技术领域
本发明属于煤层气井开采技术领域，具体涉及一种利用微生物制取煤层气的方法。
背景技术
煤层气俗称“瓦斯”，其主要成分是CH4（甲烷),与煤炭伴生、以吸附状态储存于煤层内的非常规天然气，热值是通用煤的2-5倍，主要成分为甲烷。1立方米纯煤层气的热值相当于1.13kg汽油、1.21kg标准煤，其热值与天然气相当，可以与天然气混输混用，而且燃烧后很洁净，几乎不产生任何废气，是上好的工业、化工、发电和居民生活燃料。煤层气空气浓度达到5%-16%时，遇明火就会爆炸，这是煤矿瓦斯爆炸事故的根源。煤层气直接排放到大气中，其温室效应约为二氧化碳的21倍，对生态环境破坏性极强。在采煤之前如果先开采煤层气，煤矿瓦斯爆炸率将降低70%到85%。煤层气的开发利用具有一举多得的功效：洁净能源，商业化能产生巨大的经济效益。
一般情况下，一定范围内的煤层气原始储量与可采储量是固定的，随着排采的不断进行，以及孔裂隙的逐渐闭合，煤层气井产气量会日趋减少，直至不具有开采经济价值甚至产气量为零，成为死井。使死井复活，无论在经济方面还是在环保方面都具有十分重要的意义。
研究证明，煤是一种大分子有机物，其侧链和官能团能被微生物利用发酵最终生成氢气和甲烷，同时煤储层的渗透率得以改善。微生物的生长繁殖可以提高发酵液的粘度，而随着细菌的生长进入衰亡期，其粘度又会下降。
发明内容
本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种利用微生物制取煤层气的方法，该方法可以对煤储层进行二次改造，并且在增加储层渗透率的同时，提高煤层气资源量，使死井复活，使煤层气井得到充分的利用，获得更多的煤层气资源。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种利用微生物制取煤层气的方法，包括以下步骤，
（1）、筛选产氢菌和嗜酸产甲烷菌：使用实验室培养基HPU-1与HPU-2，筛选出高效产氢菌和嗜酸产甲烷菌；
（2）、驯化相关细菌：根据待改造井的储层环境，富集、分离、培养、纯化分别筛选产氢菌和嗜酸产甲烷菌，使之成为高效的而且能够适应待改造井储层环境的产氢产甲烷菌，记录其生长曲线，低温保存；
（3）、富集细菌制作A液：将实验室分离提取的产氢菌CQ添加至HPU-1培养基富集3—6天，调节pH至6.5；并将嗜酸产甲烷菌SSCJW以HPU-2培养基富集20—30天，调节pH至6.5，两液混合作为A液；
（4）、根据煤层气井现场参数先后添加A液：将A液压入煤层气井的定向钻孔中反应一段时间之后，若产气量下降，再将A液作为补加液与pH调节剂一同压入煤层气井内，保证储层液体pH在6—7之间；
（5）、在煤层气井的定向钻孔中选择一个主定向钻孔和两个副定向钻孔，主定向钻孔用于输送微生物，添加培养物质，制造微生物适合的生存环境，根据后期的监测不断地输送培养物质，保证有效的环境，一个副定向钻孔用于抽取制取的煤层气，做到制、抽分开，保证高效抽采煤层气，另外一个副定向钻孔用于安放监测仪，监测煤层中温度、PH值，时时监测煤层中的PH值，以便及时补充微生物所需的营养物质，保证微生物的高效生存环境。
步骤（5）中利用定点爆破的手段作用主定向钻孔使之煤层裂缝增大，为微生物的压入提供前提条件。
步骤（1）中为保证产氢菌和产甲烷菌与地层环境的适应性，利用污泥进行耐酸微生物相应的筛选。
步骤（1）中筛选产氢菌和嗜酸产甲烷菌，因嗜酸产甲烷菌可以将产氢菌产生的酸分解掉，使pH稳定保证了产氢菌的活性，筛选产氢菌和嗜酸产甲烷菌同时协同作用于煤层产生氢气和甲烷，从而提高作用效率。
步骤（3）中A液富集培养时间的选定以菌液粘度及细菌生长繁殖所处的阶段为依据，菌液粘度最低保持在27mPa·s，细菌生长阶段在对数期或者即将进入对数期。
步骤（4）中若煤层气井为死井，残余煤层气含量很少，压入A液进行产氢产甲烷一段时间后，若产气量连续下降且降至平均水平的50%或以下时，通过主定向钻孔补加A液，并根据副定向钻孔安放的监测仪监测煤层中温度PH值等，以便及时补充微生物所需的营养物质，保证微生物的高效生存环境。
步骤（1）中A液的成分按照蛋白胨-4g；牛肉膏-3g；酵母膏-1g；NaCl-3g；KH2PO4-1.5g；MgSO4·7H2O-0.05g；FeSO4·7H2O-0.05g；葡萄糖-15g；L-半胱氨酸-0.5g；六合维生素(VC，VA，VD2，VB1，VB2，VB6)-2.5g；氯化铵-1g；三水磷酸氢二钾--0.4g；0.1%刃天青-1ml；胰化酪蛋白-1g；蒸馏水-1000ml的比例配置而成；A液的pH=6.5，原料混合后在120℃灭菌30min，并添加抗生素。
在步骤（5）中连续不断的增加微生物的营养物质，保证微生物的生存环境。
步骤（5）中，制取和抽取分开进行，保证煤层气高效的抽取。
步骤（5）在使实施过程中，实时监测煤层中的PH值，保证微生物的生存环境达到最优。
采用上述技术方案，本发明利用微生物分解煤体，生产氢气、甲烷，更重要的是利用提供微生物适宜的生存环境，达到长久高效的制取，抽采煤层气的目的，是一种无污染，实施效率高，产值大的制备煤层气的方法，对于废煤层起到了回收利用的作用，很有研究价值。
产氢菌和嗜酸产甲烷菌协同作用，可使煤层与培养基化学反应更加完全彻底。培养基的成分及制备工艺比较独特，同时添加有抗生素，并用污泥培养，使微生物与煤之间能产生较好的化学反应。在水力压裂时采用定点爆破，把培养基压进去的压力是3Mp到4Mp。特别设置检测井，可以对其中的化学反应随时进行检测，从而控制井下环境。另外，可以进行随时的井下补充营养基。
综上所述，本发明制备出的混合菌发酵生物压裂液具有一定的携砂能力，其中的细菌具有产氢产甲烷能力，不仅可以增加煤储层渗透率，提高煤层气资源量而且能够实现自动降粘，利于返排。返排之后残留的产氢产甲烷菌可以继续对煤储层进行改造，并产生源源不断的生物成因煤层气。本发明在很大程度上提高死井复活的成功率，同时该制取煤层气的方法也可用于采空区残煤的生物开采。
附图说明
图1是本发明的流程图；
图2是本发明在井下作业的结构示意图；
图3是本发明的化学反应示意图；
图中：4-主定向钻孔，5-副定向钻孔，6-副定向钻孔，7-监测仪。
具体实施方式
如图1和图2所示，本发明的一种利用微生物制取煤层气的方法，包括以下步骤：
（1）、筛选产氢菌和嗜酸产甲烷菌：使用实验室培养基HPU-1与HPU-2，筛选出高效产氢菌和嗜酸产甲烷菌；
（2）、驯化相关细菌：根据待改造井的储层环境，富集、分离、培养、纯化分别筛选产氢菌和嗜酸产甲烷菌，使之成为高效的而且能够适应待改造井储层环境的产氢产甲烷菌，记录其生长曲线，低温保存；
（3）、富集细菌制作A液：将实验室分离提取的产氢菌CQ添加至HPU-1培养基富集3—6天，调节pH至6.5；并将嗜酸产甲烷菌SSCJW以HPU-2培养基富集20—30天，调节pH至6.5，两液混合作为A液；
（4）、根据煤层气井现场参数先后添加A液：将A液压入煤层气井的定向钻孔中反应一段时间之后，若产气量下降，再将A液作为补加液与pH调节剂一同压入煤层气井内，保证储层液体pH在6—7之间；
（5）、在煤层气井的定向钻孔中选择一个主定向钻孔4、副定向钻孔5和副定向钻孔6、，主定向钻孔4用于输送微生物，添加培养物质，制造微生物适合的生存环境，根据后期的监测不断地输送培养物质，保证有效的环境，一个副定向钻孔5用于抽取制取的煤层气，做到制、抽分开，保证高效抽采煤层气，另外一个副定向钻孔6用于安放监测仪7，监测煤层中温度、PH值，时时监测煤层中的PH值，以便及时补充微生物所需的营养物质，保证微生物的高效生存环境。
步骤（5）中利用定点爆破的手段作用主定向钻孔4使之煤层裂缝增大，为微生物的压入提供前提条件。
步骤（1）中为保证产氢菌和产甲烷菌与地层环境的适应性，利用污泥进行耐酸微生物相应的筛选。
步骤（1）中筛选产氢菌和嗜酸产甲烷菌，因嗜酸产甲烷菌可以将产氢菌产生的酸分解掉，使pH稳定保证了产氢菌的活性，筛选产氢菌和嗜酸产甲烷菌同时协同作用于煤层产生氢气和甲烷，从而提高作用效率。
步骤（3）中A液富集培养时间的选定以菌液粘度及细菌生长繁殖所处的阶段为依据，菌液粘度最低保持在27mPa·s，细菌生长阶段在对数期或者即将进入对数期。
步骤（4）中若煤层气井为死井，残余煤层气含量很少，压入A液进行产氢产甲烷一段时间后，若产气量连续下降且降至平均水平的50%或以下时，通过主定向钻孔4补加A液，并根据副定向钻孔安放的监测仪7，监测煤层中温度PH值等，以便及时补充微生物所需的营养物质，保证微生物的高效生存环境。
步骤（1）中A液的成分按照蛋白胨-4g；牛肉膏-3g；酵母膏-1g；NaCl-3g；KH2PO4-1.5g；MgSO4·7H2O-0.05g；FeSO4·7H2O-0.05g；葡萄糖-15g；L-半胱氨酸-0.5g；六合维生素(VC，VA，VD2，VB1，VB2，VB6)-2.5g；氯化铵-1g；三水磷酸氢二钾--0.4g；0.1%刃天青-1ml；胰化酪蛋白-1g；蒸馏水-1000ml的比例配置而成；A液的pH=6.5，原料混合后在120℃灭菌30min，并添加抗生素。
在步骤（5）中连续不断的增加微生物的营养物质，保证微生物的生存环境。
步骤（5）中，制取和抽取分开进行，保证煤层气高效的抽取。
步骤（5）在使实施过程中，实时监测煤层中的PH值，保证微生物的生存环境达到最优。
本发明中的实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。