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古菌新種“吃掉”石油“吐出”甲烷

來(lái)源:光明日?qǐng)?bào) 時(shí)間:2021-12-24 10:00:00

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油田中,枯竭的油藏真的“沒(méi)油”了嗎?一種能夠直接“吃掉”石油“吐出”甲烷氣體的古菌Ca. Methanoliparum近日被中國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn),有望讓枯竭油藏重獲“生機(jī)”。北京時(shí)間12月23日凌晨,相關(guān)成果在線發(fā)表于《自然》雜志。

眾所周知,漫長(zhǎng)歲月里,動(dòng)植物遺體等復(fù)雜有機(jī)物在地下特殊環(huán)境和各類微生物的共同作用下,形成了石油和天然氣等“自然的饋贈(zèng)”。而在生成天然氣的過(guò)程中,一類具有產(chǎn)甲烷功能的古菌功不可沒(méi)。

古菌可能是地球上第一批生物居民。它們藏于深海、高溫等極端環(huán)境,個(gè)頭小到肉眼看不見(jiàn),卻有著不可估量的“大本領(lǐng)”,近年來(lái)相關(guān)國(guó)際研究不斷升溫。

此前,學(xué)界認(rèn)為,具有產(chǎn)甲烷功能的這類古菌在生長(zhǎng)過(guò)程中并不能直接“吃掉”復(fù)雜有機(jī)物。在地下特殊環(huán)境里,它必須得到其他微生物的協(xié)同幫助,經(jīng)歷多步驟的代謝過(guò)程,才能獲取有機(jī)物的養(yǎng)分,最終生成天然氣的主要成分——甲烷。

農(nóng)業(yè)農(nóng)村部沼氣科學(xué)研究所能源微生物創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)與深圳大學(xué)、中石化采油微生物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等單位合作,從我國(guó)勝利油田的一處地下油藏中發(fā)現(xiàn)了一種獨(dú)特古菌。課題組通過(guò)同位素標(biāo)記培養(yǎng)等技術(shù)發(fā)現(xiàn),這種古菌在生長(zhǎng)過(guò)程中,“繞過(guò)”了所有傳統(tǒng)代謝步驟,可不與其他微生物合作,獨(dú)立“吃掉”復(fù)雜有機(jī)物,產(chǎn)生甲烷氣體。而石油的主要成分正是比較復(fù)雜的有機(jī)物,實(shí)驗(yàn)證明,這種古菌可以直接“吃掉”石油,生成甲烷。

《自然》認(rèn)為,這一發(fā)現(xiàn)令產(chǎn)甲烷古菌的基礎(chǔ)研究邁出了一大步,更指向了未來(lái)的應(yīng)用前景。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部沼氣科學(xué)研究所研究員承磊介紹,我國(guó)的能源資源稟賦“缺油、少氣”,地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。受技術(shù)條件制約,目前,國(guó)內(nèi)許多油田可開(kāi)采的石油量不足真正儲(chǔ)量的一半,大量石油在“沉睡”。一些老油田開(kāi)采難度日益加大,已出現(xiàn)諸多低品質(zhì)油藏甚至枯竭油藏。

“為此,我們提出了‘地下沼氣工程’計(jì)劃——經(jīng)大量培養(yǎng)后,將這種古菌注入已枯竭或低品質(zhì)油藏,使難以開(kāi)采的石油部分轉(zhuǎn)化為易于開(kāi)采的甲烷氣體,并最終處理為天然氣,‘點(diǎn)油成氣’,實(shí)現(xiàn)這些地區(qū)的油氣共采?!背欣谡f(shuō)。

據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部沼氣科學(xué)研究所所長(zhǎng)王登山初步估算,若對(duì)我國(guó)現(xiàn)存所有地下枯竭油藏進(jìn)行上述開(kāi)采,所產(chǎn)油氣總量有望達(dá)到4億噸~8.5億噸,相當(dāng)于再造一個(gè)十年穩(wěn)產(chǎn)的大慶油田。王登山表示,這不僅對(duì)保障我國(guó)能源安全具有重要價(jià)值,也為全球化石能源行業(yè)碳減排提供了一條新的技術(shù)路徑。


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