长江大学地球科学学院研究生石桓山在《Scientific Reports》发表论文“Pore-structure controls on absolute permeability of 1-mm digital sandstone subsamples under a fixed CT field of view”。石桓山为第一作者,胡望水教授为共同通讯作者,长江大学为第一署名单位。
砂岩储层的渗流能力不仅取决于孔隙数量,还与孔隙是否连通、喉道是否通畅密切相关。数字岩心能够直观揭示这些差异,但多种孔喉参数往往同步变化,直接按相关系数大小筛选,容易重复采用反映相近信息的参数。识别物理意义明确、能够相互补充的关键参数,是提高数字岩心储层评价效率的重要环节。
研究采用在共构建20个数字岩心模型。通过孔隙三维重建、孔喉参数提取和单相稳态渗流计算,获得三个正交方向的绝对渗透率,并以其几何均值表征子样的整体渗流能力。

图1 低、高渗透率砂岩数字岩心的孔隙形态、孔喉连通模型与渗流场对比
研究取得以下主要认识:(1)样品之间及同一样品内部均有明显的渗流差异,反映了毫米尺度局部孔喉的非均质性。(2)总孔隙度与渗透率总体呈较强正相关,但孔隙度相近时,渗透率仍可出现差异。三组配对样品中,高渗透率子样与低渗透率子样的渗透率比值为1.57~1.62,说明孔隙度评价还需结合喉道尺度和孔喉连通特征。(3)结合参数间的相关关系与信息重复程度,筛选出连通孔隙度、喉道半径中值和欧拉数三个互补指标,分别反映有效渗流孔隙体积、主要喉道尺度及孔喉连通格局。欧拉数是描述孔隙连通格局的拓扑参数。偏相关分析表明,在控制连通孔隙度影响后,喉道半径中值仍能进一步解释渗透率差异,欧拉数也提供了较弱的补充信息。

图2 孔隙度相近砂岩数字岩心的渗透率差异及孔喉特征对比
该成果为相近岩性、尺度及图像处理条件下的砂岩数字岩心孔喉参数选择和渗流能力评价提供了参考,有助于从有效连通孔隙、喉道尺度及孔喉连通格局三个方面认识储层渗流差异。

图3 论文首页
论文链接:https://doi.org/10.1038/s41598-026-54317-2