《岩心数字化技术规程 第1部分：总则》（报批稿）编制说明.docx

《《岩心数字化技术规程 第1部分：总则》（报批稿）编制说明.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《岩心数字化技术规程 第1部分：总则》（报批稿）编制说明.docx（76页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、岩心数字化技术规程 第 1 部分：总则(报 批稿)编制说明自然资源实物地质资料中心2022 年 12 月 1 日目 次一、工作简况 1二、标准编制原则和确定主要内容的论据 10三、主要试验(或验证) 的分析、综述报告、技术经济论证及预期的经济效果19四、采用国际标准和国外先进标准的程度及与国际国外同类标准水平对比(或测试的国外样品、样机的有关数据对比) 41五、与有关的现行法律、法规和强制性标准的关系 42六、重大分歧意见的处理经过和依据 42七、标准作为强制性标准或推荐性标准的建议 42八、贯彻标准的要求和措施建议 42九、废止现行有关标准的建议 42十、其他应予说明的事项 43岩心数字化技

2、术规程 第 1 部分：总则(送审稿) 编制说明一、工作简况( 一) 任务来源2021 年 10 月 25 日，自然资源部印发了 2021 年度自然资源标准 制修订工作计划，下达了岩心数字化技术规程 第 1 部分：总则 制定任务，计划号为 202111003，由 自然资源实物地质资料中心牵头 组织编制该标准。(二) 编制背景岩心是直接取自于地球的第一手资料，对于基础地质研究、成矿 成藏研究、矿产资源勘查开发和地质灾害防治等方面，具有不可替代 的作用。国内外每年都会部署大量钻探工作，产生大量的岩心样本。 原国土资源部于 2009 年组织对全国岩心保有情况进行了摸底调查， 结果显示，全国482 个主

3、要保管单位总计保存岩心已达 1006.04 万米。 另据中国矿产资源报告 (2016)，我国煤炭、金属和非金属矿产勘查 领域平均每年钻探量达 2000 万米左右。一般情况下，这些耗费大量人力、财力和物力获得的岩心样本， 需要经过野外原始地质编录、采样、岩心整理后放在岩心库内进行保 存，以供地质工作者研判使用。传统方法基于野外肉眼观察形成的岩 心地质编录资料反映的信息较少，不利于后期对岩心资料的信息挖掘 和利用，未能发挥出其应有的价值。而且据了解，2000 年以来，许1多单位因承担国家项目形成的岩心实物资料保管资金无法解决，无力 长期承担岩心保管产生的费用，导致后期保管不善造成实物资料的损 坏和

4、遗失，令人唏噓。因此，如何快速判读、安全存储、有效管理、 充分利用信息化技术对大量的岩心样本进行数字化，实现岩心的有效 保存与高效利用，已经成为当前亟待解决的问题。2015 年 10 月，党的十八届五中全会正式提出“实施国家大数据 战略，推进数据资源开放共享”。这表明中国已将大数据视作战略资 源并上升为国家战略。基于数字化、信息化等新技术、新方法，获取 岩心的表面图像、矿物成分、内部结构、物性参数等核心数据，基于 大数据、云计算等先进的数值算法，实现全国多源、多元、异构的岩 心数据的综合高效应用，显然是新时代贯彻新的发展理念和国家大数 据战略的重要举措。2020 年 5 月， 自然资源部办公厅

5、发布了自然资源部办公厅关 于做好岩心数字化与信息共享工作的通知( 自然资办函2020907 号)，正式部署实施全国岩心数字化工作。钟自然局长对该通知做出 重要批示“这项工作非常重要，要按照通知要求，充分发挥我局 引领示范作用，扎扎实实地推进落实，既要局系统内部的岩心数字化 信息共享工作，也要通过实物资料中心做好全国地质资料汇交人的岩 心数据汇交、处理、分析和信息共享工作”。但是，目前尚缺乏各项 技术标准规范，岩心数字化技术规程 第 1 部分：总则及其系列规 程的制定，可以填补岩心数字化领域的标准空白。根据自然资源部矿保司和中国地调查局总工室的安排，结合自然2资源部行业标准体系，依托中国地质调查

6、局二级项目“油气地质调查 钻井岩心保存参数采集与应用 (2020-2022) (中国地质调查局自然资 源实物地质资料中心) ”，自然资源实物地质资料中心联合中国地质 调查局天津地质调查中心、中国地质调查局南京地质调查中心等单位， 起草了岩心数字化技术规程 第 1 部分：总则。(三) 主要参加单位和工作人员组成本标准牵头单位为自然资源实物地质资料中心。本标准协作单位包括：中国地质调查局天津地质调查中心、中国 地质调查局南京地质调查中心、中国地质调查局油气资源调查中心、 中国地质调查局沈阳地质调查中心、北京久泰福得科技有限公司、北 京鼎泰创科科技发展有限公司、甘肃省自然资源信息中心、数岩科技 股份

7、有限公司、中国科学院地质与地球物理研究所、西藏恒昱金信科技有限公司、中国石油天然气股份有限公司、中国石油化工集团有限公司、中国海洋石油集团有限公司、山东省鲁南地质工程勘察院。本标准主要起草人：高鹏鑫、史维鑫、李建国、王家松、刘宏、 回广骥、张博、张弘、高卿楠、郭东旭、张启燕、孙华峰、李秋玲、 修连存、张聪、刘晓、葛天助、李达为、苑丽华、移天煜、杨文轩、 颉贵琴、封永泰、张颖、何大伟、郭彬、张安振、吴国强、董虎、杨 继进、周晶、安茂国、安仰生。高鹏鑫、史维鑫、李建国、王家松、刘宏等负责标准总体规划与 实施；高鹏鑫、史维鑫、孙华峰、张博、修连存、张弘等负责标准的 前期调研、指标选取和确定；高鹏鑫、

8、史维鑫、李建国、王家松、刘3宏、高卿楠、回广骥、李秋玲、张启燕、郭东旭、刘晓、苑丽华、张 博等负责规范文本结构、完善编制内容、规范编制说明、意见处理和 汇总等工作；郭彬、张安振、移天煜、杨文轩、颉贵琴、吴国强、董 虎、杨继进、周晶、封永泰、张颖、何大伟、安茂国、安仰生参与了 岩心数字化方案的完善工作；高鹏鑫、史维鑫、回广骥负责标准校对、 组织召开标准审查会、完成标准报批等工作。( 四) 主要工作过程1.立项近年来， 自然资源部高度重视岩心数字化工作。2020 年 5 月， 部办公厅印发关于做好岩心数字化与信息共享工作的通知( 自然 资办函2020907 号) 。通知就推动岩心数字化资料汇交、加

9、快 馆藏岩心数字化工作和加强岩心数字化信息服务等提出了具体的意 见要求。为进一步落实自然资源部相关文件要求，自然资源实物地质资料 中心向 TC93 提交了标准制定建议。自然资源部于 2021 年 10 月 25 日 印发了 2021 年度自然资源标准制修订工作计划，下达了岩心数字 化技术规程 第 1 部分：总则制定任务，计划编号为 202111003。2.起草初稿(1) 收集资料、比较分析起草组系统收集了馆藏岩心种类、数量、类型等资料，全面收集 岩心表面图像、光谱矿物、X 荧光元素、多尺度 CT 及各类物性参数 数字化的技术发展现状、岩心数字化设备研发进展、各类参数岩心数4字化的速度、精度、成

10、本及数据应用等方面的资料和信息，分析现行 相关标准、技术规范存在的问题，制定标准编写的总体框架。(2) 开展调研起草组先后调研了中国科学院地质与地球物理研究所、核工业北 京地质研究院、中科遥感集团有限公司、中国地质大学 (北京) 、成 都地质调查中心、胜利油田、地科院等承担过岩心数字化工作的相关 单位、相关科研人员进行调研。调研的内容包括图像、光谱、X 射线 荧光及 CT 扫描等仪器的参数、数据的处理、解译的要求与流程，为 本标准编写提供了详实的技术资料和数据资料。起草组针对不同类型 岩心数字化的范围、内容和要求等统一了认识、确定了有关标准的主 要技术指标和内容、形成了标准编制大纲。(3) 会

11、议研讨起草组组织相关专家召开两次标准编制研讨会。第一次研讨会， 起草组邀请了岩心数字化设备研发单位、数字化技术研发单位、各级 各类岩心保管单位、科研单位等岩心数字化不同领域的专家参会，对 规程初稿进行研讨和把关 (图 1)，重点对以下内容进行了讨论，一 是讨论了岩心数字化的分类，规范了不同类型岩心数字化的名词术语； 二是详细讨论了固体矿产、油气、海洋地质、水工环地质、地质科学 研究等类型岩心的数字化参数选择，并基于此优化了岩心数字化方案； 三是进一步梳理总则与各分标之间的关系，明确了每一种岩心数字化 参数共性的部分在总则中做总体要求，个性部分在分标中做具体规定。 起草组充分听取各领域专家的意见

12、建议，完善后形成规程征求意见稿5初稿。图 1 研讨会现场图第二次研讨会对规程征求意见稿初稿进行研讨和把关，邀请了自 然资源部矿保司、中国地质调查局总工室、中国自然资源经济研究院、 中国地质大学、中国石油大学及部分局属单位、油气公司、核工业、 冶金等系统领导和专家参会 (图2) 。重点针对以下内容进行了讨论， 一是听取标准化领域专家的意见建议，对文稿编写的体例和规范性进 行提升；二是听取部和局行业主管部门的意见建议，从政策合规性角 度对标准进行把关；三是听取油气、核工业、矿产等领域专家的意见 建议，进一步完善各参数设定和数字化方案。会后根据专家意见修改 完善后形成“总则初稿”。6图 2 研讨会现

13、场图3.形成征求意见稿2022 年 4 月初，在前期资料分析对比、调查研究、会议研讨、 专家论证的基础上，编写组人员根据初步技术要求在中国地质调查局 系统内部试行情况修改完善稿件后，形成征求意见稿及编制说明。4.形成送审稿2022 年 4 月 24 日-2022 年 5 月 24 日，在自然资源标准化信息服 务平台正式发布了征求意见稿，公开征求行业意见，同步发 55 家单 位开展线下意见征求。截至 2022 年 5 月 26 日，自然资源标准化信息 服务平台上未征集到意见建议，线下共收到 52 家单位反馈的 226 条意见建议，其中采纳 148 条、部分采纳 36 条、未采纳 42 条(表 1

14、)。根据专家意见修改完善后，形成送审稿。表 1 征求意见情况一览表序号征求单位回函情况回函有意见 回函无意见未回函71安徽省地质测绘技术院2安徽省地质矿产勘查局 328 地质队3安徽省公益性地质调查管理中心4安徽省矿产资源储量管理中心5北京桔灯地球物理勘探股份有限公司6成都理工大学7广东省国土资源档案馆8合肥工业大学9河北地质大学10河北省地质资料馆11河南有色金属地质矿产局12核工业北京地质研究院13湖北省地质调查院14湖北省地质资料馆15华北科技学院16吉林大学17吉林省地质资料馆18江苏地质调查研究院19江苏省地质资料馆20辽宁省自然资源事务服务中心21南京大学22内蒙古自治区地质矿产勘

15、查开发局23山东地质调查院24山东省地质科学研究院25胜利油田分公司勘探开发研究院26西安地质调查中心27西安矿产资源调查中心828西藏自然资源厅评审中心29中国地质博物馆30中国地质大学 (北京)31自然资源综合调查指挥中心32中国地质调查局航空物探遥感中心33中国地质调查局青岛海洋所34中国地质调查局武汉地质调查中心35中国地质调查局油气资源调查中心36中国地质科学院地质研究院37中国冶金地质总局矿产资源研究院38中国自然资源经济研究院39中南大学40中石油勘探开发研究院41紫金矿业集团股份有限公司42中国地质调查局自然资源综合调查指43中化地质矿山总局44中国地质调查局西安地质调查中心4

16、5中国地质科学院矿产资源研究所46中国铀业有限公司47中国冶金地质总局48中国地质调查局天津地质调查中心49青岛海洋地质研究所50中国地质调查局南京地质调查中心51广州海洋地质调查局52中海石油 (中国) 有限公司53中国地质科学院地球物理地球化学勘 查研究所54中国地质矿业有限公司55山东省自然资源资料档案馆95.形成报批稿2022 年 11 月 16 日，TC93/SC1 委员会组织有关专家对岩心数 字化技术规程 第 1 部分：总则(送审稿) 及编制说明等材料进行了 审查，专家组一致同意本标准以行标发布实施，并提出了明确的修改 完善意见 19 条。起草组认真研究了专家意见，通篇核对标准内容

17、， 在不影响标准本义的前提下，对前言、术语和定义、基本要求、数字 化方法选择等章节作了修改完善，进一步完善了第 1 部分总则与第 3 部分光谱扫描的衔接，意见处理情况详见“征求意见汇总处理表”的 表 2。二、标准编制原则和确定主要内容的论据( 一) 编制原则1.科学性和系统性标准编写以科学理论和先进技术为依据，根据岩心数字化过程中 涉及的表面图像、光谱矿物、X 荧光元素、多尺度 CT、物性参数等扫 描过程的特点，系统梳理数字化过程的技术手段、参数选择、数据获 取、处理和解译、数据分类及组织要求、质量控制、成果归档等关键 问题，提出相应的技术规程。2.兼顾前瞻性与普遍适用性标准起草过程中，一方面

18、考虑到要对岩心数字化技术发展起到导 向性作用，在制定岩心数字化技术规程时，要考虑对先进技术的使用； 另一方面也考虑岩心数字化的工作效率与广大岩心保管单位的工作 成本，要充分考虑与可操作、成熟度高的技术手段进行联合作业，确10保标准的可用性。3.实用性和可操作性标准来源于实际需求，标准编制过程中既调研了岩心数字化设备 研发、岩心数字化技术应用、岩心数据应用等各领域意见，也进行了 岩心数字化扫描实验，制定过程广泛吸取现有各种实际经验和成果， 各种参数设置和技术流程经过了实验验证，满足实际作业的需要，具 有可操作性。(二) 规程主要内容的确定1.规程主要内容规程共有 11 部分构成，即 1 范围；2

19、 规范性引用文件；3 术语 和定义；4 总体原则；5 一般要求；6 准备工作；7 数字化信息采集； 8 数据整理与组织；9 质量控制；10 报告编写与资料提交；附录 A。1 范围。主要界定岩心数字化分类、方法选择、岩心准备、数字 化信息采集、数据整理与组织、质量控制、报告编写与资料提交等， 适用于对固体矿产、油气、海洋地质、水工环地质、地质科学研究及 其他类型地质工作中形成的岩心开展数字化工作。2 规范性引用文件。本标准无规范性引用文件。岩心数字化是一 个新兴技术，现有技术标准很少，仅部分油田出台了关于油气类岩心 图像数字化的企业内部标准，因此无可引用的标准规范。3 术语和定义。根据实际需要，

20、共编制 8 个术语与定义，重点对 6 种岩心数字化的名词术语进行了统一规定，包括：岩心表面图像数 字化、岩心光谱扫描、岩心 X 射线荧光元素测试、岩心多尺度 CT 扫11描、岩心微区扫描电镜成像、岩心物性参数测量。4 基本要求。主要规定各种岩心数字化工作应遵循的共性原则， 包括岩心性状要求、选择拟开展数字化岩心的原则、岩心数字化工作 量安排的原则和岩心数字化批次等。岩心性状的真实性决定了岩心数字化数据的真实性，对于各种参 数的数字化而言，数据真实客观地反映其原有性状及顺序至关重要。 一方面，在开展岩心数字化工作之前，应在野外现场做好岩心保管工 作，另一方面，在移交入库的过程中，应对岩心进行必要

21、的包装防护， 防止岩心的成分、结构等性状及排列顺序发生不可逆的改变。此外，受岩心数字化工作成本限制，所有岩心均开展数字化工作 难度较大，需要选择具有代表性、典型性的岩心开展数字化工作，所 选岩心能够反映一定工作区内的地层、岩石 (沉积岩、岩浆岩、变质 岩等) 、古生物、构造、矿产以及其他各种地质体特征。第三，和其他地质工作相同，岩心数字化的基本单元为钻孔(井)， 一个钻孔 (井) 为一个岩心数字化批次，完成一个钻孔 (井) 岩心数 字化后，形成一个数字化报告和一套数据。5 数字化方法选择。应根据岩心类型，合理选择岩心数字化种类， 确定岩心数字化方案。不同类型的岩心，其关注的数据参数不同，固 体

22、矿产相对更加关注化学参数，如矿物和元素，因此岩心光谱矿物扫 描和XRF 元素扫描至关重要；油气储层岩心相对更为关注岩心的结构 及物性参数信息，如孔隙、裂隙的发育情况与含油气性及油气的运移 密切相关，因此多尺度 CT 数字化至关重要。12岩心的图像、矿物及元素是最基础的地质信息，无论是蚀变矿物 填图、成矿模式研究，还是岩石力学性质研究、沉积环境演化，都和 矿物、元素具有紧密的联系，因此，图像数字化、光谱矿物扫描和 XRF 元素测试是岩心数字化的基础参数，各类重要岩心均应开展。岩心数字化参数的选择，还要考虑各种不同参数的工作原理、扫 描测试方法、仪器设备、对岩心性状的要求、扫描测试的速度等 (表

23、2)，综合考虑数据用途、研究需要及工作成本、技术原理等，合理搭 配岩心数字化手段。如岩心光谱矿物扫描要求岩心表面干燥，海底沉 积物柱状样因其表面潮湿，水分对光谱干扰过大而无法开展光谱扫描数字化工作。表 2 几种主要的岩心扫描方法及对岩心的要求及速度序号测试参数扫描/测试方式对岩心要求扫描速度HSE1图像扫描白光平动扫描对岩心性状无要求，完整、劈心、破碎、粉末 均可。快岩心搬 运过程 中穿防2白光滚动扫描必须为完整柱状岩心。中对岩心性状无要求，完3荧光平动扫描整、劈心、破碎、粉末 均可。快砸鞋4荧光滚动扫描必须为完整柱状岩心。慢5光谱扫描短波红外对岩心性状无要求，完整、劈心、破碎、粉末 均可。快

24、光谱仪光源调试过程中，必须佩带护目镜及防护手套6热红外对岩心性状无要求，完整、劈心、破碎、粉末 均可。快7XRF扫描/ 测试高精度扫描必须为劈心且表面平整 光滑。极慢采取必 要的保13对岩心性状无要求，完 护措施，148便携式测试整、劈心、破碎、粉末 均可。快降低X射线辐射9磁化率扫 描/测试高精度扫描环状磁化率扫描必须为完整柱状岩心，点状磁化率扫描必须为劈心且 表面平整光滑。慢无10便携式测试对岩心性状无要求，完整、劈心、破碎、粉末 均可。快11CT扫描纳米CT完整的柱塞样。极慢采取必要的保 护措施， 降低X射线辐射微米CT完整的柱塞样。极慢12毫米CT完整的岩心慢注：每小时大于 30 米为

25、快；每小时 10-30 米为中；每小时 5-10 米为慢；每小时小于 5 米 为极慢。综合以上考虑，提出了固体矿产、油气、海洋、水工环、地质科学研究等各类岩心的数字化参数的优选方案 (图 3、表 3)。图 3 岩心数字化参数示意图表 3 不同类型岩心数字化方案一览表岩心类型岩心内容数字化种类方法选择依据矿产地质 类岩心各类金属、非金 属、放射性、煤 炭等矿产在勘 查、开发过程中 形成的岩心等。全孔岩心应开展表面图像数 字化；重点钻孔、重要层位或关键 段岩心应同时开展光谱扫 描、X射线荧光元素测试， 宜同时开展电阻率、极化率、 磁化率等物性参数测量、微 区扫描电镜成像等。黏土矿物可用于固体矿产蚀

26、变矿物填 图，无水硅酸盐矿物可用于划分岩浆 岩型矿床的岩相分带，选冶有害矿物 (如高岭石、蒙脱石等) 是矿床选冶 工艺设计的重要数据；元素直接反映了矿体的位置及经济 性，还可以作为划分地层的重要依据； 物性参数与成矿关系密切，矿体部分 往往显示出明显的物性变化。油气类岩 心石油、天然气等 常规和页岩油、 页岩气、天然气 水合物、致密油 气等非常规油 气资源在勘查、 开发过程中形 成的岩心等。全井岩心应开展表面图像数 字化、光谱扫描、X射线荧 光元素测试工作；重点钻井、重要层位或关键 段岩心应同时开展多尺度 CT扫描，宜同时开展电阻 率、磁化率等物性参数测量、 微区扫描电镜成像等；易风化、破损的

27、油气储层岩 心，应在岩心破碎之前开展 多尺度CT扫描和微区扫描 电镜成像。部分矿物可以作为地质温度计，如伊 利石、地开石、绿泥石等，研究盆地 热演化；脆性矿物 (石英、长石等) 、韧性矿 物 (黏土矿物) 是评价储层压裂改造 及经济性的重要指标；元素可以划分地层、反应物源体系、 研究沉积环境演化及成油机制；CT能够量化计算储层的孔隙度、裂隙 度，从而支撑储层的量化评价；物性参数可以用于与测录井进行对比 研究， 同时还可以用于盆地物探的定 标反演。海洋地质 类岩心海底沉积物柱 状样和海洋钻 探形成的岩心 等。全部海底沉积物柱状样应开 展表面图像数字化，宜同时 开展X射线荧光元素测试和 电阻率及磁

28、化率等物性参数 测量；全孔岩心应开展表面图像扫 描、光谱扫描、X射线荧光 元素测试，宜同时开展电阻 率、磁化率等物性参数测量 等；重点柱状样和重点钻孔、重 要层位或关键段岩心等，可 根据需要开展多尺度CT扫 描等。元素、物性等均是海底沉积环境及演 化规律研究的重要参数指标，但是水 分对光谱扫描干扰过大， 因此沉积物 柱状样无法开展此项数字化工作；海洋类岩心获取成本高，研究价值大， 因此应开展各类数字化工作；但是由于CT扫描价格相对较高，因此 仅要求重要层位及关键段岩心开展。15岩心类型岩心内容数字化种类方法选择依据水工环地 质类岩心水文地质勘查、 工程地质勘查、 环境地质、灾害 地质和城市地

29、质产生的岩心 等。全孔岩心应开展表面图像数 字化工作；重大工程的工程地质勘查形 成的深孔、特殊孔岩心，宜 同时开展光谱扫描、X射线 荧光元素测试，根据需要选 择代表性岩性段开展多尺度 CT扫描等；其他重点钻孔、重要层位或 关键段岩心等可根据需要开 展光谱扫描和X射线荧光元 素测试等工作。水工环地质类岩心数量多，且绝大多 数位于第四系中，属于松散沉积物岩 心，因此仅需要开展图像数字化工作， 可以是数码拍摄，也可以是台式扫描 仪扫描；部分重大工程的岩心，如川藏铁路岩 心，具有重要研究价值， 因此建议开 展光谱、XRF元素等数字化工作； CT技术可以用于评价或模拟岩石力 学性质， 因此可根据需要开展

30、。地质科学研究类岩心科学钻探、极地 考察、天体地 质、深部地质及 国家重大研究 专项中产生的 岩心等。全部岩心应开展表面图像数 字化、光谱扫描、X射线荧 光元素测试和电阻率、磁化 率等物性参数测量工作；重要层位或关键段岩心等宜 同时开展多尺度CT扫描、微 区扫描电镜成像等。科学钻探岩心是所有岩心中最重要、 价值最大的岩心，是各个国家地质部 门的重点保管和利用对象；基于岩心数字化技术，可以在不损坏 或仅轻微损坏岩心的情况下，批量获 取岩心数据， 因此建议开展各种类型 的岩心数字化工作；岩心光谱扫描可以构建高精度矿物剖 面；岩心XRF元素测试可以构建高精度的 元素剖面；岩心物性参数测量可以研究地质

31、演 化，开展定标反演；重要层位CT扫描，可以研究岩心微观 结构构造，计算岩石力学性质。其他类岩 心区域地质调查、 自然资源调查 等其它类型地 质工作产生的 岩心等。可根据岩心数字化保存、科 学研究或社会化服务等需 要，开展表面图像数字化、 光谱扫描、X射线荧光元素 测试等工作。其他类型的岩心，根据实际情况，确 定数字化参数。6 准备工作。规定各种类型岩心数字化工作，在设备场地人员准 备和岩心准备。关于设备准备，岩心数字化设备以大型台式设备为宜，但是大型16台式设备价格相对较高，很多单位难以购置，因此，小型便携式设备 也可以适用，但是所选设备均应通过检定或校准。关于场地准备，要求场地清洁、平整、

32、开阔、无腐蚀性气体、远 离粉尘、噪音等干扰，此外，要能够满足所选数字化设备正常使用的 相关要求。如开展热红外谱段光谱扫描，要求温度在 20-25之间， 温度变化如果过大，会对热红外光谱仪的数据质量产生影响，但是， 不同参数的个性化场地要求，应在分标中做具体规定。关于人员准备，技术人员应经过专业培训，能熟练操作仪器设备 且掌握地质专业知识；人员的着装应符合安全生产要求且不能对岩心 数字化设备造成干扰。如开展光谱扫描，要求人员为暗色着装，以免 对光谱数据产生干扰，但是，不同参数的人员个性化要求，应在分标 中做具体规定。关于岩心准备，无论采用哪种岩心数字化参数，均需要对岩心进 行必要的整理、清洁，去

33、除岩心表面的杂质，确保数据质量。不同类 型的岩心，其清洁方法不一，DD2010-05，8.5.1.3 中做出了规定 (图 4) 。本文件根据该规定，并结合实际工作经验进行了修改。图 4 DD2010-05 8.5.1.3177 数字化信息采集。不同参数的岩心数字化工作，其扫描或数据 采集的流程、方法差异较大，因此该部分内容更多在分标中进行详细 规定。但是，无论哪种数字化参数，均需要填写钻孔基本信息表，录 入钻孔所属项目信息、钻孔位置信息、深度信息、岩心数量信息等。8 数据整理与组织。统一规范数据命名，对于支撑后续数据库建 设及数据的集成、发布服务等至关重要，因此，总则中对各种不同类 型数据的基

34、本的命名方法提出了要求。分标将在遵循总则的前提下， 具体规定每一类数字化数据的组织命名方法。9 质量控制。规定了二级质检的比例和要求。10 报告编写与资料提交。规定了报告编写的单元、主体内容； 资料提交的内容。2.有关规程名称的说明自然资源实物地质资料中心拟立项编制“岩心数字化技术规 程” ，分 7 部分编写，包括总则、岩心表面图像数字化、岩心光谱 扫描、岩心 X 射线荧光元素测试、岩心多尺度 CT 结构扫描、岩心 微区扫描电镜成像和岩心物性参数测量等。目前，第 1 部分“总则” 和第 3 部分“光谱扫描”已列入自然资源 2021 年标准制修订计划； 第 2 部分“图像数字化”和第4 部分“X

35、 荧光元素测试分析”已列入 自然资源 2022 年标准制修订计划；其余部分已列入 2023 年标准储备 库，拟将本规程作为“岩心数字化技术规程”的第 1 部分，名称为 “岩心数字化技术规程 第 1 部分：总则”。18三、主要试验 (或验证) 的分析、综述报告、技术经济论证及预期的经济效果( 一) 岩心数字化技术的国内外发展情况1.国外发展情况(1) 美国20 世纪末，美国前副总统戈尔在开放地理信息协会 (OGC) 年会 上首次提出“数字地球”的概念，并展望了其未来前景。随后又出现 了数字油田、数字矿山等概念。美国地质调查局(USGS，United States Geological Surve

36、y) 是美国内政部辖下的科学机构，与中国地质调 查局职责类似，一直致力于开发创新型工具和方法，实现地质资料的 高效应用，为经济社会的持续发展发挥不可或缺的支撑作用。美国地 质调查局在地质资料的利用方面也一直处于世界前列，对于各种类型 的地质资料，尤其是岩心资料的利用极为重视。美国地调局的圣彼得堡海岸和海洋科学中心保存着美国海岸和 海洋地质工作项目采集的岩心。目前，该中心已开展了大量的岩心数 字化工作，主要是通过 CT 扫描，将岩心进行数字化保存；该中心建 立了基于Web 浏览器的岩心数据管理系统Core Viewer v.3，使用户 可通过个人电脑登陆该系统，进行岩心资料的查询和使用 (图 5

37、、6)。 美国德克萨斯大学奥斯汀分校保存的岩心和岩屑超过 200 万盒，曾经 是世界上最大的岩心存储机构，奥斯汀分校对于岩心数字化工作也极 为重视，目前已开展了大量的岩心数字化工作，广泛应用于含油气储 层、古生物和矿物学研究。19图 5 美国地质调查局岩心数据系统Core Viewer v.3 界面图 6 Core Viewer v.3 系统内可查询岩心信息统计美国岩心公司 (Corelab) 目前是全球岩心分析行业内的龙头企业，每年营业额超过 10 亿美元， 占据了全球岩心分析市场三分之一 以上的份额，大量全球通用的岩心分析技术标准及实验设备均来自该 公司。Corelab 公司近年来正逐渐加

38、大岩心数字化投入，目前在官网 上新增了数字岩石表征和基于 CT 的裂缝分析等两大重要板块，均采 用利用CT 扫描图像对岩心进行三维数字化标准和裂缝分析。CT 扫描20后的数字化岩心资料将存储于公司的数据库内，通过相关的账号和密码登录网站后，即可开展岩心资料的解释、分析和利用(图 7)。图 7 美国岩心公司 (Corelab) 的数字岩心库以针对非常规油气储层和复杂储层评价为目标的裂缝分析为例， 美国岩心公司的基本工作流程为：CT 图像裂缝拾取、裂缝数据分析、 三维数据体建立、岩心综合柱状图建立 (图 8、9) 。通过将不同岩心 的原始图像、CT 图像、裂缝特征、基于 CT 获取的密度曲线及分布

39、集 成在一起，生成岩心综合柱状图，结合岩心照片、测井、地化和其它 岩心分析资料，对储层的沉积、构造以及储层品质进行综合评价。21图 8 美国岩心公司岩心数字化应用流程图 9 美国岩心公司基于 CT 扫描的数字岩心分析成果22(2) 澳大利亚全澳大利亚共有 18 个岩心保管机构，分别负责保管澳大利亚六 个州和北部地区等七大区块的岩心资料。澳大利亚通过将所有钻孔岩 心进行红外光谱扫描工作，建立了奥斯库普数字岩心库 (NVCL) 。扫 描的光谱图像通过 TSG 光谱解译软件转换为矿物成分及含量信息，最 终形成岩心图像、光谱图像、矿物成分、元素浓度的综合柱状图，并 实现了数据共享。在奥斯库普数字岩心库

40、内可以检索到这 18 个岩心 保管机构的所有的岩心资料，真正实现了覆盖全国的、虚拟的实物地 质资料管理服务体系，该岩心库的目标是逐步建立澳洲大陆地壳上部 1 到 2km 范围的地球物质的新型高清影像，为世界级地学研究提供服务，包括数据库信息、岩心库信息等 (图 10-13)。图 10 基于地理的钻孔检索23岩心托盘镶嵌图数据表图 11 岩心图像数据及基本信息数据展示界面图 12 岩心图像及光谱数据展示界面图 13 岩心图像、光谱及元素浓度数据综合展示界面(3) 瑞典瑞典地调局于 2014 年正式启动了岩心高分辨率图像扫描和红外 光谱扫描，通过对瑞典国家岩心库内存放的 20 万米岩心进行数字化2

41、4处理，建立了岩心图像和光谱数据库。国际大洋钻探将岩心站位、层 段目录、取样层位、样品量、岩心扫描或测试项目、专业数据、岩心保存状态等各类信息均录入数据库中 (图 14、15)。图 14 利用红外光谱数据合成的岩心假彩色合成图像数据图 15 瑞典地质岩心数据检索(4) 英国英国在岩石数字化保存和应用方面也处于国际前列，其中，英国 的帝国理工大学 (Imperial College London) 由于有壳牌石油、英 国石油等国家、国际石油公司的资助，在岩心的数字化应用上最多， 研究最为深入。帝国理工大学下属的数字岩石实验室，每年仅壳牌的 赞助就高达 7 百万英镑。该实验室的岩心数字化分析研究较

42、为深入，25除了通过 CT 扫描将岩心内的孔隙结构提取出，计算岩石物理特性以 外。现在已将 CT 扫描与驱替实验结合，将不同阶段的岩心进行数字化保存，随后利用图像进行不同流体流动机理研究 (图 16)。图 16 帝国理工大学岩心数字化保存及应用实例2.国内岩心数字化发展情况近年来，实物资料中心大力推进岩心数字化工作，奋力追赶国际 同行的脚步，在图像、光谱等部分领域达到了国际先进水平，并已经 开展油气资源调查储层岩心的多尺度 CT 数字化工作，取得了较好的 成果与认识。在推进馆藏实体资源向数字资源转变方面，截至 2021 年 12 月，完成了馆内岩心图像扫描 48.7 万米、野外岩心拍摄 28

43、万 米、光谱扫描 10.9 万米、全直径 CT 扫描共计 5000 余米、X 射线荧 光元素扫描 1.3 万米、磁化率扫描共计 4000 余米、获取的总数据量 达到 67TB。在岩心数字化数据应用示范方面，聚焦羌塘盆地、下扬 子、鄂尔多斯盆地等地质调查科技攻坚战领域，组织开展岩心宏微观 相结合的多参数数字化工作，在基础地层层序划分、储层评价、盆地 热演化及物性定标反演等方面取得了新的成果和认识，得到领导和专26家的肯定，并提交给项目组使用 (图 17、18)。图 17 羌塘盆地岩心多参数数字化综合柱状图图 18 鄂尔多斯盆地岩心多参数数字化综合柱状图 (部分)2021 年，实物资料中心通过组织

44、专班进行攻关，成功开发全国 数字岩心系统 (1.0 版) ，并在地质云上线服务。一是实现了全国实 物地质资料信息的统筹管理；二是实现全国馆藏岩心分布情况一张图 显示和空间检索 (图 19)；三是研制数据入库标准，实现了以钻孔为 单元的多元异构数据一张图展示 (图20)； 四是分配省级节点用户， 为全国部署奠定基础。27图 19 全国数字岩心平台驾驶舱页面图 20 钻孔多元异构数据一张图展示在省级地质资料馆层面， 目前，全国已有 25 个省级馆均已开展 岩心数字化工作，已完成 76.66 万米岩心图像数字化工作，相较于 2020 年增加了 34.55 万米，增幅 82.1%。部分省份 (山东、西藏、甘 肃等)的岩心数字化手段从单一的岩心图像采集向光谱扫描和XRF 数 据采集等多技术转变。2021 年，仅山东省的图像扫描总量增加 6.