油氣藏埋存二氧化碳生物轉(zhuǎn)化甲烷的機(jī)理和應(yīng)用研究進(jìn)展

【摘要】：埋存CO2生物轉(zhuǎn)化CH4技術(shù)是利用油、氣藏中內(nèi)源微生物,以埋存的CO2為底物,通過CO2生物還原途徑合成CH4的生物技術(shù)。此技術(shù)因兼?zhèn)銫O2減排的環(huán)保意義、生物合成CH4的再生能源意義、延長油氣藏壽命和潛在經(jīng)濟(jì)收益等優(yōu)勢有著廣泛應(yīng)用前景。CO2的捕集、埋存和油氣藏生物多樣性為此技術(shù)的實(shí)施提供了可行性。油藏中低礦化度的地層水中存在產(chǎn)H2和CH4的微生物,一定的成巖階段生物氣藏成因主要源于代謝CO2/H2的甲烷菌。因此,一定條件下油氣藏內(nèi)源微生物能夠生物轉(zhuǎn)化CO2。但是,油氣藏埋存CO2生物轉(zhuǎn)化CH4的實(shí)現(xiàn)受到各種條件的制約,包括:發(fā)酵菌群、產(chǎn)H2菌群和甲烷菌群之間的合作關(guān)系;甲烷菌群結(jié)構(gòu)是否合理;甲烷菌和硫酸鹽還原菌兩大菌群之間的競爭和共代謝關(guān)系;以及CO2還原需要的H2來源等。相對于已知的代謝途徑,油氣藏中CO2還原途徑可能更加復(fù)雜。因此,無論是微生物學(xué)家還是石油工程師,通過調(diào)控油氣藏參數(shù)來實(shí)現(xiàn)生物合成CH4還是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。目前,埋存CO2生物轉(zhuǎn)化甲烷處于研究的實(shí)驗(yàn)室探索階段,需要突破的瓶頸是尋找合適的油氣藏、激活內(nèi)源微生物實(shí)現(xiàn)CH4的再生,達(dá)到有經(jīng)濟(jì)意義的CH4轉(zhuǎn)化速率和轉(zhuǎn)化率。盡管埋藏CO2生物轉(zhuǎn)化CH4是一個(gè)僅有10年研究歷史的新技術(shù),相信不久的將來,此項(xiàng)生物技術(shù)的廣泛應(yīng)用將會為人類可再生能源和CO2減排做出貢獻(xiàn)。 【作者單位】： 中石油勘探開發(fā)研究院提高采收率國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;中國石油大學(xué)(北京)重質(zhì)油實(shí)驗(yàn)室;CSIRO
【關(guān)鍵詞】： CO生物轉(zhuǎn)化 CO減排 CH 提高采收率
【基金】：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“生物氣形成的母質(zhì)來源研究”(編號:40873031) 中國石油創(chuàng)新基金項(xiàng)目“難動用資源生物成氣的可行性研究”(編號:2009D-5006-01-01)資助
【分類號】：P618.13
【正文快照】： 1引言2009年在丹麥?zhǔn)锥几绫竟匍_的世界氣候大會再次提醒人們溫室氣體CO2減排的重要性。CO2捕集、埋存(Carbon d ioxide CaptureStorage,CCS)是近年來CO2減排的有效手段之一[1,2]。返注的CO2主要用于地質(zhì)封存[3,4],或用于提高石油采收率[5]。事實(shí)上,返注的CO2并沒有消失,

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