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沁水盆地南部煤储层生物甲烷与微生物群落研究

李洋

中国地质大学(北京)

摘要：煤层气是中国沁水盆地重要的非常规资源,其商业开发由来已久。煤层气储层水地球化学与其中生物代谢活动对于储层环境的指示意义不可小觑。因此,对沁水盆地南部柿庄南区块3号煤储层水进行了系统的采集并做地球化学测试与16S rRNA微生物测序,以此评价煤储层中水岩作用和生物地球化学进程,研究产甲烷菌等微生物的代谢特征,建立煤储层环境与生物作用的响应关系。取得如下认识:煤储层水主要来源于大气降水或地表水,其地球化学特征受水岩作用与生物活动控制,硫酸盐还原菌以硫酸盐还原作用消耗溶解甲烷和有机质。受煤储层水氧化还原环境及硫酸盐浓度的支配,硫酸盐还原细菌在不同水头高度表现出明显的丰度差异,产甲烷菌也因此具有与之相反的丰度变化规律。由于3号煤储层水环境中生物地球化学作用在某些深度空间产生的溶解无机碳的异常积累,导致某些深度煤层中典型碳酸盐矿物沉淀的出现。在煤储层水主要同位素和微生物调查的基础上,对柿庄南区块进行了原位微生物群落研究与产甲烷途径判别。溶解二氧化碳、甲烷碳同位素差异与甲烷、共生水氢同位素分布分别都证明了研究区同时存在二氧化碳还原型和醋酸发酵型两种生物产甲烷类型。微生物测序结果说明了研究区煤储层水... 更多

关键词：

沁水盆地; 煤层气; 生物地球化学; 产甲烷菌;