用“伞式解构”方法剖析致密储层微观各向异性.docx
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2022-12-15
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随着非常规油气资源的大量发现和上产，世界正经历着一场新的能源革命.致密油作为
非常规油气的典型代表，具有准连续-连续型成藏，孔喉尺度小，非均质性更强，开采难度
大等显著特征.其中，储层微观非均质性主要包括孔喉非均质性和矿物非均质性两个方面，
具体包含孔喉形态及尺寸、连通程度、配置关系、分选程度以及矿物类型、含量、分布的
非均质性.微观非均质性特征可直接影响注入剂的驱替效率，也是导致剩余油形成的根本原
因之一（Kate et al., 2006; Jia et al., 2017; Wu et al., 2019）.因此，对致密储层微观非均质性
开展综合量化表征成为探索剩余油气分布机理的重要途径，是石油地质学领域极为重要的
前沿科学问题（Du et al., 2018a, 2018b）.
随着学科交叉的深入推进，Micro⁃CT、Nano⁃CT、FIB⁃SEM 等高分辨率观测技术开始
运用于非常规储层储集空间表征研究中，前人利用该系列技术针对非常规储层开展了大量
卓有成效的研究工作，取得了一系列重要的研究结论（Du et al., 2019a, 2019b）.但随着研
究的深入和矿场实践的反馈，该技术逐渐暴露出费用高昂、CT 阈值划分不合理易引起孔喉
误判、样品尺度过小易引起代表性差等诸多核心问题.实际上，分辨率和代表性在实际观测
研究中属于一对典型的矛盾体，很大程度上无法同时兼顾(Hajnos et al., 2006; Hinai et al.,
2014; Gundogar et al., 2016; Xiao et al., 2016; Zheng et al., 2018).
观测分辨率与样品尺度是一对典型的矛盾体，现有技术条件下仍无法实现较大程度上
的兼顾(Du et al., 2018a, 2018b, 2019d; Lai et al., 2018).近年来，相关研究多数落脚于如何大
幅提高观测精度，这在一定程度上忽略了观测精度越大则要求样品尺度越小，而样品尺度
越小则非均质性越弱，从而偏离了非均质性研究的初衷(Alyafei et al., 2016; Krakowska et
al., 2018).Alyafei et al. (2016)通过研究图像分辨率大小对储层岩石孔隙度和渗透率估计精度
的影响发现，渗透率变化最低可达 25%，而孔隙度变化最高可达 50%.Wang et al.(2016)采
用多重分形方法研究发现，页岩中不同类型孔隙平均分形维数和平均宽度不同，微观非均
质性程度高低依次为粒间孔、粒内孔与有机孔.Huang et al.(2017)认为微尺度空间的分形维
数逐渐增加，纳米尺度空间中分形维数减少，表明微尺度空间的非均质性逐渐增强，而纳
米尺度空间的非均质性逐渐减弱.Munawar et al. (2018)认为孔隙网络模型（PNM）预测岩石
物理特性的成功依赖于图像分割、图像分辨率以及岩石是否均质 3 大因素，单尺度 PNM
方法无法解决致密储层的精细表征问题，亟需探索多尺度表征方法.
实际上，储层微观非均质性的量化表征研究应时刻着眼于有效甜点识别及提高采收率
的最终目标，若偏离了该目标，往往容易“舍本逐末”.深入对比并剖析储层“二维”与“三维”
表征方面的研究工作表明，随着 CT 技术和双束电镜（FIB⁃SEM）等高精度三维储层测试
技术的引入，原先基于二维平面的储层表征技术受到了一定程度的冲击(Klaver et al.,
2016; Markussen et al., 2019).在短时间内无法解决诸如储层海量数据高精度扫描、存储、统
计、分析处理以及在三维空间内较大程度兼顾分辨率-代表性等技术问题的大背景下，二维
表征仍具有较大的探索和应用价值.而且，随着大视域成像技术的迅速发展，分辨率与代表
性这一对矛盾体极有可能率先在二维空间内被解决(Silin et al., 2003; Du et al.,
2018a, 2018b；Markussen et al., 2019).
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