Исследование химических вариаций карбонатных минералов для повышения нефтеотдачи

Доктор Игорь Иванишин, научный сотрудник в отделении нефтяной инженерии Университета Техаса A&M, исследует вариации химического состава минералов доломита и кальцита. Его цель — доказать, почему универсальный подход к кислотной обработке скважин в карбонатных коллекторах не всегда работает. Исследование привлекло внимание крупных нефтегазовых компаний, желающих сотрудничать для оптимизации операций.

Проблема в том, что природные доломиты и кальциты в пластах часто имеют неидеальный химический состав. В доломите ионы кальция могут замещать ионы магния, что расширяет кристаллическую решётку и снижает её стабильность. Аналогично, в кальците могут присутствовать примеси, например, ионы магния. Современные модели кислотного воздействия не учитывают этих пространственных вариаций, предполагая однородную реакцию породы.

«Авторы публикаций сообщали о примесях в карбонатах, но не задумывались о вариациях в химической структуре этих минералов», — отметил Иванишин. Анализ образцов доломита со всего мира показал, что избыток кальция может увеличивать скорость его растворения в соляной кислоте до пяти раз. Это означает, что кислота будет растворять породу неравномерно, оставляя некоторые зоны нетронутыми.

Сейчас Иванишин изучает коллекцию кальцитов из Японии, чтобы выяснить, влияют ли примеси магния на скорость его растворения. Если поведение окажется схожим, это повлияет на проектирование операций в карбонатных формациях, включая закачку CO₂. Учёный также работает над созданием компьютерных моделей этих молекулярных вариаций и реакций растворения для их широкого изучения и применения в отрасли.