張 聰，韓慧萍，王艷紅，方镕慧，陳維堃，李志偉，董 虎，田迎春，羅 軍，張?jiān)撇?/p>

( 1. 中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局 非常規(guī)油氣地質(zhì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083； 2. 中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局 油氣資源調(diào)查中心，北京 100083； 3. 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)，北京 100083； 4. 數(shù)巖科技股份有限公司，北京 100094 )

0 引言

油氣鉆井巖心是最直觀反映地球內(nèi)部地質(zhì)特征的“金鑰匙”，是了解地下烴源巖、儲(chǔ)層和含油氣性等油氣成藏特征不可替代的原始資料。巖心(尤其是泥質(zhì)巖類巖心)長(zhǎng)期暴露于地表，受風(fēng)化等作用影響，導(dǎo)致顏色、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造等發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的變化，造成巖心原始信息失真；加之觀測(cè)信息量有限，不便于多次開(kāi)發(fā)利用，極大地降低巖心的使用價(jià)值。油氣鉆井巖心持有機(jī)構(gòu)在巖心數(shù)字化保存方面進(jìn)行研究，如在巖心狀態(tài)較好時(shí)開(kāi)展數(shù)字化掃描[1]；利用巖心高光譜掃描數(shù)據(jù)，建立國(guó)家虛擬巖心庫(kù)[3]。中國(guó)大慶油田[4]、遼河油田[5]、吐哈油田[6]、華北油田[7]等，將巖心表面掃描成像后，以綜合柱狀圖的形式在計(jì)算機(jī)或網(wǎng)絡(luò)上再現(xiàn)巖心特征。這些巖心數(shù)字化多數(shù)以巖心表面拍照和光譜掃描為主，未實(shí)現(xiàn)對(duì)礦物、孔隙結(jié)構(gòu)等內(nèi)部結(jié)構(gòu)和成分信息的數(shù)字化，以及對(duì)宏觀與微觀數(shù)據(jù)的有效管理。

隨細(xì)粒沉積學(xué)的不斷發(fā)展，油氣勘探開(kāi)發(fā)由常規(guī)油氣向非常規(guī)、智能化轉(zhuǎn)型，對(duì)油氣鉆井巖心分析的精度要求越來(lái)越高，傳統(tǒng)以圖像采集為主的巖心數(shù)字化已不能完全滿足科研和生產(chǎn)需要，未來(lái)的巖心數(shù)字化必將從表面圖像信息采集轉(zhuǎn)向巖石內(nèi)部結(jié)構(gòu)、成分的系統(tǒng)獲取和大數(shù)據(jù)管理，以巖心數(shù)字化為依托形成的數(shù)字巖心必將成為構(gòu)建“智能油田”“數(shù)字盆地” 和“數(shù)字地球”的重要組成部分。隨巖心分析設(shè)備精度的不斷提高，獲取的數(shù)字巖心數(shù)據(jù)更加豐富，應(yīng)用廣泛的獲取巖心內(nèi)部結(jié)構(gòu)和成分的技術(shù)是X線CT掃描和掃描電鏡等，可直接獲得幾十至幾百?gòu)垐D片，但受成像原理和尺度差異影響，需要用商業(yè)軟件并結(jié)合網(wǎng)絡(luò)模型、信息提取與顯示等技術(shù)進(jìn)行圖像處理[8]。對(duì)于由毫米CT—微米CT—納米CT掃描、不同分辨率的2D/3D掃描電鏡等反映巖心內(nèi)部結(jié)構(gòu)和成分的數(shù)字化保存技術(shù)形成的大數(shù)據(jù)，借助于信息化技術(shù)和大數(shù)據(jù)處理技術(shù)，研究基于B/S架構(gòu)的、綜合油氣鉆井巖心數(shù)據(jù)管理、可視化和數(shù)字巖心分析功能的油氣鉆井巖心數(shù)字分析系統(tǒng)[10-11]，以實(shí)現(xiàn)油氣資源地質(zhì)調(diào)查鉆井巖心數(shù)據(jù)系統(tǒng)化管理與社會(huì)化服務(wù)。

1 巖心數(shù)據(jù)處理

根據(jù)分辨率的高低，X線CT掃描可分為毫米CT、微米CT、納米CT掃描，不同生產(chǎn)商的儀器產(chǎn)生的原始數(shù)據(jù)格式不一致，常見(jiàn)的有dcm和dr等。根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟煌?，掃描電鏡可分為能夠?qū)崿F(xiàn)三維重構(gòu)的聚焦離子束雙束掃描電鏡(FIB-SEM)、能夠?qū)崿F(xiàn)二維高分辨率的大視域拼接掃描電鏡(MAPS)、能夠表征礦物平面分布特征的礦物定量分析電鏡(Qemscan)，以及能夠表征結(jié)構(gòu)平面特征的掃描電鏡(SEM)等，產(chǎn)生的原始數(shù)據(jù)格式一般是TIFF或JPEG等。不論是CT掃描還是掃描電鏡獲取的原始數(shù)據(jù)，必須經(jīng)過(guò)商業(yè)軟件(如ImageJ2x、JMicro Vision、Avizo、ImageJ等)，選取不同的數(shù)據(jù)處理方法進(jìn)行處理，才能獲得孔隙結(jié)構(gòu)、微裂縫等關(guān)鍵的儲(chǔ)層物性信息(見(jiàn)表1)。經(jīng)過(guò)處理后常見(jiàn)的三維數(shù)據(jù)格式為raw，處理結(jié)果采用文件目錄形式保存于計(jì)算機(jī)硬盤(pán)等存儲(chǔ)設(shè)備。

表1 X線CT掃描和掃描電鏡巖心數(shù)據(jù)處理方法Table1 Core data processing method of X-ray CT scanning and scanning elecrtron microscopy

目前，能夠處理巖心CT掃描或SEM數(shù)據(jù)的軟件都是商業(yè)單機(jī)版，無(wú)法形成批量數(shù)據(jù)管理、處理和推廣應(yīng)用，無(wú)法快速獲取巖石儲(chǔ)層物性關(guān)鍵參數(shù)。大體量數(shù)據(jù)三維可視化、孔隙結(jié)構(gòu)建模等技術(shù)是在線數(shù)字化巖心分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)關(guān)鍵，建立油氣鉆井巖心數(shù)字分析系統(tǒng)，既可以實(shí)現(xiàn)web端巖心三維數(shù)據(jù)的可視化，還可以基于CT掃描或SEM等大數(shù)據(jù)、有機(jī)質(zhì)含量、鏡質(zhì)體反射率等烴源巖評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)web端快速計(jì)算巖石的孔隙連通性、有機(jī)質(zhì)孔隙度、面孔率、有機(jī)質(zhì)豐度、成熟度等關(guān)鍵評(píng)價(jià)參數(shù)，降低實(shí)驗(yàn)測(cè)試成本，提升數(shù)據(jù)共享能力。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

油氣鉆井巖心數(shù)字分析系統(tǒng)以油氣鉆井巖心為基礎(chǔ)單元，整合優(yōu)質(zhì)數(shù)據(jù)處理技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)。系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)和Node.js開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，服務(wù)端運(yùn)行于Linux操作系統(tǒng)，安裝分布式數(shù)據(jù)文件存儲(chǔ)系統(tǒng)、PostgreSQL開(kāi)源數(shù)據(jù)庫(kù)、GIS服務(wù)模塊及其他配置管理工具；前端支持Windows、Linux、Android等操作系統(tǒng)，可運(yùn)行于電腦、平板及手機(jī)等終端。

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)采用分層架構(gòu)設(shè)計(jì)，包括基礎(chǔ)支撐環(huán)境層、數(shù)據(jù)資源層、分析服務(wù)層、應(yīng)用層4層(見(jiàn)圖1)。

(1)基礎(chǔ)支撐環(huán)境層：提供系統(tǒng)運(yùn)行的計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備硬件和操作系統(tǒng)，以及數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)等基礎(chǔ)支撐環(huán)境(見(jiàn)圖1(a))。

(2)數(shù)據(jù)資源層：基于云存儲(chǔ)系統(tǒng)，存儲(chǔ)巖心測(cè)井、錄井、烴源巖評(píng)價(jià)、CT掃描、2D/3D掃描電鏡等大數(shù)據(jù)，是開(kāi)展數(shù)據(jù)共享、分析和應(yīng)用的基礎(chǔ)(見(jiàn)圖1(b))。

(3)分析服務(wù)層：提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)組織、數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)管理等服務(wù)，支持對(duì)散點(diǎn)數(shù)據(jù)、2D/3D圖像等數(shù)據(jù)的分析功能，獲取巖石類型、烴源巖、儲(chǔ)層物性等分析結(jié)果(見(jiàn)圖1(c))。

(4)應(yīng)用層：基于數(shù)據(jù)分析服務(wù)能力，采用人機(jī)交互界面為用戶提供各類數(shù)據(jù)的2D/3D展示及分析結(jié)果(見(jiàn)圖1(d))。

圖1 油氣鉆井巖心數(shù)字分析系統(tǒng)整體架構(gòu)設(shè)計(jì)Fig.1 Architecture design of the Oil and Gas Drilling Core Digital Analysis System

2.2 系統(tǒng)功能

設(shè)計(jì)巖心數(shù)據(jù)管理、可視化及綜合分析3個(gè)模塊(見(jiàn)圖2)。巖心數(shù)據(jù)管理模塊通過(guò)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)模型和構(gòu)建數(shù)據(jù)字典，完成導(dǎo)入數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)多類型數(shù)據(jù)的入庫(kù)和管理，提供數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)服務(wù)，支持?jǐn)?shù)據(jù)查詢、下載和推送等服務(wù)(見(jiàn)圖2(a))。巖心數(shù)據(jù)可視化模塊實(shí)現(xiàn)GIS地圖服務(wù)，直觀展示巖心樣品的采樣點(diǎn)；可實(shí)現(xiàn)單井巖心數(shù)據(jù)體礦物圖像、BSE圖像，以及不同切面的2D顯示和多井信息對(duì)比；可實(shí)現(xiàn)巖心3D綜合顯示、CT掃描數(shù)據(jù)和孔隙模型的3D切片顯示(見(jiàn)圖2(b))。巖心數(shù)據(jù)綜合分析模塊綜合系統(tǒng)的數(shù)據(jù)資源，實(shí)現(xiàn)各類數(shù)據(jù)的分析和應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)對(duì)單井或多井烴源巖、巖石類型及儲(chǔ)層物性評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果以交會(huì)圖、柱狀/餅狀圖、匯總表格等形式給出，支持報(bào)告生成和下載等服務(wù)(見(jiàn)圖2(c))。

圖2 油氣鉆井巖心數(shù)字分析系統(tǒng)功能Fig.2 Functional diagram of the Oil and Gas Drilling Core Digital Analysis System

2.3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)

油氣鉆井巖心數(shù)字分析系統(tǒng)數(shù)據(jù)類型多樣、格式繁雜、差異明顯，包括測(cè)井、錄井、巖石類型、烴源巖評(píng)價(jià)、儲(chǔ)層物性評(píng)價(jià)、巖石力學(xué)等數(shù)據(jù)，形成的數(shù)據(jù)格式有DLIS、LAS2、LAS3、CSV、PTF、Excel、Word、PNG、TIFF、JPEG等。為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)綜合管理，對(duì)巖心數(shù)據(jù)特點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)，包括用戶、角色、資源、部門(mén)、登錄日志等。

油氣鉆井巖心數(shù)字分析系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)采用適合大數(shù)據(jù)平臺(tái)的PostgreSQL關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，各類數(shù)據(jù)之間的多對(duì)多關(guān)系采用關(guān)聯(lián)表形式進(jìn)行關(guān)聯(lián)，命名原則是兩個(gè)原始表單名合并，原始表單名首字母大寫(xiě)；關(guān)聯(lián)表采用雙外鍵，兩個(gè)外鍵號(hào)為各自的表單名+ID。主要數(shù)據(jù)庫(kù)表單設(shè)計(jì)見(jiàn)圖3，可以根據(jù)管理和查詢需要，設(shè)計(jì)系統(tǒng)管理的各類數(shù)據(jù)的庫(kù)表表單。

圖3 油氣鉆井巖心數(shù)字分析系統(tǒng)主要數(shù)據(jù)庫(kù)表單Fig.3 Main database tables of the Oil and Gas Drilling Core Digital Analysis System

3 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)與開(kāi)發(fā)

3.1 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

油氣鉆井巖心不同分辨率CT掃描數(shù)據(jù)及2D/3D掃描電鏡數(shù)據(jù)等體量大、格式多，造成web端難以實(shí)現(xiàn)大體量數(shù)據(jù)三維可視化、孔隙結(jié)構(gòu)建模分析等?；谛蛄星衅上?、X線CT掃描、隨機(jī)模擬等相關(guān)方法[34-36]，結(jié)合油氣鉆井巖心數(shù)據(jù)特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)適用于web端的巖心三維孔隙網(wǎng)絡(luò)建模、圖像特征提取等關(guān)鍵技術(shù)。

3.1.1 三維孔隙網(wǎng)絡(luò)建模技術(shù)

三維孔隙網(wǎng)絡(luò)建模是數(shù)字巖心分析的重要環(huán)節(jié)，是開(kāi)展巖石孔隙拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)定量化表征、滲流分析及模擬的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，算法需要滿足工業(yè)應(yīng)用的計(jì)算效率、準(zhǔn)確性等要求，采用最大球算法[37]進(jìn)行三維孔隙網(wǎng)絡(luò)建模。最大球算法是把一系列不同尺寸的球填充到三維巖心圖像的孔隙空間中，各尺寸球之間按照半徑從大到小存在連接關(guān)系。整個(gè)巖心內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)通過(guò)相互交疊及包含的球串表征，首先在球串中尋找局部最大球與兩個(gè)最大球之間的最小球，形成“孔隙—喉道—孔隙”的配對(duì)關(guān)系，確立孔隙網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的孔隙和喉道；然后將整個(gè)球串結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化成為以孔隙和喉道為單元的孔隙網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型。

三維孔隙網(wǎng)絡(luò)建模技術(shù)基于孔隙—顆粒分割后二值化的三維巖心圖像，利用孔隙拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特征，提取結(jié)構(gòu)化的孔隙和喉道模型，同時(shí)保持原三維巖心圖像的孔隙分布及連通性特征，從而提高建模速度、計(jì)算效率與準(zhǔn)確性。油氣鉆井巖心數(shù)字分析系統(tǒng)中，某井砂巖微米CT掃描數(shù)據(jù)最大球算法重構(gòu)的孔喉網(wǎng)絡(luò)見(jiàn)圖4。微米CT掃描分辨率為26.04 μm，該井孔徑最小為23.81 μm，最大為495.30 μm，平均為89.43 μm，孔隙度為31.3%，其中球和棍分別代表孔隙和喉道，球越大，孔徑越大，不同顏色的球代表不同的孔徑。

圖4 某井最大球算法重構(gòu)孔喉網(wǎng)絡(luò)Fig.4 The throat network reconstructed by maximum ball method of a well

3.1.2 圖像信息提取技術(shù)

(1)K-Means巖心圖像聚類分析。K-Means算法是一種將輸入數(shù)據(jù)劃分為k個(gè)族的簡(jiǎn)單聚類算法[38-39]。以空間中設(shè)定的k個(gè)點(diǎn)(聚類對(duì)象)為中心進(jìn)行聚類，對(duì)其他點(diǎn)采用一定的相似度度量方法(歐式距離、夾角余弦等)解算與中心點(diǎn)的度量值，求取最靠近某中心點(diǎn)的對(duì)象并歸類。通過(guò)迭代逐次更新各聚類中心點(diǎn)的度量值，直至得到最好的聚類結(jié)果。根據(jù)巖石掃描電鏡圖像不同組分灰度特點(diǎn)，以及用戶對(duì)巖石掃描電鏡圖像中礦物自識(shí)別和分類的應(yīng)用需求，引入K-Means算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)大量巖石掃描電鏡圖像的自動(dòng)化分析，提升礦物識(shí)別效率。

基于K-Means算法的頁(yè)巖掃描電鏡圖像聚類分析結(jié)果見(jiàn)圖5，其中圖5(a)為掃描電鏡的原始圖像；圖5(b)為k=4的聚類分析結(jié)果，可識(shí)別有機(jī)質(zhì)、黃鐵礦、基質(zhì)礦物和無(wú)機(jī)縫；圖5(c)為k=5的聚類分析結(jié)果，與圖5(b)相比較，部分無(wú)機(jī)孔未被識(shí)別。因此，k=4的聚類分析結(jié)果更具有地質(zhì)意義。

圖5 頁(yè)巖掃描電鏡圖像聚類分析結(jié)果Fig.5 Cluster analysis resucts of SEM images of shale

(2)UNet巖心圖像分割。UNet模型的典型結(jié)構(gòu)包括收縮路徑和擴(kuò)張路徑，在采樣處理過(guò)程中兩部分相互對(duì)稱，形成U型。在收縮路徑處理時(shí)，UNet模型進(jìn)行圖像的降采樣，增加通道數(shù)量；在擴(kuò)張路徑處理時(shí)，減少通道數(shù)量，增加圖像分辨率，并與收縮路徑相對(duì)應(yīng)的圖像進(jìn)行特征融合處理，從而獲取更好的特征提取效果。巖心CT掃描圖像具有多梯度、灰度分級(jí)明顯、特征豐富的特點(diǎn)，引入不需要大量樣本進(jìn)行模型訓(xùn)練的UNet模型[40]，對(duì)巖心CT圖像進(jìn)行分割和特征提取。

采用閾值分割方法，建立孔隙—顆粒二值化圖像訓(xùn)練樣本集，利用UNet模型對(duì)樣本集進(jìn)行訓(xùn)練、測(cè)試及優(yōu)化，建立巖心CT掃描圖像的孔隙智能分割模型，實(shí)現(xiàn)圖像礦物或孔隙的智能提取。利用UNet模型對(duì)頁(yè)巖微米CT原始數(shù)據(jù)(見(jiàn)圖6(a))進(jìn)行處理，可實(shí)現(xiàn)對(duì)原始數(shù)據(jù)中孔隙、基質(zhì)礦物和黃鐵礦的有效提取(見(jiàn)圖6(b))。

3.2 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)

油氣鉆井巖心數(shù)字分析系統(tǒng)可以快速獲取系統(tǒng)內(nèi)油氣鉆井巖心數(shù)字化數(shù)據(jù)，包括分省區(qū)、分層系油氣鉆井巖心的測(cè)井、錄井、烴源巖評(píng)價(jià)、儲(chǔ)層物性2D/3D等巖心數(shù)字化工作量及統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)(見(jiàn)圖7(a))。相較于既有的巖心數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)[4，7]，油氣鉆井巖心數(shù)字分析系統(tǒng)的巖心數(shù)據(jù)可視化及綜合分析模塊是關(guān)鍵功能之一。其中，巖心數(shù)據(jù)可視化模塊既可用綜合柱狀圖實(shí)現(xiàn)對(duì)不同分辨率CT掃描數(shù)據(jù)、掃描電鏡類等數(shù)據(jù)的巖心信息總覽，還可用數(shù)字巖心將孤立數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為真實(shí)的物理巖心，數(shù)據(jù)以2D/3D縮略圖方式實(shí)時(shí)顯示快速切片、3D動(dòng)態(tài)等(見(jiàn)圖7(b))。綜合分析模塊中，利用3D矢量繪圖技術(shù)、國(guó)家/行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的TOC-S2、Tmax-HI等標(biāo)準(zhǔn)圖版，以及數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)，快速完成烴源巖評(píng)價(jià)；利用ECharts數(shù)據(jù)可視化圖表庫(kù)，實(shí)現(xiàn)孔隙度—滲透率交會(huì)圖自動(dòng)繪制與統(tǒng)計(jì)；利用最大球算法三維孔隙網(wǎng)絡(luò)建模技術(shù)和圖像信息提取技術(shù)，迭合油氣鉆井巖心毫米CT、微米CT、納米CT、FIB-SEM等數(shù)據(jù)，開(kāi)展web端儲(chǔ)層三維裂縫空間模型、三維孔隙拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)模型、孔隙網(wǎng)絡(luò)三維重構(gòu)等分析(見(jiàn)圖7(c))。

圖7 油氣鉆井巖心數(shù)字分析系統(tǒng)及主要功能Fig.7 Oil and Gas Drilling Core Digital Analysis System and main functions

油氣鉆井巖心數(shù)字分析系統(tǒng)部署于全國(guó)地質(zhì)調(diào)查綜合信息服務(wù)平臺(tái)“地質(zhì)云”，將匯集、整合中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局部署實(shí)施的油氣鉆井巖心[41-46]資料。該系統(tǒng)向社會(huì)開(kāi)放，與“地質(zhì)云”采用同一套用戶管理系統(tǒng)；在接入過(guò)程中，進(jìn)行單點(diǎn)登錄系統(tǒng)接口改造，“地質(zhì)云”用戶可以登錄系統(tǒng)。其他用戶通過(guò)網(wǎng)頁(yè)瀏覽系統(tǒng)，可以查看相關(guān)信息，登錄系統(tǒng)需要注冊(cè)新的賬號(hào)。同時(shí)，系統(tǒng)與“地質(zhì)云”的其他數(shù)據(jù)庫(kù)有效銜接，如調(diào)用1∶20萬(wàn)地質(zhì)圖層等，實(shí)現(xiàn)資源整合和數(shù)據(jù)共享，為油氣領(lǐng)域研究高效提供油氣鉆井巖心烴源巖評(píng)價(jià)、儲(chǔ)層物性等關(guān)鍵參數(shù)，解決巖心重復(fù)分析和數(shù)據(jù)孤島，為中國(guó)油氣勘探開(kāi)發(fā)提供油氣基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查服務(wù)和支撐。

以加載油氣鉆井巖心數(shù)字分析系統(tǒng)的鄂西地區(qū)某井為例，利用錄井、測(cè)井、常規(guī)實(shí)驗(yàn)、CT掃描和SEM等巖心數(shù)字化數(shù)據(jù)，在數(shù)字巖心模塊實(shí)現(xiàn)單塊巖心不同巖心數(shù)字化手段的2D/3D可視化；利用綜合柱狀圖能夠快速建立該井震旦系陡山沱組和寒武系牛蹄塘組綜合柱狀圖(見(jiàn)圖8(a))；在綜合分析模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)有機(jī)質(zhì)豐度、類型、成熟度評(píng)價(jià)、儲(chǔ)層物性綜合分析等(見(jiàn)圖8(b))。寒武系牛蹄塘組中二段下部的頁(yè)巖具有高伽馬、低密度特征，巖性為富鈣硅質(zhì)泥巖，脆性礦物含量高，厚度為4 m，TOC質(zhì)量分?jǐn)?shù)介于3%～6%，面孔率為1.5%，網(wǎng)狀裂縫較發(fā)育，孔徑介于0.3～0.6 μm，裂縫開(kāi)度介于0.1～0.9 μm(見(jiàn)圖8(c))。綜合該井現(xiàn)場(chǎng)含氣量測(cè)試，能夠快速實(shí)現(xiàn)油氣鉆井巖心有利層段優(yōu)選。

圖8 油氣鉆井巖心數(shù)字分析系統(tǒng)應(yīng)用示例Fig.8 The application examples of the Oil and Gas Drilling Core Digital Analysis System

4 結(jié)論

(1)對(duì)不同分辨率巖心CT掃描和2D/3D掃描電鏡等獲取巖心內(nèi)部結(jié)構(gòu)和成分?jǐn)?shù)字化保存產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)，建立基礎(chǔ)支撐環(huán)境層、數(shù)據(jù)資源層、分析服務(wù)層、應(yīng)用層4層架構(gòu)，提出基于最大球算法的三維孔隙網(wǎng)絡(luò)建模技術(shù)和UNet深度學(xué)習(xí)模型的巖心圖像信息提取技術(shù)。運(yùn)用PostgreSQL關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)和Node.js開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，研發(fā)基于B/S結(jié)構(gòu)的油氣鉆井巖心數(shù)字分析系統(tǒng)。

(2)油氣鉆井巖心數(shù)字分析系統(tǒng)包括巖心數(shù)據(jù)管理、可視化及綜合分析模塊，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)油氣鉆井巖心測(cè)井、錄井、烴源巖評(píng)價(jià)、儲(chǔ)層物性分析等多類型、大體量數(shù)據(jù)的管理，還可在web端實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)2D/3D可視化、烴源巖評(píng)價(jià)、三維孔隙重構(gòu)等綜合分析。

(3)油氣鉆井巖心數(shù)字分析系統(tǒng)將部署在全國(guó)地質(zhì)調(diào)查綜合信息服務(wù)平臺(tái)“地質(zhì)云”上，面向社會(huì)開(kāi)放，支持?jǐn)?shù)據(jù)挖潛和二次開(kāi)發(fā)，形成一體化云服務(wù)能力，以平臺(tái)化、智能化為油氣基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查部署決策提供基礎(chǔ)性服務(wù)。