بررسی آنومالی ژئومیکروبی نفت و گاز در گلفشان سیوان، اطراف شهرستان مرند –آذربایجانشرقی، ایران | ||
| پژوهشهای دانش زمین | ||
| مقاله 6، دوره 16، شماره 3 - شماره پیاپی 63، شهریور 1404، صفحه 133-148 اصل مقاله (2.3 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.48308/esrj.2022.102417 | ||
| نویسندگان | ||
| مریم تیموری1؛ علی کدخدایی* 1؛ نصیر عامل1؛ رحیم کدخدایی1؛ غلامرضا زرینی2؛ صغرا حاتم زاده1 | ||
| 1گروه علوم زمین، دانشکده علوم طبیعی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران | ||
| 2گروه علوم جانوری، دانشکده علوم طبیعی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران | ||
| چکیده | ||
| مقدمه گلفشانها یکی از عجیبترین و جذابترین پدیدههای زمینریختی هستند، آنها برای طیف وسیعی از رشتهها، از جمله صنعت نفت اهمیت دارند (Stewart and Davies 2009). از آنجا که گلفشانها از اعماق زمین سرچشمه میگیرند بهعنوان نشانههای منطقهای برای اکتشاف هیدروکربن عمل میکنند، (Shnyukow and Yanko-Hombach, 2020). یکی از روشهای اخیر اکتشاف هیدروکربن، اکتشاف ژئومیکروبی است که مبتنی بر تکنیک کاوش سطحی برای شناسایی گازهای نشتکننده مربوط به ریزنشت هیدروکربنی است. بنابراین آشکارسازی روند تراوش و مهاجرت آنها از مخازن نفتی زیرسطحی به محیطهای سطحی را نشان میدهد یک رابطه مستقیم و مثبت بین جمعیت میکروبی و غلظت هیدروکربن در خاک در مخازن مختلف تولید در سراسر جهان مشاهده شده است (Wanger et al, 2002). مواد و روشها محل نمونهبرداری در در روستای سیوان از توابع بخش مرکزی شهرستان مرند در شمالغربی استان آذربایجانشرقی واقع شده است. نمونههای جمعآوری شده شامل نمونه آب و خاک است. نمونهها از محل دهانهی گلفشان که در حال حاضر غیرفعال است و همچنین از تپهی دربرگیرنده گلفشان با توجه به رنگ و ژئوموفولوژی آن و از مکانهایی که به صورت دورهای و متناوب آب و گاز خارج میشد جمعآوری گردید. نمونههای خاک هرکدام در حدود 1 کیلوگرم از عمق 5/0 متری در کیسههای پلاستیکی که از قبل در اتوکلاو استریل شده بودن جمعآوری گردید و نمونههای آب نیز در ظرف شیشهای برداشت شد. یکی از روشهای قابل قبول و متداول برای بررسی جمعیت میکروبی باکتریهای نفتخوار برای بررسی آنومالی ژئومیکروبی نفت و گاز در گلفشان سیوان، روش شمارش در پلیتهای کشت است که به صورتPlate Count انجام میشود. روش بررسی ژئومیکربی شامل جمعآوری نمونههای خاک از منطقه مورد بررسی، بستهبندی، نگهداری و ذخیرهسازی نمونهها در کیسههای نمونه از پیش استریل شده در شرایط عاری از میکروب و سرد تا آمادهسازی نمونه برای کشت، تجزیه و تحلیل و جداسازی و شمارش باکتریهای استفادهکننده هیدروکربن مانند متان، اتان، پروپان و اکسید کننده های بوتان است (Rasheed, 2015). نتایج شمارش باکتریها برای هر کدام از نمونهها به صورت تعداد کلنیهای باکتری در هر گرم خاک یا 1 میلیلیتر مایع محاسبه گردید. نتایج و بحث بعد از اتمام زمان گرماگذاری برای بررسی تعداد کلنیهای تشکیل شده توسط باکتریهای هدف، هر یک ازکلنیهای تشکیل شده در رقتهای مختلف یک نمونه در پلیتهای حاوی محیط کشت، به صورت چشمی و استرئومیکروسکوپ مورد بررسی قرار گرفت. استرئومیکروسکوپ نوری جهت تائید میکروب هدف و تائید ویژگیهای کلنی، مورد استفاده قرار میگیرد. از این رو باکتریهای هدف از دیگر باکتریهای احتمالی تمیز داده شده و تعداد کلنیهای موردنظر روی محیط کشت شمارش شد و محاسبات آن در گرم نمونه خاک مورد بررسی قرار گرفت. بررسیها شامل تمیز باکتریهای هدف از دیگر باکتریهای احتمالی، شمارش تعداد کلنیهای مد نظر و محاسبه آن در هرگرم نمونه خاک مورد بررسی است. برای محاسبه تعداد باکتریهای متانوتروف، اتانوتروف و پروپانوتروف در هر کدام از نمونه خاک، تعداد باکتریهای هدف شمارش شده در هر پلیت حاوی محیط کشت ضرب در عکس ضریب رقت انجام گرفته در هر پلیت میشود و همچنین به دلیل اینکه از هر سوسپانسیون تهیه شده به حجم 1/0 برای کشت استفاده شد بنابراین عدد بدست آمده در 10 ضرب میشود. تعداد جمعیت میکروبی بر صورت "واحد سازند کلنی CFU یا Colony Forming Unit در هر میلیلیتر از سوسپانسیون میکروبی بدست میآید (Liu et al, 2016). عکس ضریب رقت *10 * تعداد کلنی = cfu/mg (تعداد میکروب در 1 میلی لیتر سوسپانسیون) در نهایت، برای محاسبه تعداد میکروارگانیسم ها در هر گرم خاک عدد CFU/ml محاسبه شده برای هر سوسپانسیون میکروبی به عدد 5 ضرب شود چرا که 20 گرم خاک اولیه در 50 میلیگرم سرم، سوسپانسیون شده بود. عدد نهایی معرف تعداد میکروارگانیسم هدف در هر گرم خاک است. تعداد باکتری در 1 میلیگرم *10/50 (جدول 1). 10/50 * تعداد باکتری در 1 میلیگرم = تعداد در هر گرم خاک نتیجهگیری به منظور تعیین جمعیت باکتریهای متانوتورف، اتانوتروف و پروپانوتروف در گلفشان سیوان (شکل 1)، در کل هفت نمونه خاک و گل همراه با دو نمونه مایع از هشت نقطه منطقه مورد مطالعه جمعآوری گردید. با توجه به نقاط نمونهبرداری از گلفشان سیوان در سه نقطه از منطقه مورد مطالعه، باکتریهای اکسیدکننده متان و اتان در نقاط مشترکی همزمان حضور دارند، آن نقاط شامل دهانه اصلی گلفشان و در نقاطی از تپهی دربرگیرنده گلفشان که از آنها آب و گاز به صورت دورهای و متناوب خارج میشد. تنها مکانی که فقط باکتری متانوتروف در آنجا حضور داشت نقطه SV2 بود در حالی که برای تایید وجود باکتری پروپانوتروف به آزمایشهای تکمیلی نیاز است (شکل 2). با توجه به حضور باکتریهای استفادهکننده از متان و اتان دو نتیجه میتوان گرفت، در وهله اول متان میتواند از نوع متان بیوژنیک باشد و حضور اتان در منطقه به دلیل همجوشی دو متان تحت تاثیر فشار باشد. از طرف دیگر با توجه به تعداد محدود باکتریهای متانوتروف و اتانوتروف میتوان استدلال کرد که احتمال حضور هیدروکربن هست ولی ارزش اقتصادی ندارد. | ||
| کلیدواژهها | ||
| اتانوتروف؛ پروپانوتروف؛ ژئومیکروبی؛ گلفشان؛ متانوتروف | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Survey of oil and gas geomicrobial anomalies in mud volcano Seyvan, around Marand city - East Azerbaijan | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Maryam Teymouri1؛ Ali Kadkhodaei1؛ Nasir Amel1؛ Rahim Kadkhodaei1؛ Gholamreza Zarrini2؛ Soghra Hatamzadeh1 | ||
| 1Department of Earth Science, Faculty of Natural Science, University of Tabriz, Iran | ||
| 2Department of Animal Biology, Faculty of Natural Science, University of Tabriz, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Introduction Mud Volcano are one of strangest and most fascinating geomorphologic phenomena. They have important for a wide Spectrum of disciplines, including the oil industry (Stewart and Davies, 2009). Since the mud volcanoes originate from deeper depths of the earth, they act as regional indications for hydrocarbon exploration (Shnyukow and Yanko-Hombach, 2020). One of the recent methods of hydrocarbon exploration is geomicrobial exploration that is based on surface excavation technique to identify leaking gases relevant to hydrocarbon microseepage. According, they shows detection of seepage trend and their migration from subsurface oil reservoirs to surface environments. A direct and positive relationship has been observed between microbial populations and hydrocarbon concentrations in the soil of production various reservoirs in around the world. (Wanger et al, 2002). Materials and Methods The sampling site is located in the village of Seyvan, which is part of the central district of Marand County in the northwestern region of East Azerbaijan Province. The collected samples include water and soil samples. The samples were gathered from the site of a currently inactive mud volcano, as well as from the hill surrounding the mud volcano, based on its color and geomorphology, and from locations where water and gas were periodically and intermittently released. Each soil sample, weighing approximately 1 kilogram, was collected from a depth of 0.5 meters in plastic bags that had been sterilized in an autoclave beforehand, while the water samples were collected in glass containers. One of the acceptable and common methods for survey of microbial population of oil-eating bacteria to study of oil and gas geomicrobial anomaly in the Seyvan mud volcano is counting method on culture plates that is performed in the form of Plate Count. The Geomicrbi survey method includes collecting soil samples from the study area, packing, maintenance and storing samples in pre-sterilized sample bags in conditions without microbe and cold to sample preparation for culture, Analysis and separation and counting of hydrocarbon user bacteria such as methane, ethane, propane and butane oxidizers. The results of bacteria count results for each sample were calculated based on the number of bacteria colonies per gram soil or 1 ml liquid. Results and Discussion After the incubation period for assessing the total number of colonies formed by the target bacteria, each of the colonies formed at different dilutions of a sample was examined visually and under a stereomicroscope on culture medium plates. A light stereomicroscope is used to confirm the target microorganism and verify the characteristics of the colonies. Consequently, the target bacteria were distinguished from other potential bacteria, and the number of desired colonies on the culture medium was counted, with calculations made per gram of the soil sample examined. The assessments included distinguishing the target bacteria from other potential bacteria, counting the desired colonies, and calculating this per gram of the soil sample examined. To calculate the number of methanotrophic, ethanotrophic, and propanotrophic bacteria in each soil sample, the number of target bacteria counted on each culture medium plate is multiplied by the inverse of the dilution factor applied to each plate. Additionally, since 0.1 mL of each suspension was used for culturing, the resulting number is multiplied by 10. The microbial population is expressed as "Colony Forming Units (CFU) per milliliter of microbial suspension" (Liu et al, 2016). Inverse of dilution factor * 10 * number of colonies = cfu/mg (number of microbes in 1 milliliter of suspension) Finally, to calculate the number of microorganisms per gram of soil, the CFU/mL calculated for each microbial suspension is multiplied by 5, as 20 grams of the initial soil were suspended in 50 mL of serum. The final number represents the target microorganisms per gram of soil. Number of bacteria in 1 milligram * 10/50 (Table 1) 10/50 * number of bacteria in 1 milligram = number per gram of soil. Conclusion In order to determine population of methanotorphic, ethanotrophic and propanotrophic bacteria in the Seyvan mud volcanoes (Figure 1), a total of seven soil and mud samples together with two water samples were collected from 8 points of the study area. Due to the sampling points of Seyvan mud volcanoes in three points of the study area, methane and ethane oxidizing bacteria are present at the same time, those points include the main crater of mud volcanoes and in points from the hill which contain of mud volcanoes that from they were coming out water and gas periodic and intermittently. The only place where only ethanotrophic bacteria were present, was point sv2. while to confirm the presence of propanotroph bacteria, supplementary experiments are needed (Figure 2). Considering presence of methane and ethane user bacteria, two results can be taken, in the first place, methane can be of the type of biogenetic methane and the presence of ethane in the area can be due to the fusion of two methane affected by pressure. On the other hand, can be argued due to the limited number of methanotrophic and ethanotrophic bacterias that the presence of hydrocarbons is possible but it does not have economic value. | ||
| کلیدواژهها [English] | ||
| Ethanotroph, Propanotroph, Geomicrobial, Mud volcano, Methanotroph | ||
| مراجع | ||
|
Alavi, M., 2007. Structure of the Zagros fold-thrust belt in Iran: American Journal of Sciences, v. 307, p. 1064- 1095 (In Persian). Baldermann, A., Abbasov, O.R., Bayramova, A., Abdullayev, E. and Dietzel, M., 2020. New insights into fluid-rock interaction mechanisms at mud volcanoes: Implications for fluid origin and mud provenance at Bahar and Zenbil (Azerbaijan): journal of Chemical Geology, v. 537, 119479. Baloglanov, E.E., Abbasov, O.R. and Akhundov, R.V., 2018. Mud volcanoes of the world: classifications, activities and environmental hazard (informational-analytical review): European Journal of Natural History, v. 5, p. 12-26. Brisbane, P.G. and Ladd, J.N., 1965. The role of microorganisms in petroleum exploration: journal of Annual Reviews in Microbiology, v. 19, p. 351-364. Deville, E., 2009. Mud volcano systems. Volcanoes: Formation, eruptions and modelling, p. 95-125. Etiope, G., 2015. Natural Gas Seepage: The Earth's Hydrocarbon Degassing: Springer International Publishing, Switzerland, 199 p. Faridi, M., 2007. Report on the 1:25000 map of Tabriz 1 and Gargah, Internal Archives of the Iranian Geological and Mineral Exploration Organization, Tabriz Center (In Persian). He, J., Wang, S., Zhang, W., Yan, W. and Lu, Z., 2016. Characteristics of mud diapirs and mud volcanoes and their relationship to oil and gas migration and accumulation in a marginal basin of the northern South China Sea: Journal of Environmental Earth Sciences, v. 75, p. 1-12. Huguen, C., Mascle, J., Chaumillon, E., Kopf, A., Woodside, J. and Zitter, T., 2004. Structural setting and tectonic control of mud volcanoes from the Central Mediterranean Ridge (Eastern Mediterranean): journal of Marine Geology, v. 209, p. 245-263. Lakshmi, M., Rasheed, M.A., Madhavi, T., Patil, D.J. and Dayal, A.M., 2012. Characterization of light gaseous hydrocarbons using geochemical and microbiological techniques in the near surface soils of Krishna-Godavari Basin, Andhra Pradesh, India. Journal of Environ Biol, v. 33, p. 67-79. Liu, Y.C., He, Z., Zhang, S., Yin, M.Y., Ning, Z. and Zhang, C.Y., 2016. Abundance and diversity of methanotrophs and propanotrophs in soils above Yangxin oil reservoir, China: Journal of Geomicrobiology Journal, v. 33, p. 661-670. Liu, C.C., Jean, J.S., Nath, B., Lee, M.K., Hor, L.I., Lin, K.H. and Maity, J.P., 2009. Geochemical characteristics of the fluids and muds from two southern Taiwan mud volcanoes: implications for water–sediment interaction and groundwater arsenic enrichment: journal of Applied Geochemistry, v. 24, p. 1793-1802. Mazzini, A., Svensen, H., Planke, S., Guliyev, I., Akhmaniv, G.G., Fallik, T. and Banks, D., 2009. When mud volcanoes sleep: insight from seep geochemistry at the Dash gill mud volcanoes Azerbaijan: journal of Marine and Petroleum Geology, v. 26, p. 1704-1715. Rasheed, M.A., Hasan, S.Z., Rao, P.L., Boruah, A., Sudarshan, V., Kumar, B. and Harinarayana, T., 2015. Application of geo-microbial prospecting method for finding oil and gas reservoirs: Journal of Frontiers of earth science, v. 9, p. 40-50. Rasheed, M.A., Lakshmi, M., Rao, P.L.S., Kalpana, M.S., Dayal, A.M. and Patil, D.J., 2013a. Geochemical evidences of trace metal anomalies for finding hydrocarbon microseepage in the petroliferous regions of Tatipaka and Pasarlapudi areas of Krishna Godavari Basin, India: journal of Petroleum Science, v. 10, p. 19-29. Sciarra, A., Cantucci, B., Ricci, T., Tomonaga, Y. and Mazzini, A., 2019. Geochemical characterization of the Nirano mud volcano, Italy: Applied Geochemistry, v. 102, p. 77-87. Shnyukov, E. and Yanko-Hombach, V., 2020. Mud volcanoes of the Black Sea region and their environmental significance. Springer- Nature, 491 p. Negaresh, H., 2005. A Survey of "PIR-GEL" MUD- Volcano located in the east of Bazman volcano and its characteristics. Geography and development, v. 2(4), p. 191-208 (In Persian). Nezhadafzali, K., Lak, R. and Ghoreshi, M., 2017. Investigation of geomorphological changes and sediment characteristics of Napag mud volcano, Makran, Iran. Scientific Quarterly Journal of Geosciences, v. 26(104), p. 261-266. Doi: 10.22071/gsj.2017.50279 (In Persian). Stewart, S.A. and Davies, R.J., 2006. Structure and emplacement of mud volcano systems in the South Caspian Basin: Journal of AAPG bulletin, v. 90, p. 771-786. Vernant, P. and Chery, J., 2006. Low fault friction in Iran implies localized deformation for the Arabia-Eurasia collision zone, Earth Planet: journal of Earth and Planetary Science Letters, v. 246, p. 197-206. Wagner, M., Wagner, M., Piske, J. and Smit, R., 2002. Case histories of microbial prospection for oil and gas, onshore and offshore in northwest Europe. Surface exploration case histories: Applications of geochemistry, magnetics, and remote sensing. AAPG Studies in Geology, v. 48, p. 453-479. Wan, Z., Wang, X., Lu, Y., Sun, Y. and Xia, B., 2017. Geochemical characteristics of mud volcano fluids in the southern margin of the Junggar basin, NW China:implications for fluid origin and mud volcano formation mechanisms: journal of International Geology Review, v. 59, p. 1723-1735.
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 23,068 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,798 |
||