基于CT成像的白云巖儲層孔喉非均質(zhì)性分析
——以塔東古城地區(qū)奧陶系GC601井鷹三段為例

朱可丹，張 友，林 彤，王雅春，鄭興平，朱 琳

(1.東北石油大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，黑龍江 大慶 163318； 2.中國石油 杭州地質(zhì)研究院，浙江 杭州 310023； 3.中國石油 大慶油田有限責(zé)任公司 勘探開發(fā)研究院，黑龍江 大慶 163712； 4.中國石油 大慶油田有限責(zé)任公司 第三采油廠，黑龍江 大慶 163113)

近年來，隨著勘探程度的逐步加深，塔里木盆地下古生界碳酸鹽巖儲層已經(jīng)成為了中國深層海相油氣藏的重要勘探領(lǐng)域[1]。而塔東古城地區(qū)自2012年GC6井獲得高產(chǎn)氣流后成為了塔里木盆地的重要勘探目標[2]。該區(qū)位于塔里木盆地中央隆起帶東部的古城低凸起上[3](圖1a)，其主要勘探目的層為中-下奧陶統(tǒng)鷹山組白云巖儲層(圖1b)，但儲層強烈的非均質(zhì)性，嚴重制約了該區(qū)油氣勘探的進展。眾所周知，碳酸鹽巖氣藏會因儲層孔隙、溶洞、裂縫的尺度和分布密度不同，容易產(chǎn)生多樣化的非均質(zhì)性[4]，而白云巖儲層的孔喉非均質(zhì)性則具體表現(xiàn)為孔喉結(jié)構(gòu)及展布特征復(fù)雜[5-7]，常規(guī)儲層表征方法對其進行微觀定量化表征存在很大難度[8]，如巖心觀察難以識別微米級孔隙且不能觀察到儲層巖石內(nèi)部的孔隙特征；薄片鑒定則只能實現(xiàn)對孔隙特征的二維描述和半定量計算，并且小于10 μm的微孔隙一般就無法通過薄片識別了；壓汞資料分析能夠得出連通孔隙的孔隙度、孔徑等參數(shù)，但無法表征巖石內(nèi)部儲集空間的三維分布，并且雖然恒速壓汞法定量測量儲層內(nèi)孔喉分布已經(jīng)得到了很廣泛的應(yīng)用，但近年來，能否從其測量結(jié)果解讀出正確的孔喉比卻受到了質(zhì)疑[9]。

圖1 塔里木盆地古城地區(qū)所處構(gòu)造位置(a)及地層綜合柱狀圖(b)Fig.1 Diagrams showing the location (a) and stratigraphic column (b) of Gucheng area,eastern Tarim Basin

CT成像作為一種無損檢測與探傷技術(shù)，于20世紀70年代興起，并隨著分析精度的提高，于本世紀初，被地質(zhì)學(xué)家應(yīng)用于儲層微觀表征[10-11]。目前CT成像技術(shù)在非常規(guī)儲層中應(yīng)用較廣泛[12-14]，致密砂巖微觀孔喉結(jié)構(gòu)[15]和流體流動特征[16]、特低滲儲層微觀孔隙結(jié)構(gòu)及滲流機理[17]等方面研究在CT成像技術(shù)的支持下均獲得了大量成果。而近年來，該技術(shù)在碳酸鹽巖儲層表征中也越來越發(fā)揮出其獨特的優(yōu)勢，如Arns[18]、Herbert[19]和Devarapalli[20]等人利用CT成像技術(shù)對白云巖儲層多尺度孔隙結(jié)構(gòu)表征進行了深入研究，Youssef等人基于高分辨率CT掃描和孔隙建模對碳酸鹽巖巖石物理學(xué)特征表現(xiàn)出的均質(zhì)和非均質(zhì)性展開探討[21]，佘敏[22]和鄭劍鋒[11]等人討論了不同巖性及不同孔隙類型的CT掃描結(jié)果的特征。

CT成像技術(shù)的特點是能夠?qū)訋r石樣品內(nèi)部孔隙特征進行三維可視化刻畫，并能通過建立孔喉網(wǎng)絡(luò)模型定量化計算出孔喉結(jié)構(gòu)參數(shù)。應(yīng)用CT成像技術(shù)對塔東古城地區(qū)鷹三段的9個白云巖儲層樣品進行了三維掃描，提取其孔喉結(jié)構(gòu)三維模型，通過數(shù)字巖心軟件對其孔隙度、連通率、孔喉半徑及數(shù)量等參數(shù)進行定量計算。對孔喉半徑分布曲線進行歸類，結(jié)合掃描圖像、巖心和鑄體薄片證據(jù)，總結(jié)白云巖儲層孔喉半徑分布模式，為定量表征白云巖儲層孔喉非均質(zhì)性提供了一種可能的思路。

1 實驗樣品和測試方法

1.1 實驗樣品

選取了塔東古城地區(qū)GC601井鷹三段白云巖儲層巖心樣品9塊，根據(jù)樣品情況制作了8個直徑25 mm柱塞樣和1個直徑15 mm柱塞樣(表1)，并制作了相應(yīng)的鑄體薄片。通過巖心觀察和鏡下鑒定，樣品的主要巖性均為晶粒白云巖，發(fā)育儲集空間類型有：晶間孔、晶間溶孔、殘余粒間孔、微裂縫等(圖2)。沉積相屬白云石化的淺緩坡顆粒灘。

圖2 塔里木盆地GC601井樣品代表性鏡下照片F(xiàn)ig.2 Micrographs showing the characteristics of typical samples from Well GC601,Tarim Basin a.樣品Ⅰ，埋深6 043.46 m，細-中晶白云巖，滲流粉砂充填晶間孔及晶間溶孔;b.樣品Ⅱ，埋深6 059.66 m，細-中晶白云巖，殘余顆粒結(jié)構(gòu)，藍色為鑄體，發(fā)育晶間孔、微裂縫;c.樣品Ⅲ，埋深6 047.84 m，中晶白云巖，晶間孔邊緣存在溶蝕現(xiàn)象，局部見亮晶方解石充填洞;d.樣品Ⅳ，埋深6 042.08 m，細晶白云巖，殘余顆粒結(jié)構(gòu)，較干凈與較污濁的白云石相間表現(xiàn)出層理特征，晶間孔被泥質(zhì)充填;e.樣品Ⅴ，埋深6 053.45 m，細-中晶白云巖，殘余顆粒結(jié)構(gòu)，較多晶間孔被黑色泥質(zhì)充填;f.樣品Ⅵ，埋深6 066.79 m，中晶白云巖，殘余顆粒結(jié)構(gòu)，晶間孔發(fā)育;g.樣品Ⅶ，埋深6 051.90 m，細晶白云巖，殘余顆粒結(jié)構(gòu)，晶間孔、晶間溶孔發(fā)育;h.樣品Ⅷ，埋深6 048.51 m，中晶白云巖，殘余顆粒結(jié)構(gòu)，溶蝕孔洞發(fā)育; i.樣品Ⅸ，埋深6 067.83 m，中晶白云巖，殘余顆粒結(jié)構(gòu)，白云石自左下向右上自形程度逐漸變高，晶間孔、晶間溶孔發(fā)育

表1 塔里木盆地GC601井樣品主要特征及孔隙類型Table 1 Major characteristics and pore types of samples from Well GC601,Tarim Basin

1.2 測試方法

樣品的實驗測試是在杭州地質(zhì)研究院中國石油天然氣集團公司碳酸鹽巖儲層重點實驗室完成的。測試儀器為德國產(chǎn)定制化微納米工業(yè)CT裝置VtomeX，其主要具有如下技術(shù)特點：①具有240 kV微米焦點射線源和180 kV納米焦點射線源組成的雙射線源，并且對檢測樣品大小無要求；②具有空間分辨率可達0.27 μm的高精度平板探測器；③5軸樣品檢測平臺可沿X，Y，Z三個方向自由移動，并可360°旋轉(zhuǎn)或在某方向上傾斜；④配套的高性能計算機集群可快速處理上千幅圖像數(shù)據(jù)。

樣品測試步驟概括(圖3)如下：首先根據(jù)樣品直徑等實際情況設(shè)置掃描分辨率，用CT設(shè)備掃描樣品，獲得三維數(shù)據(jù)體；然后對獲得的數(shù)據(jù)體進行降噪處理，排除“噪聲”干擾、提高圖像清晰度；根據(jù)掃描圖像中固體基質(zhì)和孔隙分別對應(yīng)的灰度值對數(shù)據(jù)體進行二值化處理，為隨后利用數(shù)字巖心軟件提取孔喉、對孔喉參數(shù)進行定量計算并建立孔喉網(wǎng)絡(luò)模型奠定基礎(chǔ)。本次實驗測試中，直徑25 mm的樣品掃描分辨率為8 μm，直徑15 mm的樣品掃描分辨率為6 μm。

圖3 塔里木盆地GC601井樣品Ⅱ(埋深6 059.66 m)CT掃描結(jié)果及數(shù)字化處理Fig.3 Results of CT scanning and digitalization for sample Ⅱ (at a burial depth of 6 059.66 m) from Well GC601,Tarim Basin a. YZ方向縱切片;b. XZ方向縱切片;c. XY方向橫切片;d.二值化提取的孔隙空間;e.提取孔隙空間后的CT掃描數(shù)據(jù)體

2 孔喉建模與定量表征

2.1 孔喉提取

本研究使用了數(shù)字巖心軟件E-core從樣品的CT數(shù)據(jù)體中提取孔喉結(jié)構(gòu)，提取方法為顆粒識別法，具體實現(xiàn)過程如下：通過瀏覽X，Y，Z三個方向上的二維切片和三維動態(tài)視頻，在原始數(shù)據(jù)體中確定定量計算的立方體區(qū)域，并進行剪裁(圖4a，b)；二值化處理把剪裁后的三維數(shù)據(jù)體分為基質(zhì)相和孔隙相兩種相態(tài)，再把二者分別賦值為1和0；以兩種相態(tài)的邊界為起點，通過雙相燃燒法[23-24]確定兩相中軸，并測量中軸上各點距邊界的歐幾里得距離；在孔隙相中找到最大距離，代表孔隙半徑，并在其中嵌入以此為半徑的與孔隙等效的紅色球體模型；找到最小距離代表喉道半徑，并嵌入以此為半徑的與喉道等效的白色棒狀圓柱體模型(圖4c，d)。

2.2 孔喉網(wǎng)絡(luò)模型及特征統(tǒng)計

提取孔喉結(jié)構(gòu)后，建立相應(yīng)的孔喉網(wǎng)絡(luò)模型，即可通過模型在其中計算單個連通空間大小(圖4e，f)，并可統(tǒng)計孔喉數(shù)量、孔喉半徑(最大值、最小值、平均值)、孔喉半徑分布，并據(jù)此計算總孔隙度、空間連通性等儲層非均質(zhì)性表征參數(shù)(表2)。

3 討論

3.1 孔喉半徑分布曲線的形態(tài)分類

應(yīng)用定量統(tǒng)計出的不同等效半徑的孔隙和喉道占總孔隙數(shù)量和總喉道數(shù)量百分比，即可繪制孔喉半徑分布曲線。如圖5所示，所涉及9個樣品的孔隙和喉道的等效半徑整體上呈偏態(tài)分布，小孔隙、小喉道相對較多，大孔隙、大喉道較少。從孔隙半徑曲線和喉道半徑曲線之間的關(guān)系上看，二者整體形態(tài)一般比較相近，孔隙半徑分布曲線上出現(xiàn)的峰一般都能在喉道半徑分布曲線上找到相對應(yīng)的，但峰值位置總是相互錯開，且喉道半徑值較小，符合孔隙半徑大于喉道半徑的一般規(guī)律。雖然可能存在較大孔隙配較小喉道的情況，也有可能存在相對較小孔隙配相對較大喉道的情況，但從曲線形態(tài)上來看，這兩種情況絕對數(shù)量較少，不易形成峰值。故而認為，與孔隙半徑曲線上某峰值相對應(yīng)的喉道半徑主要為喉道半徑曲線上與之相對應(yīng)的峰值附近的值。

圖5 塔里木盆地GC601井樣品CT掃描孔喉半徑分布特征及形態(tài)分類Fig.5 Characteristics and classification of pore-throat radius distribution patterns in CT scanned samples from Well GC601,Tarim Basin

雖然孔喉半徑分布曲線整體特征較一致，但是不同樣品的孔喉半徑分布曲線之間仍然呈現(xiàn)出明顯的差異性。如樣品Ⅰ—Ⅵ的孔隙半徑分布曲線呈現(xiàn)為主體是單峰的形態(tài)，而樣品Ⅶ—Ⅸ則呈現(xiàn)為多峰形態(tài)。又如樣品Ⅰ—Ⅲ的喉道半徑分布曲線呈現(xiàn)明顯的單峰或單峰為主的形態(tài)，而樣品Ⅳ—Ⅸ則呈現(xiàn)出差異較大的多峰形態(tài)。前人研究[10,25]表明，孔喉半徑分布曲線上不同位置的峰形對應(yīng)了不同大小、類型的孔隙結(jié)構(gòu)，反映了儲層非均質(zhì)性。因此，依據(jù)曲線形態(tài)特征進行歸納，將所涉及9個樣品的孔喉半徑分布曲線分為3類，分別為：①正常單主峰型；②喉道多峰、孔隙單主峰型；③喉道多峰、孔隙多峰型。

3.2 孔喉展布特征分析

通過對樣品巖心觀察、鑄體薄片分析和CT掃描結(jié)果分析發(fā)現(xiàn)，上述3種類型孔喉分布曲線呈現(xiàn)出4種典型特征，下面以4個代表性樣品為例分別展開。

3.2.1 樣品Ⅰ

樣品I的巖性為淺灰色細-中晶白云巖，巖心(圖6a)上可見明顯的花斑狀巖溶改造特征，而鏡下(圖6b,d)可見主要孔隙類型為白云石晶間孔，但較大晶間孔(≈500 μm)多被滲流粉砂或泥質(zhì)充填，符合巖溶暴露特征。白云石半自形-自形，局部可見殘余顆粒結(jié)構(gòu)，樣品中未發(fā)現(xiàn)微裂縫。

該樣品CT三維數(shù)據(jù)體的定量計算區(qū)域如圖6c，為一長、寬、高均為6 100 μm的立方體。CT掃描孔隙度3.48%，其中連通體積約占孔隙空間總體積的36.33%。從CT三維數(shù)據(jù)體的切片和提取孔喉空間的網(wǎng)絡(luò)模型(圖6e)上可見，樣品內(nèi)部孔隙空間呈云霧狀較均勻分布。而CT掃描結(jié)果也顯示，該樣品內(nèi)部不存在微裂縫。

圖6 塔里木盆地GC601井樣品Ⅰ(埋深6 043.46 m)巖心、薄片和CT成像綜合分析Fig.6 Comprehensive analysis of sample Ⅰ (at a burial depth of 6 043.46 m) from Well GC601 in Tarim Basin based on core observation,thin section identification and CT imaging a.樣品Ⅰ所在巖心;b.鑄體薄片照片①;c. CT定量計算立方體;d.鑄體薄片照片②;e.孔喉結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)模型

該樣品CT數(shù)據(jù)體定量計算區(qū)域孔喉半徑分布曲線(圖5a)顯示，定量計算區(qū)域內(nèi)孔喉半徑呈現(xiàn)出典型的偏態(tài)分布模式，曲線峰值分別出現(xiàn)在20 μm和15 μm，為正常單主峰型。表明數(shù)量上占主體的孔隙半徑約為20 μm，喉道半徑約為15 μm，半徑較小的孔喉相對較多。據(jù)此可以推測，雖然樣品I受巖溶改造，較大晶間孔已經(jīng)被充填，但是仍存在孔喉半徑約為15～20 μm的小孔喉作為保存下來的儲集空間。然而由于這種孔喉空間比較分散，相對孤立，故連通體積占比不高。

3.2.2 樣品Ⅱ

樣品II的巖性為淺灰色細-中晶白云巖，巖心(圖7a)上可見針孔較發(fā)育，而鏡下(圖7b，d)可見主要孔隙類型為白云石晶間孔，孔隙大小約為50～100 μm，多呈邊緣較平直的三角形。白云石自形-半自形晶，見較明顯的殘余顆粒結(jié)構(gòu)，局部見微裂縫發(fā)育。

圖7 塔里木盆地GC601井樣品Ⅱ(埋深6 059.66 m)巖心、薄片和CT成像綜合分析Fig.7 Comprehensive analysis of sample Ⅱ (at a burial depth of 6 059.66 m) from Well GC601 in Tarim Basin based on core observation,thin section identification and CT imaging a.樣品Ⅱ所在巖心;b.鑄體薄片照片①;c. CT定量計算立方體;d.鑄體薄片照片②;e.孔喉結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)模型

該樣品CT三維數(shù)據(jù)體的定量計算區(qū)域如圖7c，為一長寬高均為6 400 μm的立方體。CT掃描孔隙度10.07%，其中連通體積約占孔隙空間總體積的99.61%。從CT三維數(shù)據(jù)體的切片和提取孔喉空間的網(wǎng)絡(luò)模型(圖7e)上可見，樣品內(nèi)部孔隙空間呈云霧狀較均勻分布。樣品整體CT掃描結(jié)果中可見多條較明顯的微裂縫，但在定量計算區(qū)域內(nèi)微裂縫不明顯。

該樣品CT數(shù)據(jù)體定量計算區(qū)域孔喉半徑分布曲線顯示(圖5b)，定量計算區(qū)域內(nèi)孔喉半徑呈現(xiàn)出較典型的偏態(tài)分布模式，孔隙半徑曲線峰值出現(xiàn)在40 μm左右，而喉道半徑曲線則存在25 μm處的一個主峰和10 μm處的一個較小尖峰，總體上仍屬于正常單主峰型。這表明數(shù)量上占主體的孔隙半徑約為40 μm，其對應(yīng)的喉道半徑約為25 μm，半徑較小的孔喉相對較多。由鏡下照片(圖7b，d)可見，視覺上大于100 μm的孔隙十分發(fā)育，但該現(xiàn)象與孔喉半徑分布曲線反映出的分布特征之間并無矛盾?？缀戆霃椒植记€表現(xiàn)的是孔喉數(shù)量的分布模式，根據(jù)前文論述，鏡下照片對于幾十微米的孔喉分辨能力有限，對于10 μm以下的孔喉甚至無法分辨。而與之相對，較大的上百微米的孔隙則明顯得多。另外，從宏觀巖心特征(圖7a)來看白云巖儲層也可能因為非均質(zhì)性出現(xiàn)局部較大孔隙較發(fā)育，而樣品中較大孔隙在數(shù)量上并非占主體地位，故而在視覺上，雖然上百微米的孔隙較多，但因其絕對數(shù)量較少，其在孔喉半徑分布曲線上并沒有占主體地位。而據(jù)巖心和薄片證據(jù)推測，喉道半徑曲線上10 μm處的較小尖峰可能由寬度約10 μm規(guī)模較小的微裂縫(圖7b中紅框內(nèi)標出)造成。該樣品孔隙度及連通孔隙占比非常高，推測與微裂縫對孔隙空間連通性的建設(shè)性改造有關(guān)。

3.2.3 樣品Ⅵ

樣品Ⅵ的巖性為巖溶淺灰色中晶白云巖，巖心(圖8a)上可見層理較明顯，針孔比較發(fā)育，而鏡下(圖8b，c)可見主要孔隙類型為白云石晶間孔，孔隙大小約以10～50 μm的較小孔隙為主，局部見大小可達50～100 μm的孔隙。孔隙邊緣多呈較平直的三角形，個別較大孔隙見不平直的溶蝕邊屬晶間溶孔。白云石自形-半自形晶，見殘余顆粒結(jié)構(gòu)，晶間孔有沿層理面富集發(fā)育的趨勢。

該樣品CT三維數(shù)據(jù)體的定量計算區(qū)域如圖8e，為一長寬高均為6 600 μm的立方體。CT掃描孔隙度2.40%，其中連通體積約占孔隙空間總體積的24.05%。從CT三維數(shù)據(jù)體的切片和提取孔喉空間的網(wǎng)絡(luò)模型上(圖8f)可見，樣品內(nèi)部孔隙空間呈云霧狀，但分布不均勻，局部大孔喉較集中發(fā)育。從CT數(shù)據(jù)體切片(圖8d)中可以觀察到，局部孔隙呈現(xiàn)定向排列的趨勢，方向與層理面方向一致。樣品整體CT掃描結(jié)果(圖8d)中可見一條明顯的微裂縫，但在定量計算區(qū)域(圖8e)內(nèi)不存在明顯的微裂縫。

該樣品CT數(shù)據(jù)體定量計算區(qū)域孔喉半徑分布曲線顯示(圖5f)，定量計算區(qū)域內(nèi)孔隙半徑曲線呈現(xiàn)出近似的偏態(tài)分布模式，孔隙半徑曲線峰值出現(xiàn)在10 μm左右，半徑大于20 μm的曲線在3%及以下平緩延伸。而喉道半徑曲線則存在5 μm處和30 μm處兩個主峰以及一個15 μm處較小尖峰，屬喉道多峰、孔隙單主峰型。這表明數(shù)量上占主體的孔隙半徑約為10 μm，其對應(yīng)的喉道半徑約為5 μm，半徑大于20 μm的較大孔隙局部富集，這類較大孔隙對應(yīng)喉道半徑約為25～30 μm。而依據(jù)巖心和薄片晶間孔沿層理面定向富集的現(xiàn)象推測，喉道半徑曲線上30 μm處的尖峰可能是由沿層理面排列的較大孔隙間25～30 μm喉道造成的。CT圖像(圖8d、g—f)表現(xiàn)出的孔隙分布不均勻，使該樣品孔隙度和連通孔隙占比均不高。

3.2.4 樣品Ⅷ

樣品Ⅷ的巖性為淺灰色中晶白云巖，巖心(圖9a)上可見針孔比較發(fā)育，而鏡下(圖9b，d)可見主要孔隙類型為白云石晶間孔及晶間溶孔，晶間孔大小約以10～50 μm的較小孔隙為主，而晶間溶孔大小可達50～100 μm。晶間孔邊緣呈較平直的三角形，晶間溶孔邊緣多存在不平直的溶蝕現(xiàn)象。白云石自形-半自形晶，見殘余顆粒結(jié)構(gòu)。

該樣品CT三維數(shù)據(jù)體的定量計算區(qū)域如圖9c，為一長寬高均為7 700 μm的立方體。CT掃描孔隙度3.68%，其中連通體積約占孔隙空間總體積的51.4%。從CT三維數(shù)據(jù)體的切片和提取孔喉空間的網(wǎng)絡(luò)模型(圖9e)上可見，樣品內(nèi)部孔隙空間多呈孤立狀，局部呈云霧狀，表現(xiàn)出較大的非均質(zhì)性。從CT數(shù)據(jù)體中可以觀察到，孔隙形狀和分布區(qū)域不規(guī)則，沒有明顯的定向排列的趨勢。在定量計算區(qū)域內(nèi)不存在微裂縫。

圖9 塔里木盆地GC601井樣品Ⅷ(埋深6 048.51 m)巖心、薄片和CT成像綜合分析Fig.9 Comprehensive analysis of sample Ⅷ (at a burial depth of 6 048.51 m) from Well GC601 in Tarim Basin based on core observation,thin section identification and CT imaging a.樣品Ⅷ所在巖心;b.鑄體薄片照片①;c.CT定量計算立方體;d.鑄體薄片照片②;e.孔喉結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)模型

該樣品CT數(shù)據(jù)體定量計算區(qū)域孔喉半徑分布曲線顯示(圖5h)，定量計算區(qū)域內(nèi)孔隙半徑曲線呈現(xiàn)出多峰狀的分布模式，孔隙半徑曲線峰值出現(xiàn)在30 μm和60 μm兩個位置。而喉道半徑曲線則存在15 μm處和25 μm處兩個峰值，亦呈多峰形態(tài)，屬喉道多峰、孔隙多峰型。這表明數(shù)量上占主體的孔隙半徑約為30 μm，而半徑約為60 μm的孔隙占比也比較大。而二者對應(yīng)的喉道半徑變化比較大，但主要集中在25 μm左右。而依據(jù)巖心、薄片和CT圖像上晶間溶孔十分發(fā)育的現(xiàn)象推測，由溶蝕作用導(dǎo)致的晶間溶孔大小不均勻、位置差異分布造成了孔喉半徑分布曲線均為多峰形態(tài)，表現(xiàn)出很強的非均質(zhì)性。該樣品雖然孔隙度較低，但連通孔隙占比較高，說明原始孔隙比較低，但在巖溶作用的建設(shè)性改造作用下，孔隙的大小和連通性均得到了改善。

3.3 孔喉半徑分布模式

通過對以上4個代表性樣品的分析可以發(fā)現(xiàn)，雖然樣品主要巖性均為晶粒白云巖，但由于孔隙大小、孔隙類型、微裂縫的存在與否、原始沉積構(gòu)造的保存情況等因素的差異，孔喉半徑分布曲線發(fā)生了規(guī)律性的變化：以晶間孔為主要孔隙類型的白云巖儲層孔喉半徑曲線整體上均呈現(xiàn)出類似偏態(tài)分布特征，喉道半徑曲線峰值與其相對應(yīng)的孔隙半徑曲線峰值位置向減小方向相差約半個相位，局部微裂縫的發(fā)育會造成喉道半徑曲線上主峰旁較小的尖峰；與樣品Ⅰ和Ⅱ同屬正常單主峰型的樣品Ⅲ，由于極少數(shù)局部較大孔洞的存在其孔喉半徑分布曲線主體較陡峭(圖5c)，但依然呈單峰型；與樣品Ⅵ同屬喉道多峰、孔隙單主峰型的樣品Ⅳ和Ⅴ，殘余顆粒結(jié)構(gòu)均比較明顯，并且在巖心、鑄體薄片和CT掃描結(jié)果上都能在一定程度上發(fā)現(xiàn)孔隙沿層理面定向富集的現(xiàn)象，這證明若存在孔隙沿層理面等殘余沉積構(gòu)造定向富集的情況，則喉道半徑曲線會呈現(xiàn)出明顯的多峰形態(tài)；與樣品Ⅷ同屬喉道多峰、孔隙多峰型的樣品Ⅶ和樣品Ⅸ，經(jīng)鑄體薄片分析發(fā)現(xiàn)該3個樣品孔隙類型雖然以晶間孔為主，但晶間溶孔也都比較發(fā)育，并且發(fā)育情況表現(xiàn)為Ⅷ>Ⅶ>Ⅸ，而孔喉半徑分布曲線的復(fù)雜程度與其有一定的相關(guān)性，這表明隨著溶蝕作用增強、晶間溶孔的增多，孔喉半徑分布曲線均會向多峰形態(tài)發(fā)展，表現(xiàn)出越來越強的非均質(zhì)性。而孔隙之間的連通性則受到裂縫發(fā)育和巖溶作用等建設(shè)性改造作用影響會相應(yīng)得到改善。綜上所述，以是否發(fā)育微裂縫、孔隙是否沿層理面富集、溶蝕孔洞是否發(fā)育3個控制因素為例，對以晶間孔為主要孔隙類型的晶粒白云巖建立如下孔喉半徑分布模式(圖10)。該模式由一個基礎(chǔ)模式和若干復(fù)合模式構(gòu)成，復(fù)合模式為基礎(chǔ)模式的曲線形態(tài)在單因素或多因素影響下發(fā)生的相應(yīng)變化。

圖10 孔喉半徑分布模式Fig.10 Diagram showing the pore-throat radius distribution patterns

4 結(jié)論

1) CT成像技術(shù)可以有效表征白云巖儲層內(nèi)部的孔喉非均質(zhì)性，該技術(shù)與常規(guī)儲層表征手段相比，具有直觀性和定量性兩大優(yōu)勢。依據(jù)孔喉結(jié)構(gòu)模型獲得的孔喉數(shù)量、孔喉半徑等參數(shù)繪制的孔喉半徑分布曲線可以作為表征晶粒白云巖儲層非均質(zhì)性的有效指標?？缀戆霃角€的復(fù)雜程度顯示了孔喉非均質(zhì)性的程度，越復(fù)雜非均質(zhì)性越強。

2) 在晶粒白云巖儲層中孔喉半徑分布曲線受孔隙大小、孔隙類型、微裂縫的存在與否、原始沉積構(gòu)造的保存情況等因素影響，存在如下模式：以晶間孔為主要孔隙類型的儲層，孔喉半徑曲線整體上呈現(xiàn)出較勻稱的單主峰偏態(tài)分布特征，局部微裂縫的發(fā)育會造成喉道半徑曲線上主峰旁較小的尖峰；若存在孔隙沿層理面等殘余沉積構(gòu)造定向富集的現(xiàn)象，則喉道半徑曲線會呈現(xiàn)出明顯的多峰形態(tài)；隨著溶蝕作用增強、晶間溶孔的增多，孔喉半徑分布曲線均會向多峰形態(tài)發(fā)展，表現(xiàn)出越來越強的非均質(zhì)性。當(dāng)然，需要指出的是，白云巖儲層孔喉非均質(zhì)性與孔隙度之間的關(guān)系尚無明顯規(guī)律，值得進一步研究探討。