Characterization of Pore Geometry of Indiana Limestone in Relation to Mechanical Compaction Caractérisation de la géométrie des pores dans le calcaire de l’Indiana (États-Unis) en relation avec la compaction mécanique

• Main Authors: Ji Y., Baud P., Vajdova V., Wong T.-f.
• Format: Article
• Language: English
• Published: EDP Sciences 2012-12-01
• Series: Oil & Gas Science and Technology
• Online Access: http://dx.doi.org/10.2516/ogst/2012051
• ISSN: 1294-4475; 1953-8189

We studied the pore structure in intact and inelastically compacted Indiana limestone using X-ray microtomography imaging. Guided by detailed microstructural observations and using Otsu’s global thresholding method, the 3D images acquired at voxel side length of 4 μm were segmented into three domains: solid grains, macropores and an intermediate zone dominated by microporosity. The macropores were individually identified by morphological processing and their shape quantified by their sphericity and equivalent diameter. Our new data revealed a significant reduction of the number of macropores in hydrostatically and triaxially compressed samples with respect to the intact material, in agreement with previous microstructural analysis. The intermediate (microporosity) domains remained interconnected in compacted samples. Our data suggest that the inelastic compaction in Indiana limestone is manifested as not only a decrease in the volume fraction of the microporosity backbone but also a corresponding decrease in its thickness. <br> La structure des pores dans des echantillons de calcaire de l’Indiana intact et deforme a ete etudiee par microtomographie a rayons X. En se basant sur une etude detaillee de la microstructure et en utilisant la methode de seuillage global d’Otsu, les images 3D acquises avec un voxel de 4 μm ont ete segmentees en trois domaines : les grains, les macropores et une zone intermediaire dominee par la microporosite. Les macropores ont ete individualises grace a une analyse morphologique qui a egalement permis de quantifier leurs formes (sphericite et diametre equivalent). Nos nouvelles donnees 3D montrent une reduction significative du nombre de macropores dans les echantillons deformes sous chargements hydrostatique et triaxial par rapport a la roche intacte, en accord avec les etudes anterieures sur la microstructure du calcaire de l’Indiana. Le domaine intermediaire (microporosite) reste interconnecte dans les echantillons deformes. Notre analyse suggere que la deformation irreversible dans le calcaire de l’Indiana se manifeste par une diminution a la fois du volume et de la surface de cette zone microporeuse.