[发明专利]一种引入外源菌群促进煤层强化产气的方法

说明书

本发明公开了一种引入外源菌群促进煤层强化产气的方法，培育的菌群适用范围广，且产油废物循环利用，更加的环保和节约成本。一种引入外源菌群促进煤层强化产气的方法，采用石油开采过程中的产生的废渣油泥沙作为微生强化产气的外源菌群及外源营养物质注入煤层，强化产气。

技术领域

本发明涉及煤层微生物强化产气技术，具体涉及一种引入外源菌群促进煤层强化产气的方法。

背景技术

煤层微生物强化产气，是一种引入外源厌氧产甲烷菌群或外源营养物质的方式促进煤层自然产气过程的技术；该技术希望通过引入全套厌氧发酵菌群(水解细菌、发酵细菌、互营菌及产甲烷古菌)，在外源营养物质刺激下，能够进一步降解煤炭产生甲烷，从而增加煤层气产量。

微生物强化产甲烷技术虽在个别煤层取得很好的产气效果，但很难大规模推广；首先，外源营养物质的成本高昂，而往往促进煤层产甲烷效率较低，收益很难抵消成本；然后，外源菌群很难适应以碳氢化合物为主的寡营养型的煤层，导致引入的外源菌群很难成为煤层优势菌群。那么，若一种菌群是在碳氢化合物为营养物质的培养体系中培养生长而成，其必然更容易适应煤层环境，这也就是利用煤层本源微生物促进产气的机理。比如中国专利文件CN201610710769.1就公开了一种利用煤层本源菌提高生物煤层气产量的方法，其是采集目标煤层的煤样与水样，来进行产甲烷菌群的富集培养与发酵。由于必须采用本源微生物，那么不同区域的煤层就需要采集不同的目标煤层的煤样水样，以保证培养出本源菌群。从上述内容，我们可知，本源菌群适用范围不广，需要采集大量数据，耗费人力时间。

进一步的，油泥砂，是石油勘探开发过程中散落到环境中的原油与泥浆混合到一起产生的油泥油污，其主要呈现油、泥、砂、水多相混合的状态。由于油泥砂富含烃类等有毒有害物质，若未能及时处理，就会造成土壤毒化、盐碱化，甚至通过地下水进入食物链系统，直接危害人类。目前国内外对油泥砂的处理通常有化学氧化、填埋、热水清洗、干燥焚烧、混凝、集中堆放、生物处理等方法。但是现有的方法具有除油效率低、处理不及时以及回收成本较高等特点，甚至还会因为油泥砂分离不彻底，对周围环境造成二次污染。

而油泥沙与煤炭主要组分类似，都是碳氢化合物为主体复杂的混合物，将油泥沙作为外源菌群来源及培养外源菌群的营养物质是十分有意义的，因为这种方法即能够减轻污染，又能够培养更适合煤层环境的外源菌群，而现在市面上，还暂时没有相关的研究。

发明内容

本发明目的在于提供一种引入外源菌群促进煤层强化产气的方法，将采油废物油泥沙再次循环利用，用以培育的引入煤层的外源菌群，更加的环保和节约成本。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种引入外源菌群促进煤层强化产气的方法，为采用石油开采过程中的产生的废渣油泥沙作为微生强化产气的外源菌群及外源营养物质，其主要是指将煤炭作为油泥沙底物对废渣油泥沙中菌群进行驯化，使得其适合煤层环境后，与油泥沙注入煤层，强化煤层产甲烷效率。

上述驯化油泥沙中菌群包括以下过程：

S1：将油泥沙与煤粉按照质量比1:1～10混合放入厌氧培养体系，用纯氮气对整个厌氧体系进行置换，保证驯化体系无氧；；

S2：将煮至无色的无机盐培养基冷却到室温，注入厌氧驯化体系，同时将油泥沙、煤粉及无机盐培养基混匀，放入25～65℃的培养箱；无机盐培养基中添加氧化还原电位的指示剂(刃天青)，煮至无色，则表示培养基中无氧，处于一个相对比较低的氧化还原电位。无机盐培养基的加入只要保证能够提供足够的营养物质即可。当然无机盐培养基不仅作为营养物质，同时和油泥沙作为富集培养体系，在这样的液体环境下，微生物生长相对较好。

S3:将驯化完成后的混合菌液与原始油泥沙混匀后注入煤层，整个混合注入过程尽量避免接触空气，保证厌氧菌群的活性。完成驯化的标准是煤粉产甲烷量达3-5μmol/g，驯化菌液浓度达10⁶-10⁷个/ml。