利用产甲烷微生物菌群在严格厌氧环境下将石油烃转化为甲烷气,然后直接开采出甲烷气体或将甲烷气体圈闭地层中形成气藏作为战略性资源就地储备。这种方法不仅能提高低品位油藏的开发利用程度,同时在处理深层土壤及海底等厌氧环境原油的污染方面有积极的作用。本文利用不同来源样品（不同油井采出水及原油）研究了区块范围内不同性质油藏的微生物产气效果。结果表明,虽然同一区块内各油井的深度和油品性质有所差异,但经过同一种营养激活剂的刺激作用后,原油的微生物降解产气有着相似的规律,各站位油井采出水也具有部分类似的微生物群落结构。经240d的富集培养得到一组混合菌SL-302和两株单菌SL302^-1、SL302-2,来自于聚驱油藏胜利2-4NX302。通过分子生物学手段成功研究了混合菌的组成,其主要由厌氧杆菌、互营菌及变形菌组成。通过考察温度、盐度、初始pH值等环境影响因素,得到混合菌SL-302最佳的条件为:温度55℃、pH值7.0、盐度2%、接种量2%、聚丙烯酰胺安全浓度1%以下、抑制硫酸盐还原作用的硝酸盐浓度0.6%。以最佳条件为基础,围绕混合菌SL-302各组成微生物特性,考察碳源、氮源、磷源和微量元素等营养元素的激活效果,并提出了混合菌SL-302最佳激活剂配方:以无机盐培养基为基础,将微量元素Fe²⁺、Co²⁺和Ni²⁺浓度分别调整为1.0mg·L^-1、0.8mg·L^-1和0.12mg·L^-1,添加碳源-葡萄糖浓度为0.6%、氮源-硝酸钠浓度为0.6%、磷源-磷酸氢二钾和磷酸二氢钾1:1浓度为0.15g·L^-1。为了验证混合菌SL-302及其激活条件的实验效果,分别选取辽河油田、胜利油田、孤岛油田共6口油井采出油水混合物进行原油厌氧产气实验。经过300d的激活实验,胜利2-4NX302实验组在120d时产气量达到30m L,相对于只添加培养基激活实验240d产气量30mL,效率提高了一倍,孤岛油田两个实验组也有一定的产气效果,但相对较差。说明混合菌SL-302及激活剂能够对不同性质的原油产生积极的作用,原油品质越差激活效果越差,稀油激活效果好于稠油。从实验数据可以看出,激活效果:超稠油<稠油<稀油。根据激活后细菌DGGE（Deformation Gradient Gel Electrophoresis,变性梯度凝胶电泳）结构图发现,混合菌SL-302的添加显著的影响了各站位的细菌群落结构组成,各站位采出水中部分原始的微生物在添加混合菌SL-302后随着培养时间的增加消失,而混合菌各微生物组成成员在新的环境中能够生存并在产气过程中提供新的菌源。说明混合菌SL-302及激活剂能够提高不同条件油井的产气效率。论文最终考察了混合菌SL-302降解原油产气代谢机理,分析了原油的降解规律,结果表明原油中各组分降解顺序:正构烷烃>芳香烃>胶质沥青质。研究了中间代谢产物及气体组成,发现甲烷、丙烷和戊烷等奇数碳有机气体的比重增加,乙酸、丁酸和十二酸等偶数碳小分子有机酸含量增加,说明油藏厌氧微生物降解原油产气过程对偶数碳烃类降解能力较强,同时偶数碳有机酸含量高说明偶数碳在降解的过程中普遍存在着末端氧化的过程。同时研究了中间代谢产物乙酸随培养时间的变化规律,发现在培养初期乙酸浓度随培养时间的增加而增加,在培养的150d达到最高,此后一直保持较高的浓度,但是产气量并没有因为乙酸的高浓度而有明显的抑制现象。本文的研究结果丰富了石油烃厌氧降解产气过程微生物的多样性,增加了对于外源微生物及激活剂厌氧烃降解产甲烷菌群结构变化的了解,也拓展了对于区块范围内油藏激活策略等方面的认识,对厌氧烃降解产甲烷机制的研究、功能微生物的筛选和评价以及微生物强化厌氧降解油藏原油产甲烷过程具有重要价值。