CN106948797B - 一种增产煤层气的方法 - Google Patents
一种增产煤层气的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106948797B CN106948797B CN201710225279.7A CN201710225279A CN106948797B CN 106948797 B CN106948797 B CN 106948797B CN 201710225279 A CN201710225279 A CN 201710225279A CN 106948797 B CN106948797 B CN 106948797B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- coal bed
- culture
- exogenous
- culture solution
- microorganisms
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000003245 coal Substances 0.000 title claims abstract description 119
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 41
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 title abstract description 23
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 12
- 244000005700 microbiome Species 0.000 claims abstract description 79
- 238000012258 culturing Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 9
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 50
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 claims description 17
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000008103 glucose Substances 0.000 claims description 14
- 244000061456 Solanum tuberosum Species 0.000 claims description 7
- 235000002595 Solanum tuberosum Nutrition 0.000 claims description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 5
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 claims description 4
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 4
- 239000008121 dextrose Substances 0.000 claims description 3
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 2
- 238000002386 leaching Methods 0.000 claims description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 2
- 235000012015 potatoes Nutrition 0.000 claims 2
- 241001121162 Trichocladium Species 0.000 claims 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 claims 1
- 241000233866 Fungi Species 0.000 abstract description 56
- 230000003321 amplification Effects 0.000 abstract description 11
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 abstract description 11
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 49
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 34
- OWEGMIWEEQEYGQ-UHFFFAOYSA-N 100676-05-9 Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OCC1C(O)C(O)C(O)C(OC2C(OC(O)C(O)C2O)CO)O1 OWEGMIWEEQEYGQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- GUBGYTABKSRVRQ-PICCSMPSSA-N Maltose Natural products O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@H]1O[C@@H]1[C@@H](CO)OC(O)[C@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-PICCSMPSSA-N 0.000 description 24
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 18
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 13
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229940041514 candida albicans extract Drugs 0.000 description 12
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 12
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 12
- 239000012138 yeast extract Substances 0.000 description 12
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 10
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 10
- 238000006213 oxygenation reaction Methods 0.000 description 10
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 9
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 8
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000009471 action Effects 0.000 description 6
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 6
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 5
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 5
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 5
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 5
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 4
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 3
- 241001207508 Cladosporium sp. Species 0.000 description 3
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 3
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000002538 fungal effect Effects 0.000 description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 3
- -1 ketone compounds Chemical class 0.000 description 3
- 230000000696 methanogenic effect Effects 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 241000371644 Curvularia ravenelii Species 0.000 description 2
- 241000852049 Scedosporium apiospermum Species 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000009790 rate-determining step (RDS) Methods 0.000 description 2
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 2
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 2
- 241000223259 Trichoderma Species 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 1
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 210000002966 serum Anatomy 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001502 supplementing effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/16—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
- C12N1/14—Fungi; Culture media therefor
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/006—Production of coal-bed methane
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Botany (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Virology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Mycology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Abstract
本发明公开了一种增产煤层气的方法，采用外源微生物进行煤层中煤层气的增量，包括：步骤1、外源微生物种子液的培养；步骤2、外源微生物的扩大培养；步骤3、将步骤2培养的外源微生物注入煤层中，进行煤层气的增产。其中，所述外源微生物选自真菌。本发明所述方法简单、易于实现；并且，可以有效提高煤层中煤层气的产量，其中，相较于不加兼性厌氧真菌，根据本发明所述方法加入兼性厌氧真菌后煤层气的产量提高至少3倍。
Description
技术领域
本发明涉及煤层气领域，具体涉及一种增产煤层气的方法。
背景技术
煤层气(煤层甲烷气)作为一种清洁能源，是一种重要的替代能源。甲烷气燃烧的单位热值产生的CO2温室气体是煤燃烧的一半。煤炭的燃烧更是向大气中排放大量的CO、NOx、SO2、烟尘等大气污染物质。相比之下，煤层气燃烧产生的上述污染物分别只有煤燃烧的1/500、1/5、1/50和1/100。所以，开发和利用煤层气对改善目前大气质量有重要意义。
煤层中煤层气主要是在煤层中存在的微生物的作用下产生的，其中，煤生物转化成甲烷的第一步是煤聚合物通过微生物降解生成分子量相对较小的芳香族或环状、链状烃、酮类化合物；然后发酵微生物发酵作用将降解生成的分子发酵生成乙酸、H2等简单的分子；最后，产甲烷微生物代谢乙酸、H2这些简单的小分子产生甲烷。由于煤化学性质稳定，导致第一步煤聚合物的降解是最为关键的限速步骤，因此，如果能够有效提高煤降解速率则煤层气的产量会大量增加。
发明内容
为了解决上述问题，本发明人进行了锐意研究，利用外界微生物与煤层中的煤层微生物的协同作用增加煤层气的产生量，从而完成本发明。
本发明提供了一种增产煤层气的方法，具体体现在以下方面：
(1)一种增产煤层气的方法，其中，采用外源微生物进行煤层中煤层气的增量，所述方法包括以下步骤：
步骤1、外源微生物种子液的培养；
步骤2、外源微生物的扩大培养；
步骤3、将步骤2培养的外源微生物注入煤层中，进行煤层气的增产。
(2)根据上述(1)所述的方法，其特征在于，步骤1包括以下子步骤：
步骤1-1、制备培养液；
步骤1-2、将外源微生物接入步骤1-1制备的培养液中，进行外源微生物的初步培养。
(3)根据上述(2)所述的方法，其特征在于，在步骤1-2中，以步骤1-1中制备的培养液体积为100％计，外源微生物的接入量为2～10％，优选为3～9％，更优选为4～8％，例如5％。
(4)根据上述(2)或(3)所述的方法，其特征在于，在步骤1-2中，所述初步培养如下进行：在微氧或厌氧条件下，于摇瓶转速为100～200转/分钟、20～30℃下培养6～14天，优选地，于摇瓶转速为120～180转/分钟、22～28℃下培养8～12天，更优选地，于摇瓶转速为150转/分钟、25℃下培养10天。
(5)根据上述(1)至(4)之一所述的方法，其特征在于，步骤2包括以下子步骤：
步骤2-1、制备培养液；
步骤2-2、将步骤1培养的外源微生物接入步骤2-1制备的培养液中，进行外源微生物的扩大培养。
(6)根据上述(5)所述的方法，其特征在于，在步骤2-2中，以步骤2-1中制备的培养液体积为100％计，步骤1-2培养的外源微生物的接入量为2～10％，优选为3～9％，更优选为4～8％，例如5％。
(7)根据上述(5)或(6)所述的方法，其特征在于，在步骤2-2中，所述初步培养如下进行：在微氧或厌氧条件下，于摇瓶转速为100～200转/分钟、20～30℃下培养6～14天，优选地，于摇瓶转速为120～180转/分钟、22～28℃下培养8～12天，更优选地，于摇瓶转速为150转/分钟、25℃下培养10天。
(8)根据上述(1)至(7)之一所述的方法，其特征在于，所述外源微生物选自真菌，优选选自兼性厌氧真菌和/或厌氧真菌，更优选选自兼性厌氧真菌。
(9)根据上述(8)所述的方法，其特征在于，所述兼性厌氧真菌选自Trichocladiumcanadense Hughes、Cladosporium sp.或Scedosporium apiospermum，优选为Trichocladium canadense Hughes。
附图说明
图1示出实验例和对比实验例1～2得到的模拟实验结果。
具体实施方式
下面通过对本发明进行详细说明，本发明的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。
本发明提供了一种增产煤层气的方法，其采用外源微生物提高煤层中煤层气的增产，其中，所述方法包括以下步骤：
步骤1、外源微生物的初步培养；
步骤2、外源微生物的扩大培养；
步骤3、将步骤2培养的外源微生物注入煤层中。
其中，煤层中的煤层微生物可以降解煤并产生甲烷，在本发明中，采用外源微生物与煤层微生物的协同作用在煤层中产生煤层气。这样，煤层气的产量远远高于不加外源微生物时的产量。
根据本发明一种优选的实施方式，步骤1包括以下子步骤：
步骤1-1、制备培养液；
步骤1-2、将外源微生物接入步骤1-1制备的培养基中，进行外源微生物的初步培养。
根据本发明一种优选的实施方式，步骤1-1中培养基为麦芽糖培养基或马铃薯葡萄糖培养基或其它培养基。
在进一步优选的实施方式中，所述麦芽糖培养基如下培养：分别称取麦芽浸提物5-10g/L、麦芽糖1-2g/L、葡萄糖3-10g/L和酵母浸膏1-1.5g/L于水中，100～130℃灭菌10～30分钟左右后取出，冷却后贮存备用。
在更进一步优选的实施方式中，所述马铃薯葡萄糖培养基如下培养：分别称取马铃薯200-300g/L，将马铃薯切成小块，加水煮烂，用纱布过滤得浸提液，加入15-20g/L葡萄糖搅拌均匀，补足水分。115℃灭菌20分钟左右后取出，冷却后贮存备用。
根据本发明一种优选的实施方式中，步骤1-1制备的培养基的体积为1～3L。
在进一步优选的实施方式中，步骤1-1制备的培养基的体积为2L。
根据本发明一种优选的实施方式，在步骤1-2中，以步骤1-1中制备的培养液体积为100％计，外源微生物的接入量为2～10％。
在进一步优选的实施方式中，在步骤1-2中，以步骤1-1中制备的培养液体积为100％计，外源微生物的接入量为3～9％。
在更进一步优选的实施方式中，在步骤1-2中，以步骤1-1中制备的培养液体积为100％计，外源微生物的接入量为4～8％，例如5％。
根据本发明一种优选的实施方式，在步骤1-2中，所述初步培养如下进行：在微氧或厌氧条件下，于摇瓶转速为100～200转/分钟、20～30℃下培养6～14天。
在进一步优选的实施方式中，在步骤1-2中，所述初步培养如下进行：于摇瓶转速为120～180转/分钟、22～28℃下培养8～12天。
在更进一步优选的实施方式中，在步骤1-2中，所述初步培养如下进行：于摇瓶转速为150转/分钟、25℃下培养10天。
其中，经过步骤1的初步培养，得到体积为1～3L的外源微生物。
根据本发明一种优选的实施方式，步骤2包括以下子步骤：
步骤2-1、制备培养液；
步骤2-2、将步骤1培养的外源微生物接入步骤2-1制备的培养液中，进行外源微生物的扩大培养。
根据本发明一种优选的实施方式，步骤2-1制备培养液的过程与步骤1-1制备培养液的过程一样，只是，在步骤2-1中，制备的量稍大，约为30～50L，优选为35～45L，更优选为40L。
根据本发明一种优选的实施方式，以步骤2-1中制备的培养液体积为100％计，步骤1-2培养的外源微生物的接入量为2～10％。
在进一步优选的实施方式中，以步骤2-1中制备的培养液体积为100％计，步骤1-2培养的外源微生物的接入量为3～9％。
在更进一步优选的实施方式中，以步骤2-1中制备的培养液体积为100％计，步骤1-2培养的外源微生物的接入量为4～8％，例如5％。
根据本发明一种优选的实施方式，在步骤2-2中，所述初步培养如下进行：在微氧或厌氧条件下，于摇瓶转速为100～200转/分钟、20～30℃下培养6～14天。
在进一步优选的实施方式中，在步骤2-2中，所述初步培养如下进行：于摇瓶转速为120～180转/分钟、22～28℃下培养8～12天。
在更进一步优选的实施方式中，在步骤2-2中，所述初步培养如下进行：于摇瓶转速为150转/分钟、25℃下培养10天。
其中，经过步骤2的初步培养，得到体积为30～50L的外源微生物。
根据本发明一种优选的实施方式，所述外源微生物选自真菌。
其中，在现有技术中，有相关文献记载采用细菌作为外源微生物与煤层微生物共同作用，可以提高煤层气的产生量。但是，发明人在进行了大量的实验和反复的分析后发现，同样为微生物的真菌与细菌对煤层气的增产效果却截然不同，经过分析发现：利用细菌进行煤层气增产，得到的煤层气的产量为原来(未加外源细菌时)的2倍多；而利用真菌进行煤层气增产，得到的煤层气的产量为原来(未加外源真菌时)的3倍多，这一现象和结果是现有技术中从未报道过的。
分析上述现象的原因：(1)细菌对煤的作用与煤层微生物的作用几乎相同，即参与了煤产甲烷的所有过程，具体地，先对煤进行降解、生成分子量相对较小的芳香族或环状、链状烃、酮类化合物，再将降解生成的分子发酵生成乙酸、H2等简单的分子，最后代谢乙酸、H2这些简单的小分子产生甲烷。因此，细菌对煤的作用与煤层微生物对煤的作用几乎相同，当向煤层中加入外源细菌时，相当于在数量上增多了煤层微生物的含量，导致最终增加了煤层气产量。(2)真菌对煤的作用仅在于对煤的降解，针对煤转化甲烷气的过程中的限速步骤(即第一步：煤聚合物降解生成分子量相对较小的芳香族或环状、链状烃、酮类化合物)，其它步骤由煤层本源微生物来完成，从而最终加速煤转化甲烷作用。因此，综上，采用真菌时，煤产煤层气的关键步骤(第一步)的速率明显提高，从而导致整个煤层气的产生速率提高、煤层气的产生量明显增大，甚至优于细菌的作用。
在进一步优选的实施方式中，所述外源微生物选自兼性厌氧真菌和/或厌氧真菌。
其中，在实际应用时，需要将真菌置于煤层中进行作用，而实际煤层中几乎为无氧状态，因此，优选兼性厌氧真菌和/或厌氧真菌，这样，所述真菌可以在实际煤层中存活、以起到煤层气增产的作用。
在更进一步优选的实施方式中，所述外源微生物选自兼性厌氧真菌。
其中，由于厌氧真菌不易培养或者培养条件过于苛刻，因此，在本发明中，优选采用兼性厌氧真菌。
根据本发明一种优选的实施方式，所述兼性厌氧真菌选自Trichocladiumcanadense Hughes、Cladosporium sp.或Scedosporium apiospermum，优选为Trichocladium canadense Hughes。
其中，Trichocladium canadense Hughes为加拿大短梗蠕孢，属于短梗蠕孢属(Trichocladium)真菌，Cladosporium sp.为枝孢霉属真菌，Scedosporium apiospermum为尖端赛多孢子菌。
在本发明中，将兼性厌氧真菌注入煤层中，能够大量提高煤层中煤层气的产生，相较于不加兼性厌氧真菌，加入兼性厌氧真菌后煤层气的产量提高至少3倍。
本发明所具有的有益效果：
(1)本发明所述方法简单、易于实现；
(2)采用本发明所述方法可以有效提高煤层中煤层气的产量，其中，相较于不加兼性厌氧真菌，根据本发明所述方法加入兼性厌氧真菌后煤层气的产量提高至少3倍。
实施例
以下通过具体实施例进一步描述本发明。不过这些实施例仅仅是范例性的，并不对本发明的保护范围构成任何限制。
实施例1
(1)外源微生物种子液的初步培养：按照麦芽糖培养基的配比麦芽浸提物6克/升、麦芽糖1.8克/升、葡萄糖6克/升，酵母浸膏1.2克/升制备培养基2L，按5％的接入量接入兼性厌氧真菌Trichocladium canadense Hughes(
201360TM)进行微氧(发酵罐的顶空用N2除氧)或厌氧培养(培养液用无氧的N2彻底除氧)，室温条件下150转/分钟室温培养10天，真菌菌丝球长到大约1厘米直径，菌丝球大约50个/L。
(2)外源微生物的扩大培养：按照麦芽糖培养基的配比麦芽浸提物6克/升、麦芽糖1.8克/升、葡萄糖6克/升、酵母浸膏1.2克/升配制40L麦芽糖培养基，并将其加入50L发酵罐中，接入上述第(1)步获得的2L兼性厌氧真菌Trichocladium canadense Hughes(201360TM)的种子液，进行微氧(发酵罐的顶空用N2除氧)或厌氧培养(培养液用无氧的N2彻底除氧)，室温条件下150转/分钟室温培养10天，真菌菌丝球长到大约1厘米直径，菌丝球大约150个/L。
(3)采用高压钻孔注入的方法将真菌培养液注入煤层，进行煤层气的增产。
封井20天后开始监测井孔中甲烷含量，产量约增加20％。
实施例2
(1)外源微生物种子液的初步培养：按照麦芽糖培养基的配比麦芽浸提物6克/升、麦芽糖1.8克/升、葡萄糖6克/升，酵母浸膏1.2克/升)制备培养基1.2L，按3％的接入量接入兼性厌氧真菌Trichocladium canadense Hughes(
201360TM)进行微氧(发酵罐的顶空用N2除氧)或厌氧培养(培养液用无氧的N2彻底除氧)，室温条件下100转/分钟室温培养12天。
(2)外源微生物的扩大培养：按照麦芽糖培养基的配比麦芽浸提物6克/升、麦芽糖1.8克/升、葡萄糖6克/升、酵母浸膏1.2克/升配制40L麦芽糖培养基，并将其加入50L发酵罐中，接入上述第(1)步获得的1.2L兼性厌氧真菌Trichocladium canadense Hughes(
201360TM)的种子液，进行微氧(发酵罐的顶空用N2除氧)或厌氧培养(培养液用无氧的N2彻底除氧)，室温条件下100转/分钟室温培养6天。
(3)采用高压钻孔注入的方法将真菌培养液注入煤层，进行煤层气的增产。
封井20天后井孔中甲烷含量也得到了相应的增产。
实施例3
(1)外源微生物种子液的初步培养：按照麦芽糖培养基的配比麦芽浸提物6克/升、麦芽糖1.8克/升、葡萄糖6克/升，酵母浸膏1.2克/升)制备培养基3.2L，按8％的接入量接入兼性厌氧真菌Trichocladium canadense Hughes(201360TM)进行微氧(发酵罐的顶空用N2除氧)或厌氧培养(培养液用无氧的N2彻底除氧)，室温条件下120转/分钟室温培养8天。
(2)外源微生物的扩大培养：按照麦芽糖培养基的配比麦芽浸提物6克/升、麦芽糖1.8克/升、葡萄糖6克/升、酵母浸膏1.2克/升配制40L麦芽糖培养基，并将其加入50L发酵罐中，接入上述第(1)步获得的3.2L兼性厌氧真菌Trichocladium canadense Hughes(
201360TM)的种子液，进行微氧(发酵罐的顶空用N2除氧)或厌氧培养(培养液用无氧的N2彻底除氧)，室温条件下120转/分钟室温培养8天。
(3)采用高压钻孔注入的方法将真菌培养液注入煤层，进行煤层气的增产。
封井20天后井孔中甲烷含量也得到了相应的增产。
实施例4
(1)外源微生物种子液的初步培养：按照麦芽糖培养基的配比麦芽浸提物6克/升、麦芽糖1.8克/升、葡萄糖6克/升，酵母浸膏1.2克/升制备培养基1.6L，按4％的接入量接入兼性厌氧真菌Trichocladium canadense Hughes(
201360TM)进行微氧(发酵罐的顶空用N2除氧)或厌氧培养(培养液用无氧的N2彻底除氧)，室温条件下180转/分钟室温培养9天。
(2)外源微生物的扩大培养：按照麦芽糖培养基的配比麦芽浸提物6克/升、麦芽糖1.8克/升、葡萄糖6克/升、酵母浸膏1.2克/升配制40L麦芽糖培养基，并将其加入50L发酵罐中，接入上述第(1)步获得的1.6L兼性厌氧真菌Trichocladium canadense Hughes(
201360TM)的种子液，进行微氧(发酵罐的顶空用N2除氧)或厌氧培养(培养液用无氧的N2彻底除氧)，室温条件下180转/分钟室温培养9天。
(3)采用高压钻孔注入的方法将真菌培养液注入煤层，进行煤层气的增产。
封井20天后井孔中甲烷含量也得到了相应的增产。
实施例5
(1)外源微生物种子液的初步培养：按照麦芽糖培养基的配比麦芽浸提物6克/升、麦芽糖1.8克/升、葡萄糖6克/升，酵母浸膏1.2克/升制备培养基4L，按10％的接入量接入兼性厌氧真菌Trichocladium canadense Hughes(
201360TM)进行微氧(发酵罐的顶空用N2除氧)或厌氧培养(培养液用无氧的N2彻底除氧)，室温条件下200转/分钟室温培养10天。
(2)外源微生物的扩大培养：按照麦芽糖培养基的配比麦芽浸提物6克/升、麦芽糖1.8克/升、葡萄糖6克/升、酵母浸膏1.2克/升配制40L麦芽糖培养基，并将其加入50L发酵罐中，接入上述第(1)步获得的4L兼性厌氧真菌Trichocladium canadense Hughes(
201360TM)的种子液，进行微氧(发酵罐的顶空用N2除氧)或厌氧培养(培养液用无氧的N2彻底除氧)，室温条件下200转/分钟室温培养6天。
(3)采用高压钻孔注入的方法将真菌培养液注入煤层，进行煤层气的增产。
封井20天后井孔中甲烷含量也得到了相应的增产。
实验例
以下实验例为本发明所述方法的模拟实验。
(1)采集煤层水：使用5L的小口径玻璃瓶子采集煤层水样品，采集之前使用115℃灭菌20分钟灭菌，冷却到室温之后塞上橡胶塞，冲入高纯氮气。在生物煤层气生产井的出水口使用注射器针头将煤层水接入带有橡胶塞的充满高纯氮气的瓶子里，开始注入煤层水之后，在橡胶塞上插入针头继续冲入高纯氮气，然后再插入第三根针头用于排出高压的氮气。通过上述操作可以避免空气进入煤层水样品。
(2)煤层水中产甲烷菌群的浓缩：将运输回实验室的煤层水样品在厌氧手套箱中分装入50mL的离心管中，拧紧盖子隔绝空气，并用离心机4000g离心20分钟。在厌氧箱中倒出离心后的上清液，保留沉淀，用1mL上清液重悬沉淀，即得到煤层水微生物富集液。上清液在后续步骤(4)中用作产甲烷培养基。
(3)兼性厌氧真菌Trichocladium canadense Hughes(201360TM)的培养富集：使用麦芽糖培养基培养富集。麦芽糖培养基的制备过程包括：麦芽糖培养基培养制备过程包括：称取麦芽浸提物6克/升、麦芽糖1.8克/升、葡萄糖6克/升，酵母浸膏1.2克/升，溶解在水中装入容器，115℃灭菌20分钟左右后取出，冷却后贮存备用。以5％的接种量接入准备好的培养基中，在微氧或厌氧条件下150转/分钟室温培养10天，真菌菌丝球长到1厘米直径。
(4)在厌氧条件下操作，将100mL无氧的步骤(2)得到的上清液加入160mL血清瓶中，并加入培养好的1cm直径的兼性厌氧真菌Trichocladium canadense Hughes(201360TM)菌丝球3个，加入煤层水微生物富集液1mL和1g煤粉(过100目)，25℃培养，每7天测顶空甲烷浓度。
其中，在实验例中，由于其实模拟实验，因此其各成分用量较少，因此，其不需要对真菌种子液进行扩大培养，一步培养得到的真菌培养液完全可以进行模拟实验。
实验例的实验结果如图1所示。
对比实验例
对比实验例1
重复实验例1的过程，区别在于：不进行步骤(3)，且在步骤(4)中，不加入兼性厌氧真菌Trichocladium canadense Hughes(
201360TM)。
对比实验例1的实验结果如图1所示。
对比实验例2
重复实验例1的过程，区别在于：在步骤(4)中，不加入煤层水微生物富集液。
对比实验例2的实验结果如图1所示。
其中，对比实验例1是煤层在煤层微生物的作用下进行产气，模拟的是不外加兼性厌氧真菌时的产气情况；对比实验例2是煤层在兼性厌氧真菌的作用下进行产气，模拟的是不外加兼性厌氧真菌时的产气情况；实验例是煤层在煤层微生物和兼性厌氧真菌的共同作用下进行产气，模拟的是采用本发明所述方法的产气情况。
在图1中：
(1)实验例的产气量明显高于对比实验例1和对比实验例2；
(2)比较实验例与对比实验例1，可以发现，实施例的产气量几乎为对比实验例1的产气量的3.2倍，说明相较于现有技术，加入兼性厌氧真菌后，煤层气的产生量提高有3倍之多；
(3)对比实验例2的产气量很低，因为其只采用了真菌，而真菌对于煤只起到降解作用，并不能产生煤层气，因此，产量很低，而微量产生的煤层气可以理解为加入的步骤(2)得到的上清液中可能残存有微量煤层微生物。
以上结合具体实施方式和范例性实例对本发明进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本发明的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本发明精神和范围的情况下，可以对本发明技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本发明的范围内。本发明的保护范围以所附权利要求为准。
Claims (3)
1.一种增产煤层气的方法，其特征在于，采用外源微生物进行煤层中煤层气的增量，所述方法包括以下步骤：
步骤1、外源微生物种子液的培养，包括以下子步骤：
步骤1-1、制备培养液；
在步骤1-1中，所述培养液为马铃薯葡萄糖培养液，如下培养：分别称取马铃薯200-300g/L，将马铃薯切成小块，加水煮烂，用纱布过滤得浸提液，加入15-20 g/L葡萄糖搅拌均匀，补足水分，115℃灭菌20分钟左右后取出，冷却后贮存备用；
步骤1-2、将外源微生物接入步骤1-1制备的培养液中，进行外源微生物的初步培养；
在步骤1-2中，以步骤1-1中制备的培养液体积为100%计，外源微生物的接入量为3~9%；
在步骤1-2中，所述初步培养如下进行：在微氧或厌氧条件下，于摇瓶转速为150转/分钟、25℃下培养10天；
步骤2、外源微生物的扩大培养，包括以下子步骤：
步骤2-1、制备培养液；
步骤2-2、将步骤1培养的外源微生物接入步骤2-1制备的培养液中，进行外源微生物的扩大培养；
在步骤2-2中，以步骤2-1中制备的培养液体积为100%计，步骤1-2培养的外源微生物的接入量为3~9%；
在步骤2-2中，所述扩大培养如下进行：在微氧或厌氧条件下，于摇瓶转速为100~200转/分钟、20~30℃下培养6~14天；
步骤3、将步骤2培养的外源微生物注入煤层中，进行煤层气的增产；
所述外源微生物选自Trichocladium canadense Hughes。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤1-2中，以步骤1-1中制备的培养液体积为100%计，外源微生物的接入量4~8%。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤2-2中，所述扩大培养如下进行：在微氧或厌氧条件下，于摇瓶转速为120~180转/分钟、22~28℃下培养8~12天。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710225279.7A CN106948797B (zh) | 2017-04-07 | 2017-04-07 | 一种增产煤层气的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710225279.7A CN106948797B (zh) | 2017-04-07 | 2017-04-07 | 一种增产煤层气的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106948797A CN106948797A (zh) | 2017-07-14 |
| CN106948797B true CN106948797B (zh) | 2020-02-11 |
Family
ID=59474985
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710225279.7A Expired - Fee Related CN106948797B (zh) | 2017-04-07 | 2017-04-07 | 一种增产煤层气的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106948797B (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107387043B (zh) * | 2017-08-14 | 2019-10-01 | 西南石油大学 | 一种煤层自生多元气体驱替提高煤层气采收率的方法 |
| CN110259423A (zh) * | 2019-06-06 | 2019-09-20 | 太原理工大学 | 一种外加直流电场与微生物降解联合增产煤层气的方法 |
| CN111909853B (zh) * | 2020-07-20 | 2021-09-07 | 浙江大学 | 一种木质素降解菌及应用 |
| CN114778792B (zh) * | 2022-06-24 | 2022-09-23 | 中国煤炭地质总局勘查研究总院 | 煤层气生物增产实验系统 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5459065A (en) * | 1985-02-19 | 1995-10-17 | Utah State University Foundation | Process for the degradation of coal tar and its constituents by Phanerochaete chrysosporium |
| CN101705199A (zh) * | 2009-09-18 | 2010-05-12 | 北京合百意可再生能源技术有限公司 | 一种产甲烷复合菌剂及其制备方法 |
| CN102517368A (zh) * | 2011-12-15 | 2012-06-27 | 河南理工大学 | 一种利用微生物降解煤以制取生物气的方法 |
| CN102559772A (zh) * | 2012-02-16 | 2012-07-11 | 北京科技大学 | 一种利用外源微生物增产煤层气方法 |
| CN102586110A (zh) * | 2012-02-22 | 2012-07-18 | 无锡丰陆环保科技有限公司 | 兼性厌氧微生物复合菌剂及其制备方法和其在降解秸秆中的应用 |
| CN103060245A (zh) * | 2013-01-22 | 2013-04-24 | 江苏加德绿色能源有限公司 | 一种利用煤层有机杂质制取生物煤层气的复合微生物菌剂及其应用 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105505794B (zh) * | 2015-12-31 | 2018-08-14 | 南京大学 | 一种裂褶菌及其应用 |
-
2017
- 2017-04-07 CN CN201710225279.7A patent/CN106948797B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5459065A (en) * | 1985-02-19 | 1995-10-17 | Utah State University Foundation | Process for the degradation of coal tar and its constituents by Phanerochaete chrysosporium |
| CN101705199A (zh) * | 2009-09-18 | 2010-05-12 | 北京合百意可再生能源技术有限公司 | 一种产甲烷复合菌剂及其制备方法 |
| CN102517368A (zh) * | 2011-12-15 | 2012-06-27 | 河南理工大学 | 一种利用微生物降解煤以制取生物气的方法 |
| CN102559772A (zh) * | 2012-02-16 | 2012-07-11 | 北京科技大学 | 一种利用外源微生物增产煤层气方法 |
| CN102586110A (zh) * | 2012-02-22 | 2012-07-18 | 无锡丰陆环保科技有限公司 | 兼性厌氧微生物复合菌剂及其制备方法和其在降解秸秆中的应用 |
| CN103060245A (zh) * | 2013-01-22 | 2013-04-24 | 江苏加德绿色能源有限公司 | 一种利用煤层有机杂质制取生物煤层气的复合微生物菌剂及其应用 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 白腐真菌对不同煤阶煤的降解作用研究;苏现波等;《河南理工大学学报(自然科学版)》;20130615;第32卷(第03期);281-284 * |
| 白腐真菌降解转化煤炭的机理研究;王龙贵等;《煤炭科学技术》;20060305;第34卷(第03期);40-43 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106948797A (zh) | 2017-07-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106948797B (zh) | 一种增产煤层气的方法 | |
| CN104295276B (zh) | 一种提高煤层气采收率的方法 | |
| CN102559772A (zh) | 一种利用外源微生物增产煤层气方法 | |
| CN103045652B (zh) | 利用微生物将褐煤转化为甲烷的方法 | |
| CN101922287A (zh) | 利用地下煤层微生物制取天然气的方法 | |
| He et al. | Enhanced the energy outcomes from microalgal biomass by the novel biopretreatment | |
| CN107558968B (zh) | 一种油井微生物复合吞吐采油的方法 | |
| CN107058451B (zh) | 利用微生物复合菌剂降解转化低阶煤以增产煤层气的方法 | |
| CN103060245B (zh) | 一种利用煤层有机杂质制取生物煤层气的复合微生物菌剂及其应用 | |
| CN102926728A (zh) | 用于海上油田内源微生物激活与外源微生物强化采油方法 | |
| CN107387044A (zh) | 一种利用煤层本源真菌提高生物煤层气产量的方法 | |
| CN102587875B (zh) | 一种用含解磷和固氮菌的组合菌液协同作用来提高原油产量的方法 | |
| CN104438283A (zh) | 一种利用微生物加速好氧降解城市固体垃圾废物的方法 | |
| CN113738322B (zh) | 一种利用产氢产乙酸菌改变煤渗透率的方法 | |
| CN110747149B (zh) | 一株耐盐的产甲烷古菌及其应用 | |
| CN103924953B (zh) | 一种加速稠油烃厌氧生物降解产有机烃类气体的方法 | |
| CN106811426A (zh) | 用于乳化原油的热堆肥芽孢杆菌菌株、培养方法及应用 | |
| Welsh et al. | Production of acetone-butanol from acid whey | |
| CN111500507A (zh) | 一种基于寡培养的窖泥菌群富集方法及其应用 | |
| CN104498422A (zh) | 一种嗜冷产甲烷菌的驯化培养方法 | |
| CN104404086A (zh) | 一种调控油藏微生物代谢产生物气的方法 | |
| CN106434518A (zh) | 一种耐酸互营丙酸产甲烷菌系的驯化方法 | |
| CN111139196B (zh) | 一株厌氧嗜烃产气短杆菌tp-1及其应用 | |
| CN109811013B (zh) | 嗜吡啶红球菌在厌氧发酵产甲烷中的应用 | |
| CN103266061B (zh) | 一种低温沼气发酵剂及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20200211 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |