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2015 年度 実績報告書

生物的原油分解メタン生成ポテンシャルとメカニズムに着目した油層特性評価技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 25289333
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

坂田 将  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地圏資源環境研究部門, 研究グループ長 (70357101)

研究分担者 玉木 秀幸  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生物プロセス研究部門, 主任研究員 (00421842)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード油層微生物 / 原油分解 / メタン生成 / 高圧培養 / メタゲノム解析 / トルエン / bssA遺伝子 / 炭素-13トレーサー
研究実績の概要

本年度は本申請課題の集大成として,油層微生物による原油分解メタン生成プロセスの反応メカニズムと関与微生物を解明する目的で、新たに試料を採取し、培養実験と地化学的分子生物学的分析を行った。
秋田県・山形県内の油田坑井から嫌気的に原油と油層水試料を採取した後、実験室にてこれらを耐圧容器に分取して油層を模擬するマイクロコズムを構築し、油層と同じ温度・圧力条件(55℃・5MPa)で培養実験を行った。当該実験においては原油分解反応を促進するため、無機塩、ビタミン、ミネラル等で調製した嫌気性微生物培養に一般的に使用される塩水ベース培地(WS培地)を添加した。また、芳香族原油炭化水素成分としてトルエン及び脂肪族原油炭化水素成分としてヘキサデカンにそれぞれ安定炭素同位体を標識化したトレーサーを微量添加した系を設定し、反応経路評価を試みた。さらには16S rRNA遺伝子の塩基配列に基づく微生物群集構造解析やメタゲノム解析を通じて、機能遺伝子を検知し、関与微生物を特定したうえで、メタン生成経路についても解析を行った。
高温高圧培養実験の結果、油田試料による高圧培養試験において、原油分解とみられる顕著なメタン生成が観察された。トレーサーを添加した系において、メタンの炭素同位体比を測定した結果、メタンが主にトルエンに由来することが確認された。また油層微生物の群集構造解析の結果、細菌では未培養細菌であるPeptococcaceae及びJS1がそれぞれ優占化していることが明らかになるとともに、メタゲノム解析の結果、芳香族原油を分解する機能遺伝子(bssA遺伝子)が検知され、炭素同位体トレーサー試験の結果との整合性が確認された。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

27年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Methane production potential of subsurface microbes in Pleistocene sediments from a naural gas field of the dissolved-in-water type, central Japan2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshioka H., Mochimaru H., Sakata S., Takeda H., Yoshida S.
    • 雑誌名

      Chemical Geology

      巻: 419 ページ: 92~101

    • DOI

      10.1016/j.chemgeo.2015.10.033

    • 査読あり
  • [雑誌論文] hanges in microbial community structures associated with gas hydrates in subseafloor sediments from the Nankai Trough2015

    • 著者名/発表者名
      Katayama T., Yoshioka H., Takahashi H., Amo M., Fujii T., Sakata S.
    • 雑誌名

      FEMS Microbiology Ecology

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1093/femsec/fiw093

    • 査読あり
  • [雑誌論文] CCSと微生物機能の融合技術 (Bio-CCS) リスク評価の試み2015

    • 著者名/発表者名
      田中敦子、坂本靖英、眞弓大介、東野晴行、坂田 将、中尾信典
    • 雑誌名

      Journal of MMIJ

      巻: 131 ページ: 524~532

    • DOI

      10.2473/journalofmmij.131.524

    • 査読あり
  • [学会発表] 油田内常在微生物による残留原油のメタン変換研究2015

    • 著者名/発表者名
      五十嵐雅之、若山樹、前田治男、眞弓大介、玉澤 聡、玉木秀幸、坂田将、鎌形洋一
    • 学会等名
      平成27年度石油技術協会春季講演会
    • 発表場所
      国立オリンピック祈念青少年センター、東京
    • 年月日
      2015-06-10
  • [学会発表] Insight into in situ methanogenic crude oil degradation in an oil reservoir assessed by geochemical and microbiological analyses2015

    • 著者名/発表者名
      D. Mayumi, S. Tamazawa, H. Tamaki, H. Maeda, T. Wakayama, M. Ikarashi, K. Nishikawa, H. Oshibe, Y. Shirai, S. Sakata and Y. Kamagata
    • 学会等名
      15th International Symposium on Microbial Ecology
    • 発表場所
      Clarion Hotel Energy, Stavanger, Norway
    • 年月日
      2015-06-03
    • 国際学会
  • [産業財産権] 微生物を用いた地層内メタン生成方法2016

    • 発明者名
      鎌形洋一、坂田 将、玉木秀幸、眞弓大介、玉澤 聡、ほか7名
    • 権利者名
      産業技術総合研究所
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      100107766
    • 出願年月日
      2016-03-04
  • [産業財産権] メトキシ化合物からメタンを製造する方法2015

    • 発明者名
      持丸華子、眞弓大介、玉木秀幸、坂田 将、鎌形洋一
    • 権利者名
      産業技術総合研究所
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      301021533
    • 出願年月日
      2015-12-11

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公開日: 2017-01-06  

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