تحقیقات انجام شده نشان می دهد گنجینه‌ای از مواد معدنی حیاتی در آبی که برای فرایند تصفیه در صنعت نفت و گاز استفاده می‌شود، وجود دارد.
به گزارش تکناک، دکتر حمیدرضا سمویی، محقق دانشگاه A&M تگزاس، در حال بررسی اجزای آب تولید شده از محصول جانبی ضایعات عملیات نفت و گاز است و می‌گوید که این آب تقریباً حاوی همه عناصر جدول تناوبی از جمله عناصری که برای اقتصاد ملی مورد توجه هستند، می‌باشد.
هدف او تصفیه این آب با استفاده از دی اکسید کربن ناخواسته (CO2) برای بازیابی این عناصر ارزشمند و در نهایت تولید آب شیرین برای مصارف کشاورزی پس از تکمیل فرآیندها است.
سامویی می‌گوید: شناخت ارزش نهفته در آب تولید شده می‌تواند راه‌حل‌های ملموسی را برای برخی از مهم‌ترین چالش‌های زیست‌محیطی جهان، از انتشار CO2 گرفته تا کمبود فزاینده برخی مواد معدنی و خود آب ارائه دهد.
چرا آب تولید شده دور ریخته می‌شود؟
آب در نواحی زیرسطحی که عملکردهای زمین‌شناسی انجام می‌شود، مانند مخازن هیدروکربنی، تجمع می‌یابد و مقادیر زیادی مواد معدنی و سایر عناصر را در خود حل و ذخیره می‌کند. در طول عملیات نفت و گاز به ازای هر بشکه نفت، به‌طور متوسط 6 بشکه 42 گالنی از این آب تولید شده و در موارد نادر تا نسبت خیره کننده 500 به 1 بازیابی می‌شود. این مقدار تا 10 برابر شورتر از آب دریا و حاوی حدود 6000 برابر مواد معدنی است.
در سال 2020، مقدار سالانه جهانی آب تولید شده از عملیات نفت و گاز از 240 میلیارد بشکه فراتر رفت و فقط خود ایالت تگزاس روزانه 33 میلیون بشکه استخراج می‌کرد. میادین نفتی حوضه پرمین در تگزاس، آب تولیدی بیشتری نسبت به مجموع سایر میادین نفتی ایالات متحده تولید می‌کنند. تصفیه این حجم وسیع، هزینه بالایی دارد، بنابراین آب تولید شده عمدتاً به عنوان یک محصول زائد در نظر گرفته می‌شود و برای مهار ایمن در زمینه‌های دفع زیرسطحی تزریق می‌شود.
مقادیر پنهان در آب نمک
از آنجایی که همه‌ی محتوای آب تولید شده هرگز فهرست‌نویسی نشده است، تحقیقات سمویی با اصول اولیه آغاز شد. او نمونه‌های آب تولید شده را در سراسر ایالات متحده جمع‌آوری کرد و یک روش استاندارد برای تجزیه و تحلیل محتوای آب ایجاد کرد. در آن زمان بود که او متوجه شد که این آب تقریباً همه چیزهایی که در جدول تناوبی عناصر ذکر شده است را شامل می شود.
یافته‌های سمویی شامل مواد معدنی حیاتی مانند لیتیوم، روبیدیم، سزیم، گالیوم و فلزات گروه پلاتین بود که موادی هستند که برای فناوری‌های فعلی و آینده در پیشبرد صنایع کامپیوتر، انرژی و حمل‌ونقل اساسی هستند. مهمتر از آن، مانند سایر آب نمک‌ها، آب تولید شده دارای مقادیر کمتر اما فراوانی از سدیم، پتاسیم، منیزیم و کلسیم بود که در فرآیندهای تولید کود و سایر صنایع استفاده می‌شود.
همه این مواد معدنی می‌توانند بسیار سودآورتر از نفتی باشند که با آب تولید می‌شود، بنابراین هزینه‌های احیای آب می‌تواند به راحتی با فروش مواد معدنی بازیافت شده جبران شود.
درمانی بهتر
سمویی تصریح کرد: در حالی که در تحقیقات متعددی نمک‌زدایی آب تولیدی مورد توجه قرار گرفته است، تاکنون رویکرد استخراج ابتدا تمام نمک و مواد معدنی قبل از تصفیه آب مورد بررسی قرار نگرفته است.
بسیاری از تحقیقات فعلی سمویی بر توسعه بهترین روش‌ها برای استخراج مواد معدنی ارزشمند از آب نمک در مراحل تصفیه با استفاده از نمک‌زدایی CO2 متمرکز هستند، که به گفته او رویکردی پیشگامانه برای بازیابی هدفمند مواد معدنی از آب تولیدی است. این فرآیند شامل انواع تکنیک‌های فیلتراسیون مانند اولترافیلتراسیون و نانوفیلتراسیون است و حتی از اسمز معکوس نیز استفاده می‌کند.
پتانسیل تجاری‌سازی
این تحقیقات در حال ایجاد یک خط پایه برای استخراج آب نمک، چه با استفاده از آب تولید شده یا سایر منابع شور است، اما سمویی گفت که توسعه بیشتر به منبع مالی نیاز دارد. حامیان دولتی بر روی استخراج مواد معدنی حیاتی در مکان‌هایی مانند کف دریا یا حتی سیارک‌ها تمرکز می‌کنند، نه روی چیزی مانند آب تولید شده خانگی.
سمویی گفت که امیدوار است دیدگاه صنعت نفت و گاز را نسبت به آب تولیدی تغییر دهد و ابتدا آن را به عنوان وسیله‌ای پرسود برای دریافت پول و سپس شاید در 10 سال آینده، به عنوان منبعی برای عملیات معدنی خود ببیند.
او گفت: ممکن است اگر به آب تولید شده به عنوان یک ضایعات نگاه کنیم، زیبا نباشد اما اگر به عنوان یک منبع به آن نگاه کنیم، برای نسل‌های بعدی جهان تأثیرگذار خواهد بود.
