川东北地区须家河组气藏储层显微图像数据集 - 中国科学院计算机网络信息中心

岩石显微图像专题 II 区论文（已发表） • 版本 ZH3 Vol 8 (3) 2023

川东北地区须家河组气藏储层显微图像数据集

A dataset of gas reservoir microscopic images in Xujiahe Formation in northeast Sichuan Basin

杜欣岚，伊海生

DU Xinlan, YI Haisheng

DOI: 10.11922/11-6035.csd.2021.0088.zh
CSTR: 32001.14.11-6035.csd.2021.0088.zh
: 10.11922/sciencedb.j00001.00336

： 2021 - 12 - 13

： 2023 - 04 - 13

： 2022 - 01 - 20

： 2023 - 08 - 25

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5655 22 0

摘要&关键词

摘要：四川盆地东北地区须家河组气藏具有良好的勘探开发潜力。本文收集和整理了研究区须家河组气藏碎屑岩储层的显微图像数据，以期对须家河组储层岩石学特征、成岩作用、储集空间和物性特征进行进一步研究。储层岩石类型主要为岩屑砂岩、岩屑长石砂岩和石英砂岩。储集空间可见粒间溶孔、剩余粒间溶孔、粒内溶孔、黏土矿物晶间（溶）孔及各种微裂缝。孔隙相对不发育，部分薄片（微）裂缝较为发育。经薄片下鉴定及观察，研究区须家河组砂岩储层主要经历了压实作用、胶结作用、溶蚀作用和构造破裂作用。本数据集的建立可为砂岩图像数据的对比分析和相关引用提供直接的途径，亦可作为智能识别岩性的标准。

关键词：川东北；须家河组；岩屑砂岩；成岩作用

Abstract & Keywords

Abstract: The gas reservoir in Xujiahe Formation in northeast Sichuan Basin holds promising potential for exploration and development. In this paper, we collected and sorted the microscopic image data of the clastic reservoir of Xujiahe Formation gas reservoir in the study area, so as to further study the petrological characteristics, diagenesis, reservoir space and physical properties of the region. The reservoir rocks are mainly lithic sandstone, lithic arkose sandstone and quartz sandstone. There are intergranular solution pores, residual intergranular solution pores, intragranular solution pores, clay mineral intergranular (solution) pores and various microfractures in the reservoir space. According to the observation of the cast thin section, the pores are relatively undeveloped, while some thin sections (micro-cracks) are relatively developed. Based on thin section identification and observation, the sandstone reservoirs of Xujiahe Formation in the study area have undergone processes such as compaction, cementation, dissolution and tectonic fracture. This dataset can provide a direct source for the comparative analysis and reference of sandstone image data. Moreover, it can serve as a benchmark for the intelligent identification of lithology.

Keywords: northeast Sichuan Basin; Xujiahe Formation; lithic sandstone; diagenesis

数据库（集）基本信息简介

数据库（集）名称	川东北地区须家河气藏储层显微图像数据集
数据作者	杜欣岚
数据通信作者	杜欣岚（354335363@qq.com）
数据时间范围	2013–2021年
地理区域	四川盆地东北部的通南巴构造带
空间分辨率	20881050、25841936
数据量	1.41 GB
数据格式	.jpg .xls
数据服务系统网址	http://doi.org/10.11922/sciencedb.j00001.00336
数据库（集）组成	数据集共包括4个数据文件，其中：(1)薄片照片.rar是薄片偏光显微照片，数据量0.98 GB(2) 薄片鉴定汇总表.rar是岩石薄片的基本信息以及鉴定数据表，数据量66 KB(3)特殊分析项目汇总.rar是扫描电镜、成岩作用及铸体薄片照片，数据量440 MB(4)特殊分析.rar是特殊分析项目信息表，数据量29 KB。

Dataset Profile

Title	A dataset of gas reservoir microscopic images in Xujiahe Formation in northeast Sichuan Basin
Data corresponding author	DU Xinlan (Email:354335363@qq.com)
Data author	DU Xinlan
Time range	In 2013–2021
Geographical scope	Tongnanba tectonic belt in northeast Sichuan Basin
Spatial resolution	20881050, 25841936
Data volume	1.41 GB
Data format	.jpg .xls
Data service system	<http:/ doi.org/10.11922/sciencedb.j00001.00336>
Dataset composition	The dataset consists of 4 data files, including :(1) “thin section photograph.rar” is thin section polarizing photomicrograph with a data volume of 0.98 GB; (2) “summary of thin section identification.rar is the basic information and identification data table of rock slices, with a data volume of 66 KB; (3) “summary of special analysis items. rar” is a scanning electron microscope, diagenesis and cast thin section photo, with a data volume of 440 MB; (4) “special analysis. Rar” is a special analysis project information table with a data volume of 29 KB.

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引言

进入二十一世纪以来，常规油气的勘探开发已进入中后期。页岩气、页岩油、致密油和致密砂岩气等非常规油气资源是未来勘探开发的重点。其中致密砂岩气是目前国内开发较为成功的非常规油气之一，其产量占我国天然气产量的五分之一^[1-4]。我国致密砂岩气资源丰富，四川盆地的须家河气藏均是开发较为成功的致密砂岩气藏。前人针对四川盆地须家河组开展了大量的研究工作，取得了丰富的研究成果，但四川盆地须家河组具有沉积范围较广(图1）、差异大、物源多、储层非均质强和气水关系复杂的特征^[5-9]。受沉积厚度大和多物源等因素的影响，部分区域沉积特征、储层特征及储层分布的主控因素尚未取得统一的认识，还有待进一步研究。本研究针对川东北地地区须家河组进行系统的显微镜下观察和分析，将更有利于进一步对该地区储层特征的认识。

图1 研究区地理位置及构造概况图（改自文献[4]）

Figure 1 Overview of geographical location and structure of the study area (adapted from reference [4])

1 数据采集和处理方法

薄片鉴定是研究岩石学和储集空间最常用最重要的方法之一。首先将岩石标本制作成薄片，然后在偏光显微镜下观察矿物的特点，确定岩石的矿物组分、结构、粒度、类型和成岩特征等。本次研究将样品送样后磨制成光学岩石薄片，为区分白云石与方解石及方便后期进一步对薄片测试，选择了三分之一薄片进行茜素红染色处理，二分之一薄片盖片（覆盖染色区）。显微镜下观察在中石化西南油气勘探开发研究院地质实验所完成，使用仪器型号为“蔡司研究及数字偏光显微镜”进行薄片照片采集。

2 数据样本描述

本数据集主要由两个部分组成，分别是薄片显微照片和特殊分析照片。采集岩石的6口钻井代号及信息见表1。普通薄片照片数据集由174个岩石薄片的偏光照片组成，普通镜下所含照片共计689张；特殊分析118个，包括扫描电镜、成岩作用分析及铸体薄片照片共492张（表2）。

表1 川东北地区须家河气藏储层普通薄片数据表

时代	组名	井号	薄片数量	显微图片数量
三叠系上统	须家河组	M3	35	140
		M101	20	38
		M103	20	89
		M201	83	377
		YL1	12	29
		YL2	4	16

表2 川东北地区须家河气藏储层特殊分析项目数据表

时代	组名	井号	样品数量	扫描电镜	样品数量	成岩作用照片	样品数量	铸体照片
三叠系上统	须家河组	M3	19	193	8	17	16	53
		M101	——	——	20	38	16	16
		M103	——	——	14	84	——	——
		M201	——	——	8	26	——	——
		YL1	——	——	13	34	——	——
		YL2	——	——	4	31	——	——

2.1 普通薄片照片

部分薄片照片含有相同视域的薄片正交偏光显微照片和单偏光显微照片各一张，单偏光显微照片颜色与肉眼观察一致。照片根据颗粒大小选择合适的倍数，以图像清晰好识别为原则，此次拍摄放大倍数主要为50倍及100倍。比例尺置于照片右侧，单位为um，红色实线标注。显微照片分辨率为2088*1050、2584*1936像素，保持格式为JPG。所有照片按“薄片编号”+“m”+“摄像视域的数字序号”+“正交光符号+或单偏光符号-”进行编号，如图2所示。

图2图2 显微图像数据示例

Figure 2 Examples of microscopic image data

2.2 普通薄片鉴定报告

薄片鉴定表为碎屑岩鉴定表格，鉴定表格的内容主要包含了六口井须家河组碎屑岩的岩石薄片基本信息和岩性特征信息等内容。碎屑岩的描述主要侧重于颗粒组分（颗粒类型、相对含量等）、填隙物特征（陆源杂基、粘土、亮晶方解石等）、特殊的结构构造及成岩作用（表3）等。鉴定结果显示川东北地区须家河组以岩屑长石砂岩、石英砂岩等为主，如图3所示。表4和表5为数据集所包含的岩石类型及不同岩类数量信息汇总表。

表3 须家河组碎屑岩主要成岩作用类型

成岩作用类型		主要成岩变化	对孔隙度的影响
压实作用		柔性颗粒的变形，刚性颗粒的破裂，颗粒紧密接触	降低
压溶作用		颗粒的凹凸镶嵌接触和缝合接触
胶结作用	硅质	石英次生加大和充填孔隙的自生石英（图4）
	碳酸盐	主要为方解石，少量铁方解石、白云石和菱铁矿，充填孔隙，交代颗粒
	自生黏土	主要为绿泥石、伊利石和少量高岭石，孔隙衬垫，充填孔隙
	硫化物	少量莓球状黄铁矿和结核状黄铁矿
交代作用		主要为长石的方解石化，泥砾的菱铁矿化和黄铁矿化	影响小
构造破裂作用		形成裂缝和微裂缝，增加孔隙的连通性	增大
溶蚀作用		主要溶蚀长石和少量火成岩屑，碳酸盐矿物很少溶蚀	增大

图3 须家河组岩石薄片分类统计图

Figure 3 Classification and statistics of rock slices in Xujiahe Formation

表4 图像集所包含岩石类型及其数量信息汇总表

岩石类型	数量
岩屑长石砂岩	132
石英砂岩	20
岩屑砂岩	16
长石岩屑砂岩	6

表5 图像集所包含岩石粒度及其数量信息汇总表

粒度	数量
粗粒	27
中粒	97
细粒	42
极细粒	2
不等粒	6

2.3 特殊分析项目

本次研究在普通分析鉴定的基础上，增加了特殊分析项目，包括扫描电镜、成岩作用分析（含阴极发光）及铸体薄片分析。对川东北须家河组储层的成岩作用进行了分析包括压实作用、胶结作用和构造破裂作用。扫描电镜照片和铸体照片按“薄片编号”+“m”+“摄像视域的数字序号”进行编号。为方便读者观察，成岩作用按“样品编号”+“特征现象”进行编号。

图4 显微图像数据示例

Figure 4 Example of microscopic image data

3 数据质量控制和评估

岩石薄片样品厚度为0.03 mm，符合国家与国际标准。所拍摄的偏光显微图像清晰且无色差，显微照片分辨率为2088*1050像素和2584*1936像素，这是由于使用了两台不同的显微镜的原因，在显微镜拍摄过程中采用自动曝光和自动白平衡，尽量减少拍摄所产生的误差，且显微照片的分辨率统一采用拍照系统的最高值，为了计算机读取方便，图像格式统一保存为jpg格式，最大尺度保留了显微照片足够的细节信息。在鉴定报告中包含样品深度及薄片中各碎屑的组分、结构、构造均有系统的描述。为了达到行业规范，本次显微镜下鉴定依据的是《岩石薄片鉴定》SY/T5368-2016^[10]。

4 数据价值

致密砂岩储层特征研究一直是国内外学者研究的重点和热点，针对致密砂岩储层特征的研究主要集中在储层岩石学特征、孔隙结构、成岩作用、致密化进程、优质储层形成机制等方面。本数据集基于普通薄片对四川须家河储层岩石学、孔隙结构和成岩现象的观察，为明确储层主控因素奠定基础^[9,11-12]。本数据集以信息准确，是首个将川东北地区须家河组岩石样品以多井高密度采样、薄片高分辨率拍摄、鉴定结果完全公开的形式发布的显微照片数据集。因此本数据集可应用于四川盆地须家河组的岩石微相研究中，也可应用于图像智能识别等交叉学科研究中，同时可为教学科普等社会生产实践活动提供基础资料服务。

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数据引用格式

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