10,000加仑左右的储罐中，再剩余的水则检测达标后排放到附近的地表河流。
10)开始加注和循环时每天8次监测井中水体高度、加注压力和循环压力。保持水体高度不要超过煤层顶部1米。酌情调整泵速，直到水体高度相对恒定，加注和循环速率接近。至此可以减少检测频率至每天2次左右，关键在于保持恒定的加注和循环。
11)在达到稳定加注和循环10天后，从加注井和循环井中分别采水样，分析视踪剂浓度。循环井中显示视踪剂量达到加注井的30％以上，则证明有效循环已经建立。此后持续作业3周。3周后视踪剂在循环井中达到65％左右的回收率，则认为整个煤层已经混合均匀。所添加的营养物质和化学试剂也需要检测。在稳定运行状态下，每周从加注和循环井取样分析所加入的各化学成份，以确定是否需要调整浓度。稳定的加注循环井位排列示意图见图7。3周后，检测结果显示在井水样中均测得这些成份的10％以上，则表示系统充满加注液体。泵循环停止。煤层处于培养反应状态。
12)完成加注和循环后，封井3个月。井口压力表显示气压从0升到40psi，打开管道阀门，开始产气。在这个循环方法中，加注井和循环井都可以生产新的生物制气体。产气一般从循环井开始。将井筒中的水位抽到最低，达到最大产气量。所抽出的水可以用于邻近作业区的加注或营养液配制。
13)从产气开始，每口井每天产气量在40,000-120,000立方尺之间。加注结束18个月后，这些井仍然在此产量范围产气。按数字模型推测，该井将继续产气20年左右。如果将来产气量减小，可以重复进行加注和循环。但重复时可以仅注入煤的溶解剂和已经消耗的营养液成分，不必按第一次加注时的配方，这样的加注方法称为间歇重复注射法。
Claims (6)
1.一种生产生物煤层天然气的方法，所述煤层具有下列特征：a.煤层深度在1,000米以内，厚度不小于3米，范围不小于10,000平方米；b.煤层通透率不小于0.0001Darcy；c.煤层含水度不小于70％；d.煤层或其周边有淡水水源；e.煤的干燥状态含碳量不小于40％，该方法以40,000－640,000平方米为一个产气单位，每个产气单位打一口加注井和至少一口对应于该加注井的循环井，利用加注井将营养液或者营养液和微生物加注到煤层中，所述营养液中添加有一定浓度的视踪剂，同时利用一口或多口循环井从煤层中抽取液体并送回加注井进行加注，所述加注井和循环井深至煤层的中部，通过调节加注井的加注压力和循环井的抽取压力使地下水体高度相对恒定，实现营养液的稳定循环；当循环井水样中视踪剂的量达到加注井水样的10％以上，证明有效循环已经建立；达到65％以上时，则认为整个煤层中营养液已经混合均匀；当从循环井抽取的水样中各营养成分的含量均达到加注井中水样的10％以上时，停止加注和循环，封井一段时间，并监测井口气压；当井口气压达到10－20psi时，开始产气。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在正式生产前先进行实验室可行性测试：采集目标煤层的煤和煤层水置于密闭试验瓶中，试验瓶上部留30－50％的空间；将试验瓶放在煤层温度条件下，定期从瓶中抽取气体样品进行分析；如果在60天内有>1％的甲烷生成，则生产时不需要加注微生物到煤层中；如果在60天内没有或者只有<1％的甲烷生成，则生产时加注营养液的同时将微生物加注到煤层中。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加注井的井筒在煤层中的区段的侧壁上开有若干直径为3－5厘米的小孔；所述循环井的井筒在煤层中的区段的侧壁上开有网眼，井筒内安装有潜水泵。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，初始加注时加注井先加注高浓度的营养液，然后加注水以推动营养液进入煤的孔隙中并在煤层中扩散。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，稳定循环过程中保持地下水体高度不超过煤层顶部1米，同时定期抽取加注井和循环井的水样进行检测，根据检测结果调整所加注的营养液中各成分的浓度。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，开始产气后在产气量减小的情况下，重复进行加注和循环，并根据实际需要调整营养液的配方。
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