产甲烷条件下原油生物降解规律研究

针对地下油藏独特的缺氧环境，通过厌氧微生物作用，将油藏残余油或重质原油降解并转化为甲烷（"油变气"）进行气态开采，是一项极具发展潜力的微生物采油新技术。为了提高原油生物降解和甲烷产生的速率，必须了解参与原油降解产甲烷过程的微生物群落结构与功能，认识生物地球化学过程对原油厌氧降解和甲烷产生速率的影响。.本研究针对石油烃厌氧生物降解研究领域关注的热点和难点，以不同生物降解程度的原油为材料，采用厌氧操作技术、微生物分子生态学、有机地球化学分析的手段和方法，研究原油厌氧降解产甲烷过程中微生物群落结构，解析关键功能菌群的生态学功能；研究不同温度条件下（35℃、55℃）原油生物降解产甲烷的速率及潜力，探究原油降解产甲烷过程的生物地球化学特征，阐明原油降解与甲烷产生之间的耦联关系，为我国微生物采油技术的研发及油气资源量的评估提供新的理论依据。

产甲烷条件下原油生物降解规律的认识是进一步开展“油藏变气藏”的基础。本项目主要采用厌氧操作技术、微生物分子生态学、有机地球化学分析的手段和方法，研究原油降解转化为甲烷的潜力、产甲烷条件下原油生物降解特征及相关的功能微生物类群。研究发现每克L801原油在15℃、35℃和55℃条件下分别可以产生3.64±0.16 mmol、3.68±0.28 mmol和2.84±0.25 mmol的甲烷。在低温条件下，饱和烃组分中的短链优先降解，而在中温和高温条件下，中长链烷烃优先于短链烷烃降解。应用微生物分子生态学方法，发现在低温条件下，未培养的Sytrophaceae是主要的细菌类群，在中温条件下，主要是unclassified Bacteria (39.1%), Proteobacteria (19.9%), Chloroflexi (18.6%)和Firmicutes (10.9%)，而在高温条件下unclassified Bacteria (34.5%)、Caldisericales (21.8%)、 Firmicutes (16.8%)、 Synergistetes (14.3%)和Bacteroidetes是主要的细菌类群。应用DNA-SIP技术，我们发现Syntrophaceae可能是主要的中温正十六烷烃降解菌。采用Hungate厌氧分离技术，我们还分离获得了高温油藏乙酸互营氧化和原油生物降解过程中起着重要作用的产甲烷古菌新种，并命名为Methanothermobacter crinale sp.nov. 这些研究成果为进一步开展石油生物新技术的研究提供了理论支撑和资源基础。.