陈艳丽
（中国石化中原油田分公司档案管理处）
摘 要 岩心是油田油气勘探开发最重要的基础地质资料。由于自然条件的变化和人为因素的影响，岩心被取至地表后会逐渐失去其原始的真实面貌，岩心数字化可永久完整地保存岩心的原始图像信息，数字岩心库建设是实物岩心库必不可少的有益补充。数字岩心库建设以岩心数字化为出发点，以资源共享和提高油气勘探开发效率为目的，实现岩心资料管理的系统化、科学化和数字化。数字岩心库建设主要包括数字岩心的观察、与岩心相关数据库的查寻、岩心描述解释数据库的建立等。加大数字岩心库建设力度，对于夯实科研生产基础和提高油气勘探开发水平具有重要的意义。
关键词 岩心数字化 数字岩心库 油气勘探开发档案 实物档案 数字档案馆
岩心是通过钻井取心获得的最直观、最真实、最可靠地反映地层地质特征的第一性资料，是油田的宝贵财富。岩心本身包含着与油气勘探开发密切相关的丰富地质信息，岩心的观察与分析是油田油气勘探开发各项研究的基础。通过岩心的观察与分析，可以了解古生物特征，以确定地层时代和进行地层对比；可以认识地层的岩性、颜色和岩石的结构构造，以推断其形成环境和预测有利储层发育区；可以掌握地层含油气性及岩石物性，以研究储层岩性、物性、电性及含油性的关系，等等。特别是目前，随着油气勘探程度的不断深入，勘探难度越来越大，大型易于发现的构造油气藏越来越少，以地层－岩性为主的隐蔽油气藏成为油气勘探的主攻方向。隐蔽油气藏勘探需要对岩性和地层有更深入的认识，岩心的观察与分析就显得尤为重要。
1 岩心数字化的必要性
岩心被取至地表后，由于自然条件的变化和人为因素的影响，随着时间的推移，岩心终将不可避免地逐渐失去其原始的真实面貌。
一方面，岩心在地下温度和压力都较高的环境下处于稳定状态，而取至地面后，由于自然条件的变化而不断遭受风化侵蚀，使得岩心的颜色、理化特征以及含油性等逐渐发生变化。特别是一些特殊岩性的岩心更容易遭到破坏，如弱胶结的岩石更易发生破碎和风化，盐膏岩更易发生潮解和溶蚀等。此外，在我国西北和东北等寒冷地区，因岩心内部水分结冰对岩心造成的冻胀风化作用更是岩心加速风化的主要原因，被称为“岩心第一杀手”[1]。
另一方面，在岩心观察过程中，岩心的多次搬动易使其发生破损和错位，尤其是重要层段的岩心由于多次取样而变得不完整。岩心资料的唯一性使得它不可复制和再生，一旦损毁就不复存在，造成无法挽回的损失。
此外，传统的粗放式岩心管理模式虽然基本能满足科研和生产的需要，但其管理方式已落后于时代，并在使用、保护和成果共享上存在一定的弊端，不利于研究工作的深入。特别是科研人员为了看一口井或一小段岩心，需到岩心库翻动大量岩心，劳动强度大且工作效率低，而且由于冬天天气寒冷而不适合岩心观察也给科研和生产带来了极大的不便。
随着计算机网络技术的不断发展进步和信息技术的逐步推广应用，使得大容量的岩心综合数据信息传送成为可能，相应地也给岩心的信息化管理和保存工作创造了良好的条件。为了有效地抢救原始岩心资料，保护其原始图像信息资料的完整性和真实性，充分发挥岩心这一珍贵地质资料在油田生产、科研和管理中的作用，岩心数字化势在必行。岩心数字化后不仅能较为完整、及时地保存岩心的原始图像信息，弥补因岩心风化、破碎及采样等造成的损失缺陷，从而达到永久保存岩心图像的目的，而且通过数字岩心库和网络信息化建设，可实现岩心图文信息资料的远程化和网络化应用，实现岩心资源的共享。广大科研人员将不再受天气、时间和地点的限制，可方便快捷地观察和研究岩心，不仅提高了工作效率和岩心资料的利用率，而且将更大程度地挖掘岩心资源的科学价值，促进油田勘探开发事业更好地向前发展。
2 数字岩心库建设
数字岩心库建设以岩心数字化为出发点，以资源共享和提高油气勘探开发效率为目的，实现岩心资料管理的系统化、科学化和数字化。基于网络计算机技术的数字岩心库软件的设计开发已有较多尝试[2 ～ 6]，且在当前国际大陆钻探项目中，已通过网络实现了扫描岩心图像的资源共享，极大地提高了国内外科学家的工作效率[7]，数字岩心库建设已具备基本条件。数字岩心库建设主要应包括数字化岩心的观察、与岩心相关数据库的查寻、岩心描述解释数据库的建立等。
2.1 数字岩心的观察
岩心本身就是一个可视化的实体。在我国油气勘探初期，人们曾尝试将岩心图像以照片或录像带的形式保存起来供科研人员使用，在油田的勘探开发中起了一定的作用，但其缺陷是成像周期长、保存时间短、传输和出版印刷也极为不便。20 世纪 90 年代之后出现的彩色岩心图像扫描及分析技术[8]，利用彩色岩心扫描仪对岩心表面图像信息进行采集、传输和存储，不仅拓展了岩心档案资料的保存方法，而且其提供的高质量岩心图像资料为岩心的观察描述以及油气勘探开发研究工作提供了极大的支持。
岩心出筒后通过岩心图像扫描，能最大限度地保存岩心原始图像信息的完整性，在一定程度上弥补了后期由于取样分析等对岩心造成的破坏。把单幅的岩心图像按岩心的出筒自然顺序，根据深度从顶部到底部进行拼接，形成岩心各筒次的纵向柱状岩心图像，按照深度标记分段，并把岩心精细描述分别粘贴到对应位置上，制成图文并茂的岩心图件。为进一步深入观察岩心，可将所有岩心纵向剖切，并进行抛光处理，然后精细采集剖切面图像信息，使科研人员看到的岩心图像更清晰。
通过彩色岩心图像扫描分析技术和网络技术的开发和应用，可使岩心图像资料实现数字化、网络化管理，高分辨率的岩心图像基本满足了常规岩心观察研究的要求，实现网上观察和研究岩心，利于岩心资料的进一步交流和使用，极大地提高了岩心资料的利用率。
2.2 与岩心相关数据库的查询
岩心扫描图像给人以直观的形象，科研人员可对岩石颜色、岩性、沉积构造和含油性等特征进行观察，但对其物性、确切的矿物组成和精确的岩石定名等，只能通过进一步的测试分析才能确定。所以，需将油田的勘探开发数据库连接到数字岩心库中，将取心资料和分析化验、录井、测井、试油和钻井等图文资料结合起来作为整体的信息系统，使宏观的岩心观察与微观的测试分析及相关的石油地质资料相结合，真实、直观、全面地反映岩心的地质特征，为油田勘探开发生产和研究工作提供支持。
2.3 岩心描述解释数据库的建立
岩心描述解释数据库应建成动态数据库。由于每个人的专业、研究方向、经验及水平等不同，所以，从岩心中所提取的信息量也不一样，对同一块岩心的描述与认识也存在差别，特别是在进一步判断岩心的形成环境及推断其所经历的地质过程中则会有更大的分歧，这在科研工作中是正常的。所以，数字岩心库系统应提供一个大家相互学习交流的平台，通过该平台，各个岩心观察者可发表自己不同的意见和看法。由于岩心观察者的研究成果的发表需要一定的时间，所以，数字岩心库档案管理人员应与岩心观察者保持联系，及时将其研究成果补充到该数据库中。这一方面体现了岩心观察分析在油田勘探开发中的重要作用和对岩心观察者劳动成果的尊重，另一方面也为后来的岩心观察者提供借鉴和参考，达到相互学习、共同提高的目的。
3 结语
数字岩心库建设是当前油田“数字化油田”建设的重要组成部分，也是当前国家数字档案馆建设不可分割的一部分，更是实物岩心库必不可少的有益补充。近年来，国内各大油田[1，8 ～ 14]普遍开始尝试岩心数字化工作，其中长庆油田 2011 年建成了亚洲最大的数字岩心库[9]。但由于数字岩心库的建设需要大量资金的支持以及多学科交叉技术的支撑，难度较大，目前国内的数字岩心库建设仍处于初级阶段。但为进一步挖掘岩心这一珍贵的第一手资料在勘探开发中的价值，必须进一步加大数字岩心库建设的力度，这对于夯实科研生产基础和提高油气勘探开发水平都具有重要的意义。
参 考 文 献
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(一) 成像测井识别裂缝
裂缝在井壁电成像和声成像测井图上均表现为连续或间断的深色条带，其形状取决于裂缝的产状。垂直缝和水平缝分别为竖直的和水平的条带，斜交缝为正弦波条带状，网状缝为正弦波条带状、竖直的和水平的条带的组合特征。低角度裂缝、高角度缝和网状缝3种裂缝性储层的电成像测井响应特征如图4－21所示。
对裂缝性质的解释主要要注意天然裂缝与层理、各种诱导裂缝，如钻具振动形成的裂缝、重泥浆造成的压裂缝、应力释放裂缝和井眼崩落的区别。特别是应力释放裂缝，既可在岩心上出现，也可在井壁上出现。在成像图上的特征为1组接近平行的高角度裂缝，且裂缝面十分规则。在常规测井解释中，容易误解释为低孔高角度裂缝型储层。当出现在岩心上时，很容易给岩心描述带来错觉，必须注意识别。其方法是看裂缝中有无泥浆侵入的痕迹，无侵入者为应力释放裂缝。应力释放裂缝只有1组，且裂缝面较为完整而压裂缝或为3组，或为一组不完整的，且仅出现在两个对称方向上的高角度裂缝。
根据X1井EMI图像显示特征，在EMI测量井段内，裂缝较发育，类型有:斜交缝、高角度缝、网状缝(表4－6)。
表4－6 X1井石炭系裂缝统计表
续表
图4－21 X1井裂缝类型EMI图像
斜交缝:倾角小于90°的开口缝，包括高角度斜交缝(倾角≥70°)、低角度斜交缝(10°≤倾角<70°)，EMI图像显示为黑色正弦曲线。EMI测量井段内发育有多组(数条)斜交缝。
高角度缝:倾角等于90°的开口缝，EMI图像上表现为黑色竖线，缝宽不等，通常情况下两条线相互平行，延伸较长。
网状缝:由两组以上产状不同的裂缝相互切割的呈网状的开口缝组成。本井石炭系网状缝相对欠发育，网状缝基本是与斜交缝交替发育。
(二) 常规测井识别裂缝
理论研究结果表明，深、浅双侧向电阻率的大小及差异性质除受流体性质影响外，还严重地受到另外两个因素的控制。一是裂缝张开度、裂缝密度、裂缝产状、裂缝径向延伸等裂缝自身的特征二是岩石本身的电阻率。
1. 双侧向测井
(1) 裂缝性储层在深、浅双侧向上的响应特征
由于深、浅双侧向电阻率的大小及差异性质受流体性质、裂缝张开度、裂缝密度、裂缝产状、裂缝径向延伸以及岩石本身的电阻率影响。因此高角度裂缝(>75°)为主的储层来说，深、浅双侧向出现正差异，且比值随裂缝倾角、裂缝张开度、裂缝径向延伸度、裂缝纵向穿层长度的增大而增大。对于低角度裂缝(<75°)，深浅侧向出现负差异。此外还必须考虑到岩块电阻率Rb的影响，即对同样的裂缝，Rb越高，深浅双侧向的电阻率差异也越大。斜角缝、高角度缝和网状缝三种裂缝性储层的深、浅双侧向测井响应特征分别如图4－22～图4－24。
图4－22 X2井斜角缝测井响应特征
(2) 裂缝性储层在微球形聚焦测井曲线上的响应特征
微球形聚焦测井具有比双侧向的径向探测深度浅，垂直分辨率高的特点，因此它受井眼和泥饼的影响比双侧向测井大，但它分辨裂缝的能力却远比双侧向强。因此，当井眼较规则时，微球形聚焦测井在裂缝段将发生比双侧向较多的起伏，且在双侧向电阻率背景上来回变化，如图4－23。
2. 密度测井
密度测井测量的是岩石的体积密度，主要反映的是岩石的总孔隙度，而与孔隙的几何形态无关。由于密度测井仪为极板推靠式仪器，当极板接触到天然裂缝时会对密度测井产生较大影响。
图4－23 X3井高角度缝测井响应特征
图4－24 X4井网状缝测井响应特征
3. 补偿中子
与密度测井类似，补偿中子测量的也是岩石的总孔隙度，不受孔隙几何形态和分布的影响。补偿中子由于其测井探测深度较大，而成为确定非均质的裂缝性火山岩油藏总孔隙度的有效方法。在裂缝性火山岩剖面层段上，补偿中子显示为相对高的孔隙度值，而且裂缝越发育，中子孔隙度就越大。与其他常规测井类似，补偿中子也同样只能指示裂缝带的位置，不能确定裂缝的发育方向。
4. 声波时差
裂缝在声波时差曲线上的反应与井筒周围裂缝的产状及发育程度有关。声波时差对高角度缝没有反应，对低角度缝或网状裂缝，声波时差将相应增大。当遇到大的水平裂缝或网状裂缝时，声波能量急剧衰减而产生周波跳跃现象。因此利用声波时差可以识别水平裂缝或网状裂缝，但不能用于识别垂直裂缝。
(三) 地层倾角测井识别裂缝
地层倾角测井是探测天然裂缝的各种方法中较为有效的方法之一。用地层倾角测井资料识别裂缝的方法有:裂缝识别测井、电导率异常检测、定向微电阻率、双井径曲线等。
1. 裂缝识别测井(FIL)
地层倾角的微电阻率曲线常在高阻背景上以低的电阻率异常显示出裂缝。FIL是利用地层倾角的4条微电阻率曲线，按顺序排列组合相邻两极板的4组重叠曲线(1－2，2－3，3－4，4－1)，裂缝则以明显的高电导率异常显示出来。当任一极板通过充满高电导率泥浆的裂缝时，其电导率升高，重叠曲线出现幅度差。一般高倾角裂缝常以一组或两组明显的幅度差出现，垂直裂缝在两条曲线上有较长井段的异常而水平裂缝在4条重叠曲线上均有较短的异常。这种方法的缺点是不能准确地识别沉积构造和裂缝。
2. 利用电导率异常检测识别火山岩裂缝
该方法是利用地层倾角测量的原始记录在曲线对比垂向移动范围所确定的井段上，求出各极板与相邻两个极板电导率的最小正差异值，并把此值叠加在该极板的方位曲线上。作为判别裂缝的标志，这种方法排除了由于层理所引起的电导率异常，突出了与裂缝有关的电导率异常。在电导率异常检测DCA成果图上，不仅可以直接显示出裂缝的存在，而且直接给出了裂缝存在的方位。用该方法必须满足下列3个条件:①电导率超过一定的水准，②电导率数值之差足够大，③异常可以在极少数连续层位上探测到。
3. 双井径重叠法
双井径重叠是识别裂缝的一种重要方法，通常具有较好的使用效果。根据地层倾角测井曲线显示的定向扩径、椭圆形井眼及相对方位角曲线平直无明显变化等，可以划分出高角度裂缝层段。而且，根据扩径方位或椭圆形井眼的长轴方向，可以确定高角度裂缝的方向。一般双井径曲线值与钻头直径均相等为硬地层，双井径曲线值均小于钻头直径为渗透层，双井径曲线值均大于钻头直径为泥岩或疏松易塌层，双井径曲线值之一大于钻头直径，另一等于或小于钻头直径，呈椭圆形井眼，为高角度裂缝。
(四) 利用双侧向测井资料定性识别裂缝的实现方法
为了能有效识别出裂缝、优化单井射孔层段，从而更好地指导现场生产工作，在基于对众多的成像测井资料与常规测井资料进行对比分析后，建立了天然裂缝的常规测井解释模型。这种方法不同于裂缝孔隙度计算，是一种定性的判断方法，其主要方法是首先提取成像测井资料中典型的裂缝，然后对常规测井资料进行标定，从而提取裂缝在常规测井资料中的响应特征，然后针对这些特征进行编写识别程序，从而使用计算机对裂缝进行自动识别评价。
通过分析笔者发现当地层出现网状缝或其他类型的斜交缝的时候，微球测井曲线一般会比较迅速地下穿双侧向，在非裂缝处微球一般会悬浮于双侧向之上。其原理为:井壁的张开裂缝会导致微球电阻率值(RXO)的急剧下降(张开裂缝中充满泥浆所致)，依此可以识别裂缝发育井段。通过与成像测井对比发现，该方法可以识别多数的张开裂缝，但无法区别钻井诱导裂缝。
其识别图版为:
BRXO≤0.8并且BXOT≤0.8
则该井段为裂缝发育井段当RT≤70和RXO≤70的情况不能使用本方法判断。
其中:BRXO=RXO/RXO1
BXOT=RXO/RT。
式中:RXO———冲洗带电阻率
RT———地层真电阻率
BRXO———冲洗带电阻率变化幅度
BXOT———冲洗带电阻率与地层真电阻率幅度比
RXO1———RXO曲线上当前深度点的上一个采样点。
通过BRXO和BRXT的斜率大小来判断裂缝的存在。
图4－25是利用该方法进行裂缝识别的一个实例，图中第三道裂缝指示曲线即是根据双侧向和微球形聚焦测井曲线计算得到的，它只是一条定性指示曲线。无量纲，代表该深度存在裂缝或裂缝发育的相对程度。
通过利用常规测井曲线计算判断的储层裂缝段与成像测井拾取的裂缝层段对比，认为利用常规测井资料判断裂缝的方法是可行的，也是较为有效的。
(五) 基于测井曲线元的裂缝定量识别
针对火山岩裂缝性油气藏裂缝测井识别这一难题，在充分分析其裂缝曲线元及其变化特征的基础上，刻画了裂缝曲线元的数学特征，建立了基于测井曲线元的裂缝概率模型，进而来计算裂缝发育的概率。
裂缝的存在对电性、放射性等各种物理性质均有不同程度的影响，其影响可在测井曲线元的变化形态上造成异常响应。由于各种测井方法对裂缝的敏感程度并非完全相同，加之某些非裂缝因素也可能引起与裂缝相同的异常响应。所以，用一、二种常规测井方法识别裂缝的准确性往往很低，在井眼条件较差的情况下尤其如此，而多种测井信息综合反映裂缝的可能性明显增大。因此，本节利用多种常规测井信息来建立基于测井曲线元的裂缝概率模型，进而来对研究工区的裂缝进行定量识别。
1. 裂缝曲线元及其特征
在裂缝发育段，三侧向电阻率曲线和微电阻率都比上下相邻曲线段读值降低，但不同的层段降低的程度有所不同。也就是说，同样是裂缝发育段，曲线的形态还与岩性、层厚、泥浆电阻率、侵入深度等因素有关。而这些因素的影响都反映在曲线元的形态变化上。
图4－25 X5井利用双侧向和微球形聚焦测井识别裂缝实例
为了便于准确地刻画测井曲线的变化形态，引入了测井曲线元的概念。在测井曲线上，如果对曲线所考查的某一性质与邻近的曲线段明显不同，则把这样的一段曲线称为测井曲线元，简称为曲线元。记为
准噶尔盆地火山岩储层测井评价技术
或者记为C∶C∈［a，b］。通常a，b为测井曲线的左右刻度。
假设Ci－1∈［a，b］、Ci∈［a，b］、Ci+1∈［a，b］分别为相邻的3段曲线元，假设Ai－1，Ai，Ai+1表示相应曲线元的某一性质，ε1为一给定值，依据定义则有
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式(4－13)中，F并不表示一种单纯的映射，而是一种刻度，就是一种度量相邻曲线元某一特征的差别的方式。ε1是针对某一项待考察的指标给定的限定值，也就是划分不同曲线元的截至值。
若已知Ci∈［a，b］为一曲线元，［a，b］为该曲线的左右刻度。有时这一区间也可限定在该段曲线的最大最小值之间。
曲线元的数理统计分析主要计算曲线元的均值μ、极差J、数学期望E、方差σ2或标准差σ等。在进行数理统计分析之前，先要有一个合理的假定条件，对于xi∈［a，b］，i=0，1，…，n取任意值的几率都是相等的。因为对于某一段地层来说，在已知的值域内(比如曲线的左右刻度)，没有任何理由让某一项测井量(例如电阻率)只取某一值而不能为另外的值，也就是说，在值域测井量取任一个值的机会是均等的。因此对于任意点的概率Pi有
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在这一假设条件下，测井曲线元的数学期望和方差就可以计算了。
根据关键井的岩心标定，裂缝在测井曲线上的变化特征主要表现为三侧向电阻率曲线出现高值背景上的降低，深浅电阻率的幅度差也有所减小，同时微电极曲线也表现为同样的特征。自然伽马曲线没有增大或增大很小，通过滤波可以消除。把这样的曲线段称为裂缝曲线元。
2. 火山岩储层裂缝指标的定义
在实际处理过程中，考虑到火山岩地层岩性的复杂性，定义的裂缝指标有如下4种方式。
(1) 双侧向或双感应幅度差
直接在综合测井曲线图(对数坐标)上找到致密段和裂缝段的双侧向(或双感应)幅度差绝对值，ΔRb和ΔRf。当前处理深度的电阻率幅差指示的裂缝概率为:
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式中:P———裂缝概率
ΔR———当前深度的电阻率对数的幅度差绝对值。
(2) 井径测井曲线
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式中:CAL———当前深度的井径
CALf和CALb———裂缝层段和致密层段的井径。
(3) 微球形聚焦测井
对微球形聚焦电阻率测井曲线的对数lg(x)进行滤波处理，得到滤波后的测井曲线lg(x)'，提取剩余变化(Dx)，则裂缝概率:
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式中:Dxf和Dxb分别为裂缝层段和致密层段的剩余变化值Dx=lg(x)－lg(x)'。
(4) 其他曲线
对其他非电阻率测井曲线x进行滤波处理，得到滤波后的测井曲线x'，提取剩余变化Δx=x－x'。
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式中:Δxf和Δxb———裂缝层段和致密层段的剩余变化值。
上述指标除了双侧向取绝对值外，均考虑到裂缝特征在曲线上的方向性。
3. 裂缝识别
一般测井采样间距为12.5cm，岩心裂缝观察表明裂缝的一般长度在1个采样间距到几十个采样间距之间。因此，从采样间距上考虑，如果要利用常规测井曲线识别裂缝，必须至少有3个采样点，即2个采样间距构成的裂缝。因为如果是2个采样点，2个采样点读值的变化只可能是由大变小、相反或不变，3种之一，而不能构成裂缝曲线元由大变小再变大的变化特征。这是根据常规测井曲线判断裂缝存在的必要条件。一条裂缝的延伸长度必须至少大于12.5cm×2cm才能够被常规测井曲线识别到。从测井解释的角度说，常规测井资料识别的裂缝长度至少是25cm。
根据裂缝曲线元的特征编制了基于测井曲线元的计算机裂缝识别软件系统，其识别过程如下。
1) 测井数据录入。
2) 判断原始数据文件是否有三侧向曲线和微电极曲线，或二者之一。如果都没有，则无法进行裂缝识别，退出系统。
3) 测井资料校正和数据标准化。资料校正是正确识别的前提，数据标准化便于进行曲线元拟合和计算曲线元的数字特征。该软件主要采用了极差标准化、极差正规化和标准差标准化3种方法。
4) 读入分层数据。研究中只对砂岩储层段进行了裂缝识别，对泥岩未处理，所以在识别之前先要读入分层数据。如果该井还没有分层，必须先分层。
5) 曲线元滤波。滤波主要是消除曲线上微小的扰动，因为它会影响到对裂缝曲线元识别。滤波方法多采用加权滑动平均法，如钟型函数或汉明函数等，也可采用卡尔曼滤波。
6) 从第1层开始，逐点判断电阻率与邻近上下两个采样点关系，设存在xi－1，xi，xi+1为3个相邻的采样点，并且给定ε为一门限值，如果式(4－19)成立，则从采样点xi开始记录采样点数S1，直到式(4－19)成立，则必然有式(4－20)成立。同样开始记录采样点数S2，直到式(4－20)不成立
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记录满足式(4－19)和式(4－20)总采样点数(S=S1+S2)。对三侧向和微电极曲线依据式(4－19)和式(4－20)作判断。
7) 对同一层段的GR曲线进行判断，消除由于泥岩夹层引起电阻率降低而误判为裂缝的层段。
8) 计算裂缝存在概率Pf。
计算裂缝曲线元的极差(J)、数学期望(E)、方差(D)。因为裂缝曲线元的形态特征是电阻率在高值背景上的骤然降低，表明其极差很大，并且降低越明显，极差就越大。同时，其数学期望与极差的差值也随之增大。方差越大，裂缝存在的可能性越大，因此裂缝的概率与方差成正比。此外裂缝曲线元的曲线突变不会延续很长，否则这种突变成了一种渐变，也就不是裂缝了。定义单条曲线判断裂缝存在的概率计算式为
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在识别过程中，对于JD－581测井系列同时采用了深、浅三侧向及其幅度差、微电极及其幅度差、GR曲线、感应曲线和声波曲线对于CLS3700测井系列则将三侧向换为双侧向电阻率曲线。根据式(4－21)，每1条曲线都将给出1个单曲线裂缝存在概率，按照贝叶斯准则，所有曲线指示裂缝存在概率由下式计算
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式中，Pf，i———单曲线裂缝存在概率
l———参加裂缝判别的曲线条数。同时给定了一个经验参数εP作为裂缝存在概率的截止值，规定只有Pf>εP时，才认为该裂缝存在，并且被记录下来。
经本书研究确定，RXO权值变化范围为0.4～0.5、Rt和Ri幅度差的权值变化范围为0.25～0.35、井径变化范围为0.1～0.2、声波或密度变化范围为0.15～0.25。
4. 裂缝识别实例
基于上述方法，对研究盆地内的白X1井进行裂缝识别，其识别成果图如图4－26所示。由该图可知，在1717～1728m井段所计算的裂缝概率值较高，说明该段发育裂缝的概率较大而在1710～1717、1728～1750m井段处，所计算的裂缝概率值较低，说明该段发育裂缝的概率较小。裂缝概率反映地层中存在裂缝的概率大小，是对裂缝发育程度的判别。概率值越大，裂缝越发育反之，概率值越小，裂缝发育越差。从FMI图像上看，1715.0～1720.0m发育一组高角度缝，在1720.0～1722.0m发育一组高角度缝以及斜交缝，在1722.0～1728.8m发育一组雁状缝以及斜交缝。根据岩心描述裂缝统计(表4－7)可知，在该井段内，裂缝较发育，类型有:斜交缝、直劈缝、网状缝、充填缝以及雁状缝。由此可知，对缺乏成像测井和岩心描述等资料的情况下，该方法能够利用常规测井资料来较准确地识别其裂缝发育的井段。
图4－26 白X1井裂缝识别实例
表4－7 白X1井裂缝统计表
由于本区石炭系地层火山岩岩性复杂，裂缝的常规测井响应特征(如声波时差、中子孔隙度、深浅双侧向等)受岩性影响较大，容易将岩性的变化混淆为裂缝。而成像测井图可直观地反映裂缝的形状(如弯曲程度)、填充状况。从本区岩心资料和成像测井资料综合来看，利用成像测井来识别裂缝较为有效。
国家实物地质资料库岩心整理工作流程
案例展示
1、利用X射线分析土壤团聚体的层析和水的流动模拟
土壤团聚体是土壤的结构单元，它产生复杂的孔隙系统控制土壤水汽储存和通量。在膨胀和收缩或外力作用下，可以与机械压实一样破坏聚集体，物理冲击如何改变骨料结构的认知仍然有限。本研究的目的是量化压实对团聚体的影响，主要对孔径分布及流动。三维模型建模采用Simpleware软件完成。本案例来自M. Menon a,*, X. Jia等发表在Soil &Tillage Research上的Analysing the impact of compaction of soil aggregatesusing X-ray microtomography and water flow simulations.
压实前后的三维模型对比
压实前后流速的仿真分析
2、多孔介质流动的孔隙尺度模拟
3、基于碳酸盐岩图像的三维孔隙尺度流动模拟
通过CMT技术对三种岩石做X射线扫描后成像，利用Simpleware软件的ScanIP模块对其做数字图像处理，得到三个不同的岩石三维模型，之后利用有限元软件分别做氮气、丙烷、汽油、水以及发动机机油做三维孔隙流动模拟，得到其不同的流动特性。
4、循环和静态载荷作用下岩石断裂损伤过程区（FPZ）的实验与数值模拟研究
目前,很多国家的地下资源开釆都已经或即将进入了深部开采阶段，并且，地下采矿逐渐走向深部开釆是趋势。未来10多年的时间内，我国有1/3的有色金属矿山的开采深度将达到或超过1000m。
在深部，矿岩处于高原岩应力、高地温、高岩溶水压的复杂环境下，表现出与浅部截然不同的力学特性，典型的如岩爆和深部分区破坏裂化现象等。因此，为解决深部开采中出现的问题，多国矿山企业和政府以及相应的国际组织都对深部高应力岩体的力学问题开展了研究，中仿科技的岩土重要合作院校如中科院武汉岩土所、东北大学、中国矿业大学、中南大学、重庆大学、北京科技大学等开展了大量关于深部工程的研究和实践，这些工作对深部岩石力学的发展起到了非常重要的作用。
昆士兰大学土木工程学院的M. Ghamgosar等人用巴西试验(CCNBD)对布里斯班凝灰岩标本的断裂损伤过程区的发展（FPZ）进行了研究，探讨各种静态和循环荷载作用下脆性岩石的力学行为。本案例采用扩展有限元法（XFEM）计算裂纹尖端断裂过程区对的位移、拉伸应力分布和塑性耗能等。其中一个最重要的步骤就是采用Simpleware软件重构数字岩石模型，还原裂纹尖端断裂过程区延伸的形状，之后采用数值模拟，结果与实验非常吻合。
5、类似案例
关于Simpleware软件
借助其image-to-mesh技术，Simpleware三维数字图像重构软件已成为图像到数值模型的图像处理先驱者，获得了包括Queen’sAward for Enterprise in Innovation 2012、Institute of Physics’ (IOP) Innovation Award 2013在内的多个国际奖项，为数字图像三维建模的发展做出了重要贡献。目前Simpleware在世界范围内广泛应用于生物医学、材料科学、石油天然气科学、3D打印等众多领域。
关于中仿科技
中仿科技(CnTech)公司成立于2003年，是中国领先的仿真分析软件和系统解决方案的提供者。中仿科技依靠自主创新研发拥有自主知识产权的中仿CAE系列产品，同时与国际上领先的数值仿真技术公司有长期而紧密的合作关系，具备较强的自主研发能力和创新能力，能够为中国企业和科研机构提供世界一流的仿真技术解决方案。公司总部设在上海，目前在北京、武汉设有分公司。
过去的十多年来，中仿科技一直致力于仿真技术领域最专业的系统实施和项目咨询。目前在中国已有超过1500家用户，其中包括中国航天、中国商飞、中石化、中海油、交通部、地震局、国家电网、中广核以及各大高校和中科院所。服务领域涉及高端制造、国防军工、石油化工、水利水电、汽车交通、能源采矿、生物医学、教学科研等。
孙东洵 高庆昭 田荣军 王浩
(国土资源部实物地质资料中心，北京 101149)
摘要 本文根据岩心入库前整理的实际工作经验，总结了岩心二次整理工作的具体步骤：原始岩心箱核对→新岩心箱的选择、喷号→岩心牌、岩心隔板及原始箱号牌的制作→复查原始岩心、岩心除尘→岩心倒箱。
关键词 实物地质资料；岩心整理；流程
国家实物地质资料库所存放的岩心来自全国的不同地区和单位，运来时的原始岩心编录差别较大，在保证岩心的原始性、完整性的前提下，按《地矿部岩矿心管理规定》、《地质勘查钻探岩矿心管理通则》等技术要求，实物地质资料中心库藏管理部对采集的岩心进行了入库前的整理工作。
一、原始岩心箱核对
将岩心箱按编号由小到大的顺序整齐排列好，凭验收清单对矿区名称、钻孔编号、孔深和箱数进行核对，检查岩心箱的完整情况、箱数与清单记录是否一致，逐箱查看并填写登记表。
二、选择岩心箱
全库使用统一岩心箱作为入库岩心存放器具，岩心箱分为两格和三格两种规格。根据岩心的直径选择不同规格岩心箱，岩心直径大于 75mm时，选用两格(1040mm×280mm×146mm)岩心箱；岩心直径小于75mm时，选用三格(1040mm×280mm×95mm)岩心箱。
三、岩心箱喷号
岩心箱编号采用阿拉伯数字，字体为华文中宋，字号高40mm，宽20mm，笔画宽10mm。字号版采用1.5mm厚的双色板，一个数字一个版。喷号制作方法：
1)将岩心盒放入固定架中喷字面朝上。
2)由三个版组成一个数(如：001)，将它们放在自制的模具上，周围粘上胶带，一是固定字版，二是防止喷漆过程中有渗漏。
3)将印制板放在岩心盒右侧第二格内，用自喷罐黑色硝基漆喷制。喷字时要浓淡适中，如果太淡则不清楚，太浓则漆多容易流下，字迹不美观，经过反复试验，喷嘴距岩心箱侧面20cm处效果最好。
4)由于喷漆工作污染严重，做此项工作的人员必须戴工作帽、口罩、手套等防护用品。
四、岩心牌制作
1)根据选择的岩心箱的规格，确定岩心牌的大小，以正好卡在岩心箱隔槽内为宜。
2)用微机录入基础数据，需要反复核对各类资料，发现资料有差异或可能存在问题时，要与技术负责人集体商讨确定，并做记录备注。
3)用激光打印机输出岩心牌，并将整版的岩心牌裁剪。
4)塑封岩心牌。塑封岩心牌是为了防水、防潮、防腐蚀。塑封方法如下：①打开塑封机电源，选择开关放在顺时档，将温度旋钮调整到190℃，红灯为预热，绿灯为工作；②打开塑封膜放入岩心牌，将塑封膜的封闭端向前，放在塑封机操作面进行塑封；③检查塑封膜内有无气泡或褶皱，如果有要重新制作。
五、岩心隔板与原始箱号牌制作
1)回次隔板与原始箱号牌用五合板制成。为了确保岩心牌的位置准确无误，需在原始岩心牌处放入塑封岩心牌和回次隔板并写明回次号，起到双保险的作用。
2)每整理完一原始箱岩心，在每箱岩心末尾处放一个原箱号隔板。作用是在一箱岩心整理遇到记录与岩心牌内容不符或出现其他问题时，可根据原始箱号将该箱岩心位置进行复原，给查找和解决问题带来方便。
六、剪裁塑料布
根据地质记录在整理含矿带岩(矿)心时，遇到较破碎岩心处理方法是：在塑料岩心盒里铺一块可以包裹岩心的塑料布，当扫描岩心工作结束后，再将它包裹起来，可防止岩心进一步风化。
七、复查原始岩心
将原始岩心箱按照从头到尾的顺序开箱，开箱后复查回次牌位置、岩心块数是否连续，方向线连接是否一致，丈量原始岩心长度。填写开箱登记表，该表是为了保持原始岩心箱原貌设计的，记录了原始箱矿区、箱编号、孔深、回次编号及块数、岩心长度、每箱格数、岩心完整情况、岩心包装情况等内容。
八、岩心除尘
岩心除尘要根据每一箱岩心原始情况进行清理。比如：河北省涿鹿县矾山磷灰石矿床CK4-1钻孔为劈样岩心，完整性较好，表面尘土较厚，个别岩心箱里的岩心劈样面上有泥土。岩心清除方法是：用毛刷将岩心表面尘土清除，直到岩心露出清晰的纹理为止。遇到有泥土的岩心先用毛刷将泥土刷掉，再用湿毛巾将灰尘擦净。
福建上杭紫金山铜金矿区ZK-306钻孔劈样岩心，原始岩心箱没有盖子，岩心完整性较差，但整理保护情况比较好，所有岩心用塑料布包裹。此类岩心除尘方法：用毛刷逐个清理，岩心块长大于10cm可用气泵除尘。风化及破碎较严重的岩心不宜使用气泵吹。
秦岭段水压致裂地应力测量钻孔岩心没有作劈样处理。原始岩心箱有盖子，完整性较好，除尘方法：岩心表面灰尘较少，可采用气泵吹。岩心表面灰尘较多，可采用湿毛巾擦。
安徽冬瓜山铜矿ZK562钻孔岩心表面有泥浆，处理方法是：用较湿毛巾擦掉岩心上的泥浆，露出清晰的纹理，再用干毛巾将岩心表面的水分擦干。
九、岩心倒箱
按照由前到后，由上到下顺序操作，将原始箱岩心取出，摆放在工作台上，将包裹岩心上的塑料布打开，钻孔中所有取样和分层木制标签都要重新制作，将纸标签进行塑封。
根据钻孔野外地质编录表进行核对。查看岩心牌与该回次岩心是否对应。检查岩性是否一致，方向线、块数是否连续，岩心直径是否与原始记录相符，岩心摆放有无颠倒，岩心长度与岩心牌标注长度是否一致。
岩心丈量的原则是：整块岩心丈量轴线长度；裂为数块能拼凑复原者，丈量复原后的中轴线；若岩心一端或两端呈楔形有斜边时，均以斜边顶点算起；无法复原的碎块，按相应岩心直径堆放丈量，当塑性岩(矿)心由于挤压变长，超过回次进尺者，按回次进尺100%计算其长度；岩粉不计入岩矿心长度。
整理岩心时，按照原始箱顺序将岩心放入新岩心箱，要注意面对新岩心箱编号，从左到右顺序放入。摆放时块号数要连续，岩心要尽量对齐，标注朝上。有方向线的，要把方向线对齐。劈样岩心放置时劈开面朝上。特碎的岩心，要装入塑料袋，注明深度，然后放到原始位置上。较碎的岩心，就在箱底放一条塑料布。放好岩心后，把岩心牌、隔板放回原始处。
有的原始岩心箱里的岩心前后次序颠倒，要根据原始资料仔细查对。有的根据岩心直径大小进行调整，直径大的放在前边，小的放在后边。有的根据岩心方向线对接，有的根据岩心接口吻合程度对接。遇到破碎岩心无法确定时，可将碎岩心块上的编号进行拼接后与岩心牌进行核对。另一种方法是根据记录表岩性描述来判断该段岩心所在的位置。岩心牌重复的，应根据原始资料核对，将孔深数小的放在前边，孔深数大的放在后边。有的岩心牌放的地方不对，应丈量岩心长度，找出应放的位置。
在整理过程中，遇到丈量原始岩心长度超出回次牌标注长度时，根据《岩心钻探规程》的有关规定执行。岩心完整时，以本回次岩心采取率为100%，将超出部分推到上回次计算，如继续超出还可继续上推，一般只能上推四个回次，如继续超出，应寻找其他原因，再作处理。按上述规定解决不了的问题，我们采取的办法是，在有问题的岩心回次段中做好标记，对岩心不做任何改变，同时在岩心整理表备注栏中作详细记录并照相存档。有可能的话设法与采集人取得联系，或是请教有经验的钻探专家，力求找出解决问题的办法。
岩心放入新箱时，要认真填写岩心整理表，做到数据准确，内容齐全。整理完一个钻孔后，编写岩心整理报告，整理工作结束。
上述步骤是在钻孔岩心入库时所采用的具体方法，是否全面、正确，请有关专家和同行们给予批评指导。
Work Flow for Coresorting of National Geologicalsamples
Dongxunsun，Qingzhao Gao，Rongjun Tian，Hao Wang
(National Geologicalsample Center，ministry of Land and Resources，Beijing 101149)
Abstract based on work experience in before-storage coresorting，the authorssum up thespecificsteps forsecondarysorting as checking original rock core case，choosing new core case，painting code number→labeling core card，settingspacing board，making number card of original case→counter-checking original core，dedusting →exchanging deposit case.
Key words geologicalsamples；coresorting；work flow
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