岩石全薄片多角度图像采集技术在川西须二段 储层特征评价中的应用浅析

摘要：岩石全薄片多角度图像采集技术是是指采用高清摄像头,利用先进的聚焦控制等技术，，获取显微薄片图像，并进行人工拼接，数据库保存的过程，实现了对岩石薄片的全视域、多角度的地质特征的识别和评价[1]。该技术在川西须二段致密气中的矿物成分、孔隙结构、微裂缝等岩石微观结构特征方面取得了较为广泛的应用，有利于现场快速评价储层,为油气田勘探开发提供基础地质资料。

关键词：全薄片多角度图像采集；川西须二段；储层特征；评价

0  引  言

岩石薄片鉴定技术可对致密储层的类型、孔隙结构、裂缝发育等地质参数进行识别, 是发现储层微观特征的关键技术之一[2]，但存在视域小、保存难等局限。川西地区须二段资源量巨大，致密砂岩储层埋深大、孔隙度和渗透率低，但储层在沉积微相、成岩作用、构造运动作用下在超低孔、超低渗的背景下形成了优质储层[3]。

本文简要介绍了一种岩石全薄片多角度图像采集技术。该技术是在传统的普通岩石薄片岩性鉴定的基础上，采用全视域成像，对岩性、孔隙类型、裂缝发育等特征开展分析、评价[4]。

1  全薄片多角度图像采集技术

1.1 工作原理

岩石全薄片多角度图像采集技术是采用研究级专业偏光显微镜、高性能物镜、高性能彩色数码摄像头，利用智能聚焦控制技术、起偏器、检偏器同步旋动等控制技术，快速获取清晰、完整、高衬度、全视野薄片显微图像。图像放大后，依然可清晰观察到薄片每个部分的显微细节，可极大拓展偏光显微镜的观察视域，且视域大小可任意变动。通过全视域、多角度观察，对岩石的结构、构造、显微地质现象和粗大矿物等进行快速分析、评价。

1.2 仪器组成

整套设备硬件部分包括：全薄片多角度图像采集仪、旋动控制系统、薄片制作相关设备；软件部分为高清智能采集软件、图像拼接软件、存储系统以及网络发布。

1.3 技术特点

（1）整张岩石薄片的单偏光及正交偏光高清图像，可对特征区域多倍放大，实现更精准的实验分析。

（2）让显微镜走出实验室，实现了多人协同研讨。为准确落实岩石组构、储集空间等微观地质特征提供了技术手段，成为技术人员评价地层的重要手段。

（3）常规载玻片的玻璃易碎、树脂易发黄、龟裂等。将薄片采集的资料储存于计算机中，能永久保存，提高了实物薄片资料的保存时间。

1.4分析流程

  接收样品后，按照薄片制作操作规程进行制样，提交给鉴定人员，使用显微镜完整、流畅、高效进行图像全自动采集，并对采集成果进行拼接，生成数据库，进行网络发布，供相关人员使用。

图1  岩石薄片全视域多维数字化图像采集技术流程

2  现场应用

近2年来，在中石化东峰场构造、新场构造、高庙子构造等区块须家河组开展了近20口井的全薄片多角度图像采技术工作，在矿物成分、孔隙结构、古生物等岩石微观结构特征方面取得了较为广泛的应用。

2.1岩石成分与结构的分析评价

利用高清图像无损放大的优势，全面展现岩石的微观特征，为矿物成分、岩石结构、显微构造、成岩作用等分析等提供技术手段。

图2  采集区域与传统薄片对比图

图3  颗粒形态清晰，岩性特征明显

在4～100倍范围内合理选择放大倍数，采集区域最大化情况下，得到高清薄片显微图像, （图2），石英、长石、岩屑等矿物颗粒的形态、磨圆度、分选性、胶结情况等形态清晰、特征更加清晰，石英次生加大、黄铁矿等重矿物的地质特征较传统薄片更加丰富（图3）,确保了鉴定结果更加准确。

2.2 岩石孔隙特征的分析评价

  利用采集获取的高清图像，对岩石粒间孔、粒间溶孔、粒内溶孔、溶孔形态、溶蚀成分等开展分析评价，获取孔隙的孔径、长短轴等地质参数(图4、图5），是一种直观、有效的岩石孔隙特征评价方法。

图4  XS209-1井井深5226m粒间、粒内溶孔（孔径0.04-0.17mm）发育

图5  X602H井井深5710m见石英、长石粒内溶孔（孔径0.07-0.09mm）

2.3 岩石微裂缝特征的分析评价

 准确发现岩石中的微裂缝发育井段，并测量微裂缝的长、宽等形态，观察微裂缝充填情况等特征（图6、图7），为致密储层的有效性评价及测试选层提供依据。

图6  XS209井井深4618m网状微裂缝发育

图7  X602H井井深5942m微裂缝发育且略具定向分布

2.4 应用效果

川西地区XS209井须二段在4607～4624 m井段, 通过全薄片多角度图像采集技术识别该段岩性为灰白色中粒岩屑石英砂岩, 粒间、粒内溶孔、裂缝均较发育，局部区域网状微裂缝发育，全烃最高达56.2%。根据全薄片多角度岩石薄片图像鉴定结果, 认为该井段为优质储层段，测试获18.25万方/天产量。

川西地区X602H井须二段井深5800～6079m井段，全薄片多角度图像采集技术识别该段岩性为浅灰色中粒岩屑砂岩，粒内溶孔、微裂缝较发育，局部区域微裂缝呈树枝状、略具定向分布，全烃为4.9%。根据全薄片多角度岩石薄片图像鉴定结果, 认为该井段为优质储层段，现日产气8.1万方。

3  结论

（1）岩石全薄片多角度图像采集技术实现了岩石样品的全薄片、多角度采集, 着重对岩石样品的胶结物、孔隙类型、裂缝发育等特征进行分析评价, 确保定名更加准确。

（2）与传统方式相比，岩石全薄片多角度图像采集技术挖掘了地质实物资料的价值，从人工拍摄提升为自动化的图像采集，图像信息采集更全面、更准确。

参考文献

[1] 陈世松, 冉飞, 樊仁杰. 岩石薄片全视域多维数字化图像采集技术研发及应用[J]. 录井工程, 2023,34(2): 77-82.

[2] 刘淑英. 岩石薄片鉴定及显微图像技术在现场录井中的应用[J]. 西部探矿工程, 2016, 28(8): 43-46.

[3] 张军，张秀军，何伟，等．川西地区上三叠统非常规天然气勘探潜力分析[J]．能源与环保，2021，43(3):98–103．

[4] 朱世松, 杨文艺, 侯广顺, 等. 一种岩石薄片智能分类识别方法[J]. 矿物学报, 2020, 40(1): 23-24.