南堡地區(qū)碳酸鹽巖儲層孔隙結(jié)構(gòu)特征及對物性的影響

師政，邱隆偉，陸建林，楊勇強

1.同濟大學(xué)海洋與地球科學(xué)學(xué)院，上海 200092 2.中國石化石油勘探開發(fā)研究院無錫石油地質(zhì)研究所，江蘇無錫 214126 3.中國石油大學(xué)(華東)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，山東青島 266580

相較于碎屑巖儲層而言，碳酸鹽巖儲層原始物性較差，更易受到后期溶蝕、膠結(jié)和交代等成巖作用的影響[1]。由此造成碳酸鹽巖儲層中孔隙類型復(fù)雜多樣，儲層評價難度較大[2-3]。而孔隙結(jié)構(gòu)特征是儲層微觀研究的核心內(nèi)容之一，其與儲層的儲集性能密切相關(guān)[4]。前人在應(yīng)用孔隙結(jié)構(gòu)特征評價碳酸鹽巖儲層方面，已經(jīng)取得了一些認識和成果[5-7]。例如有學(xué)者借助圖像分析軟件對碳酸鹽巖孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)進行了定量化提取，重點研究了孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)對巖電參數(shù)的影響[8-9]；也有學(xué)者運用某種參數(shù)進行物性擬合，取得了相對比較準(zhǔn)確的物性計算結(jié)果[10]等等。然而存在的一些問題仍未解決，如孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)(包括基本參數(shù)、局部參數(shù)和整體參數(shù)等)種類繁多，各種參數(shù)與碳酸鹽巖儲層物性的相關(guān)程度和響應(yīng)方式存在差異；應(yīng)用單一的孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)不能全面的表征儲層的儲集空間特征，基于其提出的物性擬合公式的可信度比較低等。

針對以上問題，本文以渤海灣盆地南堡地區(qū)發(fā)育的孔隙型碳酸鹽巖儲層為研究對象，首先利用數(shù)字圖像分析技術(shù)，對碳酸鹽巖中的各類孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)進行提取與計算；然后探討各類孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)對儲層物性的響應(yīng)，并對儲層差異性的原因進行綜合分析；最后通過優(yōu)選出與物性相關(guān)系數(shù)較高的孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)，建立碳酸鹽巖儲層物性的預(yù)測模型。本文為南堡地區(qū)及其他研究區(qū)的孔隙型碳酸鹽巖儲層評價研究提供參考。

1 地質(zhì)背景及樣品特征

南堡地區(qū)位于渤海灣盆地黃驊坳陷東北部，包括南堡凹陷及北部的西南莊—柏各莊凸起，整體面積超過2 000 km2(圖1a)。研究區(qū)內(nèi)碳酸鹽巖儲層由下寒武統(tǒng)府君山組至下奧陶統(tǒng)亮甲山組組成(圖1b)，主要巖石類型為灰?guī)r類和白云巖類，其中灰?guī)r類包括泥晶灰?guī)r(圖2a)、粉晶灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、礫屑灰?guī)r和鮞粒灰?guī)r等，白云巖類包括粉晶白云巖、細晶白云巖(圖2b)及砂屑白云巖等[11-14]。碳酸鹽巖潛山分別在燕山運動早期和喜馬拉雅運動早期受到構(gòu)造抬升作用兩次出露地表，遭受大氣淡水的表生巖溶作用，發(fā)育巖溶角礫巖(圖2c)；而后該套潛山儲層一直處于埋藏環(huán)境中，經(jīng)歷了包括壓實、膠結(jié)、埋藏溶蝕和白云巖化等一系列復(fù)雜的成巖作用。

圖1 南堡地區(qū)構(gòu)造位置與寒武系—奧陶系地層柱狀圖Fig.1 Tectonic location and Cambrian-Ordovician stratigraphic column in Nanpu area

圖2 南堡地區(qū)碳酸鹽巖儲層巖性及孔隙類型a.NP1-90，5 226.0 m，灰黑色泥晶灰?guī)r；b. N8，1 578.4 m，灰白色細晶白云巖；c. T18，2 528.9 m，上部為灰色巖溶角礫，下部為灰白色層狀白云質(zhì)灰?guī)r；d. T20-2，1 655.2 m，鮞?；?guī)r中鑄模孔；e. T20-1，1 685.4 m，粒間溶孔；f. T120-1，2 008.4 m，粒間溶孔；g. NP1-80，3 740.4 m，凝塊灰?guī)r中凝塊顆粒間孔；h. T120-1，2 106.1 m，細晶灰?guī)r中粒內(nèi)溶孔；i. NP1-5，4 032.1 m，砂屑白云巖中晶間孔Fig.2 Lithology and pore types of carbonate reservoirs in Nanpu area

在研究區(qū)內(nèi)具有物性測試數(shù)據(jù)的碳酸鹽巖儲層段中，選取32個樣品磨制鑄體薄片，再結(jié)合前人鑄體薄片16個，共計48個薄片進行分析，其涵蓋研究區(qū)內(nèi)所有的巖石類型。物性統(tǒng)計結(jié)果表明：儲層總體的孔隙度和滲透率分布區(qū)間較大，非均質(zhì)性較強；其中孔隙度分布在0.01%～25%，主要集中在0～8%；而滲透率分布在0.01×10-3μm2～1 913×10-3μm2，其中小于10×10-3μm2區(qū)間內(nèi)的樣本占總樣本數(shù)的46%。碳酸鹽巖的儲集空間以次生溶孔為主，裂縫少見。其中在鮞?；?guī)r中可見鑄?？?圖2d)，細晶灰?guī)r及凝塊灰?guī)r中發(fā)育粒間溶孔(圖2e，f，g)和粒內(nèi)溶孔(圖2h)，而砂屑白云巖中偶見晶間孔(圖2i)等。綜上，南堡地區(qū)古生界碳酸鹽巖儲層主要為一套中、低孔—低滲的孔隙型儲層。

2 圖像分析方法

鑄體薄片中蘊含了孔隙、喉道及其相互連通性等儲集空間的多種二維空間結(jié)構(gòu)信息[15]。借助偏光顯微鏡，對鑄體薄片進行觀察拍照，獲取高清圖片信息；通過圖像分析軟件，即可從圖片中提取孔隙結(jié)構(gòu)的定量參數(shù)。具體操作流程包括圖像獲取、圖像處理、二值化和參數(shù)提取等步驟。

2.1 圖像獲取與處理

綜合考慮薄片所提供信息的數(shù)量和準(zhǔn)確性，本次研究中的圖像采集應(yīng)用5倍物鏡，2×2連續(xù)視域拍攝的方式，以確保收集的圖像可以清晰有效地反映鑄體薄片中的孔隙結(jié)構(gòu)信息。本次研究借助于符合石油行業(yè)認證標(biāo)準(zhǔn)的Image-Pro Plus圖像分析軟件，對所獲得的巖石鑄體薄片圖像進行3×3卷積銳化處理[16]，使得薄片圖片中孔隙的形態(tài)特征更加清晰。

2.2 二值化與參數(shù)提取

求取孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)，需要對薄片中鑄體充填的部分進行準(zhǔn)確提取。為保證提取參數(shù)可以代表樣品的孔隙結(jié)構(gòu)特征，在每個鑄體薄片中選取6個視域進行圖像拼接，然后應(yīng)用手動滴管法對拼接圖像進行閾值劃分。通過孔隙的細致篩選、顏色強度的確定等步驟，完成孔隙與骨架的分割，實現(xiàn)孔隙目標(biāo)的提取。為方便軟件識別與計算孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)，在目標(biāo)提取之后，對所有照片進行二值化處理。針對數(shù)量較大的待處理樣品，通過設(shè)定求取參數(shù)類別和計算公式，運用宏運算，高效的完成了對48個樣品、288張視域圖片孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)的提取。具體操作的步驟如圖3。

3 孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)

3.1 參數(shù)定義

前人對孔隙結(jié)構(gòu)特征進行過詳細描述，并將孔隙結(jié)構(gòu)的參數(shù)分為三類[6]：基本參數(shù)、局部參數(shù)和整體參數(shù)。其中基本參數(shù)主要來源于對單個孔隙的定量化測量(圖4)，局部參數(shù)是由幾個常用基本參數(shù)計算得來，而整體參數(shù)則是由多種局部參數(shù)統(tǒng)計而來。各種參數(shù)的計算公式以及代表的幾何含義見表1。

3.2 統(tǒng)計參數(shù)類型

參考前人研究成果[6-10]，結(jié)合研究區(qū)內(nèi)的儲層實際情況，本文從三類結(jié)構(gòu)參數(shù)中選取對孔隙大小與形態(tài)較為敏感的參數(shù)組合，包括角度、寬縱比、等效直徑、緊密度、圓度、球度、伽馬、形狀因子、比表面，并分別求取所選參數(shù)的平均值、中位數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)差等計算項。表2中的數(shù)據(jù)是以圖2中的6個鑄體薄片為例，共統(tǒng)計各種參數(shù)28項，這些參數(shù)能夠更全面地反映薄片的孔隙分布特征和結(jié)構(gòu)信息。

4 數(shù)據(jù)分析

首先明確利用孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)定量研究儲層物性的可行性，然后分析不同類型孔隙的結(jié)構(gòu)參數(shù)特征，最后弄清孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)與物性之間的關(guān)系，為下一步的物性擬合奠定基礎(chǔ)。

4.1 可行性分析

普通鑄體薄片厚度只有0.03 mm，其所展示的孔隙形態(tài)也與切片方向、切片位置有關(guān)，而物性測量的是橫截面約2.5 cm，長5 cm的巖芯柱樣，因此二維平面與三維空間所涵蓋的地質(zhì)信息確實存在較大差異。然而，用薄片資料反映三維地質(zhì)信息的可行性已經(jīng)有學(xué)者做過細致分析，并且在國內(nèi)外研究中已經(jīng)具有廣泛認可的成果[17-18]。此外，前人在碳酸鹽巖儲層的研究中已多次證實了鑄體薄片面孔率與實測孔隙度之間較好的相關(guān)性[19]。因此，借助薄片資料分析巖石孔隙特征與物性特征具有可行性。

圖3 圖像分析提取孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)的步驟Fig.3 Steps taken to extract pore structure parameters by digital image analysis

圖4 孔隙基本參數(shù)示意圖Fig.4 Sketches of basic parameters describing pore structure表1 圖像分析常用參數(shù)計算公式與幾何特征Table 1 Geometrical characteristics and definitions of pore structure parameters

參數(shù)類型參數(shù)名稱單位公式幾何含義基本參數(shù)面積 Area(A)μm2孔隙面積大小周長 Perimeter(P)μm孔隙的外邊界大小最長軸Major Axisμm孔隙等效橢圓的長軸最短軸Minor Axisμm孔隙等效橢圓的短軸弗雷德直徑Feret’s Diameter(FD)μm孔隙中任意兩點間的最大距離角度 Angle°孔隙弗雷德直徑與參考系的夾角局部參數(shù)等效直徑Equivalent Diameterμm2×(A/π)0.5指示不同孔隙的大小特征寬縱比 Aspect Ratio1Major Axis/Minor Axis孔隙長軸與短軸的比值伽馬 Gamma-γ1P/[2×(Aπ)0.5]用于區(qū)分孔隙的外形圓度 Circularity14πA/P2刻畫孔隙邊界的光滑程度形狀因子Form Factorμm4A/(π×Major Axis)對孔隙等效橢圓的形狀敏感球度 Roundnessμm4A/(π×FD)較為敏感地區(qū)分孔隙細長的特征緊密度Compactnessμm2A/[π×(Major Axis)0.5]用來描述不依賴線性變換的孔隙形態(tài)整體參數(shù)孔隙比表面 PoAμm-1(∑P)/(∑A)表示孔隙系統(tǒng)的復(fù)雜程度主孔隙尺寸DOMsizeμm等效直徑累積曲線中50%點所對應(yīng)直徑等效直徑75% (ED75%)μm等效直徑累積曲線中75%點所對應(yīng)直徑等效直徑25% (ED25%)μm等效直徑累積曲線中25%點所對應(yīng)直徑

4.2 不同孔隙類型的結(jié)構(gòu)參數(shù)響應(yīng)

碳酸鹽巖孔隙成因復(fù)雜，形態(tài)多樣。參考經(jīng)典的孔隙類型分類方法[20]，對研究區(qū)內(nèi)鑄體薄片中的孔隙進行分類統(tǒng)計，并將其與定量化的孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)建立聯(lián)系。

通過交會分析發(fā)現(xiàn)，比表面、寬縱比以及等效直徑相關(guān)參數(shù)可以對碳酸鹽巖孔隙類型進行較好地區(qū)分，各種孔隙類型在交會圖中的區(qū)分規(guī)律清晰可見(圖5)。其中，鑄模孔主要發(fā)育在鮞?；?guī)r中，孔隙具有長弧形、橢圓形的鮞粒外形特征，由于溶蝕充分，孔隙邊界較為平坦光滑，整體上呈現(xiàn)較低的平均等效直徑與高的寬縱比。粒間孔因成巖流體溶蝕膠結(jié)物及少量碳酸鹽巖顆粒而形成，主要發(fā)育在顆?；?guī)r中。粒間孔和鑄?？椎谋缺砻?、寬縱比數(shù)值相似。與鑄?？紫啾?，粒間孔以高的平均等效直徑和等效直徑25%為特征。當(dāng)成巖流體溶蝕顆粒為主時，形成粒內(nèi)孔。因溶蝕程度不同，其大小分布不均勻，對應(yīng)最低的比表面、最高的等效直徑標(biāo)準(zhǔn)差。晶間孔多發(fā)育在細晶石灰?guī)r或白云巖中，多為方解石的白云巖化作用而形成，孔隙形態(tài)曲折復(fù)雜，因而比表面較高且寬縱比分布范圍局限。

表2 南堡地區(qū)碳酸鹽巖孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)示例Table 2 Examples of pore structure parameters in carbonate rocks in Nanpu area

4.3 孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)對物性的影響

所有類型儲層的物性都直接受控于其儲集空間的結(jié)構(gòu)特征，而孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)可以較好地反映出孔隙形態(tài)與孔隙類型的差異，因此可以利用孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)來探討碳酸鹽巖的物性特征。本次對研究區(qū)內(nèi)選取的樣品進行鉆樣切割，制作了部分符合測試標(biāo)準(zhǔn)的柱塞樣進行孔隙度與滲透率的測試，并從中挑選出復(fù)測物性誤差小于5%的15個數(shù)據(jù)點作為標(biāo)準(zhǔn)樣品，在此基礎(chǔ)上深入探討多種孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)對物性的影響。

將通過圖像分析軟件提取計算的28項孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)依次與樣品的孔隙度做交會，發(fā)現(xiàn)孔隙度與等效直徑、形狀因子、球度等參數(shù)具有一定的正相關(guān)性(圖6)。這是因為，球度、形狀因子等均為與等效直徑或者等效橢圓長軸相關(guān)的參數(shù)[6]，當(dāng)?shù)刃E圓的長軸或等效直徑越大時，對應(yīng)的孔隙面積自然也就越大，而面孔率與孔隙度之間具有一定相關(guān)性[17]，因此對應(yīng)的孔隙度也就越高。

相較于孔隙度而言，碳酸鹽巖儲層中滲透率特征表現(xiàn)得更加復(fù)雜，研究表明具有相近孔隙度不同孔隙結(jié)構(gòu)的碳酸鹽巖，滲透率最大能夠相差6個數(shù)量級[3]。應(yīng)用提取計算的孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)與研究區(qū)內(nèi)實測的滲透率進行交會分析，發(fā)現(xiàn)球度、等效直徑以及形狀因子等參數(shù)與滲透率之間存在較好的正相關(guān)性(圖7a，b，c，e，f)，中位寬縱比等參數(shù)與滲透率之間呈現(xiàn)一定負相關(guān)性(圖7d)。整體呈現(xiàn)規(guī)律為：孔隙平均尺寸越大、大小越分散，對應(yīng)滲透率則越高。首先，根據(jù)前文所述，球度、形狀因子均為關(guān)于等效直徑或者等效橢圓長軸的參數(shù)[8]，這些參數(shù)值越高，代表孔隙尺寸越大。這些參數(shù)與滲透率之間較好的正相關(guān)性，說明當(dāng)碳酸鹽巖孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度不變的情況下，孔隙尺寸越大，對應(yīng)的滲透率就越高(圖7a，c，e)。其次，等效直徑標(biāo)準(zhǔn)差等為表征孔隙大小分布特征的參數(shù)，這些參數(shù)值越高，說明孔隙分選越差、孔隙尺寸間的差別越大。如圖所示，這兩個參數(shù)與滲透率之間具有較好的正相關(guān)性，可見在總碳酸鹽巖孔隙度不變的條件下，孔隙尺寸越分散，碳酸鹽巖的滲透率就越好(圖7b，f)。最后，寬縱比反映孔隙形態(tài)的扁平程度，寬縱比越高，表示孔隙的形態(tài)更加扁平狹長。寬縱比與滲透率之間具有一定的負相關(guān)性，說明當(dāng)孔隙越狹窄，滲透率越低(圖7d)。

為繼續(xù)探討儲層滲透率與孔吼半徑關(guān)系，本文繪制壓汞曲線、孔喉半徑分布曲線及滲透率貢獻曲線。樣品1孔隙度24.6%，滲透率176×10-3μm2，壓汞曲線具有分選中等到差、偏粗歪度的特征(圖8a)，對應(yīng)孔喉半徑分布曲線呈現(xiàn)雙峰，并且峰值較寬，說明孔喉的分選較差(圖8b)。樣品2孔隙度24%，滲透率40×10-3μm2，壓汞曲線表現(xiàn)出低平臺、分選好、粗歪度的特征(圖8c)，對應(yīng)孔喉半徑分布曲線，主峰突出，峰寬較窄，孔隙尺寸整體分選較好(圖8d)。

兩個樣品的孔隙度相近，但滲透率相差較大。同時，樣品孔喉半徑滲透率貢獻曲線均為雙峰，最大孔喉半徑的孔隙對滲透率的貢獻值最高，孔喉半徑分布曲線眾數(shù)點對應(yīng)的孔隙，占據(jù)另一個峰值，但遠小于最大孔喉半徑對滲透率的貢獻值(圖8b，d)。此外，樣品1的孔喉半徑眾數(shù)(約7 μm)遠大于樣品2的孔喉半徑眾數(shù)(約3 μm)，二者滲流能力相差較大?？芍?，孔喉的分選對滲透率影響較大，在相近孔隙度條件下，分選越差，孔喉分布越分散，相應(yīng)大的孔喉發(fā)育較多，由于較大的孔隙對碳酸鹽巖儲集層滲透率的貢獻更大，因此滲透率更好。

圖5 南堡地區(qū)碳酸鹽巖不同孔隙類型孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)交會圖Fig.5 Pore structure parameter crossplots for different pore types in carbonate rocks in Nanpu area

圖6 南堡地區(qū)碳酸鹽巖孔隙度與孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)交會圖Fig.6 Crossplots of porosity and pore structure parameters in carbonate rocks in Nanpu area

綜合分析孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)對滲透率的影響(圖7)與壓汞曲線特征(圖8)可知，碳酸鹽巖滲透率受到多種孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響，在孔隙形態(tài)結(jié)構(gòu)不變時，孔隙越大，滲透率越高；而當(dāng)孔隙總體積不變時候，分選越差，滲透能力越強，且較大的孔隙對滲透率的貢獻起到?jīng)Q定性作用。

圖7 南堡地區(qū)碳酸鹽巖滲透率與孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)交會圖Fig.7 Crossplots of permeability and pore structure parameters in carbonate rocks in Nanpu area

圖8 南堡地區(qū)碳酸鹽巖儲層滲透率貢獻值與孔喉半徑的關(guān)系Fig.8 Relationship between permeability and pore structure parameters in carbonate rocks in Nanpu area

5 儲層物性預(yù)測模型

前文已經(jīng)證明，碳酸鹽巖物性與多種孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)之間存在較強的內(nèi)在聯(lián)系，因此用二維定量的孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)來預(yù)測三維的物性特征具有較高的可信度。但孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)類型眾多，需要根據(jù)其對物性的影響程度進行優(yōu)選并排除參數(shù)之間的自相關(guān)性問題，才能建立更好的預(yù)測模型。

本文將28個參數(shù)與孔隙度、滲透率構(gòu)成一個原始矩陣，求取各個參數(shù)對物性的相關(guān)系數(shù)。由于相關(guān)系數(shù)絕對值的大小表示該參數(shù)對主參數(shù)的影響程度，因此用相關(guān)系數(shù)絕對值0.5作為參數(shù)篩選條件，挑選出對孔隙度和滲透率影響程度較高的10種參數(shù)，分別是平均等效直徑、等效直徑標(biāo)準(zhǔn)差、等效直徑75%、平均圓度、圓度標(biāo)準(zhǔn)差、平均球度、平均伽馬、平均形狀因子、比表面和主孔隙尺寸(圖9)。然后，為了排除孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的相互影響，對篩選出來的參數(shù)進行自相關(guān)性分析。盡量將彼此相關(guān)性較強的參數(shù)剔除，得到最終的優(yōu)選參數(shù)方案。

圖9 各類孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)與物性的相關(guān)系數(shù)Fig.9 Coefficient of relationship between pore structure parameters and physical properties

在孔隙度方面，選取平均球度、平均形狀因子、主孔隙尺寸、平均等效直徑、平均圓度與孔隙比表面等6個參數(shù)，該參數(shù)組合與孔隙度的相關(guān)系數(shù)可以達到0.778。而滲透率方面，選取平均球度、平均形狀因子、平均等效直徑、等效直徑標(biāo)準(zhǔn)差、等效直徑75%與伽馬等6個參數(shù)，該參數(shù)組合與滲透率的相關(guān)系數(shù)可達0.916。

(1)

(2)

Δmax與Δmin為同一觀察時刻，各子因素與母因素之間差值的絕對值極值。

(3)

其中，ρ為灰色關(guān)聯(lián)分辨系數(shù)，用來調(diào)節(jié)各影響因子之間的數(shù)值差異幅度，介于0～1之間，具體應(yīng)用中通常取值為0.5。

由于系統(tǒng)中各因子物理意義不同，導(dǎo)致原始變量序列具有不同的量綱，需要應(yīng)用初值法對所有數(shù)據(jù)進行無量綱化預(yù)處理。對所選擇的各種參數(shù)(1)根據(jù)公式(2)進行初值化處理。然后按照公式(3)計算關(guān)聯(lián)系數(shù)，按照公式(4)計算灰關(guān)聯(lián)度，最后根據(jù)公式(5)計算得出各參數(shù)的權(quán)重系數(shù)，得出孔隙度擬合公式為：

(4)

(5)

孔隙度=12.389×平均球度-10.19×平均形狀因子+0.102×平均等效直徑+0.624×主孔隙尺寸+24.078×平均圓度+0.028×比表面-53.635(R2=0.778)。

應(yīng)用相同的方法，得出滲透率擬合公式為：滲透率=77.598×平均球度-55.2143×平均形狀因子-10.982×平均等效直徑+23.018×平均伽馬+2.157×等效直徑75%+1.282×等效直徑標(biāo)準(zhǔn)差-163.61(R2=0.916)。

應(yīng)用以上兩個擬合公式對驗證組中12個樣品進行物性計算，并將計算出的結(jié)果與實測物性數(shù)據(jù)進行比較，發(fā)現(xiàn)計算孔隙度與實測孔隙度之間差別較小，預(yù)測準(zhǔn)確率高(圖10a)。而考慮到滲透率非均質(zhì)性強、數(shù)值變化大等原因，故將一個數(shù)量級內(nèi)的誤差認為是滲透率合理的區(qū)間[21-22]。以此為標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)現(xiàn)12個數(shù)據(jù)點中有10個點居于合理誤差范圍內(nèi)，僅有2個點在該范圍之外(圖10b)。

圖10 南堡地區(qū)碳酸鹽巖儲層計算物性數(shù)據(jù)與實測物性數(shù)據(jù)關(guān)系Fig.10 Relationship beween calculated and measured properties in carbonate rocks in Nanpu area

驗證結(jié)果說明，本文提出的基于多種孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)的物性預(yù)測模型具有較強的科學(xué)性和合理性，其可以為南堡地區(qū)碳酸鹽巖儲集層評價提供參考，具有一定的理論和實際意義。

6 結(jié)論

(1) 南堡地區(qū)碳酸鹽巖儲層發(fā)育鑄?？住⒘ｉg溶孔、粒內(nèi)溶孔和晶間孔等多種孔隙類型。借助圖像分析軟件，定量提取和計算了該套儲層的28項孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)。不同類型的孔隙具特定的結(jié)構(gòu)參數(shù)特征，應(yīng)用其能很好的加以區(qū)分。通過各種孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)與物性的交會分析，發(fā)現(xiàn)等效直徑、形狀因子和球度等參數(shù)對孔隙度和滲透率的影響顯著。從機理上對滲透率的差異性進行了分析，發(fā)現(xiàn)較大的孔隙對滲透率的貢獻起主導(dǎo)作用。

(2) 通過對提取計算的孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)進行優(yōu)選，建立了孔隙度與滲透率關(guān)于的孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)擬合公式：孔隙度=12.389×平均球度-10.19×平均形狀因子+0.102×平均等效直徑+0.624×主孔隙尺寸+24.078×平均圓度+0.028×比表面-53.635(R2=0.778)；滲透率=77.598×平均球度-55.2143×平均形狀因子-10.982×平均等效直徑+23.018×平均伽馬+2.157×等效直徑75%+1.282×等效直徑標(biāo)準(zhǔn)差-163.61(R2=0.916)。經(jīng)實測物性數(shù)據(jù)檢驗，擬合效果較好，且滲透率的擬合效果優(yōu)于孔隙度。