第1章　緒　論

1.1　降解石油烴產(chǎn)甲烷的研究背景

對(duì)老油田進(jìn)行深度開(kāi)發(fā)，提高石油采收率已成為當(dāng)前老油田開(kāi)發(fā)的中心任務(wù)?，F(xiàn)有的提高石油采收率的技術(shù)存在的主要問(wèn)題是提高幅度有限，大量的殘余石油滯留地下，因此如何利用大量殘存在油藏中的石油成為了一項(xiàng)重要課題。通過(guò)微生物降解石油烴產(chǎn)甲烷，從而對(duì)殘余石油進(jìn)行利用是一條有效途徑。最近，美國(guó)俄克拉荷馬大學(xué)Suflita教授通過(guò)微生物的作用，將油藏中殘余油轉(zhuǎn)化為甲烷，可使老油田重獲生機(jī)^[1]。而此微生物厭氧降解石油烴產(chǎn)甲烷過(guò)程是多種菌群參與的多步驟反應(yīng)，在整個(gè)降解過(guò)程中影響反應(yīng)速率的因素非常多^[2～6]。有學(xué)者研究認(rèn)為：影響微生物厭氧降解石油的主要因素之一就是烴的化學(xué)性質(zhì)，特別是溶解性^[7]。而且加快厭氧降解石油速度的可行方法之一就是增加微生物對(duì)石油烴的攝取能力^[8，9]，這就需要對(duì)石油烴和微生物菌群進(jìn)行細(xì)致的研究。進(jìn)一步研究表明：微生物還可以在油藏中代謝產(chǎn)生氣體、生物表面活性物質(zhì)、有機(jī)酸等，而這也是微生物強(qiáng)化石油開(kāi)采技術(shù)的原理^[10～12]。所以需要對(duì)微生物產(chǎn)生的副產(chǎn)物進(jìn)行細(xì)致研究。

油藏中的實(shí)驗(yàn)也證實(shí)了在有機(jī)質(zhì)（特別是殘余石油）降解過(guò)程中，公認(rèn)的降解終端產(chǎn)物是甲烷，而電子受體耗盡是甲烷產(chǎn)生的基礎(chǔ)，具體來(lái)說(shuō)產(chǎn)甲烷古菌和其他功能菌群協(xié)同作用，最終使殘余石油得到降解并產(chǎn)生甲烷^[13]。而在如何促進(jìn)這一過(guò)程方面，有學(xué)者做了關(guān)于天然氣成因的研究工作^[14～16]并推測(cè)：影響厭氧降解含碳有機(jī)質(zhì)產(chǎn)甲烷的另一主要因素為可以供微生物利用的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)^[17]。進(jìn)一步研究表明：微生物可以利用一些廉價(jià)的資源充當(dāng)激活物產(chǎn)生可被利用的次級(jí)產(chǎn)物^[10]。這些次級(jí)產(chǎn)物可以增加微生物對(duì)石油的利用率。還有學(xué)者研究表明：多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和功能性外源微生物的注入可以提高降解石油烴產(chǎn)甲烷的效率，達(dá)到很好的預(yù)期效果^[10]。尤其在Muller ^[18]和Jack^[19]等的研究報(bào)告中，首先研究并證實(shí)了注入外源添加物質(zhì)的情況下，石油烴被降解產(chǎn)甲烷；最近有很多學(xué)者也證實(shí)了這一過(guò)程，他們通過(guò)加入更有潛力的降解石油烴產(chǎn)甲烷的微生物來(lái)降解石油烴，取得了很好的效果^{[9，20～24]}。而地質(zhì)學(xué)的研究也表明，在數(shù)千年來(lái)油藏內(nèi)部一直自發(fā)進(jìn)行著微生物降解石油烴產(chǎn)甲烷過(guò)程，因?yàn)榈厍騼?nèi)部的厭氧環(huán)境有利于這一過(guò)程的進(jìn)行^{[23，25，26]}。并且在油藏采出液中也發(fā)現(xiàn)并鑒別出了各種各樣的厭氧菌群^[27～31]，而且通過(guò)研究它們的代謝機(jī)制也都證實(shí)了在厭氧環(huán)境中石油烴能被微生物降解產(chǎn)甲烷的事實(shí)^[32～34]。