渤海湾盆地渤中凹陷潜山及上覆砂砾岩显微图像数据集

2020-11-16刘彦鹏侯明才刘晓健齐哲

中国科学数据(中英文网络版) 2020年3期

关键词：偏光潜山薄片

刘彦鹏，侯明才*，刘晓健，齐哲

1.油气藏地质与开发工程国家重点实验室（成都理工大学），成都 610059

2.成都理工大学沉积地质研究院，成都 610059

3.中海石油（中国）有限公司天津分公司，天津 300450

* 论文通信作者：侯明才（houmc@cdut.edu.cn）

数据库（集）基本信息简介

数据库（集）名称渤海湾盆地渤中凹陷潜山及上覆砂砾岩显微图像数据集数据作者刘彦鹏，侯明才，刘晓健，齐哲数据通信作者侯明才（houmc@cdut.edu.cn）数据时间范围岩心样品采集地层的地层时代为太古界潜山、新生界孔店组、新生界沙河街组、新生界东营组、新生界明化镇组等；岩心样品采集时间为2009-2019年；岩石薄片偏光显微照片拍摄于2019年。地理区域中国渤海海域大沽灯塔附近油田探井偏光显微镜分辨率 1280×960像素，1600×1200像素，2560×1920像素数据量 4.06 GB

数据格式*.png，*.xlsx数据服务系统网址 http://www.dx.doi.org/10.11922/sciencedb.j00001.00119基金项目国家科技重大专项（2016ZX05024-003-010）数据库（集）组成本数据集由3部分组成：共204个薄片543张照片存放于15个文件夹中，每个文件夹对应一口探井，数据量4.06 GB。花岗岩显微图像数据库信息表是岩石薄片的基本信息以及鉴定数据表，数据量21 KB。碎屑岩显微图像数据库信息表是岩石薄片的基本信息以及鉴定数据表，数据量36 KB。

引言

岩石显微图集的研究能够实现已有岩石资料的快速查询与检索，做到区域的综合性信息集成。作为地质研究成果的最基础数据，岩石薄片中赋载了大量的地质学信息。形成系统的、详实的、准确的岩石显微图集，相比实物薄片观察，能够提高薄片研究的效率，增强对比研究，从而大大提高实物薄片的利用效率，增强行业间的信息交流[1]。针对渤海湾盆地渤中凹陷潜山及上覆砂砾岩显微图像数据的研究，能够系统梳理研究区的岩石学特征，开展综合对比工作，更加深入准确的全面总结区域上岩石发育特征及差异性。

渤海湾盆地经历半个多世纪的勘探未发现大型天然气田。晚期构造活动强烈的渤海海域长期以来被认为难以形成大规模的天然气田。渤海湾盆地强烈的构造活动对盖层起到破坏作用，不利于天然气的保存。位于渤海湾盆地海域的渤海油田近几年在成气物质基础、圈闭形成演化、优质储集层成因和天然气保存条件等方面做了大量的研究[2-5]，这些研究成果指导渤海油田成功发现了渤中 19-6（即BZ19-6）千亿立方米级大型气田，揭开了渤海海域深层天然气勘探的新篇章。但是，目前对于渤海海域潜山的研究工作还是相对薄弱，特别是对潜山油气成藏富集规律认识有待深入[6]。为明确渤海油气勘探新的接替海域，有力指导渤海海域潜山油气勘探，基础的岩石学工作尤为重要。岩石薄片的鉴定和统计最为基础，能够进一步为勘探开发提供包括潜山岩性展布特征、潜山地层结构、潜山断裂体系特征、储集空间特征、储层流体特征等信息[7-9]。本图集统计的花岗岩薄片面孔率和碎屑岩薄片孔隙度可以清晰地反映出裂隙和孔隙的占比，为优质储层的判别提供一定的依据；同时各类岩石学信息的统计和收集，为明确岩性分布差异性、储层储集空间分布特征，尤其是对变质岩潜山缝网系统的发育规律研究及储层流体属性研究提供定性认识的条件。针对渤海海域太古界潜山建立的显微图集，不仅能够为潜山油气勘探提供基础岩石学数据，总结分析潜山油气地质规律，还能够为深入研究华北克拉通破坏，提供宝贵的渤海海域岩石薄片素材。

1 数据采集和处理方法

BZ19-6构造带位于渤海湾盆地渤中凹陷西南部深层构造脊上，东南与渤南低凸起相邻，西部与埕北低凸起相邻，南部与黄河口凹陷相接，北为渤中凹陷主洼，是渤中凹陷西南次洼和南次洼之间的、具有洼中隆特征的背斜构造带（图1）。

经过大量的岩心观察和查阅资料，镜下主要观察有油气显示的目标层位岩石薄片。本次显微镜下观察在成都理工大学沉积地质研究院沉积地质实验室和中海石油（中国）有限公司天津分公司研究院实验室完成，所使用仪器为偏光显微镜，型号为Nikon LV100 P0L，测试环境温度为25℃、湿度为45%。薄片拍照和信息采集方法统一按《岩石显微图像专题》的标准[10]执行，系统采集了岩石显微图像，并同时获取了薄片有关的信息，其中薄片的描述与沉积岩定名均依据《岩石显微图像专题》的要求[10-11]。

图1 BZ19-6构造区域图（改自[6]）

2 数据样本描述

本岩石显微图像数据集由204个岩石薄片的偏光显微照片组成。每个岩石薄片至少拍摄一个视域，每个视域都至少包含薄片正交偏光显微照片和单偏光显微照片各一张，拍摄过程采用自动曝光和自动白平衡，可以最大程度保证拍摄的显微照片颜色与偏光显微镜下的肉眼观察一致，显微图像中的成分与鉴定报告中的描述相同。

编号原则：薄片号+m+摄像视域的数字序号+“+或-”，如编号为BZ19-6-3-4142的薄片拍摄多个视域图像则分别标记为 BZ19-6-3-4142m1+，BZ19-6-3-4142m1-；BZ19-6-3-4142m2+，BZ19-6-3-4142m2-；BZ19-6-3-4142m3+，BZ19-6-3-4142m3-……倒数第三位的m是micrograph（显微图像）的缩写，“+”表示正交偏光，“-”表示单偏光（图2）。

岩石显微照片中比例尺置于图片右下角或者左上角，单位采用mm或者μm，拍摄时根据岩石碎屑颗粒的大小选择合适的放大倍数，保证岩石显微照片能够直观地展示薄片的镜下特征，同时保证图像清晰度。显微照片分辨率为1280×960像素，1600×1200像素，2560×1980像素，格式全部保存为png。

图2 渤中地区岩心薄片岩显微图像数据集示例

花岗岩薄片鉴定内容及岩石样品详细信息存放在 excel花岗岩显微图像数据库信息表中。鉴定内容主要包括岩石结构、岩性、主要矿物、储集空间类型、填充物、面孔率。岩石样品信息主要包括采样地详细地理位置经度、纬度，所属时代，薄片所有者等，如表1所示。

碎屑岩薄片鉴定内容及岩石样品详细信息存放在 excel碎屑岩显微图像数据库信息表中。鉴定内容主要包括颗粒成分、杂基含量及胶结物类型、成岩作用等。其中颗粒成分仅需判断石英（Q）、长石（F）、岩屑（L）3种颗粒中超过10%的颗粒类型、3种颗粒之间的大小关系及占比状况。杂基含量仅需判断是否存在及是否超过15%，超过15%则将岩石定为杂砂岩。岩石样品信息主要包括涉及的出版文献信息，采样地详细地理位置，所处剖面名称，样品/剖面经度、纬度，所属时代，薄片所有者等，如表2所示。

表1 花岗岩薄片鉴定内容及样品信息表（表头以及范例）

表2 碎屑岩薄片鉴定内容及样品信息表（表头以及范例）

本数据集岩石薄片包括33个砾岩，102个砂岩（96个净砂岩、6个杂砂岩），7个粉砂岩及1个泥岩，59个花岗片麻岩及2个二长花岗片麻岩，详情如表3所示。

表3 数据集包含岩石类型及其岩性信息汇总表

3 数据质量控制和评估

岩石薄片样本符合国家与国际标准的厚度。在本次显微照片拍摄和薄片鉴定过程中，所有岩石薄片中观察到的石英颗粒干涉色等级均为一级，说明薄片的厚度符合 0.03 mm的国家标准。所有显微照片拍摄皆采用自动曝光和自动白平衡，使得肉眼观察和系统照片颜色尽量保持一致；且显微照片的分辨率统一采用拍照系统的最高值，分辨率为1280×960像素，1600×1200像素，2560×1980像素，图片统一保存为png格式。故而显微照片的质量与清晰度是可靠的。为了保证数据集的准确性，在初次完成所有岩石薄片的鉴定后，对数据表信息进行了多次检查核实。火成岩岩石薄片的定名及各项信息的填写按照《火成岩的鉴定及在地质中的作用》[12-13]。沉积岩岩石薄片的定名及各项信息的填写，严格按照《沉积岩显微图像数据集的采集与信息收集标准》中的要求执行[10-11]，可基本保证信息的可靠性。

4 数据价值

本图集对薄片的矿物组成、裂缝期次和面孔率做了较详细的统计，数据对沉积学、储层地质学提供重要证据，对油气勘探具有重要作用。辽东凹陷兴隆台潜山变质岩油气藏作为典型实例，通过大量的薄片研究建立了“优势岩性”储层的认识（在同等应力条件下易破碎，从而形成储层的岩性称之为“优势岩性”[14-16]），解放了由于岩性因素而放弃的很多太古宇基岩地区，拓展了辽河坳陷太古宇潜山的勘探领域。同样的，渤海海域BZ19-6构造太古界深埋变质岩潜山通过图集岩石薄片研究深化了对优质储集层形成机制的认识，研究表明，BZ19-6构造太古界以片麻岩、变质花岗岩和混合岩为主，岩石中长英质矿物含量高、地层脆性强，极易形成裂缝，为优质储集层的发育创造了较好的岩性条件[17]；持续动力破碎作用使潜山内幕发育大规模裂缝发育带和动力破碎带，是变质岩优质储集层形成的关键[18-19]。风化作用影响下潜山顶部形成大量次生溶蚀孔和沿裂缝溶蚀扩大孔，但深埋作用使顶部风化壳相对致密。在上述控制因素指导下，建立了“垂向贯通，横向连续”大型深埋变质岩优质储集层分布模式。