Dr. Igor Ivanishin, um pesquisador de pós-doutorado no Departamento de Engenharia de Petróleo Harold Vance da Texas A&M University, tem experiência direta com as frustrações da produção de petróleo. Ele passou nove anos como engenheiro de fraturamento hidráulico com empresas de operação e serviços na Rússia. Alguns anos atrás, ele veio para a Texas A&M para obter seu doutorado enquanto se dedicava a um problema recorrente de recuperação em reservatórios de carbonato:por que eles não produzem petróleo conforme previsto?

Ivanishin está investigando variações na composição química dos minerais dolomita e calcita para provar por que uma abordagem única para a estimulação de poços em reservatórios carbonáticos nem sempre funciona. Como essas formações ocorrem em todo o mundo, sua pesquisa atraiu a atenção de várias grandes empresas de petróleo e gás que desejam colaborar com ele e melhorar as operações de estimulação de poços.

A estrutura cristalina química da dolomita ideal tem camadas regularmente alternadas de cálcio e magnésio. Quando os dolomitos se formam naturalmente na rocha sedimentar, íons de cálcio extras podem substituir os íons de magnésio. Esta modificação expande a estrutura cristalina e a torna menos estável. Uma situação semelhante acontece na calcita, um mineral que não contém magnésio ou outros íons na forma pura, mas pode em reservatórios.

Tais variações são típicas em rochas sedimentares, mas ainda não são consideradas em modelos de software de estimulação de poços. Os métodos de modelagem atuais assumem que tanto a dolomita quanto a calcita têm uma composição química ideal que não varia espacialmente dentro do reservatório carbonático. Assim, Acredita-se que a rocha reservatório reaja na mesma taxa em todos os lugares quando ácidos são injetados para dissolver a rocha e formar os canais ou buracos de minhoca por onde o petróleo e outros hidrocarbonetos podem viajar.

“Encontrei publicações que relataram a presença de impurezas em carbonatos, mas os autores não pensaram na variação da estrutura química desses minerais, "disse Ivanishin." Estas são coisas minúsculas de nível angstrom, por isso é difícil imaginar que uma variação de tamanho tão pequeno na composição química pode afetar a estabilidade do mineral, mas é assim. "

Como estudante de doutorado, Ivanishin consultou geólogos, mineralogistas e geólogos químicos sobre o assunto. Ele recebeu e coletou pessoalmente amostras de dolomita de todo o mundo. A análise inicial da composição química das diferentes amostras ajudou-o a selecionar dolomitas com vários conteúdos de excesso de cálcio. A reação dessas amostras com ácido clorídrico revelou que, tendo cálcio extra, uma absorção de cálcio, aumentou a taxa de dolomita dissolvida em até cinco vezes maior do que o normal. Ele concluiu que, como a composição química da dolomita varia espacialmente, os ácidos injetados iriam dissolver desigualmente a rocha na zona-alvo e não viajar mais para o interior do reservatório, deixando algumas áreas intocadas.

Para sua pesquisa de pós-doutorado, Ivanishin está trabalhando com uma grande coleção de calcitas do Japão. Ele quer determinar se os íons de magnésio na calcita também alteram a taxa de dissolução desse mineral em ácidos. Se a calcita se comporta da mesma forma que a dolomita, isso deve afetar o projeto de tratamentos de estimulação e outras operações em formações de carbonato, como CO ₂ injeção.

Ivanishin está atualmente trabalhando na criação de simulações de computador dessas variações moleculares e reações de dissolução associadas para que possam ser facilmente compartilhadas e estudadas. Seu objetivo é fornecer informações às empresas e consultá-las sobre as aplicações dessa descoberta no campo.

Embora a investigação exija muito trabalho e muitas horas, Ivanishin está feliz que o problema o levou a College Station, Texas. Anos atrás, ele conversou com palestrantes internacionais visitantes em seu antigo emprego sobre a questão da recuperação de carbonato, incluindo professores da Texas A&M. Ele decidiu explorar a universidade pessoalmente como um estudante visitante, depois voltou quando descobriu que era o lugar certo para estar.

"Decidi que o próximo passo em minha carreira deveria ser um Ph.D. em uma das melhores universidades do mundo, "disse Ivanishin." A experiência obtida aqui, conversando com pessoas de diferentes empresas, trabalhando com outros engenheiros, trocando ideias com especialistas de diferentes áreas e reunindo informações, é como um ponto de contato com todo o mundo da engenharia de petróleo. "