Dr Igor Ivanishin, chercheur postdoctoral au Harold Vance Department of Petroleum Engineering de la Texas A&M University, a une expérience directe des frustrations de la production pétrolière. Il a passé neuf ans en tant qu'ingénieur en fracturation hydraulique dans des sociétés d'exploitation et de service en Russie. Il y a quelques années, il est venu à Texas A&M pour obtenir son doctorat tout en se penchant sur un problème de récupération récurrent dans les réservoirs de carbonate :pourquoi ne produisent-ils pas de pétrole comme prévu ?

Ivanishin étudie les variations dans la composition chimique des minéraux de dolomie et de calcite pour prouver pourquoi une approche unique pour la stimulation de puits dans les réservoirs de carbonate ne fonctionne pas toujours. Parce que ces formations se produisent dans le monde entier, ses recherches ont attiré l'attention de plusieurs grandes sociétés pétrolières et gazières qui souhaitent collaborer avec lui et améliorer les opérations de stimulation des puits.

Le réseau cristallin chimique de la dolomie idéale a régulièrement des couches alternées de calcium et de magnésium. Lorsque les dolomies se forment naturellement dans les roches sédimentaires, des ions calcium supplémentaires peuvent remplacer les ions magnésium. Cette modification élargit le réseau cristallin et le rend moins stable. Une situation similaire se produit dans la calcite, un minéral qui ne contient pas de magnésium ou d'autres ions à l'état pur mais peut se trouver dans des réservoirs.

De telles variations sont typiques des roches sédimentaires mais ne sont pas encore prises en compte dans les modèles logiciels de stimulation de puits. Les méthodes de modélisation actuelles supposent que la dolomie et la calcite ont une composition chimique idéale qui ne varie pas spatialement à l'intérieur du réservoir de carbonate. Ainsi, On pense que la roche réservoir réagit à la même vitesse partout lorsque des acides sont injectés pour dissoudre la roche et former des canaux ou des trous de ver pour le pétrole et d'autres hydrocarbures.

"J'ai trouvé des publications qui rapportaient la présence d'impuretés dans les carbonates, mais les auteurs n'ont pas pensé à la variation de la structure chimique de ces minéraux, " a déclaré Ivanishin. " Ce sont des petites choses de niveau angström, il est donc difficile d'imaginer qu'une variation aussi petite de la composition chimique puisse affecter la stabilité du minéral, mais c'est le cas."

En tant que doctorant, Ivanishin a consulté des géologues, minéralogistes et géologues chimistes sur le sujet. Il a reçu et collecté personnellement des échantillons de dolomie du monde entier. L'analyse initiale de la composition chimique des différents échantillons l'a aidé à sélectionner des dolomies avec des teneurs en calcium excédentaires variables. La réaction de ces échantillons avec de l'acide chlorhydrique a révélé qu'ayant un surplus de calcium, une prise de calcium, augmenté le taux de dolomie dissoute jusqu'à cinq fois plus que d'habitude. Il a conclu que parce que la composition chimique de la dolomie varie dans l'espace, les acides injectés dissoudraient de manière inégale la roche dans la zone cible et ne se déplaceraient pas plus loin dans le réservoir, laissant certaines zones intactes.

Pour sa recherche postdoctorale, Ivanishin travaille avec une grande collection de calcites du Japon. Il veut déterminer si les ions magnésium dans la calcite modifient également la vitesse de dissolution de ce minéral dans les acides. Si la calcite se comporte de la même manière que la dolomie, cela devrait affecter la conception des traitements de stimulation et d'autres opérations dans les formations carbonatées, comme le CO 2 injection.

Ivanishin travaille actuellement à la création de simulations informatiques de ces variances moléculaires et des réactions de dissolution associées afin qu'elles puissent être facilement partagées et étudiées. Son objectif est de fournir des informations aux entreprises et de les consulter sur les applications de cette découverte sur le terrain.

Bien que l'enquête exige un travail acharné et de longues heures, Ivanishin est content que le problème l'ait conduit à College Station, Texas. Il y a des années, il s'est entretenu avec des conférenciers internationaux invités à son ancien emploi sur la question de la récupération du carbonate, y compris des professeurs de Texas A&M. Il a décidé d'explorer l'université en personne en tant qu'étudiant invité, puis est revenu quand il a découvert que c'était le bon endroit où être.

"J'ai décidé que la prochaine étape de ma carrière devrait être un doctorat de l'une des meilleures universités du monde, " dit Ivanishin. " L'expérience acquise ici, parler avec des gens de différentes entreprises, travailler avec d'autres ingénieurs, échanger des idées avec des experts de différents domaines et recueillir des informations, est comme un point de contact avec tout le monde de l'ingénierie pétrolière."