田 瀚， 王貴文， 馮慶付， 李 昌， 田明智

(1.中國石油大學(xué)(北京)地球科學(xué)學(xué)院， 北京 102249； 2.中國石油杭州地質(zhì)研究院， 杭州 310023；3.中國石油勘探開發(fā)研究院， 北京 100083)

近年來，隨著勘探程度的不斷深入，中國海相碳酸鹽巖油氣勘探獲得重大突破，特別是隨著塔里木、四川、鄂爾多斯盆地深層-超深層一批大型碳酸鹽巖油氣藏的發(fā)現(xiàn)，其已然成為中國油氣增儲(chǔ)上產(chǎn)的重要領(lǐng)域[1-7]。與國外相比，中國海相碳酸鹽巖復(fù)雜成巖過程決定了其儲(chǔ)層特征與國外有很大差異，國外碳酸鹽巖多為高孔高滲的孔隙性儲(chǔ)層，而中國多數(shù)情況下碳酸鹽巖儲(chǔ)層孔隙度小于5%，滲透率小于1 mD，原生孔隙不發(fā)育，以次生溶蝕孔洞為主[1,6]。正因如此，中國復(fù)雜碳酸鹽巖儲(chǔ)層測井評價(jià)工作一直困擾著測井工作者，在實(shí)際生產(chǎn)中常常出現(xiàn)“高孔高阻”干層和“高孔低阻”氣層的現(xiàn)象，造成儲(chǔ)層流體評價(jià)精度低，傳統(tǒng)儲(chǔ)層“四性”(巖性、物性、電性和含油氣性)評價(jià)面臨挑戰(zhàn)，致使不得不認(rèn)真研究碳酸鹽巖儲(chǔ)層的孔隙結(jié)構(gòu)特征[8]。

在儲(chǔ)層評價(jià)中，孔隙結(jié)構(gòu)評價(jià)是儲(chǔ)層微觀性質(zhì)研究的核心[9-11]。儲(chǔ)層的孔隙結(jié)構(gòu)是指巖石孔隙與吼道的幾何形狀、大小、分布及相互連通關(guān)系[12-13]。由于碳酸鹽巖儲(chǔ)層受沉積環(huán)境及成巖作用等多重因素的影響，其往往表現(xiàn)出強(qiáng)烈的非均質(zhì)性，孔滲關(guān)系復(fù)雜，常規(guī)宏觀物性參數(shù)已無法滿足表征碳酸鹽巖儲(chǔ)層的需求[11,14-16]。因此，只有從孔隙結(jié)構(gòu)研究入手，從微觀機(jī)理出發(fā)，才能為儲(chǔ)層評價(jià)提供可靠的技術(shù)支持。

為了更好地了解目前碳酸鹽巖儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀，在對中外相關(guān)文獻(xiàn)調(diào)研的基礎(chǔ)上，將碳酸鹽巖儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)的評價(jià)方法大致歸納為實(shí)驗(yàn)分析法、核磁共振測井評價(jià)法、基于分形特征的定量表征法、成像測井孔隙度譜分析法和孔隙結(jié)構(gòu)指數(shù)表征法五大類。在實(shí)際應(yīng)用中，各類方法均存在使用局限性，現(xiàn)將詳細(xì)闡述各種評價(jià)方法的特點(diǎn)，同時(shí)對今后孔隙結(jié)構(gòu)評價(jià)的發(fā)展方向提出個(gè)人認(rèn)識。

1 孔隙結(jié)構(gòu)評價(jià)方法

1.1 實(shí)驗(yàn)分析法

實(shí)驗(yàn)分析法主要包括鑄體薄片、毛管壓力曲線、掃描電鏡及電子計(jì)算機(jī)斷層掃描(computed tomography,CT)等[17],是目前最直觀，也是應(yīng)用最為廣泛的評價(jià)巖石孔隙結(jié)構(gòu)特征的方法。

鑄體薄片可以直觀反映巖石的孔隙類型、孔隙和吼道的分布特征，通過數(shù)字圖像處理技術(shù)可對孔隙及喉道特征進(jìn)行提取,從而定量評價(jià)[18]；毛管壓力曲線法是研究孔隙結(jié)構(gòu)的主要手段，利用毛管壓力曲線所反映的排驅(qū)壓力、孔喉半徑中值等參數(shù)可以有效明確巖石孔喉大??；掃描電鏡相對普通光學(xué)顯微鏡技術(shù)擁有更高分辨率的礦物和孔隙二維圖像，分辨率達(dá)到幾個(gè)納米[19-20]。作為重要的巖石孔隙結(jié)構(gòu)特征研究手段，掃描電鏡能夠更加清楚地反映儲(chǔ)層的孔隙類型，包括在普通光學(xué)顯微鏡下難以觀察到的微孔隙和喉道類型，并且還可以獲得孔喉半徑等參數(shù)[17]；CT掃描具有全方位、快速、對巖石樣品無損傷的優(yōu)點(diǎn)，并且可重建微觀孔隙的三維結(jié)構(gòu)[21]。巖心的CT掃描能夠提供巖石孔喉結(jié)構(gòu)特征，并準(zhǔn)確獲取孔隙形狀、類型和連通性等定量信息(圖1)。

圖1 巖心樣品CT掃描結(jié)果Fig.1 CT scan results of core sample

實(shí)驗(yàn)分析法雖然能夠有效、直觀地表征巖石樣品的孔隙結(jié)構(gòu)特征，但是局限性也非常明顯。鑄體薄片只能直觀反映二維平面上孔隙結(jié)構(gòu)特征，很難精確定量表征“體”的概念；利用壓汞實(shí)驗(yàn)獲取毛管曲線的方法，其無法獲得孔隙和吼道的分布及形狀，同時(shí)由于汞的特殊物理性質(zhì)，其已慢慢被部分實(shí)驗(yàn)室所廢棄；掃描電鏡和CT掃描雖然能夠清晰反映巖樣孔隙結(jié)構(gòu)特征，但測量視域過小，碳酸鹽巖儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)，小巖樣的測量結(jié)果無法代表真實(shí)儲(chǔ)層情況。對于所有的實(shí)驗(yàn)分析法還存在一個(gè)普遍的“通病”，那就是只能測量孤立的、數(shù)量有限的巖心樣品，而無法開展連續(xù)的孔隙結(jié)構(gòu)評價(jià)。

1.2 核磁共振評價(jià)法

核磁共振測井因其在儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)評價(jià)上具備常規(guī)測井所不具有的優(yōu)勢，為地質(zhì)學(xué)家解決復(fù)雜儲(chǔ)層評價(jià)提供了全新思路[22]。核磁共振測井T2分布與孔隙結(jié)構(gòu)直接相關(guān)，因此如何利用T2譜研究儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)已成為眾多專家學(xué)者的研究方向。

核磁共振測井通過對測量的回波串信息進(jìn)行反演得到核磁T2分布譜。由于T2譜形態(tài)與孔隙組分存在對應(yīng)關(guān)系，Liu等[23]、Zhou等[24]提出了利用孔隙組分評價(jià)儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)的方法，他們認(rèn)為控制巖石孔隙結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵因素是孔隙系統(tǒng)中各孔隙度區(qū)間范圍內(nèi)孔隙占比情況，通過從T2譜中提取各孔隙大小，以此來定量判斷儲(chǔ)層的孔隙結(jié)構(gòu)；Mao等[25]、肖亮[26]通過對不同類型的巖心樣品在不同飽和水狀態(tài)下的核磁共振實(shí)驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)較好和較差時(shí)，利用孔隙組分評價(jià)儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)效果較好，但是當(dāng)儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)中等時(shí)，部分非潤濕相的烴會(huì)進(jìn)入到儲(chǔ)層孔隙空間而驅(qū)趕掉部分的孔隙水，在T2譜上會(huì)導(dǎo)致馳豫時(shí)間較長的譜的位置向右移動(dòng)，從而夸大實(shí)際儲(chǔ)層特征。同時(shí)仔細(xì)分析還能發(fā)現(xiàn)，孔隙組分分析法將大孔隙發(fā)育與孔隙結(jié)構(gòu)好掛鉤，這是無法適用于高孔低滲、中孔低滲儲(chǔ)層。

評價(jià)儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)最直接有效的方法就是毛管壓力曲線，為了能夠?qū)崿F(xiàn)毛管壓力曲線連續(xù)評價(jià)儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)的目的，不少學(xué)者嘗試?yán)煤舜殴舱駵y井構(gòu)建連續(xù)的毛管壓力曲線[22]。Ausbrooks[27]于1999年首次提出利用有效馳豫率建立核磁T2分布與孔隙尺寸分布曲線的關(guān)系，但是實(shí)際操作中，有效馳豫率較難確定；Yakov[28]于2001年首次提出建立橫向馳豫時(shí)間和毛細(xì)管壓力Pc之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，利用Pc=C/T2(C為轉(zhuǎn)換系數(shù))線性關(guān)系轉(zhuǎn)換獲得毛管壓力曲線[29]，該方法對于均質(zhì)的孔隙性儲(chǔ)層，且核磁T2譜形態(tài)與毛管壓力曲線形態(tài)完全一致時(shí)，應(yīng)用效果較好[8]，但是在實(shí)際情況中，兩種形態(tài)完全一致的樣品是非常少的，導(dǎo)致轉(zhuǎn)換系數(shù)C難以確定。雖說如此，但這種思路為后續(xù)研究提供了很好的啟發(fā)，眾多學(xué)者在如何準(zhǔn)確確定轉(zhuǎn)換系數(shù)C上進(jìn)行了深入研究。運(yùn)華云等[30]、劉堂晏等[31]學(xué)者開展了利用核磁T2分布進(jìn)行巖石孔隙結(jié)構(gòu)的研究，并且通過實(shí)際巖心實(shí)驗(yàn)也證實(shí)了核磁共振T2分布與毛管壓力曲線之間是存在相關(guān)性的，同時(shí)提出了利用相似對比法來確定轉(zhuǎn)換系數(shù)C，但在實(shí)際應(yīng)用時(shí)仍存在較大誤差，尤其是對于孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜的儲(chǔ)層；何雨丹等[32]提出了針對單峰T2譜用單一冪函數(shù)構(gòu)造毛管壓力曲線，對于雙峰T2譜的大孔和小孔部分分別采用不同函數(shù)分段的想法，該方法相對傳統(tǒng)線性刻度精度有明顯提高，但是沒有考慮最大進(jìn)汞飽和度問題，其不能完全反映樣品不同毛管壓力情況進(jìn)汞飽和度的真實(shí)增量[29]；邵維志等[29]提出利用二維分段等面積法來獲取橫向刻度系數(shù)以及大、小孔徑的縱向刻度系數(shù)(圖2[29])；蘇俊磊等[33]則提出利用壓汞孔徑分布曲線孔徑左右邊界的方法來確定橫向轉(zhuǎn)換系數(shù)，利用改進(jìn)二維分段等面積刻度方法確定縱向轉(zhuǎn)換系數(shù)，從而來確保構(gòu)建的偽毛管壓力曲線與實(shí)驗(yàn)室壓毛管壓力曲線基本一致，該方法避免了利用相似對比法的局限性，結(jié)合最大進(jìn)汞飽和度和利用二維等面積法刻度轉(zhuǎn)換方法確定的縱向轉(zhuǎn)換系數(shù)，可以顯著提高所構(gòu)建毛管壓力曲線的精度。

圖2 分段等面積刻度示意圖[29]Fig.2 Segmented equal area scale diagram[29]

雖然學(xué)者們通過各種辦法來盡量獲取準(zhǔn)確的刻度系數(shù)，但是這些方法不足之處在于所有樣品的刻度都按照相同的壓力點(diǎn)分段，而不是毛管壓力曲線的拐點(diǎn)，同時(shí)該方法的使用條件是在巖石孔隙100%飽和水的情況下，當(dāng)儲(chǔ)層孔隙空間含有非潤濕相烴時(shí)，會(huì)對核磁T2譜的形態(tài)造成影響[22]。

為了解決線性轉(zhuǎn)換刻度方法在構(gòu)造核磁毛管壓力曲線過程中存在的諸多問題，部分學(xué)者通過對大量巖心數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，對于不同孔隙結(jié)構(gòu)的巖心樣品，在相同進(jìn)汞壓力下，對應(yīng)不同進(jìn)汞壓力下的進(jìn)汞飽和度在一定程度上可以反映巖心樣品的孔隙結(jié)構(gòu)特征[34]。肖忠祥等[35]、肖亮等[36]通過對同時(shí)進(jìn)行了壓汞和核磁共振測量的樣品分析發(fā)現(xiàn)，Swanson參數(shù)與核磁共振測井橫向馳豫時(shí)間幾何平均值之間存在良好的相關(guān)性，其中Swanson參數(shù)是指毛管壓力曲線拐點(diǎn)處進(jìn)汞飽和度SHg與毛管壓力Pc的比值(圖3[12])，利用此關(guān)系，就可以從核磁共振測井資料中提取Swanson參數(shù)。進(jìn)而通過建立Swanson參數(shù)與孔喉半徑、毛管壓力中值、核磁總孔隙度等的關(guān)系來構(gòu)建毛管壓力曲線[12]。利用該方法構(gòu)建核磁毛管壓力曲線的過程中所用到的是實(shí)際核磁共振測井?dāng)?shù)據(jù)，可以消除儲(chǔ)層孔隙含烴對構(gòu)建結(jié)果的影響，具有一定的推廣應(yīng)用價(jià)值。

圖3 進(jìn)汞飽和度-毛管壓力及汞飽和度/毛管壓力關(guān)系[12]Fig.3 Intake mercury saturation-capillary pressure and mercury saturation/capillary pressure relationship[12]

1.3 基于分形特征的定量表征法

分形幾何是20世紀(jì)70年代末期發(fā)展起來的描述事物不規(guī)則形態(tài)和隨機(jī)現(xiàn)象的一個(gè)新興數(shù)學(xué)分支學(xué)科[15]。分形的重要特征是自相似性，定量描述這種具有自相似性的研究對象的參數(shù)稱為分形維數(shù)[37]。

近幾年，不少學(xué)者提出了采用分形維數(shù)定量描述孔隙結(jié)構(gòu)特征的可能性，并在定量表征碎屑巖儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度中進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用。張立強(qiáng)等[37]、馬利民等[38]研究發(fā)現(xiàn)分形維數(shù)與微觀孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)之間存在著密切關(guān)系，即分形維數(shù)越小，儲(chǔ)層微觀非均質(zhì)性越弱，孔隙結(jié)構(gòu)就越好，并依據(jù)分形維數(shù)實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜儲(chǔ)層的定量分類與評價(jià)；劉航宇等[15]嘗試將分形方法應(yīng)用于碳酸鹽巖儲(chǔ)層評價(jià)中，其利用分形維數(shù)建立了孔隙型儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)的定量評價(jià)方法，但是對于碳酸鹽巖中裂縫型及縫洞型儲(chǔ)層，由于裂縫、溶蝕孔洞的存在，應(yīng)用效果較差，導(dǎo)致利用這種分形方法存在局限性。為了能夠?qū)⒎中卫碚摳玫赜糜诓煌愋偷奶妓猁}巖儲(chǔ)層中，學(xué)者提出了利用二維圖像分形維數(shù)評價(jià)儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)的思路。隨著測井技術(shù)的不斷進(jìn)步，成像測井已然成為碳酸鹽巖油氣藏中的一種常見測井系列，其相對常規(guī)測井而言，能夠以圖像的形式直觀反映儲(chǔ)集空間類型及其分布特征，而碳酸鹽巖儲(chǔ)層品質(zhì)的好壞往往又與溶蝕孔洞發(fā)育程度密切相關(guān)，因此，利用圖像分形方法對電成像圖開展量化研究，從而根據(jù)分形維數(shù)來評價(jià)儲(chǔ)層的非均質(zhì)性強(qiáng)弱，進(jìn)而從宏觀上表征儲(chǔ)層品質(zhì)好壞。如學(xué)者利用盒維數(shù)算法，對成像圖開展盒維數(shù)計(jì)算，發(fā)現(xiàn)計(jì)算的分形維數(shù)與儲(chǔ)層類型有很好的相關(guān)性，分形維數(shù)越小，溶蝕孔發(fā)育越均勻，在孔隙度一定的條件下，產(chǎn)能越高[39-41]。

雖然基于圖像開展分形維數(shù)研究孔隙結(jié)構(gòu)有一定的應(yīng)用效果，但是計(jì)算的分形維數(shù)值與圖像的尺寸大小、圖像質(zhì)量都有很大的關(guān)系，而且這種方法純粹只是對圖像像素的分析，圖像的分形維數(shù)直接反映的是圖像本身的非均質(zhì)性強(qiáng)弱，是否與微觀孔隙結(jié)構(gòu)存在聯(lián)系有待研究，因此該方法對孔隙結(jié)構(gòu)的表征只能作為一種輔助手段。

1.4 成像測井孔隙度譜分析法

成像測井由于具有極高的縱向分辨率和直觀反映井壁縫洞發(fā)育程度的優(yōu)勢，已然成為測井評價(jià)復(fù)雜碳酸鹽巖儲(chǔ)層有利手段。目前成像測井多被用于確定儲(chǔ)層孔隙類型和孔、洞、縫發(fā)育程度[42-46]。為了能夠充分利用成像測井所包含的豐富信息，不少學(xué)者嘗試?yán)贸上駵y井孔隙度譜開展儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)研究[47-50]。

成像測井孔隙度譜是通過對一定窗長范圍內(nèi)每個(gè)電極測量的電阻率反算得到的孔隙度統(tǒng)計(jì)所得。由于后期成巖作用所形成的次生溶蝕孔洞的孔徑通常比基質(zhì)孔隙的孔徑大，因此認(rèn)為孔隙度譜靠前部分主要由基質(zhì)孔隙貢獻(xiàn)，而靠后部分是次生孔隙貢獻(xiàn)。成像孔隙度譜與核磁共振測井T2譜形態(tài)相似，不同的譜結(jié)構(gòu)反映不同的孔隙成分組成，故可以通過孔隙度譜的分布形態(tài)對儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)表征。吳煜宇等[42]通過對四川盆地川西北棲霞組成像孔隙度譜分析發(fā)現(xiàn)，棲霞組成像孔隙度譜形態(tài)與儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)具有很好的對應(yīng)性，其中無峰寬譜型和多峰中譜型主要為Ⅰ、Ⅱ類儲(chǔ)層，儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)好，測試產(chǎn)量高；單峰中譜型主要為Ⅲ類儲(chǔ)層，測試產(chǎn)量低；單峰窄譜型主要為非儲(chǔ)層或無效儲(chǔ)層；李寧[47]通過利用成像測井孔隙度譜的譜均值和譜方差分別建立過四川和塔里木盆地低孔致密灰?guī)r儲(chǔ)層的有效性評價(jià)方法，解釋符合率提高20%以上。

對于碳酸鹽巖儲(chǔ)層，在缺少核磁共振測井資料的情況下，利用成像測井孔隙度譜分析儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)特征不失為一種手段，這種方法通過分析孔隙分布情況來間接評價(jià)孔隙結(jié)構(gòu)，但是該方法在應(yīng)用過程中存在明顯局限性，那就是對于裂縫發(fā)育地層、或地層中含有高導(dǎo)礦物、或成像測井質(zhì)量較差時(shí)，利用成像測井計(jì)算的孔隙度譜均會(huì)失真，影響評價(jià)結(jié)果。

1.5 孔隙結(jié)構(gòu)指數(shù)表征法

眾所周知，毛管壓力曲線和核磁共振測井研究孔隙結(jié)構(gòu)是目前的主流思路，但是如何能在缺少核磁共振測井的情況下，開展連續(xù)的巖石孔隙結(jié)構(gòu)定量評價(jià)也是學(xué)者們一直思考的問題，其中孔隙結(jié)構(gòu)指數(shù)為人們提供了很好的思路。曾文沖等[51]通過大量的巖心物理實(shí)驗(yàn)分析認(rèn)為，孔隙結(jié)構(gòu)指數(shù)m主要是受巖石孔隙結(jié)構(gòu)控制，m的大小反映了巖石孔隙吼道分布及連通特征(圖4)；趙良孝等[52]通過研究認(rèn)為，裂縫型儲(chǔ)層的m在1.1～1.5范圍內(nèi)變化，而對于連通性較好的孔洞型儲(chǔ)層，其m一般為2.0～2.5，連通性較差的孔洞型儲(chǔ)層m值在2.5～3.0，以孤立分散孔洞為主的儲(chǔ)層m一般大于3.0[52]；張龍海等[10]通過巖心實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)了孔隙結(jié)構(gòu)指數(shù)m與孔隙結(jié)構(gòu)存在著良好相關(guān)性，儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)指數(shù)反映的是孔隙結(jié)構(gòu)的配置和孔隙之間的連通情況。因此利用孔隙結(jié)構(gòu)指數(shù)m表征孔隙結(jié)構(gòu)具有其內(nèi)在的物理意義，同時(shí)還可以彌補(bǔ)在缺少壓汞資料和核磁共振測井情況下評價(jià)孔隙結(jié)構(gòu)的可能。

圖4 不同孔隙結(jié)構(gòu)特征與孔隙結(jié)構(gòu)指數(shù)m的關(guān)系Fig.4 Relationship between different pore structure characteristics and pore structure index m

目前孔隙結(jié)構(gòu)指數(shù)m主要通過3種方式獲得：①巖電實(shí)驗(yàn)。但受制于巖心樣品數(shù)量且為離散樣本點(diǎn)。②介電掃描測井。斯倫貝謝公司推出的介電掃描測井利用不同頻率的高頻電磁波來測量巖石的介電常數(shù)和電導(dǎo)率，根據(jù)其特有的頻散特征與巖石孔隙結(jié)構(gòu)的關(guān)系，進(jìn)而獲得連續(xù)m。③理論公式推導(dǎo)。為了突破傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)手段以及介電掃描測井測量價(jià)格昂貴且應(yīng)用普及率低的問題，不少學(xué)者著手從理論推導(dǎo)方面開展m的計(jì)算研究[53-58]，目前關(guān)于孔隙結(jié)構(gòu)指數(shù)m的計(jì)算已取得較大進(jìn)展，具體研究進(jìn)程在文獻(xiàn)[16]中有詳細(xì)介紹，在此不做闡述，其中，田瀚等[59-60]于2019年提出了基于裂縫形態(tài)的多孔介質(zhì)模型，該模型較全面地考慮了各種孔隙類型及裂縫傾角的影響，能夠連續(xù)計(jì)算得到孔隙結(jié)構(gòu)指數(shù)m。圖5所示為利用多孔介質(zhì)模型計(jì)算的孔隙結(jié)構(gòu)指數(shù)m評價(jià)儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)的探索，計(jì)算的孔隙結(jié)構(gòu)指數(shù)m與介電掃描測井得到的m相一致?？梢园l(fā)現(xiàn)在4 669～4 671 m處，計(jì)算m為2.6～2.7，成像圖上表現(xiàn)為孤立溶蝕孔洞；而在4 681～4 683 m 處，計(jì)算m為1.9～2.2，成像圖上表現(xiàn)為連通的均勻溶蝕孔洞特征，這說明孔隙結(jié)構(gòu)指數(shù)m從在測井尺度上對孔隙結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行表征，而且突破了傳統(tǒng)的巖心尺度的束縛，更具使用價(jià)值。

圖5 利用孔隙結(jié)構(gòu)指數(shù)m反映儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)特征Fig.5 Using the pore structure index m to reflect the pore structure characteristics of the reservoir

2 結(jié)論及展望

傳統(tǒng)儲(chǔ)層“四性”關(guān)系是建立在均質(zhì)各向同性、相互連通的粒間孔隙儲(chǔ)層基礎(chǔ)上[53]。而碳酸鹽巖儲(chǔ)層由于各種裂縫和溶洞的存在，其完全改變了孔隙型儲(chǔ)層的性質(zhì)，不同的孔隙類型和孔隙形態(tài)導(dǎo)致儲(chǔ)層性質(zhì)發(fā)生很大的變化，儲(chǔ)層強(qiáng)烈的非均質(zhì)性使得傳統(tǒng)的“四性”關(guān)系遭到破壞，因此要想從本質(zhì)上弄清楚碳酸鹽巖儲(chǔ)層發(fā)育特征，那就必須從微觀機(jī)理入手，加大對儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)的研究。從上述分析來看，孔隙度結(jié)構(gòu)研究存在以下特點(diǎn)。

(1)巖石實(shí)驗(yàn)分析。壓汞法、鑄體薄片、CT掃描和掃描電鏡是目前巖石孔隙結(jié)構(gòu)研究的主要手段，壓汞毛管壓力曲線雖然能夠有效反映喉道及其相連通的孔隙空間情況，但是孔隙的大小、孔喉分布及配置關(guān)系難以表征；鑄體薄片、CT掃描和掃描電鏡雖然能直觀反映孔隙結(jié)構(gòu)特征，并需要通過數(shù)學(xué)圖像處理來提取孔隙特征、孔隙大小分布及其特征參數(shù)，同時(shí)受巖石樣品數(shù)量限制，巖石實(shí)驗(yàn)分析只能針對取心巖樣開展研究，無法推廣應(yīng)用。

(2)核磁T2譜分析。核磁共振T2分布譜與孔隙結(jié)構(gòu)直接相關(guān)，與傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)分析相比，具有快速、無損害、連續(xù)等特點(diǎn)，已成為孔隙結(jié)構(gòu)評價(jià)的重要方法之一。不管是利用T2譜構(gòu)建核磁毛管壓力曲線還是譜形態(tài)分析，其關(guān)鍵就是如何確定核磁T2譜與毛管壓力曲線之間的轉(zhuǎn)換系數(shù)，對于碳酸鹽巖復(fù)雜的孔喉配置關(guān)系，不同儲(chǔ)層類型的轉(zhuǎn)換系數(shù)不再是一個(gè)常數(shù)，制約著兩者之間的有效轉(zhuǎn)換。

(3)巖電機(jī)理分析。儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)的差異直接影響著巖石導(dǎo)電特性，因此從導(dǎo)電機(jī)理入手，開展孔隙結(jié)構(gòu)已成為新的研究趨勢。成像孔隙度譜雖然采用類似核磁T2譜的分析方式研究儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)，但其是從溶蝕孔洞發(fā)育程度上間接表征孔隙結(jié)構(gòu)，與孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)并無明顯直接聯(lián)系，局限性較強(qiáng)；而孔隙結(jié)構(gòu)指數(shù)m與儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)有著相近的物理意義，隨著巖石導(dǎo)電機(jī)理的深入研究，利用孔隙結(jié)構(gòu)指數(shù)m評價(jià)孔隙結(jié)構(gòu)不失為一種有效方法，關(guān)鍵在于如何準(zhǔn)確計(jì)算得到m。

目前所應(yīng)用的各種孔隙結(jié)構(gòu)分析方法在應(yīng)用時(shí)均存在潛在的假設(shè)和使用條件限制，面對復(fù)雜的碳酸鹽巖儲(chǔ)層，不同的評價(jià)方法存在相應(yīng)的優(yōu)劣勢，因此如何能夠建立有效的測井評價(jià)方法一直困擾著研究人員。如今隨著數(shù)字巖心技術(shù)的發(fā)展，人們已經(jīng)可以通過人為加入不同影響因素來進(jìn)行數(shù)值模擬，在人為設(shè)置孔隙結(jié)構(gòu)特征的情況，開展數(shù)字巖心的巖石導(dǎo)電規(guī)律，尤其是孔隙結(jié)構(gòu)指數(shù)m與孔隙結(jié)構(gòu)之間的定量關(guān)系至關(guān)重要，這也是后續(xù)開展孔隙結(jié)構(gòu)定量研究的方向。