煤田地质与勘探

作者：李冰, 郭红玉, 周霄, 王海超, 简阔, 陈召英, 张斌,

关键词：胍胶, 煤层本源菌, 微生物破胶, 环境因子, 煤层气生物工程,

背景水力压裂是煤层气商业化开发中常用的增产技术，胍胶已被广泛用作水力压裂的增稠剂。然而，在煤储层低温条件下，常规化学破胶方法存在破胶不充分、残渣含量高等问题，易引发储层伤害并降低煤层气井的开采效率。方法利用煤层本源菌作为功能菌种，开展微生物破胶实验，分析煤层本源菌对胍胶的生物降解特性并确定群落中具有胍胶降解能力的功能微生物。结果和结论煤层本源菌可以彻底降解胍胶，满足黏度≤5 mPa·s的压裂液破胶要求，同时降低残渣含量及其粒径分布水平，可有效减轻胍胶压裂液破胶过程产生的不溶性残留物对煤储层的潜在伤害；胍胶主要被煤层本源菌水解为可溶性多糖，从而降低黏度并实现破胶；微生物群落结构分析表明，拟杆菌门(Bacteroidota)和螺旋体门(Spirochaetota)在胍胶降解中发挥了主要作用；通过PICRUSt2(Phylogenetic Investigation of Communities by Reconstruction of Unobserved States 2)功能预测发现，胍胶降解主要依赖于α-半乳糖苷酶(EC: 3.2.1.22)、β-甘露糖苷酶(EC: 3.2.1.25)和β-甘露聚糖酶(EC: 3.2.1.78)的协同作用，其中β-甘露聚糖酶的基因丰度增幅最大，表明其是胍胶破胶的主要功能酶。此外，环境因素直接影响胍胶的破胶效率，煤层本源菌在45 ℃、pH=6.0降解效率最高；高盐度抑制胍胶降解，但在40 g/L盐度条件下，煤层本源菌仍具有破胶能力。研究成果不仅揭示了煤层本源菌对胍胶的降解机制，还确定了环境因素对煤层本源菌生物破胶的影响规律，为煤层本源菌生物破胶技术在煤层气开采中的应用提供了理论依据。

来源：2026年第2期

《煤田地质与勘探》期刊编辑部

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