古菌,可能是地球上第一批生物居民。它们藏于深海、高温等极端环境,个头小到肉眼看不见,却有着不可估量的“本领”。尤其是这一类具有产甲烷功能的古菌,在天然气生成过程中功不可没。 吞油吐气
电影《邻家特工》中,一滴含细菌溶液吞噬一桶石油的画面,原来真的可以实现,不过这个过程比较漫长。
为了让油藏环境中存活的厌氧微生物成为“帮手”,科学家一直在探索。早在20世纪末期,德国科学家首次发现石油烃可以被厌氧微生物降解转化为甲烷,只不过降解过程与传统的沼气发酵类似,需要多种不同类型的细菌和古菌,通过互营代谢来完成。研究仍在继续,2008年,加拿大科学家在油藏中发现了混合菌降解原油产甲烷过程。 因此,学界普遍认为,在地下特殊环境里,具有产甲烷功能的古菌必须得到其它微生物的协同帮助,经过多步骤代谢过程后获取有机物的养分,才能生成天然气的主要成分——甲烷。
然而,2021年12月23日,《自然》杂志的一篇论文中写到“发现一种新型的产甲烷古菌,并证实其可以直接氧化长链烷基烃产生甲烷”。这一发现改写了教科书石油降解产甲烷需多种微生物协同参与、多步骤代谢的认知。
在研究过程中,研究人员通过稳定碳同位素标记培养、宏基因组、宏转录组测序和高分辨质谱分析,发现这种古菌不需要通过互营代谢来完成产甲烷代谢。也就是说,它能够凭借“一己之力”完成共营代谢中需要多
古菌:吃油再吐气
绕开传统代谢步骤,“吃掉”枯竭油藏,吐出天然气,让老油田重获生机。这就是新发
现的产甲烷古菌的厉害之处。
种细菌和古菌联手才能完成的分解“工作”。
绕开传统途径后,产甲烷古菌确实非常高效。60天就完成了从烃降解到产生甲烷的过程,足足缩短了140多天。为此,研究人员赐予了它一个新名称——“悟空菌”。
复活油藏
目前传统原油开采技术,很难驱动地下油藏全部原油的运移,仍然有过半原油开采不出来。以辽河油田为例,经过地压“顶”油、注水“驱”油、化学剂“洗”油,仍然有相当多的原油滞留在地下,难以被开采利用。
如果利用微生物将石油转化为天然气,是否就能“唤醒”这些“沉睡”在地下的大量原油?
研究人员给出的答案是肯定的。据研究估算,若采用产甲烷古菌“吃掉”石油“吐出”甲烷的方式,对我国现存所有地下枯竭油藏进行开采,所产油气总量有望达到4亿-8.5亿吨,相当于再造了一个10年稳产的大庆油田。
同时,研究人员分析道,若能够形成油气共采,将使原油开采利用率达到较高水平,甚至还可以延长油藏的开发寿命,有望让老油田“复活”。
此外,新型产甲烷古菌直接把油变成了气,让气体出来,进行甲烷的收集,也是一种廉价、清洁的开采方式。因为,中间省去了原油开采炼化加工等巨大的排碳过程,取而代之的则是以绿可持续的生物转化,直接获得甲烷这一清洁能源,也就有效减少了
编辑/温碧琳 统筹/
任丽艳
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本期专题
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提炼了联合建院、市场整合等一批经验做
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有限公司近年来在“三基”建设上下足了功
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支部建在连上,堡垒建在基层。
截至目前,中油测井292个党组织健全
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始终坚持政治引领,以基层组织和队伍
建设为基层党建的核心和基石,探索党工
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