Wykorzystanie wysokorozdzielczej mikrotomografii komputerowej oraz analizy ultradźwiękowej w charakterystyce struktury paleozoicznych gazonośnych łupków z basenu bałtyckiego

W artykule przedstawiono metodykę badań próbek z horyzontów perspektywicznych dla eksploatacji łupków gazonośnych z polskiej części basenu bałtyckiego. Do badań wykorzystano wysokorozdzielczą mikrotomografię komputerową (µCT) oraz pomiar czasu przejścia fal ultradźwiękowych przez próbki. Uzyskany rozmiar piksela obrazu µCT dla próbek o większych rozmiarach wynosił 25 µm, natomiast dla niewielkich fragmentów próbek było to 5 µm. W badaniach ultradźwiękowych czynnikiem o dominującym wpływie na uzyskiwane wyniki okazała się szczelinowatość, która oddziaływała tłumiąco na propagację fal. Na podstawie analizy µCT określono procentowy udział szczelin w próbkach (średnia 0,82%) oraz przekroje przedstawiające strukturę wewnętrzną próbek z morfologią szczelin. Na podstawie prędkości propagacji fal ultradźwiękowych przez próbki obliczono dynamiczne parametry modułu Younga (zakres wyników 22÷57 GPa) oraz współczynnika Poissona (0,21÷0,40). Otrzymane wyniki wskazują na wysoką przydatność stosowania analiz ultradźwiękowych oraz wysokorozdzielczej tomografii komputerowej jako badań uzupełniających się.

---

The article presents the methodology of characterization research of samples from prospective horizons for the exploitation of shale gas from Polish part of the Baltic Basin. High-resolution computed microtomography (μCT) and ultrasonic technique were used for the analysis. The resulting pixel size of μCT image for larger samples were 25 microns, while for small fragments of samples pixel size were 5 microns. In ultrasonic tests, fissures had a dominant impact on acoustic waves propagation. Extensive fissures surface resulted in attenuation of ultrasonic waves. Based on the μCT analysis, percentage content of fissures in the samples (average 0.82%) were determined. Furthermore a cross-section of specimens revealed the internal structure and morphology of fissures. Dynamic parameters of Young’s modulus (range 22÷57 GPa) and Poisson’s ratio (0.21÷0.40) were calculated, by converting the process of propagation velocity of ultrasonic waves through the samples. Results indicate the suitability of the use of ultrasonic analysis and μCT as complementary tests.