Dr. Igor Ivanishin, investigador postdoctoral en el Departamento de Ingeniería del Petróleo de Harold Vance en la Universidad Texas A&M, tiene experiencia de primera mano con las frustraciones de la producción de petróleo. Pasó nueve años como ingeniero de fracturación hidráulica en empresas operativas y de servicios en Rusia. Hace unos pocos años, llegó a Texas A&M para obtener su doctorado mientras profundizaba en un problema de recuperación recurrente en los reservorios de carbonatos:¿Por qué no producen petróleo como se predijo?

Ivanishin está investigando variaciones en la composición química de los minerales de dolomita y calcita para demostrar por qué un enfoque único para la estimulación de pozos en depósitos de carbonato no siempre funciona. Debido a que estas formaciones ocurren en todo el mundo, su investigación ha atraído la atención de varias compañías importantes de petróleo y gas que desean colaborar con él y mejorar las operaciones de estimulación de pozos.

La red cristalina química de la dolomita ideal tiene capas que se alternan regularmente de calcio y magnesio. Cuando las dolomías se forman naturalmente en rocas sedimentarias, Los iones de calcio adicionales pueden sustituir a los iones de magnesio. Esta modificación expande la red cristalina y la hace menos estable. Una situación similar ocurre en la calcita, un mineral que no contiene magnesio u otros iones en forma pura, pero que puede estar en depósitos.

Estas variaciones son típicas de las rocas sedimentarias, pero aún no se consideran en los modelos de software de estimulación de pozos. Los métodos de modelado actuales asumen que tanto la dolomita como la calcita tienen una composición química ideal que no varía espacialmente dentro del yacimiento de carbonato. Por lo tanto, Se cree que la roca del yacimiento reacciona a la misma velocidad en todas partes cuando se inyectan ácidos para disolver la roca y formar los canales o agujeros de gusano por los que viajan el petróleo y otros hidrocarburos.

"Encontré publicaciones que reportaban la presencia de impurezas en carbonatos, pero los autores no pensaron en la variación en la estructura química de estos minerales, "dijo Ivanishin." Estas son cosas diminutas de nivel angstrom, por lo que es difícil imaginar que una variación tan pequeña en la composición química pueda afectar la estabilidad del mineral, pero lo hace ".

Como estudiante de doctorado, Ivanishin consultó con geólogos, mineralogistas y geólogos químicos sobre el tema. Recibió y recogió personalmente muestras de dolomita de todo el mundo. El análisis inicial de la composición química de las diferentes muestras le ayudó a seleccionar dolomitas con diferentes contenidos de calcio en exceso. La reacción de estas muestras con ácido clorhídrico reveló que, al tener calcio extra, una absorción de calcio, aumentó la tasa de disolución de la dolomita hasta cinco veces mayor de lo habitual. Concluyó que debido a que la composición química de la dolomita varía espacialmente, Los ácidos inyectados disolverían de manera desigual la roca en la zona objetivo y no viajarían más hacia el depósito, dejando algunas áreas intactas.

Por su investigación postdoctoral, Ivanishin está trabajando con una gran colección de calcita de Japón. Quiere determinar si los iones de magnesio en la calcita también cambian la velocidad de disolución de este mineral en ácidos. Si la calcita se comporta de la misma manera que la dolomita, esto debería afectar el diseño de tratamientos de estimulación y otras operaciones en formaciones carbonatadas, como CO ₂ inyección.

Ivanishin está trabajando actualmente en la creación de simulaciones por computadora de estas variaciones moleculares y reacciones de disolución asociadas para que puedan compartirse y estudiarse fácilmente. Su objetivo es brindar información a las empresas y consultar con ellas sobre las aplicaciones de este descubrimiento en el campo.

Aunque la investigación requiere mucho trabajo y muchas horas, Ivanishin se alegra de que el problema lo haya llevado a College Station, Texas. Hace años que, habló con oradores internacionales visitantes en su trabajo anterior sobre el tema de la recuperación de carbonatos, incluidos profesores de Texas A&M. Decidió explorar la universidad en persona como estudiante visitante, luego regresó cuando descubrió que era el lugar adecuado para estar.

"Decidí que el siguiente paso en mi carrera debería ser un doctorado de una de las mejores universidades del mundo, "dijo Ivanishin." La experiencia obtenida aquí, hablando con personas de diferentes empresas, trabajar con otros ingenieros, intercambiar ideas con expertos de diferentes campos y recopilar información, es como un punto de contacto con todo el mundo de la ingeniería petrolera ".