Effect of high temperature on physical and mechanical properties of clay shale (caprock)

Shamammet Dovletov, Ron Wong

Dans les comptes rendus d’articles de la conférence: GeoNiagara 2021: 74th Canadian Geotechnical Conference; 14th joint with IAH-CNC

RÉSUMÉ: La stimulation cyclique de la vapeur et le drainage par gravité assisté par la vapeur avec injection et combustion d'oxygène in situ peuvent fonctionner à des températures allant jusqu'à 300 - 600°C. Cet article vise à comprendre les changements dans les propriétés physiques et mécaniques de la couverture de schiste argileux sous haute température. À cette fin, sur un site près de Long Lake en Alberta, des carottes de schiste argileux intactes ont été récupérées d'un trou foré. Pour étudier l'effet de la température élevée sur les caractéristiques de résistance et de déformation du schiste argileux, des échantillons ont été taillés et chauffés à différentes températures de 20, 150, 300 et 600 °C avec différentes vitesses de chauffage. De plus, des essais de compression triaxiale ont été effectués sur l'échantillon chauffé à trois pressions de confinement de 1, 3 et 5 MPa. En raison des effets de chauffage, des changements dans la minéralogie de l'argile ont été observés à l'aide d'une analyse par diffraction des rayons X, ainsi que des mesures de perte de densité et de teneur en humidité.

ABSTRACT: Cyclic steam stimulation and steam assisted gravity drainage with in-situ oxygen injection and combustion, can be operated at temperatures up to 300 - 600degC. This paper aims to understand the changes in physical and mechanical properties of clay shale caprock under high temperature. For this purpose, at a site near Long Lake in Alberta, intact clay shale cores were recovered from a drilled hole. To investigate the effect of high temperature on the strength and deformation characteristics of clay shale, samples were trimmed and heated up to different temperatures of 20, 150, 300 and 600 degC with different heating rates. Additionally, triaxial compression tests were conducted on the heated sample at three confining pressures of 1, 3 and 5 MPa. Due to heating effects, changes in clay mineralogy were observed using X-ray diffraction analysis, along with measurements of loss in density and moisture content.

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