Dott. Igor Ivanishin, un ricercatore post-dottorato presso il dipartimento di ingegneria petrolifera Harold Vance presso la Texas A&M University, ha esperienza diretta con le frustrazioni della produzione di petrolio. Ha trascorso nove anni come ingegnere di fratturazione idraulica con società operative e di servizi in Russia. Alcuni anni fa, è venuto in Texas A&M per ottenere il suo dottorato mentre approfondiva un problema ricorrente di recupero nei giacimenti di carbonato:perché non producono petrolio come previsto?

Ivanishin sta studiando le variazioni nella composizione chimica dei minerali di dolomite e calcite per dimostrare perché un approccio unico alla stimolazione dei pozzi nei giacimenti di carbonato non sempre funziona. Poiché queste formazioni si verificano in tutto il mondo, la sua ricerca ha attirato l'attenzione di diverse importanti compagnie petrolifere e del gas che vogliono collaborare con lui e migliorare le operazioni di stimolazione dei pozzi.

Il reticolo cristallino chimico della dolomite ideale ha strati regolarmente alternati di calcio e magnesio. Quando le dolomiti si formano naturalmente nelle rocce sedimentarie, ioni calcio extra possono sostituire gli ioni magnesio. Questa modifica espande il reticolo cristallino e lo rende meno stabile. Una situazione simile si verifica nella calcite, un minerale che non contiene magnesio o altri ioni in forma pura ma può in serbatoi.

Tali variazioni sono tipiche nelle rocce sedimentarie ma non sono ancora considerate nei modelli software di stimolazione dei pozzi. Gli attuali metodi di modellazione presumono che sia la dolomite che la calcite abbiano una composizione chimica ideale che non varia spazialmente all'interno del serbatoio di carbonato. Così, Si pensa che la roccia serbatoio reagisca alla stessa velocità ovunque quando gli acidi vengono iniettati per dissolvere la roccia e formare i canali o i wormhole attraverso i quali il petrolio e altri idrocarburi possono viaggiare.

"Ho trovato pubblicazioni che riportavano la presenza di impurità nei carbonati, ma gli autori non hanno pensato alla variazione nella struttura chimica di questi minerali, " disse Ivanishin. "Queste sono piccole cose a livello di angstrom, quindi è difficile immaginare che una variazione così piccola nella composizione chimica possa influenzare la stabilità del minerale, ma lo fa."

Come studente di dottorato, Ivanishin si consultò con i geologi, mineralogisti e geologi chimici sull'argomento. Ha ricevuto e raccolto personalmente campioni di dolomite da tutto il mondo. L'analisi iniziale della composizione chimica dei diversi campioni lo ha aiutato a selezionare dolomiti con diversi contenuti di calcio in eccesso. La reazione di questi campioni con acido cloridrico ha rivelato che avendo calcio in più, un assorbimento di calcio, aumentato il tasso di dolomite disciolto fino a cinque volte maggiore del solito. Ha concluso che poiché la composizione chimica della dolomite varia spazialmente, gli acidi iniettati dissolverebbero in modo non uniforme la roccia nella zona target e non si sposterebbero ulteriormente nel serbatoio, lasciando intatte alcune zone.

Per la sua ricerca post-dottorato, Ivanishin sta lavorando con una vasta collezione di calciti dal Giappone. Vuole determinare se gli ioni magnesio nella calcite cambiano anche il tasso di dissoluzione di questo minerale negli acidi. Se la calcite si comporta allo stesso modo della dolomite, questo dovrebbe influenzare la progettazione di trattamenti di stimolazione e altre operazioni in formazioni carbonatiche, come CO ₂ iniezione.

Ivanishin sta attualmente lavorando alla creazione di simulazioni al computer di queste variazioni molecolari e delle reazioni di dissoluzione associate in modo che possano essere facilmente condivise e studiate. Il suo obiettivo è fornire informazioni alle aziende e consultarsi con loro sulle applicazioni di questa scoperta sul campo.

Sebbene l'indagine richieda duro lavoro e lunghe ore, Ivanishin è contento che il problema lo abbia portato alla College Station, Texas. Anni fa, ha parlato con relatori internazionali in visita al suo precedente lavoro sul problema del recupero dei carbonati, compresi i professori del Texas A&M. Ha deciso di esplorare l'università di persona come studente in visita, poi è tornato quando ha scoperto che era il posto giusto dove stare.

"Ho deciso che il prossimo passo nella mia carriera dovrebbe essere un dottorato di ricerca in una delle migliori università del mondo, " ha detto Ivanishin. "L'esperienza acquisita qui, parlare con persone di diverse aziende, lavorare con altri ingegneri, scambiare idee con esperti di diversi campi e raccogliere informazioni, è come un punto di contatto con l'intero mondo dell'ingegneria petrolifera."