mile米乐官方网站 CO₂阐明地下储存对地下微生物生态系统的影响

独立行政机构国立产业技术综合研究所[理事长中钵良二]（以下简称“AIST”）地圈资源与环境研究部[研究部部长Nobutori Nakao]地圈微生物研究组研究员Daisuke Mayumi，研究组Masashi Sakata，生物过程研究部[研究部主任镰形洋一]生物资源信息基础设施研究组首席研究员玉木秀之、研究组组长蒲形阳一等人为国际石油公司[代表董事兼社长北村俊明]（以下简称“INPEX”）英国纽卡斯尔大学技术部前田春夫高级协调员扬·多尔芬与高级研究人员合作枯竭的油田的二氧化碳 (CO₂)地质储藏的影响关于微生物生态系统。结果，在枯竭油田的微生物生态系统中发现甲烷产量科罗拉多州活动₂地下储存产生高浓度CO₂我发现它持续存在于环境中。

枯竭的油田产生大量的二氧化碳，发电厂等产生₂并将其隔离在地下CO₂收集和存储 (CCS)储存地点。另一方面，产生甲烷的微生物生态系统广泛分布在世界各地的油田中，油田内部产生的甲烷（天然气）有潜力成为新资源。这次，CO₂在二氧化碳浓度增加的环境中，枯竭油田中的微生物群落会显着改变其微生物种类₂保持鲁棒性。并维持甲烷生产活动。本研究结果基于CO₂通过在地下储存研究中加入新的微生物学视角，我们扩展了未来 CCS 技术的实用可能性。

　这项研究的详细内容发表在2013年6月13日（日本时间）的英国科学杂志《自然通讯

CO2地下储存对枯竭油田甲烷生产活动的影响 地下微生物产甲烷在CCS前的现场环境和CCS后的油田环境中都会发生，但CCS前后的过程发生了巨大的变化。

　CO，被称为温室气体₂的减排措施之一这是发电厂等产生的大量CO。₂地下，主要进行地球科学方面的研究。枯竭的油田是二氧化碳₂的储存场所₂的实用性人们对其存储容量、安全性和成本进行了很长时间的研究。另一方面，最近的微生物学研究表明，枯竭油田是积极产生甲烷的微生物生态系统的家园。通过将枯竭油田中残留的持久性有机物分解为甲烷，微生物生态系统对全球碳循环做出了巨大贡献，而这些枯竭油田内产生的微生物衍生的甲烷（天然气）被认为是一种重要资源。

上一个 CO₂从地下存储示范测试的结果来看，CO₂被注入₂虽然已知浓度会增加，地下的各种环境条件（例如 pH 值）也会相应变化，但尚不清楚它会对生活在地下的微生物生态系统产生什么影响。

　AIST和INPEX自2008财年以来一直合作开发残渣原油的甲烷转化和回收技术，旨在开发枯竭油田的强化原油回收技术。₂

　这次，CO₂₂CO采用高温高压培养系统，模拟地下储存后的油田环境₂评估了浓度对地下微生物生态系统的影响。

　这项研究和开发是在独立行政机构日本学术振兴会的科学技术研究补助金的支持下进行的，并由 INPEX 资助的联合研究（从 2008 年开始）。

　二氧化碳₂秋田县一直在观察乙酸产生的甲烷，以调查地下储存对枯竭油田微生物生态系统的影响八桥油田收集地下水和原油。使用氮气设定与现场相同的温度和压力条件（55℃，50atm）（CO₂非喷射系统）以及氮气和二氧化碳的混合气体（10%CO₂) 高浓度 CO 设置为与现场相同的温度和压力条件₂状况（CO）₂分压（5 个大气压）（CO）下的培养实验₂压入系统）。

　这个结果，CO₂喷射系统和二氧化碳₂在两个非注入系统中均观察到地下水中原本存在的乙酸分解并产生甲烷（图 1）。二氧化碳₂地下储存导致二氧化碳浓度高₂我们发现在这些条件下，乙酸持续产生甲烷。另外，这次CO假定₂地下储存后的环境为CO₂注入二氧化碳，但不在注入井正下方的环境中₂之后的油田环境已逐渐扩散到地下，并且CO₂二氧化碳地下储存示范试验现场₂本次培养实验中的浓度和 CO₂浓度之间没有观察到显着差异。由于这些因素，CO 浓度极高₂注入枯竭油田，CO₂CO距注入井一定距离₂是扩散的。

图1本研究中假设的CCS环境以及培养实验中观察到的乙酸产生甲烷的反应 图表是 CO2非喷射系统和CO2这表明在两个注入系统中，随着油田地下水中原本含有的乙酸减少，产生了甲烷。

　二氧化碳₂喷射系统和二氧化碳₂对非注入系统中微生物群落进行地球化学和分子生物学分析的结果表明，构成参与乙酸生产甲烷的微生物群落的微生物类型是 CO₂此外，微生物物种的这种变化是 CO₂这是一种暂时现象，仅发生在二氧化碳浓度高的环境中₂CO 浓度₂当浓度恢复到未注射系统的浓度时，原始微生物群落又恢复了（图2）。此外，造成这种现象的主要原因是产甲烷反应（CO₂浓度和反应难易程度之间的关系）得到了证明。换句话说，枯竭油田的微生物生态系统就是CO₂油田环境中的 CO，同时保持对浓度的高鲁棒性₂已经表明，根据浓度，甲烷的产生是通过一种能量上更有利的过程进行的。

图 2 CO2微生物群落和甲烷生产过程中浓度依赖性的变化

　这一结果体现了地球科学与微生物学相结合的地圈微生物学视角对CCS技术未来学术研究和工业应用技术发展的促进作用。

　未来，我们将重点关注枯竭油田中仍残留的原油的甲烷生产活动，以及二氧化碳₂地下储存后的二氧化碳₂我们计划继续研究浓度增加的枯竭油田中分解原油并产生甲烷的微生物生态系统如何受到影响。

◆枯竭油田

由于技术或经济原因无法回收原油的油田。一般来说，利用现有的石油开采技术，只能从油田中回收约50%的原油，其余的50%仍未回收。世界各地存在许多这样的枯竭油田，并且可以采用各种提高原油采收率的方法从枯竭油田中回收更多的原油。提高石油采收率：EOR) 技术发展不断进步。[返回来源]

◆二氧化碳（CO₂）地面存储

CO₂作为捕获和存储技术的一部分捕获二氧化碳₂将其注入地下含水层或枯竭的油气田。用于枯竭油气田的二氧化碳₂地质封存是二氧化碳₂CO₂-EOR 技术的研究和开发正在进行。以含水层为目标的二氧化碳₂地面存储计划于 2016 年在北海道苫小牧市进行测试。[返回来源]

◆甲烷产量

作为有机物分解的最后过程，产甲烷古菌产生氢气和二氧化碳₂）、乙酸和甲醇产生甲烷的活动。产甲烷古菌使用的氢气和二氧化碳₂甲基化合物作为细菌分解有机物的代谢产物提供。从乙酸生产甲烷在油田中很活跃。[返回来源]

◆CO₂收集和存储 (CCS)

工厂、发电厂等排放的二氧化碳₂₂也在进行中。碳捕获与封存。[返回来源]

◆八桥油田

位于秋田县秋田市的油田。迄今为止，该油田是日本累计石油产量最大的油田。目前，石油由INPEX公司生产，年产量约为100,000桶（16,000千升）。[返回来源]