煤田地质与勘探

作者：苏现波, 汪露飞, 赵伟仲, 夏大平, 周艺璇, 王乾,

关键词：煤储层原位条件, 微生物甲烷化, 物理模拟, 厌氧发酵, 超临界二氧化碳, 煤层气生物工程, 碳减排,

超临界CO2能够破坏煤分子结构，提高生物甲烷的产量。为研究微生物在超临界CO2参与的煤储层原位条件下的产气潜力，以新疆地区某煤层气区块目标煤层的初始储层压力、温度和气体组分作为原位储层条件，通过自主设计的煤储层原位厌氧发酵装置，模拟煤储层原位储层条件下的厌氧发酵过程，并对生物气产量、煤的官能团结构和微生物群落结构进行了分析。研究结果表明，在超临界CO2参与的煤储层原位条件下，生物甲烷产量达到了32.9 mL/g，CO2的生物转化率为17.4%。FTIR光谱表明，原位条件下微生物对苯酚、醇、醚、酯中含氧基团的降解能力要强于常规条件下的厌氧发酵。超临界CO2参与下的储层原位厌氧发酵系统中，多种产甲烷代谢途径的产甲烷菌(氢营养型、乙酸营养型和甲基营养型)逐渐向单一的氢营养型产甲烷菌演化。高压环境下，细菌群落中芽孢杆菌Solibacillus silvestris成为水解产酸发酵阶段的优势菌。该研究为煤层气生物工程的现场实施和碳减排提供了实验基础。

来源：2022年第3期

《煤田地质与勘探》期刊编辑部

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