Badania eksperymentalne wpływu dwutlenku węgla na strukturę porowatą i właściwości mechaniczne skały łupkowej

Skały łupkowe są formacjami geologicznymi, może w nich występować materia organiczna, dzięki której mogą powstać niekonwencjonalne złoża gazu. Podczas ich interakcji z dwutlenkiem węgla, który może być stosowany jako czynnik szczelinujący do wydobycia gazu, zachodzi wiele zjawisk mających wpływ na strukturę i parametry wytrzymałościowe skały. W pracy przedstawiono badania zmian struktury skały łupkowej pod wpływem oddziaływania dwutlenku węgla w stanie nadkrytycznym oraz ich wpływ na właściwości wytrzymałościowe skały. Badania strukturalne zostały przeprowadzone przy użyciu technik mikroskopowych przy różnych powiększeniach obrazu. Jako test właściwości wytrzymałościowych przyjęto próbę jednoosiowego ściskania. W wyniku prac zaobserwowano pewną zależność. Im bardziej zmniejszyła się porowatość badanej próbki po infiltracji dwutlenkiem węgla w małych powiększeniach, tym bardziej zwiększyła się jej porowatość w dużych powiększeniach i tym mniejszą osiągnęła wytrzymałość na jednoosiowe ściskanie.

Shale rocks are geological formations which can be unconventional gas reservoirs. During their interaction with carbon dioxide, which can be used as a fracturing fluid in shale gas recovery process, many phenomena take place that can influence rock structure and mechanical properties. The research on changes in rock structure under super critical carbon dioxide interaction and their influence of shale properties were presented in the paper. The structural tests were carried out with the use of microscopic techniques with different resolutions of visualization. The uniaxial compression test was applied as a mechanical properties’ assessment experiment. As a result of research, some dependence was observed. The bigger decrease was in porosity after infiltration in lower zooms, the bigger increase in porosity in high zooms and mechanical properties was noticed.