藏中的嗜熱微生物特征-含油巖石中有鐵氧化物
油藏中的嗜熱微生物（古菌和細(xì)菌）普遍具有將硫代硫酸鹽或
元素硫還原為硫化物的能力。一方面，這一類微生物被認(rèn)為可以應(yīng)
用于微生物采油技術(shù)，但另一方面，它們代謝含硫化合物可能會引
起油藏酸化的問題，目前已有報道證實(shí)了利用硫代硫酸鹽的非硫酸
鹽還原菌能夠腐蝕設(shè)備。然而，對于油藏中利用硫代硫酸鹽和元素
硫的微生物的代謝活動及其生態(tài)意義需要進(jìn)一步深入研究。二、鐵
還原菌
雖然含油巖石中有鐵氧化物，但對于鐵還原菌還知之甚少
除硫酸鹽還原菌和產(chǎn)甲烷菌以外，油藏中還蘊(yùn)藏著大量不同代謝
能力的發(fā)酵性細(xì)菌。熱球菌（Thermococcus spp.）也廣泛分布于
油藏環(huán)境。因?yàn)橛筒刂泻需F離子，因此油藏微生物群落結(jié)構(gòu)包括
了嚴(yán)格厭氧或兼性厭氧的鐵還原菌。硝酸鹽經(jīng)常被注入油藏，避免
油藏酸化和金屬設(shè)備腐蝕，因此油藏中可能還蘊(yùn)含著大量的硝酸鹽
還原菌，特別是硫氧化菌。利用硝酸鹽能夠明顯改變油藏微生物菌
群結(jié)構(gòu)，但對于深層生物圈生物地球化學(xué)的影響還不清楚，因此微
生物學(xué)家和地球化學(xué)家應(yīng)更加關(guān)注硝酸鹽的注入情況。
發(fā)酵性細(xì)菌底物范圍較廣，包括碳水化合物和蛋白質(zhì)，產(chǎn)生大
量揮發(fā)性脂肪酸，特別是乙酸。發(fā)酵性細(xì)菌的代謝會影響油藏中硫
酸鹽還原菌、硝酸鹽還原菌或鐵還原菌的生長，因?yàn)檫@些微生物能
夠利用發(fā)酵性細(xì)菌產(chǎn)生的有機(jī)酸。據(jù)報道，棲熱袍菌屬( Thermoto
ga)、熱厭氧桿菌屬（Thermoanaerobacter）和熱球菌屬（Thermoc
occus）的成員以鐵離子作為電子受體時，能夠氧化H2。類似地，
棲熱袍菌屬（Thermotoga）和熱厭氧桿菌屬（Thermoanaerobacter
）的成員能夠以硫代硫酸鹽為電子受體氧化H2。這些結(jié)果顯示，油
藏中鐵還原和硫還原具有重要的生態(tài)意義。一些嗜熱發(fā)酵性細(xì)菌能
夠自養(yǎng)生長，表明這些微生物可能存活并生長于油藏中。
能夠以硫代硫酸鹽為電子受體氧化乙酸鹽，或與氫營養(yǎng)型產(chǎn)甲烷菌共
代謝乙酸鹽，該菌與埃氏棲熱袍菌（Z elfii）和地下棲熱袍菌（Z subte
rranea）相似，這兩株菌均分離自油藏。由此，我們認(rèn)為油藏中熱
袍菌目(Thermotogales)成員通過這種方式代謝，原因如下：①產(chǎn)
甲烷菌（Methanoarchaea spp.）已從油藏中分離獲得；②硫代硫
酸鹽的產(chǎn)生可能來源于硫化物的化學(xué)氧化；③油藏中含有Hz和乙酸
鹽，可能有利于嗜熱異養(yǎng)菌的生長。
通過這些發(fā)酵和氧化過程，嗜熱發(fā)酵性細(xì)
菌參與了油藏的能源和碳素循環(huán)。
認(rèn)為存在于油藏中的這些嗜熱微生物來源于早期沉積物，并存活于
地質(zhì)環(huán)境中。
雖然過去20年中，油藏微生物學(xué)特征受到了廣泛關(guān)注，但對于
油藏生物地球化學(xué)的認(rèn)識還很薄弱，對此，有必要深入研究微生物
的生理特性，進(jìn)一步了解微生物適應(yīng)地下生物圈的代謝多樣性，并
不斷獲得新的嗜鹽菌和嗜熱菌。
|
華東華南地區(qū)
