2021年6月16日
伊戈尔·伊万尼辛(Igor Ivanishin)博士是德克萨斯农工大学(Texas A&M University)哈罗德·万斯石油工程系(Harold Vance Department of Petroleum Engineering)的博士后研究员，他对石油生产的挫折有第一手经验。他在俄罗斯的运营和服务公司做了9年的水力压裂工程师。
几年前，他来到德州农工大学攻读博士学位，同时研究了碳酸盐岩油藏反复出现的采油问题:为什么他们不能像预期那样生产石油
Ivanishin正在研究白云石和方解石矿物化学成分的变化，以证明为什么一种适用于所有碳酸盐岩储层的增产措施并不总是有效。由于这些地层分布在世界各地，他的研究引起了几家大型油气公司的注意，这些公司希望与他合作，改善油井增产作业。
理想白云石的化学晶体晶格中有规则地交替的钙和镁层。当白云石在沉积岩中自然形成时，额外的钙离子可以替代镁离子。这种修改扩展了晶格，使其不那么稳定。类似的情况也发生在方解石中，这种矿物不含纯镁或其他离子，但在储层中可以。
这种变化在沉积岩中很典型，但在油井增产软件模型中尚未考虑到。目前的建模方法假设白云石和方解石具有理想的化学成分，在碳酸盐岩储层内不会发生空间变化。因此，当注入酸来溶解岩石并形成石油和其他碳氢化合物通过的通道或虫洞时，油藏岩石被认为在各处以相同的速率发生反应。
“我发现了一些报道碳酸盐中存在杂质的出版物，但作者没有考虑到这些矿物的化学结构的变化，”Ivanishin说。“这些都是埃级的微小物质，所以很难想象化学成分如此微小的变化会影响矿物的稳定性，但它确实影响了。”
作为一名博士生，伊万尼辛就这个问题咨询了地质学家、矿物学家和化学地质学家。他收到并亲自收集了来自世界各地的白云石样品。对不同样品的初步化学成分分析帮助他选择了不同过量钙含量的白云石。这些样品与盐酸的反应显示，有了额外的钙，钙的吸收，白云石溶解的速度比平时增加了五倍。他的结论是，由于白云石的化学成分在空间上是不同的，注入的酸会不均匀地溶解目标区域的岩石，而不会深入储层，留下一些区域不受影响。
在博士后研究中，万尼信使用了大量来自日本的方解石。他想确定方解石中的镁离子是否也会改变这种矿物在酸中的溶解速率。如果方解石和白云石的行为相同，这将影响到增产措施的设计和碳酸盐岩地层(如CO)的其他操作2注入。
伊万尼辛目前正在对这些分子差异和相关的溶解反应进行计算机模拟，以便于共享和研究。他的目标是向公司提供信息，并就这一发现在该领域的应用与他们进行咨询。
尽管调查需要艰苦的工作和长时间的工作，伊万尼辛很高兴这个问题让他来到了德克萨斯州的大学站。几年前，在他以前的工作中，他曾与来访的国际发言者谈论过碳酸盐岩回收问题，其中包括来自德州农工大学(Texas A&M)的教授。他决定以访问学生的身份亲自探索这所大学，然后当他发现这是合适的地方时就回来了。
“我决定我职业生涯的下一步应该是在世界上最好的大学之一获得博士学位，”Ivanishin说。“在这里获得的经验，与不同公司的人交谈，与其他工程师一起工作，与不同领域的专家交流想法，收集信息，就像与整个石油工程世界的一个接触点。”
这项研究首次于2021年2月13日在线发表石油科学与工程学报亚博老虎机网登录并于2021年7月出版。
来源:https://www.tamu.edu/