Mineral composition of shales and the results of triaxial compression tests - a case study from the Ordovician and Silurian rocks of Poland

摘要

Szczelinowanie hydrauliczne jest niezbędnym zabiegiem w celu wydobywania węglowodorów z formacji skał łupkowych. Efektywność szczelinowania zależy od wielu czynników, między innymi od właściwości mechanicznych skał. W artykule przedstawiono wyniki badań nad wpływem składu mineralnego skał na ich właściwości mechaniczne. Badane rdzenie reprezentują utwory syluru i ordowiku z polskiej części skłonu platformy wschodnioeuropejskiej. W celu określenia składu próbek wykorzystano metodę dyfraktometrii (XRD) i fluorescencji (XRF) rentgenowskiej, a parametry mechaniczne próbek skał uzyskano z wytrzymałościowych testów trójosiowego ściskania. W artykule opisano korelacje uzyskane pomiędzy składem mineralnym, a parametrami mechanicznymi. Dodatkowo wykorzystano metodę rentgenowskiej mikrotomografii komputerowej (micro-CT) w celu wizualizacji zmiany struktury próbek skał spowodowanej testem trójosiowego ściskania.%Hydraulic fracturing is needed to extract hydrocarbons from shale rock formations. The efficiency of fracturing depends on many factors, but the mechanical properties of rocks are one of the most important of them. This paper presents the results of studies of the influence of the mineral composition of rocks on their mechanical properties. The investigated cores represent different formations from the Silurian-Ordovician basin from the polish part of the East-European Platform. X-ray diffractometry (XRD) and X-ray fluorescence (XRF) methods were used to establish the composition of the studied rocks, whereas the mechanical parameters were derived from triaxial compression tests. Correlation was conducted between the mineral composition and the mechanical parameters. The X-ray microtomography (micro-CT) method was used in order to visualize the structural changes in the rocks caused by triaxial compression. As a result of the research, a discussion on the influence of the rock matrix composition on its mechanical properties is presented.