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煤层气生物工程研究进展
被引量：
43
1
作者
苏现波
夏大平
+6 位作者
赵伟仲
伏海蛟
郭红光
何环
鲍园
李丹
魏国琴
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2020年第6期1-30,共30页
煤层气生物工程是将营养液或经过驯化、改良的菌种注入地下煤层或通过地面发酵产气的方式,把煤的部分有机组分转化为甲烷,实现微生物强化煤层气产出的一种特殊发酵工程。该工程作为多学科交叉的新兴边缘学科,涉及到能源、环境和新材料...
煤层气生物工程是将营养液或经过驯化、改良的菌种注入地下煤层或通过地面发酵产气的方式,把煤的部分有机组分转化为甲烷,实现微生物强化煤层气产出的一种特殊发酵工程。该工程作为多学科交叉的新兴边缘学科,涉及到能源、环境和新材料三大领域,具有多重效益,越来越受到关注,详细总结了国内外煤层气生物工程10余年的发展历程,首先从煤层(水)的生物多样性、厌氧发酵系统产气机制和控制因素等方面系统分析了煤层气生物工程的微生物学基础;以研究厌氧发酵系统中气固液菌为核心,整合其他学科的研究方法,初步形成了煤层气生物工程自身的研究方法,最后提出了煤层气生物工程的实施方案及发展趋势。生物多样性为煤层生物甲烷的生成提供了菌种来源,根据发酵系统中气固液菌的变化规律将发酵过程区分为4个阶段,系统中的底物和环境因子控制了微生物群落结构,影响了生物甲烷的产量,甲烷的成因区分为乙酸营养型、氢营养型、甲基营养型3种,这一认识初步构成了煤层气生物工程的理论基础。分子生物学、地球化学与煤化学等的结合为该学科的发展提供了方法支撑。地面发酵池产气工程除了获取生物甲烷这一洁净能源外,还可以与褐煤提质、高硫煤微生物脱硫和新材料合成相结合,使得经济效益最大化;地下煤层气生物工程以其增气、增解、增透作用可大幅度提升煤层气井的产量,并获取液相有机物,同时可以实现二氧化碳的甲烷化,二氧化碳矿化对采空区可起到固化作用,减排效果显著。煤层气生物工程以其理论性、方法性和实用性正在成为一个全新的领域,将有力推进中国煤层气大规模商业化开发进程。
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关键词
煤层气
生物
工程
煤层
生物
甲烷
厌氧发酵
微生物强化煤层气产出
二氧化碳减排
新材料
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职称材料
煤层气井产出水溶解无机碳特征及其地质意义
被引量：
8
2
作者
杨兆彪
秦勇
+3 位作者
秦宗浩
易同生
李存磊
张争光
《石油勘探与开发》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第5期1000-1008,共9页
对贵州西部20口煤层气井产出水溶解无机碳(DIC)稳定碳同位素(δ13CDIC)进行了长期动态跟踪,重点分析了多层合采煤层气GP井组δ13CDIC的时空动态,探讨了δ13CDIC值与煤层气产能的关系;选取典型井产出水进行了微生物16S rDNA扩增测序分析...
对贵州西部20口煤层气井产出水溶解无机碳(DIC)稳定碳同位素(δ13CDIC)进行了长期动态跟踪,重点分析了多层合采煤层气GP井组δ13CDIC的时空动态,探讨了δ13CDIC值与煤层气产能的关系;选取典型井产出水进行了微生物16S rDNA扩增测序分析,提出了煤层气多层合采产出水δ13CDIC地质响应模式。研究表明:中煤阶煤层气井产出水δ13CDIC正异常普遍,产出水中包含15种以上的甲烷菌属,Methanobacterium为优势属;产出水中优势甲烷菌属序列数目与δ13CDIC值显著正相关,δ13CDIC值正异常由产甲烷菌还原作用造成,且主要为氢营养型甲烷菌还原作用;多煤层煤系沉积相及岩性的分段性会造成渗透性和富水性的分段性,从而控制产出水δ13CDIC值和古菌群落的分段性,渗透性和富水性较好的层段,产出水δ13CDIC值正异常显著,古菌属主要为Methanobacterium;渗透性和富水性较弱的层段,产出水δ13CDIC值较小,微生物作用较弱;接近煤层露头的较浅部位,容易受到大气降水的补给,产出水δ13CDIC值较小;中煤阶多煤层煤层气井产出水δ13CDIC地质响应模式揭示了多层合采煤层气井产出水中δ13CDIC差异的地质机理和微生物作用机理,为沉积相控制的叠置流体系统提供了有效的地球化学证据,也可用于多层合采煤层气井产层气、水贡献分析。
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关键词
煤层气
煤层
产出
水
溶解无机碳
稳定碳同位素
古菌群落
微生物
基因
煤层气
产能
地质响应模式
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职称材料
复配高效菌群厌氧降解煤产甲烷实验研究
被引量：
1
3
作者
弓凯仪
郭红光
+1 位作者
张益瑄
张佳艳
《矿业安全与环保》
CAS
北大核心
2023年第3期12-17,22,共7页
高效功能菌群是微生物增产煤层气技术的重要影响因素。通过复配降解芳香化合物的功能真菌菌群与降解煤产甲烷的真菌—产甲烷菌群,提高甲烷产量;分析菌群结构、中间产物和煤结构的演替规律,研究复配菌群降解褐煤产甲烷机理。研究结果表明...
高效功能菌群是微生物增产煤层气技术的重要影响因素。通过复配降解芳香化合物的功能真菌菌群与降解煤产甲烷的真菌—产甲烷菌群,提高甲烷产量;分析菌群结构、中间产物和煤结构的演替规律,研究复配菌群降解褐煤产甲烷机理。研究结果表明:复配菌群能够厌氧降解褐煤,煤的甲烷产量为172μmol/g,是未复配的1.74倍,芳烃降解菌Cladosporium在第7天成为优势真菌属;具有较强环境适应性的Aspergillus、Penicillium等成为产气结束后的优势真菌,在第7天发酵液中检测到丰富的代谢中间产物脂肪酸和芳香酸,其占比在产气末期均下降50%以上;煤中芳香碳在降解后下降了12.27%,降解效果显著。研究结果为改善产甲烷菌群的煤降解能力,增强产甲烷效能提供了一种有效方法。
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关键词
微生物
增产
煤层气
厌氧降解
生物
强化
复配
核磁
GC-MS&LC-MS
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职称材料
题名
煤层气生物工程研究进展
被引量：
43
1
作者
苏现波
夏大平
赵伟仲
伏海蛟
郭红光
何环
鲍园
李丹
魏国琴
机构
河南理工大学非常规天然气研究院
中国地质大学(武汉)资源学院
中原经济区煤层(页岩)气协同创新中心
河南理工大学能源科学与工程学院
河南理工大学资源环境学院
太原理工大学矿业工程学院
中国矿业大学化工学院
西安科技大学地质与环境学院
山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司煤与煤层气共采国家重点试验室
出处
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2020年第6期1-30,共30页
基金
国家自然科学基金资助项目(41972178)
山西省煤层气联合研究基金资助项目(2015012001)。
文摘
煤层气生物工程是将营养液或经过驯化、改良的菌种注入地下煤层或通过地面发酵产气的方式,把煤的部分有机组分转化为甲烷,实现微生物强化煤层气产出的一种特殊发酵工程。该工程作为多学科交叉的新兴边缘学科,涉及到能源、环境和新材料三大领域,具有多重效益,越来越受到关注,详细总结了国内外煤层气生物工程10余年的发展历程,首先从煤层(水)的生物多样性、厌氧发酵系统产气机制和控制因素等方面系统分析了煤层气生物工程的微生物学基础;以研究厌氧发酵系统中气固液菌为核心,整合其他学科的研究方法,初步形成了煤层气生物工程自身的研究方法,最后提出了煤层气生物工程的实施方案及发展趋势。生物多样性为煤层生物甲烷的生成提供了菌种来源,根据发酵系统中气固液菌的变化规律将发酵过程区分为4个阶段,系统中的底物和环境因子控制了微生物群落结构,影响了生物甲烷的产量,甲烷的成因区分为乙酸营养型、氢营养型、甲基营养型3种,这一认识初步构成了煤层气生物工程的理论基础。分子生物学、地球化学与煤化学等的结合为该学科的发展提供了方法支撑。地面发酵池产气工程除了获取生物甲烷这一洁净能源外,还可以与褐煤提质、高硫煤微生物脱硫和新材料合成相结合,使得经济效益最大化;地下煤层气生物工程以其增气、增解、增透作用可大幅度提升煤层气井的产量,并获取液相有机物,同时可以实现二氧化碳的甲烷化,二氧化碳矿化对采空区可起到固化作用,减排效果显著。煤层气生物工程以其理论性、方法性和实用性正在成为一个全新的领域,将有力推进中国煤层气大规模商业化开发进程。
关键词
煤层气
生物
工程
煤层
生物
甲烷
厌氧发酵
微生物强化煤层气产出
二氧化碳减排
新材料
Keywords
coalbed gas bioengineering
coalbed bio-methane
anaerobic fermentation
microbial enhanced coalbed methane production
carbon dioxide emission reduction
new materials
分类号
P618.11 [天文地球—矿床学]
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职称材料
题名
煤层气井产出水溶解无机碳特征及其地质意义
被引量：
8
2
作者
杨兆彪
秦勇
秦宗浩
易同生
李存磊
张争光
机构
中国矿业大学煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室
中国矿业大学资源与地球科学学院
贵州省煤层气页岩气工程技术研究中心
出处
《石油勘探与开发》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第5期1000-1008,共9页
基金
国家自然科学基金项目(41772155)
国家科技重大专项“滇东黔西煤层气开发技术及先导性试验”(2016ZX05044-002)。
文摘
对贵州西部20口煤层气井产出水溶解无机碳(DIC)稳定碳同位素(δ13CDIC)进行了长期动态跟踪,重点分析了多层合采煤层气GP井组δ13CDIC的时空动态,探讨了δ13CDIC值与煤层气产能的关系;选取典型井产出水进行了微生物16S rDNA扩增测序分析,提出了煤层气多层合采产出水δ13CDIC地质响应模式。研究表明:中煤阶煤层气井产出水δ13CDIC正异常普遍,产出水中包含15种以上的甲烷菌属,Methanobacterium为优势属;产出水中优势甲烷菌属序列数目与δ13CDIC值显著正相关,δ13CDIC值正异常由产甲烷菌还原作用造成,且主要为氢营养型甲烷菌还原作用;多煤层煤系沉积相及岩性的分段性会造成渗透性和富水性的分段性,从而控制产出水δ13CDIC值和古菌群落的分段性,渗透性和富水性较好的层段,产出水δ13CDIC值正异常显著,古菌属主要为Methanobacterium;渗透性和富水性较弱的层段,产出水δ13CDIC值较小,微生物作用较弱;接近煤层露头的较浅部位,容易受到大气降水的补给,产出水δ13CDIC值较小;中煤阶多煤层煤层气井产出水δ13CDIC地质响应模式揭示了多层合采煤层气井产出水中δ13CDIC差异的地质机理和微生物作用机理,为沉积相控制的叠置流体系统提供了有效的地球化学证据,也可用于多层合采煤层气井产层气、水贡献分析。
关键词
煤层气
煤层
产出
水
溶解无机碳
稳定碳同位素
古菌群落
微生物
基因
煤层气
产能
地质响应模式
Keywords
coalbed methane
produced water from coal seam
dissolved inorganic carbon
stable carbon isotope
archaea community
microbial gene
CBM productivity
geological response model
分类号
TE39 [石油与天然气工程—油气田开发工程]
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职称材料
题名
复配高效菌群厌氧降解煤产甲烷实验研究
被引量：
1
3
作者
弓凯仪
郭红光
张益瑄
张佳艳
机构
太原理工大学安全与应急管理工程学院
太原理工大学原位改性采矿教育部重点实验室
出处
《矿业安全与环保》
CAS
北大核心
2023年第3期12-17,22,共7页
基金
国家自然科学基金项目(U1810103,51404163)
山西省重点研发计划项目(国际合作项目)(201903D421088)
山西省煤层气联合基金项目(2014012006)。
文摘
高效功能菌群是微生物增产煤层气技术的重要影响因素。通过复配降解芳香化合物的功能真菌菌群与降解煤产甲烷的真菌—产甲烷菌群,提高甲烷产量;分析菌群结构、中间产物和煤结构的演替规律,研究复配菌群降解褐煤产甲烷机理。研究结果表明:复配菌群能够厌氧降解褐煤,煤的甲烷产量为172μmol/g,是未复配的1.74倍,芳烃降解菌Cladosporium在第7天成为优势真菌属;具有较强环境适应性的Aspergillus、Penicillium等成为产气结束后的优势真菌,在第7天发酵液中检测到丰富的代谢中间产物脂肪酸和芳香酸,其占比在产气末期均下降50%以上;煤中芳香碳在降解后下降了12.27%,降解效果显著。研究结果为改善产甲烷菌群的煤降解能力,增强产甲烷效能提供了一种有效方法。
关键词
微生物
增产
煤层气
厌氧降解
生物
强化
复配
核磁
GC-MS&LC-MS
Keywords
microbially enhanced coalbed methane(MECoM)
anaerobic degradation
bioaugmentation
compound
nuclear magnetism
GC-MS&LC-MS
分类号
TD712 [矿业工程—矿井通风与安全]
X172 [环境科学与工程—环境科学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
煤层气生物工程研究进展
苏现波
夏大平
赵伟仲
伏海蛟
郭红光
何环
鲍园
李丹
魏国琴
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2020
43
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职称材料
2
煤层气井产出水溶解无机碳特征及其地质意义
杨兆彪
秦勇
秦宗浩
易同生
李存磊
张争光
《石油勘探与开发》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
8
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
复配高效菌群厌氧降解煤产甲烷实验研究
弓凯仪
郭红光
张益瑄
张佳艳
《矿业安全与环保》
CAS
北大核心
2023
1
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职称材料
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