含油介质中产甲烷菌生长代谢限制因子研究

产甲烷菌是油藏生境的内源微生物之一，它代谢产生的甲烷是天然气的重要组成成分。本项目拟通过发酵实验和物理模拟，研究营养、底物、其他油藏内源微生物增加和分离鉴定的产甲烷菌注入对含油介质内产甲烷菌定殖量、甲烷产量、油气性质和采收率的影响，分析产甲烷菌在含油介质中生长代谢的限制因子，探讨与产甲烷菌代谢相关的微生物，为促进生物降解将特高含水油田残余油和稠油转化为天然气进行开采提供理论基础。

本项目拟研究产甲烷菌注入与营养、底物和其他油藏内源微生物增加对含油介质内产甲烷菌定殖量、甲烷产量、油气性质和采收率的影响，为促进微生物降解将特高含水油田残余油和稠油转化为天然气进行开采提供理论基础。经项目执行，我们分离鉴定了Methanothermobacter thermautotrophicus、硫酸盐还原菌和发酵菌，包括Pseudomonas，Clostridium，Bacillus，Firmicutes，Thermotogae，Nitrospirae，Proteobacteria，Desulfothiovibrio，Methanothermobacter，Marinobacter，Methanosarcina，Methanobrevibacter，Methanococcus，Methanoculleus，Thermoprotei，Thermococcus，Thermoanaerobacter, Anaerobaculum, Deferribacter，Aminobacterium colombiense，Petrotoga和Acidaminococcus等，没有发现和产甲烷菌共生的微生物。发酵实验结果显示，产甲烷菌处理显著增加了生物气的形成量。营养和底物均促进了甲烷产生。H2处理体系甲烷形成量最高，CO2处理次之。硫酸盐还原菌抑制了甲烷形成。钼酸盐没有显著增加甲烷量。各处理的石油性质没有发生显著改变。分析了C. acetobutylicum和P. putida对产甲烷菌代谢、石油粘度和组分的影响。C. acetobutylicum可能在厌氧发酵过程中为产甲烷菌代谢提供H2促进甲烷形成，P. putida可能通过降解芳香烃促进甲烷形成。应用建立的物理模拟模型分析了产甲烷菌增加对原油产气的影响。在物理模拟中，产甲烷菌、营养和底物均促进了甲烷产生、产甲烷菌生长和采收率增加，原油粘度增加，原油组分明显从C6-15转向C15-35；硫酸盐还原菌抑制了甲烷形成，钼酸盐没有显著增加甲烷量，原油粘度增加，原油组分明显从C6-15转向C15-35；C. acetobutylicum和P. putida增加对甲烷形成量没有影响，增加了石油采收率，然而原油粘度明显增加，烃组分的分子量也明显增加。