諷刺的是，一個蘊藏著重要礦物質的寶庫其實是先前被認為污染太嚴重、清潔成本太高的水。德州農工大學研究員Hamidreza Samouei 博士正在研究採出這種水的成分，他說，這種石油和天然氣開採過程中產生的廢棄副產品幾乎含有元素週期表中的所有元素，其中包括對工業和經濟具有重大意義的元素。

從碳氫化合物儲層中回收的水含有對許多技術和工業操作至關重要的礦物質。資料來源：德州農機工程公司

他的目標是利用不需要的二氧化碳（CO2）分階段處理水，以回收這些有價值的元素，並在處理過程完成後最終生產出供農業使用的淡水。

哈羅德-萬斯石油工程系研究助理教授薩穆埃說：『認識到生產用水的潛在價值，可以為一些世界上最緊迫的環境挑戰提供切實的解決方案，這些挑戰包括二氧化碳排放、某些礦物質和水本身的日益稀缺。”

2024 年1 月，石油工程師學會的《石油技術期刊》發表了一篇題為”液體金礦：利用二氧化碳釋放采出水的關鍵礦物潛力“的文章，介紹了薩穆埃的”采出水開採”研究。他在2023 年12 月於沙烏地阿拉伯舉行的中東水週會議和展覽上介紹了這個主題，並在2024 年2 月於德克薩斯州休斯頓舉行的採出水協會年會上報告了他的最新發現。

為什麼採出水會倒掉？

水積聚在發生地質作用的地下區域，如碳氫化合物儲層，它溶解並儲存了大量的礦物質和其他元素。在石油和天然氣開採過程中，平均每開採一桶石油，就會回收六桶42 加侖的”採出水”，在極少數情況下，比例甚至達到驚人的500:1。

從石油中分離出采出的水後，預定的工藝包括採出水開採工藝，以回收關鍵的礦物質和其他元素，然後將水淨化，用於特定的農業作業或用於壓裂作業，以回收更多的石油。資料來源：德州農機工程公司

2020 年，全球每年從石油和天然氣作業中回收的採出水量超過2,400 億桶，光是德州每天就回收3,300 萬桶。德州二疊紀盆地油田產生的採出水比美國所有其他頁岩油田的總和還要多。處理如此大量的採出水成本高昂，因此採出水主要被視為廢水，注入地下處理場進行安全封存。

採出水中隱藏的價值

由於採出水中的所有成分從未編入目錄，因此薩穆埃的研究從最基本的開始。他收集了美國各地的採出水樣本，並創建了一種分析水成分的標準化方法。這時，他了解到水中幾乎包含了元素週期表中列出的所有元素。

薩穆埃的發現包括鋰、銣、銫、鎵和鉑族金屬等關鍵礦物質–這些物質是當前和未來推動電腦、能源和運輸產業發展的基礎技術。更重要的是，與其他採出水一樣，產水也含有價格較低但數量豐富的鈉、鉀、鎂和鈣–這些物質可用於製造製程、化肥生產和其他產業。

所有這些礦物質的利潤都可能遠高於採出水中的石油，因此透過出售回收的礦物質可以輕鬆抵消水再生成本。

薩穆埃解釋說，雖然已經考慮過將生產出來的水淡化，但還沒有探索過在處理水之前先開採所有鹽和礦物質的方法。他目前的研究主要集中在開發最佳的方法流程，利用二氧化碳脫鹽技術分階段從鹽水中提取有價值的礦物質，他說這是”從生產水中定向回收礦物質的開創性方法。該工藝包括各種過濾技術，如超濾和奈米濾，甚至還利用了逆滲透技術。”

商業化潛力

這項研究正在為採出水開採（無論是使用採出水還是其他鹹水資源）建立一個基準，但薩穆埃說，進一步的開發需要資金來源。政府贊助商正集中在海底甚至小行星等地方進行關鍵礦物開採，而不是像生產用水這樣的近距離開採。

他希望改變石油和天然氣行業對採出水的看法，首先將其視為一種有利可圖的收款方式，然後，也許在10 年後，將其視為自己採礦業務的水源：”如果我們把生產出來的水看作是一種浪費，那麼它可能並不美麗，”但如果我們把它看作是一種資源，那麼它將對世界的下一代產生影響”。

編譯自: ScitechDaily