岩石显微图像专题 I 区论文(评审中) 版本 ZH3
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渤海湾盆地渤中凹陷潜山及上覆砂砾岩显微图像数据集
A micrograph dataset of buried hills and overlying glutenite in Bozhong Sag, Bohai Bay Basin
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: 2020 - 09 - 08
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摘要&关键词
摘要:渤海湾盆地东临胶辽隆起区,西接太行山隆起区,南北分别被鲁西隆起区和燕山褶皱带所限,总体上呈不规则的菱形,面积约20×104 km2,为一新生代裂谷盆地叠加在前新生代克拉通盆地之上大型叠合(或残留)盆地,前新生代基底发育大量潜山。鉴于渤海海域潜山基础地质研究程度较低,至今可以公开查阅的基础岩石学数据十分匮乏,重复的岩石学工作不断在进行。为此本文收集渤海湾盆地渤中凹陷太古界潜山变质花岗岩及其上覆古近系孔店组砂砾岩岩石薄片201件,分为两大部分,花岗岩薄片61件,碎屑岩薄片140件。揭示了渤中19-6(即BZ19-6)构造带深层潜山储层是由太古界潜山变质花岗岩主体及上覆的古近系孔店组砂砾岩组成的泛潜山储集系统,形成砂砾岩孔隙带+潜山风化壳溶蚀裂缝带+内幕裂缝带+致密带的多层次储层结构,储层成因复杂、类型多样。数据集记录了样品采集位置、地层时代、岩石名称。花岗岩部分显示潜山矿物组合以石英、长石、少量黑云母等暗色矿物为主,并且详细记录了裂缝期次和填充物类型,以及面孔率。碎屑岩部分记录了古近系孔店组砂砾岩颗粒成分、杂基含量等信息。通过系统的显微岩石薄片研究,明确了BZ19-6泛潜山储集系统岩性变化导致的裂缝差异性发育,识别了岩性流体的储层溶蚀改造效应,为渤海潜山油气的进一步勘探奠定了岩石学基础,此外,为华北克拉通破坏的深入研究,提供了宝贵的渤海海域岩石学素材。
关键词:渤海湾盆地;潜山;花岗岩;砂砾岩
Abstract & Keywords
Abstract: The Bohai Bay Basin is bordered by the Jiaoliao uplift in the east, the Taihangshan uplift in the west, and the north and south are respectively limited by the Luxi uplift and the Yanshan fold belt. The overall shape is irregular rhombus with an area of about 20×104 km2, which is a Cenozoic fracture. The valley basin is superimposed on the large superimposed (or residual) basin on the pre-Cenozoic craton basin, and a large number of buried hills are developed in the pre-Cenozoic basement. In view of the low level of basic geological research on buried hills in the Bohai Sea, the basic petrological data that can be accessed publicly so far is very scarce, and repeated petrological work is constantly being carried out. For this purpose, this paper collects 201 pieces of Archean buried-hill metamorphic granite and its overlying Paleogene Kongdian Formation glutenite rock flakes in Bozhong Sag, Bohai Bay Basin, divided into two parts, 61 granite flakes and 140 clastic flakes. It is revealed that the deep buried hill reservoir in the Bozhong 19-6 (ie BZ19-6) structural belt is a pan-buried hill reservoir system composed of the main body of Archean buried hill metamorphic granite and the overlying Paleogene Kongdian Formation glutenite. A multi-layered reservoir structure consisting of glutenite pore zone + buried hill weathering crust dissolution fracture zone + inner fracture zone tight zone is formed, and the reservoir genes are complex and diverse in types. The dataset records the sample collection location, stratigraphic age, and rock name. The granite part shows that the buried hill mineral assemblage is dominated by dark minerals such as quartz, feldspar, and a small amount of biotite, and the fracture period, filling type, and hole ratio are recorded in detail. The clastic rock part records the composition of the glutenite of the Kongdian Formation of Paleogene and the content of miscellaneous base. Through systematic microscopic rock section research, the differential development of fractures caused by lithological changes in the BZ19-6 pan-buried hill reservoir system has been clarified, and the reservoir dissolution and transformation effects of lithological fluids have been identified, which is a further exploration for oil and gas in the Bohai Sea buried hill. It lays the foundation of petrology. In addition, it provides valuable petrological materials in the Bohai Sea for in-depth research on the destruction of the North China Craton.
Keywords: Bohai Bay Basin; buried hill; granite; glutenite
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、古近系孔店组、沙河街组、渐新世东营组、上新世明化镇组等;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:(1) 共201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;(2) 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。(3) 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。
Dataset Profile
TitleA micrograph dataset of buried hills and overlying glutenite in Bozhong Sag, Bohai Bay Basin
Data corresponding authorHou Mingcai (houmc@cdut.edu.cn)
Data authorsLiu Yanpeng, Hou Mingcai, Liu Xiaojian, Qi Zhe
Time rangeThe strata of core sample collection are buried hill of Archean, Kundian formation of Paleogene, Shahejie Formation, Dongying Formation of Jianocene and Minhuazhen Formation of Pliocene. Core samples were collected in 2009–2019. The polarizing micrograph of the rock sheet was taken in 2019.
Geographical scopeExploration well near Dagu Lighthouse in Bohai Sea, China
Polarized microscope resolution1280*960 pixels, 1600*1200 pixels, 2560*1920 pixels
Data volume4.06 GB
Data format*.png, *.xls
Data service system<http://www.dx.doi.org/10.11922/sciencedb.j00001.00119>
Source of fundingNational Science and Technology Major Project (2016ZX05024-003-010)
Dataset compositionThis dataset consists of three parts: (1) A total of 201 thin slices of 543 photos were stored in 15 folders, each folder corresponds to an exploratory well, with data volume of 4.06 GB. (2) Granite micrograph dataset information table, is the basic information and identification data table of rock thin section, data volume is 21 KB. (3) Clastic rock micrograph dataset information table, is the basic information and identification data table of rock thin section, the data volume is 36 KB.
引 言
潜山油气是我国石油工业“二次创业”的重要勘探领域。近年来,中海石油(中国)有限公司天津分公司在渤海海域陆续发现了潜山油气显示和油气藏,显示出良好的勘探前景。但是,目前对于渤海海域潜山的研究工作薄弱,特别是对潜山油气成藏富集规律认识有待深入[1]。为明确渤海海域油气勘探新的接替领域,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是最基础的,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[2]。潜山储层系统经历了多期次构造运动,裂缝是渤中19-6(即BZ19-6)构造带深层潜山储集层最重要的储集类型,裂缝期次众多,大量微裂缝未充填或部分充填,分为构造缝和溶蚀缝,多成枝状分布,相互切割联通,形成大型立体网状储集空间。此外,潜山长期暴露于地表,受到强烈的大气淡水淋滤作用,形成规模性风化壳储集体,发育大量破碎带及溶蚀孔隙,多期次热液活动同样对储层的演化起到建设作用。同时,上覆古近系孔店组特殊的“筛积沉积”具有保存大量孔隙的潜在可能,与太古界变质花岗岩构成泛潜山储集体[3-4]。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应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具有定性的认识。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夹持的、具有洼中隆特征的背斜构造带(图1)。


图1   BZ19-6构造区域图(引自[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》确定的标准[5]
2   数据样本描述
本岩石显微图像数据集由201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)。
图2   渤中地区岩心薄片岩显微图像数据集示例
BZ19-6-3-4142m1+BZ19-6-3-4142m1-
BZ19-6-3-4142m2+BZ19-6-3-4142m2-
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。
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。


表1   花岗岩薄片鉴定内容及样品信息表
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2   碎屑岩薄片鉴定内容及样品信息表
本数据集岩石薄片包括30个砾岩,101个砂岩(94个净砂岩、7个杂砂岩),8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
岩类数量岩石类型及数量
沉积岩砾岩30石英砾岩(19个)、岩屑石英砾岩(11个)
砂岩净砂岩10194石英砂岩(8个)、长石石英砂岩(1个)、岩屑长石砂岩(45个)、长石砂岩(23个)、岩屑砂岩(17个)
杂砂岩7石英杂砂岩(5个)、岩屑石英杂砂岩(2个)
粉砂岩8砂质石英粉砂岩(5个)、石英粉砂岩(3个)
泥岩1碳酸质泥岩(1个)
火成岩花岗岩61花岗片麻岩(59)、二长花岗片麻岩(2)
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。
4   数据价值
为揭示深层潜山及上覆砂砾岩泛潜山储层组合的形成机理,建立优质规模潜山储层发育模式,新增潜山地震储层预测的关键技术,提高渤中凹陷潜山储层预测的可靠性和精度,形成储层地质地震综合评价预测技术,明确潜山及上覆砂砾岩储层发育分布规律,为渤中凹陷深层油气勘探提供参考。明确了潜山岩石矿物组成的控储效应,长石类矿物是储层裂缝发育的优势矿物,亦是后期选择性溶蚀矿物。
5   数据使用方法和建议
本数据集数据形式简单,在使用时注意以下几点:
(1)数据集中所有出现的薄片,都集中统一保存在中海石油(中国)有限公司天津分公司。如果以上数据集中提供的显微照片不能满足进一步的研究需要,可以联系本文作者,本文作者将协助申请进一步使用这些薄片。
(2)如果单纯使用图像集,可以直接从数据库下载使用;但是,若需要进一步解决地学相关的科学问题,需结合数据信息表中提供的地理位置,以及岩石形成所处的地质时代与构造背景来展开分析。
致 谢
感谢中海石油(中国)有限公司天津分公司研究院储层地化室在薄片图像采集过程中提供的帮助。
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数据引用格式
刘彦鹏, 侯明才, 刘晓健, 等. 渤海湾盆地渤中凹陷潜山及上覆砂砾岩显微图像数据集[DB/OL]. Science Data Bank, 2020. (2020-09-09). DOI: 10.11922/sciencedb.j00001.00119.
稿件与作者信息
论文引用格式
刘彦鹏, 侯明才, 刘晓健, 等. 渤海湾盆地渤中凹陷潜山及上覆砂砾岩显微图像数据集[J/OL]. 中国科学数据, 2020. (2020-09-10). DOI: 10.11922/csdata.2020.0087.zh.
刘彦鹏
Liu Yanpeng
主要承担工作:薄片拍照鉴定,论文撰写。
(1993—),男,天津市人,硕士研究生,研究方向为沉积学。
侯明才
Hou Mingcai
主要承担工作:野外计划设计、数据集设计,论文指导。
houmc@cdut.edu.cn
(1968—),男,四川省南充市人,博士(后),教授,研究方向为大地构造沉积学、层序岩相古地理学。
刘晓健
Liu Xiaojian
主要承担工作:薄片鉴定拍照。
(1987—),男,天津市人,博士研究生,研究方向为沉积学。
齐哲
Qi zhe
主要承担工作:薄片鉴定拍照。
(1996—),男,甘肃庆阳市人,硕士研究生,研究方向为沉积学。
出版历史
I区发布时间:2020年9月15日 ( 版本ZH3
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中国科学数据
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