Ученый из Техаса предложил извлекать полезные минералы из пластовой воды
Сокровища, растворенные в воде из нефтяных пластов, разглядел в своем исследовании и предложил эффективный метод их добычи ученый из Техасского университета A&M (TAMU), 1 марта сообщает сайт новостей науки EurekAlert со ссылкой на пресс-службу университета.
В настоящее время пластовая вода, являющаяся побочным продуктом нефтегазовых операций, считается слишком загрязненной и дорогой в очистке и потому закачивается в подземные хранилища для безопасного хранения.
Исследователь из TAMU, доцент кафедры нефтяного машиностроения Гарольда Вэнса доктор Хамидреза Самуи исследовал компоненты пластовой воды и заявляет, что она содержит почти все элементы таблицы Менделеева, включая те, которые представляют значительный интерес для промышленности.
Он предложил поэтапно очищать эту воду с использованием углекислого газа (CO₂), чтобы восстановить ценные элементы, а в конечном итоге использовать полученную пресную воду для нужд сельского хозяйства.
«Признание скрытой ценности добываемой воды может предложить ощутимые решения некоторых из наиболее острых экологических проблем в мире, от выбросов CO₂ до растущей нехватки некоторых минералов и самой воды», — указал Самуи.
Результаты исследования ученый описал в статье «Жидкий золотой рудник: раскрытие критического минерального потенциала попутной воды с использованием углекислого газа», опубликованной в журнале Общества инженеров-нефтяников Journal of Petroleum Technology в январе 2024 года.
Также он представил эту тему на конференции и выставке «Ближневосточная неделя воды», которая прошла в декабре 2023 года в Саудовской Аравии, и сообщил о своих последних открытиях на ежегодной конференции Общества по добыче воды, прошедшей в феврале 2024 года в Хьюстоне, штат Техас.
Вода скапливается в недрах, в том числе в резервуарах углеводородов, растворяя и сохраняя в себе огромное количество минералов и других элементов. При нефтегазовой добыче на каждый баррель нефти извлекается в среднем шесть 42-галлонных баррелей такой воды, иногда такое соотношение достигает цифр 500 к 1. При этом такая попутная вода содержит примерно в 6000 раз больше минералов чем морская.
В 2020 году годовой мировой объем извлекаемой в результате нефтегазовых операций воды превысил 240 млрд баррелей. Очистка такого огромного объема воды в настоящее время будет непомерно затратной, поэтому в основном ее как отход закачивают в подземные хранилища.
Содержание веществ в пластовой воде никогда не было каталогизировано, поэтому Самуи начал свое исследование с основ. Он собрал образцы добываемой в США воды и разработал стандартизированный метод анализа содержания в ней минералов. Тогда он и узнал, что она содержит почти все элементы таблицы Менделеева.
В их число входят такие важные минералы, как литий, рубидий, цезий, галлий и металлы платиновой группы. Все эти вещества необходимы для развития нынешних и будущих технологий в компьютерной, энергетической и транспортной отраслях.
Но кроме них, пластовая вода содержит в большом количестве натрий, калий, магний и кальций, широко используемые в производстве удобрений и других отраслях промышленности, что делает эту воду не менее важным полезным ископаемым, чем сама нефть, в процессе добычи которой ее извлекают.
Исследователь считает, что затраты на восстановление этих элементов из воды предложенным им методом будут с лихвой компенсированы за счет продажи извлеченных полезных ископаемых.
Большая часть текущих исследований Самуи направлена на разработку наиболее эффективных методов извлечения ценных минералов из рассола на стадиях очистки с использованием рекультивации углекислым газом, что, по его словам, является «новаторским подходом к целевому извлечению минералов из пластовой воды».
Сам разрабатываемый процесс включает в себя различные методы фильтрации, такие как ультрафильтрация и нанофильтрация, и даже использует обратный осмос.
Исследование техасского ученого создает основу для добычи полезных веществ из рассола, будь то пластовая или минерализованная вода из других источников, отмечается в публикации.
