《岩芯数字化技术规程 第5部分：多尺度CT扫描》（报批稿）.docx

ICS07.060CCSDlODZ中华人民共和国地质矿产行业标准DZ/TXXXXX-202X岩芯数字化技术规程第5部分:多尺度CT扫描CodeOfpracticeforcoredigitalizationPart5:multi-scaleCTscanning（报批稿）XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施中华人民共和国自然资源部发布目次前言III引言IV1 范围12规范性引用文件13 术语和定义14 基本要求25 准备工作25.1 仪器准备25.2 场地准备25.3 人员准备25.4 岩芯准备36样品选择与制备31.1 全直径岩芯选择31.2 柱塞样的选择与制备31.3 子样的选择与制备37 多尺度CT扫描47.1 仪器预热47.2 位置调节47.3 参数设置47.4 岩芯（样品）扫描48 图像处理与分析48.1 图像数据处理48.2 图像数据分析48.3 图像可视化分析59 数据整理与组织59.1 数据整理59.2 记录表整理510 质量检查510.1 总体要求510.2 完整性检查610.3 规范性检查610.4 准确性检查611报告编写与资料提交611.1 报告编写611.2 资料提交6附录A（规范性）毫米级CT扫描记录表7附录B（规范性）微纳米级CT扫描记录表9附录C（规范性）质量检查记录表11附录D（资料性）岩芯多尺度CT扫描分析报告编写提纲12参考文献13本文件按照GB/T1.1-2020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。本文件是DZ/T0441岩芯数字化技术规程的第5部分。DZ/T0441已经发布了以下部分： 第1部分：总则； 第2部分：表面图像数字化； 第3部分：光谱扫描； 第4部分：X射线荧光分析 第5部分：多尺度CT扫描。本文件由中华人民共和国自然资源部提出。 文件由全国自然资源与国土空间规划标准化技术委员会(SAC/TC93)归口。请注意本文件的某些内容可能涉及专利，本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件起草单位：自然资源实物地质资料中心、中国地质调查局油气资源调查中心、中国地质调查局天津地质调查中心、广州海洋地质调查局、数岩科技股份有限公司、中国科学院地质与地球物理研究所、中国石油化工集团有限公司、天津三英精密仪器股份有限公司、中国地质调查局自然资源综合调查指挥中心、中国地质调查局南京地质调查中心、中国石油集团测井有限公司。本文件主要起草人：史维鑫、张聪、许光、张启燕、刘宏、王家松、高鹏鑫、孙华峰、吴国强、李建国、高卿楠、张森、罗晓玲、刘晓、葛天助、张弘、杨继进、郝进、周洋、回广骥、郑立才、郭东旭、米胜信、修连存、姜志超、封永泰、周军、李达为、李秋玲、周润青、赵龙贤、任潇洒、刘军媛。岩芯是了解地下地质信息的基础资料，通过岩芯数字化技术，可以无损（或微损）、连续、快速、高密度地获取岩芯表面及内部的各类信息，如图像、矿物、元素、结构、物性等，实现实体岩芯的数字化保存与高效利用，为地质调查、矿产资源勘查、生态环境评价、地质科学研究和防灾减灾等提供技术服务和数据支撑。制定统一的岩芯数字化技术规程，对于规范和指导岩芯数字化工作十分重要。鉴于各类岩芯数字化技术的工作原理、方法和要求不同，岩芯数字化技术规程由7部分组成。 第1部分：总则。确立开展岩芯数字化工作需遵循的总体原则和基本要求。 第2部分：表面图像数字化。为采集岩芯表面图像信息工作确立可操作、可追溯、可证实的程序及要求。 第3部分：光谱扫描。为采集岩芯光谱反射率及矿物信息工作确立可操作、可追溯、可证实的程序及要求。 第4部分：X射线荧光分析。为采集岩芯元素信息工作确立可操作、可追溯、可证实的程序及要求。 第5部分：多尺度CT扫描。为采集岩芯内部孔隙、裂隙等结构信息工作确立可操作、可追溯、可证实的程序及要求。 第6部分：微区扫描电镜成像。为采集岩芯微观区域矿物、元素、结构等信息工作确立可操作、可追溯、可证实的程序及要求。 第7部分：物性参数测量。为采集岩芯电阻率、磁化率等物性参数信息工作确立可操作、可追溯、可证实的程序及要求。岩芯CT扫描是利用X射线计算机断层扫描获取毫米级、微米级、纳米级3种尺度的岩芯内部不同角度二维投影图像，通过数学算法重构后获得三维结构数据体，可用于识别和表征岩芯的非均质性、层理、裂缝、孔隙等组构信息，广泛应用于油气成藏、岩土力学、古生物化石三维重建等研究领域。本部分的制定可有效规范岩芯CT扫描工作，获取数据并建立数据库在一定程度上避免因岩芯风化、破碎造成的内部结构等重要信息丢失，促进全国岩芯数字化资源的共享利用，提升岩芯数字化水平。岩芯数字化技术规程第5部分:多尺度CT扫描1范围本文件规定了岩芯CT扫描前准备、样品选择与制备、多尺度CT扫描的操作程序和基本技术要求。本文件适用于对岩芯（含柱塞样、子样）开展毫米级、微米级、纳米级三种尺度的CT扫描与数字化工作，松散未成岩的岩芯（岩屑）可参照此规程。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB15208.1-2018微剂量X射线安全检查设备第1部分：通用技术要求GB/T29070-2012无损检测工业计算机层析成像（CT）检测通用要求GB/T38531-2020微束分析致密岩石微纳米级孔隙结构计算机层析成像（CT）分析方法GBZ130-2020放射诊断放射防护要求DZ/T0441.1-2023岩芯数字化技术规程第1部分：总则3术语和定义DZ/T0441.1-2023界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3. 1岩芯多尺度CT扫描coremulti-scaleCTscanning利用不同精度的X射线CT成像设备对岩芯进行扫描，对获取的投影数据进行图像重构、校正等处理分析，揭示岩芯内部三维结构特征的方法。4. 2二维切片图像two-dimensionalsliceimageX射线穿透物体后形成的投影图像。5. 3三维图像重构three-dimensionalimagereconstruction对已采集的不同角度二维切片图像，通过特定算法建立三维图像的过程。6. 4全直径岩芯wholecore通过钻具从地质体中钻取获得，未经过任何切割、劈分和碎裂的完整岩芯。3. 5柱塞样coreplug在完整岩芯上，选择具有代表性的位置，钻取并制备的柱状、两端平整的样品。4. 6子样coresubsample在柱塞样上，选择具有代表性的区域，通过机械切割或激光切割等手段获取的样品。5. 7伪影artifact扫描重构后的样品图像中，非随机性出现的非样品本身所具有的特征。注：包括环状伪影和线状伪影。来源：GB/T38531-2020,3.33.8定标样品calibrationsamples用于仪器内部组件几何位置和样品定位校准的已知尺寸的球体。注：常用定标样品有小金球、氧化错小球等。4基本要求6. 1岩芯CT扫描工作主要包括准备工作、样品选择与制备、多尺度CT扫描、图像处理与分析、数据整理与组织、质量检查、报告编写与资料提交等几个阶段。6.2 开展岩芯CT扫描工作前，应收集钻孔（井）岩芯所属工作区相关地质资料，包括钻孔（井）地质设计、地质编录、测井、实验测试数据等，通过综合分析和研究，了解研究区成岩、成藏、成矿等地质特征，为拟扫描全直径岩芯的选取和柱塞样及子样的布设等提供依据。6.3 岩芯CT扫描以钻孔（井）为单元进行，一个钻孔（井）为一个扫描批次，应根据每个钻孔（井）设计的目的层、所反映的地质特征、资源赋存情况，逐级选择代表性的全直径岩芯、柱塞样及子样，开展毫米级、微米级、纳米级CT扫描。6.4 应使用检定合格的CT设备开展扫描工作。毫米级CT扫描设备性能指标应符合GB/T29070-2012中5.2之要求，微米级、纳米级CT扫描设备性能指标应符合GB/T38531-2020中5.1之要求。6.5 CT扫描获取的图像应无明显伪影，孔隙和裂缝边界应清晰；重构后的图像应清晰，能够明确辨识岩芯的内部结构和特征。5准备工作5.1 仪器准备5.1.1 所选设备应满足4.4中的规定的技术指标。定期使用定标样品对仪器空间分辨率、密度分辨率、探测器像素点尺寸等主要性能指标进行校准核查并监测仪器的稳定性。7. 1.2毫米级CT扫描仪每次开机后需开展空气校正，开展空气校正前须确认扫描仪孔径内没有任何物体。5.1.3微米级CT扫描仪和纳米级CT扫描仪扫描前，应在扫描样品边缘放置标记球并记录信息，用于重新定位并消除样品旋转时出现的漂移。5.1.4正式扫描前，应先开展试验性CT扫描，确保仪器正常运行及参数合理。对图像进行观察和评价，确保图像矿物轮廓清晰，孔隙、裂隙边缘清晰，无明显伪影。如果样片有伪影，需调节扫描参数，直至消除伪影，确保扫描质量。5.2场地准备5.2.1CT扫描的场地、面积等应符合设备的使用条件要求。5.2.2CT扫描的场地应符合GB15208.1-2018中5.2和GB/T29070-2012中4.2的安全防护要求，选择无强磁场、无腐蚀性气体、远离火（热）源的室内场所，不得将仪器置于振动、潮湿和阳光直射的地方。5.2.3场地应配备有温湿度控制系统，温度宜控制在10°C30°C之间，相对湿度宜控制在40%65%之间。5.3人员准备5.3.1工作人员须经过设备操作使用、安全培训、质量控制等方面的培训，熟悉安全操作仪器的方法。5.3.2应按照GB/T29070和GBZ130-2020的相关要求对工作人员进行防辐射安全知识培训，宜使用个人辐射测量仪对工作人员日常工作中的辐射剂量进行检测，且单人辐射剂量不应高于0.11Svhr或1mSvyearo5.3.3工作人员应至少包括一名具有160小时以上操作经验的专业人员，确保岩芯CT扫描过程安全有序，数据质量可靠。5. 4岩芯准备5.1.1 1按照DZ/T0441.12023中6.2的要求，对岩芯进行整理和清洁等工作，确保岩芯在CT扫描前茬口对接紧密、顺序正确、表面清洁且中轴线基本位于一条直线上。5.1.2 开展岩芯CT扫描前，应先录入待扫描钻孔（井）的基本信息，具体见DZ/T0441.12023附录Ao5.1.3 扫描前应对全直径岩芯进行表面图像拍摄，方便后期进行质量检查和图像分析与解释。6样品选择与制备6.1 全直径岩芯选择6. 1.1根据研究或生产需求，优选全直径岩芯开展毫米级CT扫描，选取原则如下：a）油气地质类岩芯，按DZ/T0441.12023中5.2.3的要求选择；b）海洋地质类岩芯，按DZ/T0441.12023中5.3.3的要求选择；c）地质科学研究类岩芯，按DZ/T0441.12023中5.5.2的要求选择；d）其他类型的岩芯，参照以上要求选取有代表性的岩芯，确保覆盖需要开展工作的不同地层及不同岩性的岩石样品。7. 1.2在岩芯的运移与存取过程中，应将待扫描岩芯依次从岩芯箱或封袋中取出，按顺序摆放在岩芯槽上，确保岩芯在扫描过程中位置和形状不发生变化，要求如下：a）固结紧实的岩芯，可直接放置于岩芯槽上