Elucidation of the mechanism of methanogenic crude oil degradation by reservoir microorganisms for the rejuvenation of depleted oil fields

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21H04670
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Medium-sized Section 31:Nuclear engineering, earth resources engineering, energy engineering, and related fields
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: Sakata Susumu 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地質調査総合センター, 招聘研究員 (70357101)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 玉木 秀幸 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究グループ長 (00421842) ; 眞弓 大介 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地質調査総合センター, 主任研究員 (30549861)
• Project Period (FY): 2021-04-05 – 2024-03-31
• Keywords: 油層微生物 / 原油分解 / メタン生成 / トルエン / アルカン / メタボローム / メタゲノム / メタトランスクリプトーム

Outline of Final Research Achievements

Application of metabolomics, metagenomics, and metatranscriptomics to the toluene-degrading methanogenic microbial community, which has already been acquired from the oil reservoir water of a domestic oil field, suggested that dominant Peptococcaceae bacterium, Atribacterota bacterium, hydrogenotrophic methanogen Methanothermobacter, and acetoclastic methanogen Methanosaeta convert toluene to methane through a pathway involving benzylsuccinic acid and benzoil CoA. Similar analysis of a newly acquired long-chain alkane-degrading methanogenic microbial community revealed the possibility that the dominant uncultured archaea Methanoliparum alone degrades alkanes and converts them to methane.

Free Research Field

生物地球化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究成果の学術的意義は、国内油田に棲息する古細菌が単独でアルカンを分解しメタンに変換している可能性を発見したことである。これはメタン生成菌が水素・二酸化炭素や酢酸、メチル、メトキシ化合物などの限られた化合物しか利用できないというこれまでの常識を覆す発見である。また油層に残存する原油のメタン変換・エネルギー回収という観点では、もしこの微生物が油層環境において効率よく原油をメタンに変換できるとしたら、継続的に原油をメタンに変換し回収するための微生物のモニタリングやメンテナンスが飛躍的に容易となる。よって本研究の成果は枯渇油田の天然ガス再生技術の実用化にも大きく貢献するものと考えられる。