CN117187050B - 研究煤层气生物注入与迁移规律的实验装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及研究煤层气生物注入与迁移规律的实验装置，包括实验反应器、压裂模块、实验介质注入模块和检测模块，实验反应器用于装填煤样并能形成不同地质形态的煤层，煤层内设有若干个模拟注入井；压裂模块包括压裂液罐和泵液装置，用于向模拟注入井注入压裂液；实验介质注入模块包括煤层水罐、菌液和示踪剂罐、检测液罐，各个罐通过管道连接实验反应器内的不同地质形态的煤层，实验后的煤层液输入检测液罐，检测模块用于检测检测液罐内的煤层液和实验反应器排出的气体样本；实验反应器设有CT监测装置，用于实时监测煤层内微生物迁移情况。

Description

研究煤层气生物注入与迁移规律的实验装置

技术领域

本发明属于煤层气生物增产技术领域，具体涉及研究煤层气生物注入与迁移规律的实验装置。

背景技术

煤层气生物增产技术是利用对煤体降解能力较强的产甲烷菌，通过增加生物营养液，加速菌种的繁殖，进而调节产甲烷菌群的结构，增大产甲烷菌对煤体的生物降解作用，进而增大微生物对煤层的改造面积，大面积激发煤层产气的潜力。目前，该技术还处于实验研究阶段，研究集中在明确原位煤层及煤层水中微生物类型、煤层微生物的代谢途径、产气潜力及影响因素等方面，而生物菌剂注入工艺及注入后的运移规律、效果变化还处于初始研究阶段，暂无专业化的试验设备及装置。

发明内容

针对上述问题，本发明提供研究煤层气生物注入与迁移规律的实验装置，模拟不同煤层类型（向斜、背斜、断层等多地层条件），并结合煤层富水性特点，以不同压裂规模开展生物注入分阶段实验。

所述研究煤层气生物注入与迁移规律的实验装置，包括实验反应器、压裂模块、实验介质注入模块和检测模块，实验反应器用于装填煤样并能形成不同地质形态的煤层，煤层内设有若干个模拟注入井；压裂模块包括压裂液罐和泵液装置，用于向模拟注入井注入压裂液；

实验介质注入模块包括煤层水罐、菌液和示踪剂罐、检测液罐，各个罐通过管道连接实验反应器内的不同地质形态的煤层，实验后的煤层液输入检测液罐，检测模块用于检测检测液罐内的煤层液和实验反应器排出的气体样本；实验反应器设有CT监测装置，用于实时监测煤层内微生物迁移情况。

可选的，所述实验反应器为立方体槽体，内部的四个侧面都设有压板，每个压板的外侧面分别连接对应的驱动装置，用于推动压板挤压煤样，从而形成不同的地质形态；

实验反应器的外侧设有CT监测装置，能够扫描整个实验反应器内的煤层，通过对示踪剂的感应，实时监测煤层内细菌的迁移情况。

进一步可选的，所述实验反应器内的每个地质形态的煤层埋设至少一个模拟注入井，模拟注入井的顶部开口并联压裂模块和菌液和示踪剂罐，模拟注入井的侧面设有若干贯穿孔，用于向煤层内注入压裂液和菌液、示踪剂；模拟注入井的底端开口，用于抽水抽气；

每个模拟注入井周围形成一个实验区，每个实验区围绕对应的模拟注入井，且距模拟注入井相同距离设置四个分区，根据富水性的不同分为极强富水区、强富水区、弱富水区和极弱富水区。

进一步可选的，所述模拟注入井的顶部开口还连接采气管，采气管的出口连接检测模块，用于检测生物注入实验之后，所采煤层气的成分和体积量。

可选的，所述实验介质注入模块包括煤层水罐、四个菌液和示踪剂罐、若干个检测液罐，煤层水罐通过管道连接不同实验区内的各个分区，为各个分区注入不同量的煤层水，以形成极强富水区、强富水区、弱富水区和极弱富水区；

每个菌液和示踪剂罐盛有不同种类的菌液及对应的示踪剂，并通过管路对应连接极强富水区、强富水区、弱富水区和极弱富水区，为不同富水性的分区提供不同的菌液和示踪剂；

每个分区通过管路对应连接一个检测液罐，分区内的煤层混合液输入检测液罐。

可选的，所述压裂模块包括依次连接的压裂液罐、泵液装置、流量测速表和若干个测压装置，压裂液罐、泵液装置、流量测速表设在实验反应器的外部，若干个测压装置分别设置模拟注入井的井口和井底；

压裂液装在压裂液罐内，能通过泵液装置输入模拟注入井，进行煤层压裂作业，流量测速表实时监测压裂液流量和注入量，测压装置实时在线监测地面压力和井底压力；压裂后，导排装置将压裂液导出模拟注入井，再向模拟注入井内输入菌液和示踪剂，模拟真实煤层生物改造情况；最后，通过采气管开采煤层气，检验生物改造效果。

当一次实验完成后，按照普通的做法是人工拆除煤层，再放入新的煤样，开始下一次实验，由于压实的煤层较为结实，人工铲除费时费力，铲刀还容易划伤压板。本发明提供一种半自动化机械清理煤层并装填新煤样的装置，使得煤层清理省时省力。

可选的，所述研究煤层气生物注入与迁移规律的实验装置还包括煤样清理模块，煤样清理模块包括支撑架、钢丝网、转动铲刀放样装置和升降液压装置，支撑架的四个支柱设在实验反应器四个顶角的外侧，升降液压装置连接转动铲刀放样装置的顶板，转动铲刀放样装置通过若干个滑块连接支柱上的滑轨，用于控制转动铲刀放样装置上下移动；

转动铲刀放样装置的底部设有若干个能转动的铲刀，当各个铲刀水平且相互齐平时，形成平板，用于压实煤样；当铲刀倾斜时，配合转动铲刀放样装置的升降，用于铲松实验后的煤层；

钢丝网为立方体形，紧贴实验反应器内壁，向实验反应器内装填煤样之前，预先铺设钢丝网，使得钢丝网包围煤层；钢丝网的四条顶边分别设有长钢丝，长钢丝越过对应的支柱，并连接卷绕装置，用于拉升钢丝网，以切割煤层中下部。

进一步可选的，所述支柱的横断面为直角三角形，其直角对应实验反应器的顶角，直角的两个侧边对应的支柱外侧面上分别设有一条滑轨；

支柱的顶部设有一个定滑轮，定滑轮的转轴水平设置。

进一步可选的，所述转动铲刀放样装置由上至下包括顶板、若干个支撑杆和若干个能转动的方形的铲刀，顶板对应四个支柱的部分分别设有两个连接板，连接板从支柱外侧面绕过，并通过滑块可拆卸地连接支柱的滑轨，从而将顶板滑动连接在四个支柱上；

支撑杆与铲刀的数量相同且一一对应，支撑杆顶部固定连接顶板的下表面，底部转动连接铲刀的上表面；

支撑杆的外侧面设置四个倾斜的液压缸，液压缸的伸缩端连接铲刀的上表面，且四个液压缸分别对应铲刀的四个侧边，通过不同液压缸的伸缩，控制铲刀形成不同的倾斜角度。

进一步可选的，所述铲刀内部为中空的，铲刀的下表面均匀密布通孔，铲刀下表面的两个侧边分别设有一道内轨，用于插入一块挡板，挡板能在铲刀压实和破碎煤层时覆盖铲刀下表面；

铲刀不破碎煤层的另外一个侧面或两个侧面通过管道连接煤样罐，用于实验反应器清洗烘干后，通过铲刀下表面的通孔向实验反应器内播撒煤样。

附图说明

图1为所述研究煤层气生物注入与迁移规律的实验装置的结构示意图；

图2为煤样清理模块的结构示意图；

图3为转动铲刀放样装置的结构示意图；

图4为铲刀与支撑杆的连接示意图；

图5为铲刀内部的结构示意图；

图6为铲刀顶面的俯视示意图；

图7为实验反应器的底面示意图。

附图中，1-实验反应器，2-检测模块，3-模拟注入井，4-压裂液罐，5-泵液装置，6-煤层水罐，7-菌液和示踪剂罐，8-检测液罐，9-CT监测装置，10-极强富水区，11-强富水区，12-弱富水区，13-极弱富水区，14-采气管，15-流量测速表，16-钢丝网，17-升降液压装置，18-支柱，19-滑块，20-滑轨，21-顶板，22-铲刀，23-挡板，24-长钢丝，25-定滑轮，26-支撑杆，27-连接板，28-液压缸，29-底面，30-支点杆，31-通孔。

具体实施方式

本实施例提供的所述研究煤层气生物注入与迁移规律的实验装置，如图1-图7所示，包括实验反应器1、压裂模块、实验介质注入模块和检测模块2，实验反应器1用于装填煤样并能形成不同地质形态的煤层，煤层内设有若干个模拟注入井3；压裂模块包括压裂液罐4和泵液装置5，用于向模拟注入井3注入压裂液；

实验介质注入模块包括煤层水罐6、菌液和示踪剂罐7、检测液罐8，各个罐通过管道连接实验反应器1内的不同地质形态的煤层，实验后的煤层液输入检测液罐8，检测模块2用于检测检测液罐8内的煤层液和实验反应器1排出的气体样本；实验反应器1设有CT监测装置9，用于实时监测煤层内微生物迁移情况。

可选的，所述实验反应器1为立方体槽体，内部的四个侧面都设有压板，每个压板的外侧面分别连接对应的驱动装置，用于推动压板挤压煤样，从而形成不同的地质形态；

实验反应器1的外侧设有CT监测装置9，能够扫描整个实验反应器1内的煤层，通过对示踪剂的感应，实时监测煤层内细菌的迁移情况。

进一步可选的，所述实验反应器1内的每个地质形态的煤层埋设至少一个模拟注入井3，模拟注入井3的顶部开口并联压裂模块和菌液和示踪剂罐7，模拟注入井的侧面设有若干贯穿孔，用于向煤层内注入压裂液和菌液、示踪剂；模拟注入井的底端开口，用于抽水抽气；

每个模拟注入井3周围形成一个实验区，每个实验区围绕对应的模拟注入井3，且距模拟注入井3相同距离设置四个分区，根据富水性的不同分为极强富水区10、强富水区11、弱富水区12和极弱富水区13。

进一步可选的，所述模拟注入井3的顶部开口还连接采气管14，采气管14的出口连接检测模块2，用于检测生物注入实验之后，所采煤层气的成分和体积量。

可选的，所述实验介质注入模块包括煤层水罐6、四个菌液和示踪剂罐7、若干个检测液罐8，煤层水罐6通过管道连接不同实验区内的各个分区，为各个分区注入不同量的煤层水，以形成极强富水区10、强富水区11、弱富水区12和极弱富水区13；

每个菌液和示踪剂罐7盛有不同种类的菌液及对应的示踪剂，并通过管路对应连接极强富水区10、强富水区11、弱富水区12和极弱富水区13，为不同富水性的分区提供不同的菌液和示踪剂；

每个分区通过管路对应连接一个检测液罐8，分区内的煤层混合液输入检测液罐8。

可选的，所述检测模块2连接所有的检测液罐8，能进行生物菌种检测和理化性质检测，检测各个分区在生物注入后，排出的煤层液中微生物的基因序列、宏基因、菌种组成、生物结构。

可选的，所述压裂模块包括依次连接的压裂液罐4、泵液装置5、流量测速表15和若干个测压装置，压裂液罐4、泵液装置5、流量测速表15设在实验反应器1的外部，若干个测压装置分别设置模拟注入井3的井口和井底；

压裂液装在压裂液罐4内，能通过泵液装置5输入模拟注入井3，进行煤层压裂作业，流量测速表15实时监测压裂液流量和注入量，测压装置实时在线监测地面压力和井底压力；压裂后，导排装置将压裂液导出模拟注入井3，再向模拟注入井3内输入菌液和示踪剂，模拟真实煤层生物改造情况；最后，通过采气管14开采煤层气，检验生物改造效果。

使用时，先在实验反应器1装填松散煤样，煤样取自真实的煤层气田，包括煤粉、煤粒、煤渣和煤块，将煤样铺平，在向下挤压压实，形成水平煤层；然后，利用压板和驱动装置向内挤压煤层，形成向斜、背斜、断层等多地层条件。在每种类型的煤层内至少埋设一个模拟注入井3，一个模拟注入井3周围即为一个实验区，每个实验区内，距模拟注入井3相同距离的东南西北四个方向，分别为四个分区，煤层水罐6向每个分区内注入真实煤层水，根据具体的试验区，采用当地的煤层水水样；根据注水量的不同，形成极强富水区10、强富水区11、弱富水区12和极弱富水区13；每种类型的煤层都至少具有一组极强富水区10、强富水区11、弱富水区12和极弱富水区13，用于研究微生物在不同富水条件下的迁移情况；极强富水区10、强富水区11、弱富水区12和极弱富水区13分别输入不同种类的菌剂和示踪剂，能够研究微生物的跨区迁移情况。例如，极强富水区10内输入A菌及A菌的示踪剂，强富水区11内输入B菌及B菌的示踪剂，弱富水区12内输入C菌及C菌的示踪剂，极弱富水区13内输入D菌及D菌的示踪剂，四种细菌在煤层水的带领下、在同一实验区内迁移，可能夸分区迁移，检测液罐8抽取对应分区的煤层水混合液，检测后，根据检测到的细菌种类，判断是否能夸分区迁移；同时，CT监测装置9通过感应示踪剂，从整体上实时监测不同实验区的细菌迁移。

然后，通过压裂模块向模拟注入井3内输入压裂液，压裂液罐4内可分别放置前置液、携砂液和顶替液，再分别注入，模拟实际压裂流程，在前置液阶段、携砂液阶段和顶替液阶段，分别向模拟注入井3注入产甲烷菌液和示踪剂。持续观察监测若干天，即为反应等候期，通过CT监测装置9检测煤层的岩石开裂、注入菌液流动、岩石附着物变化等情况。反应等候期结束后，利用导排装置导出压裂液，利用采气管14采出煤层气，并由检测模块2检测，判断生物改造效果。

当一次实验完成后，按照普通的做法是人工拆除煤层，再放入新的煤样，开始下一次实验，由于压实的煤层较为结实，人工铲除费时费力，铲刀22还容易划伤压板。本发明提供一种半自动化机械清理煤层并装填新煤样的装置，使得煤层清理省时省力。

可选的，所述研究煤层气生物注入与迁移规律的实验装置还包括煤样清理模块，煤样清理模块包括支撑架、钢丝网16、转动铲刀放样装置和升降液压装置17，支撑架的四个支柱18设在实验反应器1四个顶角的外侧，升降液压装置17连接转动铲刀放样装置的顶板21，转动铲刀放样装置通过若干个滑块19连接支柱18上的滑轨20，用于控制转动铲刀放样装置上下移动；

转动铲刀放样装置的底部设有若干个能转动的铲刀22，当各个铲刀22水平且相互齐平时，形成平板，用于压实煤样；当铲刀22倾斜时，配合转动铲刀放样装置的升降，用于铲松实验后的煤层；

钢丝网16为立方体形，紧贴实验反应器1内壁，向实验反应器1内装填煤样之前，预先铺设钢丝网16，使得钢丝网16包围煤层；钢丝网16的四条顶边分别设有长钢丝24，长钢丝24越过对应的支柱18，并连接卷绕装置，用于拉升钢丝网16，以切割煤层中下部。

进一步可选的，所述支柱18的横断面为直角三角形，其直角对应实验反应器1的顶角，直角的两个侧边对应的支柱18外侧面上分别设有一条滑轨20；

支柱18的顶部设有一个定滑轮25，定滑轮25的转轴水平设置。

进一步可选的，所述钢丝网16是由横纵交错的钢丝组成，钢丝网16的四条顶边分别连接一条长钢丝24，长钢丝24从实验反应器1内部向上延伸至支柱18顶部，并陷入定滑轮25的轮槽，长钢丝24越过定滑轮25后，向下延伸并连接卷绕装置；

四个卷绕装置分别设在实验反应器1的四个侧面的外部；当卷绕装置收卷长钢丝24时，拉动钢丝网16向上移动，此时所述铲刀22组成的平面抵住煤层上表面，钢丝网16能向上网状切割煤层的中下部，促进煤层中下部破碎；当绕装置放卷长钢丝24时，钢丝网16下降复位，重新放在实验反应器1的内壁上。

进一步可选的，所述转动铲刀放样装置由上至下包括顶板21、若干个支撑杆26和若干个能转动的方形的铲刀22，顶板21对应四个支柱18的部分分别设有两个连接板27，连接板27从支柱18外侧面绕过，并通过滑块19可拆卸地连接支柱18的滑轨20，从而将顶板21滑动连接在四个支柱18上；

支撑杆26与铲刀22的数量相同且一一对应，支撑杆26顶部固定连接顶板21的下表面，底部转动连接铲刀22的上表面；

支撑杆26的外侧面设置四个倾斜的液压缸28，液压缸28的伸缩端连接铲刀22的上表面，且四个液压缸28分别对应铲刀22的四个侧边，通过不同液压缸28的伸缩，控制铲刀22形成不同的倾斜角度。

进一步可选的，所述顶板21对应四个支柱18的位置为倒角，倒角为斜侧边，配合支柱18面对实验反应器1内部的斜侧面；

升降液压装置17固定在转动铲刀放样装置的上方，升降液压装置17的伸缩端连接所述顶板21的上表面，控制转动铲刀放样装置升降。

当一次实验完成后，需要拆除煤层时，通过连接板27将转动铲刀放样装置水平连接在四个支柱18上，通过每个铲刀22的液压缸28的伸缩，使得所有铲刀22向相同的方向倾斜相同的角度，例如一个液压缸28伸长，其对侧的液压缸28收缩，另外两个液压缸28保持相同长度，侧铲刀22向收缩液压缸28一侧倾斜。优选的，铲刀22面对相邻铲刀22的两个侧边较薄，形成较为锋利的类似刀刃的形式，便于铲碎结实的煤层。铲刀22倾斜后，升降液压装置17控制转动铲刀放样装置反复升降，使其沿着支柱18上下移动，从而铲碎煤层上部。然后，铲刀22上移，所有铲刀22恢复水平并形成一块平板，再次铲刀22下降并抵住煤层的上表面，钢丝网16预先埋设在实验反应器1内，四条长钢丝24在卷绕装置和定滑轮25的作用下，拉升钢丝网16，钢丝网16为强度和韧性较好的钢丝组成，能承受较大作用力，钢丝网16上移而煤层被铲刀22抵住不动，从而煤层中下部被钢丝网16均匀切割。当卷绕装置的感应到的拉力突然较少时，说明钢丝网16进入了煤层已经被铲刀22破碎的部分，所以钢丝网16上升的阻力减小，此时可以停止收卷，说明实验反应器1内的煤层基本被疏松了。

可选的，所述实验反应器1的底面29和侧面的压板内部均设有加热装置。

可选的，所述实验反应器1的底面29为活动式的，该底面29的中部通过一根支点杆30连接实验反应器1的两个相对的外侧壁，该底面29的两侧通过临时固定部件可拆卸地连接实验反应器1的另外两个外侧壁的底部；

当需要排出实验反应器1内破碎的煤样时，打开临时固定部件，在煤样的重力作用下，实验反应器1的底面29以支点杆30为支点，向承重较重的一侧倾斜，将内部松散的煤样排出。

所述临时固定部件可以是任何能够将上述底面29与实验反应器1外侧壁连接的部件，例如，连接卡扣。排出煤样后，实验反应器1的底面29复位并连接实验反应器1侧壁，用有一定压力的清水冲洗铲刀22和实验反应器1内部，清除残余煤样，清洗后，底面29打开排出污水。然后，底面29复位并固定，实验反应器1内部进行加热，热量上升并烘干铲刀22。

进一步可选的，所述铲刀22内部为中空的，铲刀22的下表面均匀密布通孔31，铲刀22下表面的两个侧边分别设有一道内轨，用于插入一块挡板23，挡板23能在铲刀22压实和破碎煤层时覆盖铲刀22下表面；

铲刀22不破碎煤层的另外一个侧面或两个侧面通过管道连接煤样罐，用于实验反应器1清洗烘干后，通过铲刀22下表面的通孔31向实验反应器1内播撒煤样。

实验反应器1清洗烘干后，底面29复位并固定，在实验反应器1内铺就钢丝网16，通过卷绕装置适当拉伸长钢丝24，从而使得钢丝网16紧贴实验反应器1的内壁。煤样管内的煤粉、煤粒和煤渣搅拌均匀后输入各个铲刀22内，煤样管可放置在高处，利用重力输送煤样。拆除铲刀22底部的挡板23，露出通孔31，使得铲刀22内的煤样播撒在实验反应器1内。利用铲刀22上方的液压缸28，使得铲刀22呈不同的倾斜角度，从而均匀铲刀22内的煤样，实现均匀播撒煤样。铲刀与支撑杆底端为滚珠式连接，使得铲刀能相对于支撑杆向各个方向转动。对于稍大的煤块，无法通过铲刀22的通孔播撒，就人工手动播撒。

放置完煤样后，保证铲刀22内不残留煤样，将铲刀22水平放置并形成水平板，升降液压装置17下压顶板21，使得铲刀22压实煤样形成煤层，铲刀22上移，所述压板挤压煤层，形成不同的地质形态。例如，断层地层，煤层压实后，两块相邻的水平的铲刀施加不同的压力（此时每个铲刀的顶部对应设置升降液压装置，单独控制每个铲刀），通过大力压缩的过程中产生断层。

Claims (9)

1.研究煤层气生物注入与迁移规律的实验装置，其特征在于，包括实验反应器、压裂模块、实验介质注入模块和检测模块，实验反应器用于装填煤样并能形成不同地质形态的煤层，煤层内设有若干个模拟注入井；压裂模块包括压裂液罐和泵液装置，用于向模拟注入井注入压裂液；

实验介质注入模块包括煤层水罐、菌液和示踪剂罐、检测液罐，各个罐通过管道连接实验反应器内的不同地质形态的煤层，实验后的煤层液输入检测液罐，检测模块用于检测检测液罐内的煤层液和实验反应器排出的气体样本；实验反应器设有CT监测装置，用于实时监测煤层内微生物迁移情况；

所述研究煤层气生物注入与迁移规律的实验装置还包括煤样清理模块，煤样清理模块包括支撑架、钢丝网、转动铲刀放样装置和升降液压装置，支撑架的四个支柱设在实验反应器四个顶角的外侧，升降液压装置连接转动铲刀放样装置的顶板，转动铲刀放样装置通过若干个滑块连接支柱上的滑轨，用于控制转动铲刀放样装置上下移动；

转动铲刀放样装置的底部设有若干个能转动的铲刀，当各个铲刀水平且相互齐平时，形成平板，用于压实煤样；当铲刀倾斜时，配合转动铲刀放样装置的升降，用于铲松实验后的煤层；

钢丝网为立方体形，紧贴实验反应器内壁，向实验反应器内装填煤样之前，预先铺设钢丝网，使得钢丝网包围煤层；钢丝网的四条顶边分别设有长钢丝，长钢丝越过对应的支柱，并连接卷绕装置，用于拉升钢丝网，以切割煤层中下部。

2.根据权利要求1所述的研究煤层气生物注入与迁移规律的实验装置，其特征在于，所述实验反应器为立方体槽体，内部的四个侧面都设有压板，每个压板的外侧面分别连接对应的驱动装置，用于推动压板挤压煤样，从而形成不同的地质形态；

实验反应器的外侧设有CT监测装置，能够扫描整个实验反应器内的煤层，通过对示踪剂的感应，实时监测煤层内细菌的迁移情况。

3.根据权利要求1所述的研究煤层气生物注入与迁移规律的实验装置，其特征在于，所述实验反应器内的每个地质形态的煤层埋设至少一个模拟注入井，模拟注入井的顶部开口并联压裂模块和菌液和示踪剂罐，模拟注入井的侧面设有若干贯穿孔，用于向煤层内注入压裂液和菌液、示踪剂；模拟注入井的底端开口，用于抽水抽气；

每个模拟注入井周围形成一个实验区，每个实验区围绕对应的模拟注入井，且距模拟注入井相同距离设置四个分区，根据富水性的不同分为极强富水区、强富水区、弱富水区和极弱富水区。

4.根据权利要求3所述的研究煤层气生物注入与迁移规律的实验装置，其特征在于，所述模拟注入井的顶部开口还连接采气管，采气管的出口连接检测模块，用于检测生物注入实验之后，所采煤层气的成分和体积量。

5.根据权利要求4所述的研究煤层气生物注入与迁移规律的实验装置，其特征在于，所述实验介质注入模块包括煤层水罐、四个菌液和示踪剂罐、若干个检测液罐，煤层水罐通过管道连接不同实验区内的各个分区，为各个分区注入不同量的煤层水，以形成极强富水区、强富水区、弱富水区和极弱富水区；

每个菌液和示踪剂罐盛有不同种类的菌液及对应的示踪剂，并通过管路对应连接极强富水区、强富水区、弱富水区和极弱富水区，为不同富水性的分区提供不同的菌液和示踪剂；

每个分区通过管路对应连接一个检测液罐，分区内的煤层混合液输入检测液罐。

6.根据权利要求5所述的研究煤层气生物注入与迁移规律的实验装置，其特征在于，所述压裂模块包括依次连接的压裂液罐、泵液装置、流量测速表和若干个测压装置，压裂液罐、泵液装置、流量测速表设在实验反应器的外部，若干个测压装置分别设置模拟注入井的井口和井底；

压裂液装在压裂液罐内，能通过泵液装置输入模拟注入井，进行煤层压裂作业，流量测速表实时监测压裂液流量和注入量，测压装置实时在线监测地面压力和井底压力；压裂后，导排装置将压裂液导出模拟注入井，再向模拟注入井内输入菌液和示踪剂，模拟真实煤层生物改造情况；最后，通过采气管开采煤层气，检验生物改造效果。

7.根据权利要求1所述的研究煤层气生物注入与迁移规律的实验装置，其特征在于，所述支柱的横断面为直角三角形，其直角对应实验反应器的顶角，直角的两个侧边对应的支柱外侧面上分别设有一条滑轨；

支柱的顶部设有一个定滑轮，定滑轮的转轴水平设置。

8.根据权利要求7所述的研究煤层气生物注入与迁移规律的实验装置，其特征在于，所述转动铲刀放样装置由上至下包括顶板、若干个支撑杆和若干个能转动的方形的铲刀，顶板对应四个支柱的部分分别设有两个连接板，连接板从支柱外侧面绕过，并通过滑块可拆卸地连接支柱的滑轨，从而将顶板滑动连接在四个支柱上；

支撑杆与铲刀的数量相同且一一对应，支撑杆顶部固定连接顶板的下表面，底部转动连接铲刀的上表面；

支撑杆的外侧面设置四个倾斜的液压缸，液压缸的伸缩端连接铲刀的上表面，且四个液压缸分别对应铲刀的四个侧边，通过不同液压缸的伸缩，控制铲刀形成不同的倾斜角度。

9.根据权利要求8所述的研究煤层气生物注入与迁移规律的实验装置，其特征在于，所述铲刀内部为中空的，铲刀的下表面均匀密布通孔，铲刀下表面的两个侧边分别设有一道内轨，用于插入一块挡板，挡板能在铲刀压实和破碎煤层时覆盖铲刀下表面；

铲刀不破碎煤层的另外一个侧面或两个侧面通过管道连接煤样罐，用于实验反应器清洗烘干后，通过铲刀下表面的通孔向实验反应器内播撒煤样。