[发明专利]基于分子生物学方法的天然气微生物勘探方法

说明书

技术领域

本发明关于采用分子生物学方法来研究天然气微生物勘探，特别是关于在地表存在天然气微渗漏现象的研究区进行天然气微生物勘探的方法，具体的讲是建立基于分子生物学技术的天然气微生物勘探方法，属于油气微生物勘探领域。

背景技术

传统的天然气微生物勘探的技术原理是：在天然气藏压力的驱动下，天然气藏的甲烷气体持续向地表做垂直扩散和运移，土壤中的专性微生物以甲烷气体作为其唯一能量来源，在气藏正上方的地表土壤中非常发育并形成微生物异常。采用该技术可以检测出这种微生物异常并进而预测下伏气藏的存在([1]Sealy，J.R(1974)Ageomicrobial meyhod of prospecting foroil.Oil & Gas Journal v.15：98-102)。在取自气藏之上的样品之中，甲烷氧化细菌的细胞数量相当高，达每克104～106个细胞([2]Mohanty，S.R.，P.L.E.Bodelier，V.Floris，and R.Conrad(2006)Differential effects of nitrogenous fertilizers on methane-consuming microbes in rice fieldand forest soils.Appl Environ Microbiol.72：1346-1354)。这些微生物在细胞数量和(或)活性方面显著增加，在此定义为“微生物异常([3]向廷生，汪保卫，油田地表土壤甲烷氧化菌的分离鉴定及活性测定，石油天然气学报(江汉石油学院学报)2005年4月，V27(2)，324～326)。

甲烷氧化菌是烃氧化菌群中的一种，它们是一类具有高度专一的利用碳一化合物的细菌群体。微生物的甲烷氧化作用首先是将甲烷活化，在有氧的条件下将其转变为甲醇，并进而氧化成甲醛。甲醛可直接被甲烷氧化菌吸收利用作为菌体生长增殖的养料或将其进一步氧化为CO₂而获取能量([4]Amanda S.Hakemian and Amy C.Rosenzweig，The Biochemistry ofMethane Oxidation，R E V I E W S  I N  AD V AN C E，16February 2007，2007.76：18.1～18.19)。因此，在含甲烷天然气的天然或人工气苗附近，甲烷氧化菌类别和数量大大增加，即在含气区轻烃受细菌氧化的强度越大，就越有可能发现气田。

天然气微生物勘探是20世纪50年代发展起来的技术。早在1937年，前苏联地质微生物学家Mogilewskii发现由于细菌繁殖引起的近地表土壤中烃气发生季节性的变化，进而提出了石油和微生物勘探方法，并在实践中运用甲烷氧化菌作为地下气藏的指示菌([5]MogilewskiiG  A.Microbiological investigations in connecting with gas surveying.RazvedkaNedr，1938，Vol.8：59～68)。20世纪50年代，美国地质微生物学家Hitzman博士为Phillips石油公司开发了一种油气微生物勘测技术([6]Hitzman D O.Prospecting for petroleum deposits.US Pat..1959，2，880142)，1956年以来，德国M.Wagner博士独立地开发了一项新型的地表勘探技术-油气微生物勘探技术MPOG(Microbial Prospection for Oil and Gas)，20世纪90年代初，该技术应用开始从西北欧陆地拓展到北海区域内([7]梅博文，袁志华，王修垣，油气微生物勘探法，中国石油勘探，第7卷第3期，2002年9月，42～53)。到20世纪90年代末期，MPOG技术的物理-化学和微生物学理论基础、方法技术和应用进入成熟阶段，形成了现代天然气微生物勘探技术([8]Wagner M，Wagner M Jrand Raseh H J et al.MPOG一MierobialProsPeetion for oil and gas.Field examples and their geologieal background，Conference Cracov，Poland，A0一05.1998a：118～121)。