曾文沖，劉學(xué)鋒

（1.中國石化勝利油田，山東 東營257001；2.中國石油大學(xué)（華東）理學(xué)院，山東 青島266580）

0 引 言

以碳酸鹽巖為主體的復(fù)雜儲(chǔ)層其巖石成分、孔隙結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和儲(chǔ)集空間的多元性，以及極不均勻的隨機(jī)分布，導(dǎo)致儲(chǔ)層強(qiáng)烈的非均質(zhì)性，并在巖石物理學(xué)和滲流物理學(xué)乃至油氣分布等具有比砂巖儲(chǔ)層更為復(fù)雜的特點(diǎn)。建立在均質(zhì)、各向同性地層基礎(chǔ)之上的傳統(tǒng)測井理論、方法，在復(fù)雜儲(chǔ)層測井解釋中出現(xiàn)明顯的不適應(yīng)性。其中典型問題是經(jīng)典的阿爾奇方程出現(xiàn)非阿爾奇現(xiàn)象，產(chǎn)生非阿爾奇特性。

阿爾奇（Archie）方程以簡明的形式確定了地層電阻率、孔隙度、地層水電阻率和油氣飽和度四者的基本關(guān)系，為測井?dāng)?shù)據(jù)反演和計(jì)算油氣飽和度提供理論與實(shí)驗(yàn)依據(jù)。這一經(jīng)典方程的建立，是在確定巖石宏觀導(dǎo)電物理模型基礎(chǔ)上對(duì)巖心實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的規(guī)律性擬合。實(shí)踐證明，在均質(zhì)親水碎屑巖地層中，阿爾奇方程的應(yīng)用相當(dāng)成功［1］，描述阿爾奇特性的2個(gè)關(guān)鍵指數(shù)m、n相當(dāng)穩(wěn)定，m一般在1.7～1.85之間（為了便于比較，本文設(shè)定a＝1，b＝1），n約為2。阿爾奇方程的原型及所描述的規(guī)律性認(rèn)識(shí)是建立在均質(zhì)、孔隙結(jié)構(gòu)單一的砂巖儲(chǔ)層基礎(chǔ)之上的。隨著油氣勘探與開發(fā)全球性日趨深化，復(fù)雜巖性、復(fù)雜儲(chǔ)層已逐步成為測井評(píng)價(jià)的主體，特別是蘊(yùn)藏著全球大約60%石油儲(chǔ)量的碳酸鹽巖儲(chǔ)層，由于復(fù)雜的孔隙結(jié)構(gòu)和存在極不均勻分布的多元孔隙空間，使得不同孔隙結(jié)構(gòu)、潤濕性的碳酸鹽巖儲(chǔ)層各自導(dǎo)電特性有很大差異，導(dǎo)致阿爾奇方程中的2個(gè)關(guān)鍵指數(shù)m、n變化大，其規(guī)律性也會(huì)出現(xiàn)“異化”［2－4］。大量巖心的實(shí)際測定表明，對(duì)于碳酸鹽巖等非均質(zhì)儲(chǔ)層，即使在相同巖性和相同孔隙度、礦化度和含水飽和度條件下，由于組成儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)的宏觀與微觀因素的不同，m、n的規(guī)律性和數(shù)值會(huì)有相當(dāng)大的變化，電阻率也有較大差異。以PG2井的飛仙關(guān)組上段白云巖儲(chǔ)層為例，雖然這一層段儲(chǔ)集空間主要為溶蝕孔洞型，但18塊巖樣實(shí)際測定的m、n仍然變化甚大，m為1.60～3.57，n為1.24～3.67?？梢灶A(yù)料，對(duì)于以巖溶縫洞型的碳酸鹽巖儲(chǔ)層，非阿爾奇化現(xiàn)象將表現(xiàn)得更為突出。因此，拓展阿爾奇方程在碳酸鹽巖等復(fù)雜非均質(zhì)儲(chǔ)層的應(yīng)用，已經(jīng)成為進(jìn)一步優(yōu)化復(fù)雜油氣藏測井評(píng)價(jià)的重要內(nèi)容。

對(duì)于非均質(zhì)儲(chǔ)層出現(xiàn)的非阿爾奇現(xiàn)象，目前國內(nèi)外對(duì)巖石導(dǎo)電（飽和度）模型的研究呈現(xiàn)兩大趨勢(shì)。一是肯定阿爾奇方程基本形式的合理性以及存在的局限性，認(rèn)為特征參數(shù)m、n并非常數(shù)，是隨儲(chǔ)層特性變化的變量，研究的重點(diǎn)應(yīng)立足于探尋引起非阿爾奇現(xiàn)象的主導(dǎo)因素及m、n的變化規(guī)律；另一是認(rèn)為阿爾奇方程形式有待改進(jìn)，從而在實(shí)驗(yàn)和理論分析基礎(chǔ)之上提出各種改進(jìn)的導(dǎo)電（飽和度）模型。然而迄今為止，在碳酸鹽巖等非均質(zhì)儲(chǔ)層的測井評(píng)價(jià)中，阿爾奇公式仍然被廣泛使用，這不僅在于公式自身的簡潔性和實(shí)用性，更重要的在于它所蘊(yùn)含的核心物理學(xué)模型，是對(duì)巖石導(dǎo)電特性主要影響因素及其相關(guān)關(guān)系的宏觀詮釋。事實(shí)上人們?cè)缫寻l(fā)現(xiàn)，雖然阿爾奇方程帶有比較濃烈的經(jīng)驗(yàn)色彩，確實(shí)不能完全描述所有巖石的導(dǎo)電特性，但公式的基本形式在一定條件下仍有較為普遍的意義。阿爾奇方程在碳酸鹽巖等復(fù)雜儲(chǔ)層所表現(xiàn)出的局限性，當(dāng)然與巖心實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)有關(guān)，即選用以粒間孔隙為主體的均質(zhì)砂巖巖心為實(shí)驗(yàn)樣品，這樣對(duì)于具有多元復(fù)雜孔隙空間的碳酸鹽巖儲(chǔ)層，出現(xiàn)非阿爾奇現(xiàn)象就不言而喻了。為了拓展阿爾奇方程的應(yīng)用，重要問題在于進(jìn)一步深入研究組成碳酸鹽巖復(fù)雜孔隙空間的3種不同“元素”（基質(zhì)孔隙、裂縫與溶孔、洞）的導(dǎo)電特性，探尋阿爾奇參數(shù)m、n在復(fù)雜孔隙空間的變化規(guī)律，巖石物理實(shí)驗(yàn)就是其中最直觀與便捷的分析方法。為此，有針對(duì)性地收集、整理與分析塔河、川東、鄂西和渤海灣等地區(qū)2 028塊巖心樣品測量的F—φ、I—Sw數(shù)據(jù)，其中主要包括基質(zhì)孔＋微裂縫和溶孔、洞發(fā)育的碳酸鹽巖樣品，以及部分具有典型粒間孔隙的砂巖巖心樣品，分析、考察孔隙空間3種不同“元素”各自的導(dǎo)電特性和探尋m值的變化規(guī)律，并進(jìn)一步分析n值的分布特征和變化特點(diǎn)。同時(shí)，為了揭示和描述巖心孔喉結(jié)構(gòu)、流體分布狀態(tài)等微觀因素對(duì)阿爾奇特征參數(shù)m、n的影響，并對(duì)無法直接獲取巖心樣品的裂縫型和巖溶溶洞型的碳酸鹽巖儲(chǔ)層進(jìn)行考察，開展基于三維數(shù)字巖心的巖石物理特性微觀數(shù)值模擬等具有前瞻意義的研究工作?？傊ㄟ^綜合分析碳酸鹽巖油藏勘探、開發(fā)積累大量反映儲(chǔ)層特性的巖心實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、測井?dāng)?shù)據(jù)以及基于三維數(shù)字巖心的數(shù)值模擬，基本搞清組成碳酸鹽巖復(fù)雜孔隙系統(tǒng)3種不同“元素”各自的導(dǎo)電特性及影響m、n值的主要因素，進(jìn)一步明確阿爾奇參數(shù)的分布特點(diǎn)、物理意義及其變化規(guī)律。

1 阿爾奇方程m的實(shí)驗(yàn)規(guī)律

圖1 基質(zhì)孔隙、裂縫與溶蝕孔、洞m值與φ的關(guān)系（右上角為三者關(guān)系示意圖）

通過對(duì)巖石不同類型儲(chǔ)集空間的巖心巖電實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的梳理，能夠比較清楚地獲得構(gòu)成碳酸鹽巖復(fù)雜儲(chǔ)集空間3種“元素”，即基質(zhì)孔、裂縫與溶蝕孔、洞各自導(dǎo)電特性的基本認(rèn)識(shí)，以及表征導(dǎo)電特性的m值各自的變化規(guī)律和分布特點(diǎn)。圖1是綜合多個(gè)地區(qū)基質(zhì)孔隙、裂縫與溶蝕孔的巖心巖電實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制的孔隙結(jié)構(gòu)指數(shù)m（為便于對(duì)比，全文都設(shè)定a＝1）與孔隙度φ的關(guān)系圖，展示出3種不同類型的儲(chǔ)集空間m值具有不同的變化規(guī)律和分布特點(diǎn)。從圖1可以看出，對(duì)于裂縫型特別是溶蝕孔、洞型儲(chǔ)層，其m的分布特點(diǎn)和變化規(guī)律明顯不同于傳統(tǒng)阿爾奇方程所描述的以粒間孔為主體的特點(diǎn)。這不僅說明3種不同類型的儲(chǔ)集空間各自具有不同的導(dǎo)電特性，同時(shí)也是對(duì)碳酸鹽巖出現(xiàn)非阿爾奇現(xiàn)象的直接詮釋。

1.1 基質(zhì)孔（粒間孔隙）

碳酸鹽巖地層基質(zhì)孔隙度普遍很小，難以獲得滿足精度要求的巖電實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，但其導(dǎo)電特性與致密砂巖相似，可利用阿爾奇方程，并結(jié)合碳酸鹽巖地層基質(zhì)孔的測井響應(yīng)特征，考察、推演基質(zhì)孔（粒間孔隙）的導(dǎo)電特性及其變化趨勢(shì)。對(duì)典型粒間孔隙儲(chǔ)層的557塊樣品巖電實(shí)測數(shù)據(jù)的分析表明，對(duì)于基質(zhì)孔（粒間孔隙）為主體的均質(zhì)儲(chǔ)層，m比較穩(wěn)定，一般變化在1.7～1.9之間，隨孔隙度與滲透率的變小呈增大趨勢(shì)，因此m往往可表達(dá)為儲(chǔ)層孔隙度φ與滲透率K的函數(shù)。圖2、圖3分別是依據(jù)巖心實(shí)測數(shù)據(jù)作出的m（設(shè)定a＝1）與φ、K的關(guān)系圖。從圖2、圖3可以看出，當(dāng)15%＜φ＜35%，50mD＊非法定計(jì)量單位，1mD＝9.87×10－4μm2，下同＜K＜10 000mD時(shí)，m值變化在1.7～1.9之間。碳酸鹽巖儲(chǔ)層基質(zhì)孔隙度和滲透率都很小，若無次生孔隙耦合，對(duì)儲(chǔ)層滲流特性不會(huì)有多少貢獻(xiàn)，屬于非儲(chǔ)層范疇。一般而言，碳酸鹽巖基質(zhì)孔隙度φb＜1.5%，基質(zhì)滲透率K＜0.1mD。根據(jù)李國蓉等對(duì)塔河油田奧陶系碳酸鹽巖地層2 000塊物性樣品統(tǒng)計(jì)，基質(zhì)孔隙度為0.1%～1.3%（其中92.9%的樣品基質(zhì)孔隙度小于1%），平均0.62%；基質(zhì)滲透率為（0.001～1.97）×10－3μm2，平均0.066×10－3μm2；樣品的最大孔喉半徑多為0.06～0.144μm，個(gè)別低至0.018μm。各項(xiàng)物性參數(shù)值遠(yuǎn)低于儲(chǔ)層下限，表明塔河油田奧陶系碳酸鹽巖基質(zhì)不具儲(chǔ)滲性，但由于有次生孔、洞、縫以不均勻分布方式的耦合，才構(gòu)成塔河油田奧陶系碳酸鹽巖地層非均質(zhì)性強(qiáng)烈、普遍發(fā)育的有效儲(chǔ)層。應(yīng)該指出，對(duì)于不具儲(chǔ)滲特性的基質(zhì)孔仍有一定的導(dǎo)電性，因?yàn)榛|(zhì)孔隙賦存的束縛水會(huì)為電流傳輸提供通道，這一認(rèn)識(shí)可從碳酸鹽巖基質(zhì)電阻率的響應(yīng)特征得到印證。當(dāng)然，由于孔喉極小使其導(dǎo)電性十分有限，因此m值也必然較高，依據(jù)圖2、圖3趨勢(shì)分析，以粒間、晶間孔隙為主體的碳酸鹽巖基質(zhì)孔，由于孔隙度、滲透率極低，一般m＞2，分布在2.0～2.2之間。

1.2 裂縫

裂縫的存在將極大提高儲(chǔ)層滲透率，但對(duì)孔隙度的貢獻(xiàn)卻甚小，使儲(chǔ)層呈現(xiàn)高滲透率低孔隙度的特點(diǎn)。在構(gòu)成碳酸鹽巖等復(fù)雜儲(chǔ)層的儲(chǔ)滲系統(tǒng)中，裂縫是一個(gè)最活躍因素，不僅為碳酸鹽巖等復(fù)雜儲(chǔ)層提供了優(yōu)勢(shì)的滲流通道，也構(gòu)成巖石優(yōu)勢(shì)導(dǎo)電路徑。以裂縫為主體的裂縫型儲(chǔ)層，由于裂縫存在大大增強(qiáng)巖石的導(dǎo)電性，并導(dǎo)致表征其導(dǎo)電特征的F（地層因素）和m明顯降低。圖4是依據(jù)川東北地區(qū)巖心實(shí)測的巖電數(shù)據(jù)繪制的孔隙度φ與m值的關(guān)系圖（設(shè)定a＝1）。圖4中主要為2種類型儲(chǔ)層的數(shù)據(jù)，低孔隙度部分（φ≤3.0%）主要為裂縫型儲(chǔ)層，而隨孔隙度增大逐步過渡為孔洞型儲(chǔ)層。圖4中顯示當(dāng)孔隙度φ＝1%～3.0%時(shí)（相當(dāng)于裂縫型儲(chǔ)層孔隙度分布范圍），m為1.2～1.5。而隨孔隙度增大，表明碳酸鹽巖儲(chǔ)層有相應(yīng)溶孔發(fā)育，裂縫對(duì)導(dǎo)電性的影響也相對(duì)變小，則儲(chǔ)層逐步由裂縫型向溶蝕孔洞型過渡，m也因之呈增大趨勢(shì)。這一結(jié)果也與圖5塔河地區(qū)巖電實(shí)測數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì)一致。

實(shí)驗(yàn)室所測定的巖心樣品一般都不是純裂縫樣品，而是裂縫＋基質(zhì)孔的雙重介質(zhì)，甚至是裂縫＋基質(zhì)孔＋部分溶孔的三重介質(zhì)，只是以裂縫為主。在這種情況下，基質(zhì)孔隙與孔洞對(duì)巖石導(dǎo)電性的影響將被裂縫的影響所淹沒。另外，實(shí)驗(yàn)室實(shí)際測定的巖心裂縫尺寸往往是以微裂縫為主的樣品。因此，實(shí)際測定的裂縫型儲(chǔ)層m值分布范圍，普遍要大于理論分析（理論分析認(rèn)為，對(duì)于單一介質(zhì)裂縫的m值分布在1～1.4之間）。應(yīng)當(dāng)指出，巖心實(shí)驗(yàn)從宏觀角度測量與描述裂縫，是具有平均效應(yīng)的導(dǎo)電特性，其整體結(jié)果有可能更接近碳酸鹽巖儲(chǔ)層的實(shí)際情況。

1.3 溶蝕孔、洞

依據(jù)巖電實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析（見圖4），溶蝕孔洞發(fā)育是造成碳酸鹽巖儲(chǔ)層m增大的主要因素，顯然這是因?yàn)槿芪g孔、洞對(duì)儲(chǔ)層的孔隙度貢獻(xiàn)大，而對(duì)巖石導(dǎo)電性貢獻(xiàn)相對(duì)較小。事實(shí)上，在儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)構(gòu)成中，喉道和孔隙體（孔腔）對(duì)儲(chǔ)層特性有著不同的作用。喉道主要影響儲(chǔ)層滲濾性和巖石導(dǎo)電性，對(duì)孔隙度貢獻(xiàn)甚小；而孔隙體主要影響孔隙度大小，對(duì)儲(chǔ)層滲濾性和巖石導(dǎo)電性的影響相對(duì)較小。分析圖1、圖4和圖5等實(shí)測資料都可看出以上特點(diǎn)，即對(duì)于溶蝕孔洞型儲(chǔ)層，隨孔隙度增大，m亦則隨之增大，平均值可由小于2.0逐步增至2.8左右，地層因素F也相對(duì)增大；然而若孔隙度再繼續(xù)增大，例如φ≥（18%～20%），表明溶蝕孔洞更為發(fā)育，碳酸鹽巖儲(chǔ)層的連通性和非均質(zhì)性也將隨之得到明顯改善，這一結(jié)果又將導(dǎo)致m逐漸變小，使得m平均值由2.8逐漸趨于2.0，甚至小于2.0。

總之，碳酸鹽巖復(fù)雜儲(chǔ)集空間的3種不同“元素”（基質(zhì)孔隙、裂縫與溶蝕孔、洞）各自具有不同的導(dǎo)電特性，是導(dǎo)致表征導(dǎo)電特征的m值具有不同分布特點(diǎn)和變化規(guī)律的主要因素。顯然，多元復(fù)雜孔隙結(jié)構(gòu)是造成碳酸鹽巖等復(fù)雜儲(chǔ)層出現(xiàn)非阿爾奇現(xiàn)象的主要原因。

2 影響m的微觀因素及三維數(shù)字巖心微觀數(shù)值模擬

2.1 影響m的微觀因素

碳酸鹽巖儲(chǔ)層雖然具有極為復(fù)雜的孔隙結(jié)構(gòu)，但其總體的微觀特征，仍然可視為由大量孔隙空間相對(duì)寬闊的孔腔（孔隙體）和數(shù)根與之相連、相對(duì)狹窄的喉道所構(gòu)成的復(fù)雜孔隙網(wǎng)絡(luò)，即由喉道連通孔腔（孔隙體）形成巖石的儲(chǔ)滲和導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)［5］。從巖石物理學(xué)角度，孔腔與喉道對(duì)巖石物理性質(zhì)的影響顯然有差異，喉道主要影響巖石的滲濾性和導(dǎo)電性，而孔腔主要在于對(duì)孔隙度（儲(chǔ)集性能）的貢獻(xiàn)，對(duì)儲(chǔ)層滲濾性和導(dǎo)電性影響相對(duì)較小。為了便于研究，可將巖石孔隙系統(tǒng)分解為無數(shù)個(gè)孔腔（孔隙體）和喉道的組合，而由每一個(gè)孔腔和與之相連的喉道構(gòu)成巖石孔隙喉腔基本結(jié)構(gòu)（稱為喉腔結(jié)）。研究表明，孔腔（孔隙體）與喉道的孔喉比、截面積和配位數(shù)的耦合狀況，將在很大程度控制儲(chǔ)層的儲(chǔ)滲、導(dǎo)電和m的變化特性。因此分析孔腔（孔隙體）與喉道二者的幾何特性（尺寸、形態(tài)、截面積）及它們的耦合狀態(tài)，就能比較清楚描述儲(chǔ)層有關(guān)的巖石物理特性。這就是陳福煊［5］教授提出的孔隙喉腔結(jié)構(gòu)理論的基本內(nèi)容。文獻(xiàn)［5］通過對(duì)孔隙喉腔結(jié)模型的模擬計(jì)算，進(jìn)一步揭示了影響阿爾奇方程m的主要微觀因素，認(rèn)為m的數(shù)值反映了孔腔與喉道截面積和體積的數(shù)量關(guān)系，即在電流或者流體的流動(dòng)路徑上，若喉道與孔腔的截面積相等（相當(dāng)于裂縫的理想情況，孔喉比趨于1），則m＝1；隨著喉道截面積的減小或孔腔截面積的增大（相當(dāng)于溶蝕孔洞的發(fā)育、孔喉比增大），m也隨之增大（見表1）。這些認(rèn)識(shí)能較好地解釋儲(chǔ)層溶蝕孔洞發(fā)育引起m值增大的原因，但對(duì)表1的結(jié)論需作全面分析。巖心的巖電實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，溶蝕孔洞型儲(chǔ)層的m值并非一直呈增大的趨勢(shì)，如表1所描述的m可達(dá)5～6，這一結(jié)果不僅與圖1、圖4展示的實(shí)際巖電實(shí)驗(yàn)規(guī)律不相吻合，而且從現(xiàn)場解釋經(jīng)驗(yàn)可知，若m取值過高將會(huì)過低估算儲(chǔ)層的油氣飽和度，表明m具有一定的上限值。事實(shí)上，碳酸鹽巖儲(chǔ)層溶蝕孔洞的發(fā)育引起m增大，在很大程度受孔隙度約束。一般而言，隨著儲(chǔ)層溶蝕孔洞發(fā)育并引起孔隙度增大，則m亦逐步增大并達(dá)到一定的上限值，如圖1中m的平均值由小于2.0逐步增至2.8左右，然而孔隙度若再繼續(xù)增大，例如φ≥（18%～20%），表明溶蝕孔洞更為發(fā)育，碳酸鹽巖儲(chǔ)層的連通性和各向異性都有了明顯改善（也相當(dāng)于孔隙喉腔結(jié)整體更為發(fā)育，連通性更好），又將導(dǎo)致m值逐漸變小，使得平均值由2.8逐漸減小為2.0，甚至小于2.0。關(guān)于m的上限值，也可由現(xiàn)場實(shí)際資料驗(yàn)證。為此，選取典型的碳酸鹽巖溶蝕孔洞型儲(chǔ)層，以其密閉取心井的實(shí)測結(jié)果為依據(jù)，選取“四性”關(guān)系對(duì)應(yīng)較好的典型氣層，利用實(shí)測深測向電阻率、孔隙度、地層水電阻率以及巖電實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定的m、n值，計(jì)算含氣飽和度，并與該層段密閉取心實(shí)測的含氣飽和度進(jìn)行擬合，確定m的上限。下面以PG2井（密閉取心井）“四性”關(guān)系對(duì)應(yīng)較好的5028～5 032m層段的典型氣層為例進(jìn)行說明。

表1 m值與喉腔結(jié)形態(tài)、巖性、物性關(guān)系表［5］

該層段深測向電阻率1 575Ω·m，孔隙度12.6%，地層水電阻率0.055Ω·m，屬于典型的孔洞型儲(chǔ)層。該段密閉取心實(shí)測的Sw＝0.10，根據(jù)巖電實(shí)驗(yàn)實(shí)測結(jié)果（a＝1，b＝1，m＝2.52，n＝2.27）進(jìn)行計(jì)算，可得Sw＝0.113，與密閉巖心實(shí)測結(jié)果十分相近。若保持其他參數(shù)不變，只改變m值：取m＝3.0，則Sw＝0.168；取m＝3.5，則Sw＝0.267?，F(xiàn)場解釋經(jīng)驗(yàn)表明，如果m取值偏大，計(jì)算的油氣層飽和度則明顯偏小，證明m本身應(yīng)具有一定的約束條件，其上限一般不應(yīng)大于3.0。

2.2 三維數(shù)字巖心的巖石物理微觀數(shù)值模擬

針對(duì)碳酸鹽巖等復(fù)雜儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)的多元性，開展基于三維數(shù)字巖心的巖石物理特性的微觀數(shù)值模擬和孔隙喉腔結(jié)構(gòu)導(dǎo)電特征的數(shù)值模擬研究［6］，試圖更確切地揭示與描述阿爾奇參數(shù)m、n的物理意義和變化規(guī)律。

針對(duì)以上目標(biāo)，利用X射線CT建立了9塊灰?guī)r和白云巖的三維數(shù)字巖心，采用數(shù)值模擬方法計(jì)算了巖石孔隙度、滲透率、電阻率特性和聲波特性，考察了碳酸鹽巖孔隙結(jié)構(gòu)指數(shù)m的微觀影響因素和變化規(guī)律。其中包括孔隙結(jié)構(gòu)特征參數(shù)孔喉比、喉道尺寸等微觀因素對(duì)表征巖石導(dǎo)電性的F和巖石孔隙結(jié)構(gòu)指數(shù)m的影響，以及溶蝕孔洞型碳酸鹽巖m與孔隙度的變化關(guān)系，同時(shí)分析巖石潤濕性對(duì)飽和度指數(shù)n的影響，并利用三維數(shù)字巖心數(shù)值模擬的優(yōu)勢(shì)，計(jì)算了驅(qū)替困難巖石在整個(gè)含水飽和度區(qū)間內(nèi)的飽和度指數(shù)n的變化規(guī)律等，獲得與實(shí)際巖電實(shí)驗(yàn)十分一致的結(jié)果，從而進(jìn)一步論證了碳酸鹽巖孔洞型儲(chǔ)層m值的分布規(guī)律。數(shù)字巖心模擬結(jié)果見圖6、圖7。得出以下幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)：

圖6 m與孔喉比關(guān)系圖（數(shù)字巖心模擬結(jié)果）

圖7 m與φ關(guān)系圖（數(shù)字巖心模擬結(jié)果）

（1）在分析復(fù)雜儲(chǔ)層阿爾奇參數(shù)m的變化規(guī)律時(shí)，不僅應(yīng)考慮碳酸鹽巖儲(chǔ)層復(fù)雜孔隙結(jié)構(gòu)3種不同“元素”（基質(zhì)孔隙、裂縫與溶蝕孔、洞）各自的發(fā)育程度及相互耦合關(guān)系，同時(shí)應(yīng)進(jìn)一步考察孔隙空間微觀特性的影響，注意分析喉道與孔腔之間的幾何特性（尺寸、形態(tài)、截面積）及它們的耦合狀態(tài)，特別是表征二者截面積定量關(guān)系的孔喉比對(duì)m值的影響。

（2）隨著孔喉比的增大，表征巖石孔隙空間由裂縫型逐漸轉(zhuǎn)化為溶蝕孔洞型。從圖6可看出，在溶蝕孔洞型儲(chǔ)層的孔隙度φ≤18%時(shí)，m隨孔喉比增大而增大。

（3）對(duì)于溶蝕孔洞型碳酸鹽巖儲(chǔ)層，當(dāng)φ＜18%～20%時(shí)，m隨孔隙度的增大而增大；當(dāng)φ＞18%～20%時(shí)，m隨孔隙度的增大而減?。ㄒ妶D7）。這一結(jié)果與圖1實(shí)際巖心的實(shí)驗(yàn)規(guī)律一致。

（4）根據(jù)密閉取心井的巖心分析與測井資料的實(shí)際運(yùn)算，表明碳酸鹽巖儲(chǔ)層m的平均值一般應(yīng)小于3（當(dāng)a＝1）。表1之所以過高估計(jì)m值的變化范圍，主要是該表只孤立反映了孔隙喉腔結(jié)單一模型的模擬結(jié)果，忽略了由它們構(gòu)成儲(chǔ)層孔隙空間而對(duì)巖石導(dǎo)電特性產(chǎn)生的整體效應(yīng)，因而造成與實(shí)際巖心的實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及三維數(shù)字巖心數(shù)值模擬結(jié)果有較大的偏離。

3 m的物理意義及阿爾奇方程的拓展

3.1 m的物理意義

無論是對(duì)巖心物理實(shí)驗(yàn)規(guī)律描述，或是對(duì)微觀影響因素的分析，都十分明確地說明m值的分布與變化雖然是多種因素的交織，但主要受巖石孔隙結(jié)構(gòu)控制，其物理意義在于表征孔隙結(jié)構(gòu)對(duì)巖石導(dǎo)電性的影響。因此，應(yīng)定義m為孔隙結(jié)構(gòu)指數(shù)。

（1）在碳酸鹽巖復(fù)雜儲(chǔ)層中，阿爾奇參數(shù)m的分布與變化規(guī)律主要受組成多重孔隙結(jié)構(gòu)的3種不同“元素”（基質(zhì)孔隙、裂縫與溶蝕孔、洞）及其耦合關(guān)系的控制。更確切說，主要與它們喉道與孔腔的微觀結(jié)構(gòu)幾何特性參數(shù)及其耦合關(guān)系直接相關(guān)。

（2）從表征巖石孔隙結(jié)構(gòu)特征的宏觀特性（宏觀尺度）分析，影響復(fù)雜儲(chǔ)層m值的分布和變化的主要因素是孔隙度與滲透率，因此m一般可表達(dá)為地層孔隙度和滲透率的函數(shù)。

（3）若從描述巖石孔隙結(jié)構(gòu)特征的微觀特性（微觀尺度）分析，阿爾奇參數(shù)m的分布與變化規(guī)律則主要取決于儲(chǔ)層孔隙空間2個(gè)方面的耦合關(guān)系：一是組成儲(chǔ)層復(fù)雜孔隙空間3種不同“元素”的耦合關(guān)系；二是孔腔與喉道二者的幾何特性（尺寸、形態(tài)、截面積）及它們的耦合關(guān)系，特別是表征二者截面積定量關(guān)系的孔喉比對(duì)m值的影響。

3.2 拓展阿爾奇方程在碳酸鹽巖儲(chǔ)層的應(yīng)用

（1）碳酸鹽巖多元孔隙結(jié)構(gòu)是造成復(fù)雜孔隙結(jié)構(gòu)儲(chǔ)層非阿爾奇化的主要原因，導(dǎo)致m值變化大，使得經(jīng)典的阿爾奇公式中描述F—φ的關(guān)系式有了較大異化，根據(jù)巖電實(shí)驗(yàn)規(guī)律可得出遠(yuǎn)比經(jīng)典阿爾奇公式形式更為復(fù)雜的方程。特別是對(duì)溶蝕洞孔發(fā)育的儲(chǔ)層，阿爾奇方程的異化十分明顯。以PG地區(qū)為例，根據(jù)巖電實(shí)驗(yàn)結(jié)果F＝1072.85e－14.1φ，導(dǎo)致m隨孔隙度的變化規(guī)律更為復(fù)雜（見圖8）。因此，需要針對(duì)不同的儲(chǔ)層類型合理運(yùn)用阿爾奇方程。

（2）由于阿爾奇公式自身的簡潔與實(shí)用，人們一直希望能以方程的模式，盡量解決碳酸鹽巖儲(chǔ)層的測井評(píng)價(jià)問題，事實(shí)上在許多情況下能夠?qū)崿F(xiàn)，但需要在搞清阿爾奇參數(shù)的物理意義和變化規(guī)律的基礎(chǔ)上，針對(duì)不同類型儲(chǔ)層的導(dǎo)電特性，以巖電實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為依據(jù)，優(yōu)選阿爾奇參數(shù)，建立以阿爾奇公式簡潔模型為框架的地區(qū)性經(jīng)驗(yàn)方程。如人們所熟知的，對(duì)于裂縫性儲(chǔ)層，視裂縫的發(fā)育程度一般取a＝1，m＝1.1～1.5；對(duì)于碳酸鹽巖孔隙型儲(chǔ)層，一般取a＝1，m＝2.0左右。

（3）對(duì)于具有復(fù)雜孔隙結(jié)構(gòu)的碳酸鹽巖儲(chǔ)層，例如溶蝕洞孔發(fā)育的儲(chǔ)層，雖然描述F—φ關(guān)系的公式更為復(fù)雜（見圖8），但研究表明，在地區(qū)巖電實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，可采用一種有效實(shí)用的方法，即將復(fù)雜的方程分解為2個(gè)分布于不同區(qū)間的阿爾奇方程。這樣就可充分利用阿爾奇公式自身的簡潔性，有條件地拓展阿爾奇方程在孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜儲(chǔ)層中的應(yīng)用。圖8是以PG地區(qū)巖電實(shí)驗(yàn)實(shí)測結(jié)果回歸的F—φ的關(guān)系式

圖8 溶蝕洞孔發(fā)育的碳酸鹽巖儲(chǔ)層F—φ關(guān)系圖

可進(jìn)一步分解為2個(gè)處于不同區(qū)間、不同a、m值的阿爾奇方程

經(jīng)過該地區(qū)密閉取心井的實(shí)際驗(yàn)證，表明巖心實(shí)測的含氣飽和度與通過式（2）、式（3）計(jì)算的含氣飽和度有很好的吻合性（見圖9）。

圖9 PG2井密閉取心巖心分析與測井計(jì)算含氣飽和度對(duì)比圖

在深入揭示和搞清碳酸鹽巖儲(chǔ)層m值的分布范圍和變化特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，可有條件地采用巖電實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分地區(qū)、分層系、分儲(chǔ)層類型合理優(yōu)選m值，以滿足碳酸鹽巖儲(chǔ)層評(píng)價(jià)的需求。

4 n的分布規(guī)律及其物理意義

碳酸鹽巖等非均質(zhì)儲(chǔ)層飽和度指數(shù)n的影響因素和變化規(guī)律也是長期備受關(guān)注的研究課題。根據(jù)國內(nèi)外巖電測試資料表明，飽和度指數(shù)n會(huì)隨著巖石潤濕性、地層水礦化度和孔隙度等因素而變化。一般認(rèn)為，方解石的親油度一般大于親水度，使得碳酸鹽巖儲(chǔ)層往往具有混合潤濕性或相對(duì)的親油性，這也在相當(dāng)程度上影響碳酸鹽巖儲(chǔ)層電流傳輸特性和油氣采收率，導(dǎo)致n值增大。由于Rt與R0取比值，所以電阻率指數(shù)I及n受組成多重孔隙結(jié)構(gòu)3種不同“元素”及其組合的影響較小，但n將隨地層水礦化度的增加而增大。

關(guān)于n的影響因素已經(jīng)取得比較一致的認(rèn)識(shí)，然而對(duì)于飽和度指數(shù)n分布范圍的看法卻迥然而異。據(jù)文獻(xiàn)資料Lewis等人（1988年）發(fā)現(xiàn)Berea砂巖從水濕到油濕飽和度指數(shù)在2.0～5.0之間變化；Donaldson和Siddiqui（1987年）測定油濕Berea砂巖飽和度指數(shù)高達(dá)8；Morgan和Pirson（1964年）則指出從強(qiáng)水濕到強(qiáng)油濕，飽和度指數(shù)在2.5～25之間變化。如果這樣，n值的變化規(guī)律則難于理解和探尋。這些認(rèn)識(shí)，不僅增加在實(shí)際解釋中確定阿爾奇參數(shù)n的盲目性，而且使阿爾奇方程在碳酸鹽巖等地層應(yīng)用的合理性面臨挑戰(zhàn)。因此，對(duì)這一關(guān)鍵問題有必要在眾多研究成果基礎(chǔ)上，依據(jù)油藏實(shí)際狀態(tài)進(jìn)行梳理和論證。下面擬從塔河、川東、川東北、鄂西等地區(qū)86口井500多塊碳酸鹽巖巖心樣品的電阻增大率—含水飽和度巖電實(shí)驗(yàn)，以及密閉取心實(shí)測數(shù)據(jù)入手，試圖就飽和度指數(shù)n分布范圍及規(guī)律等有關(guān)問題進(jìn)行分析。

4.1 單塊巖心實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定n值分布范圍的可信性分析

分析實(shí)測碳酸鹽巖單塊巖心實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定的n值，確實(shí)表明有較大的分布范圍，例如塔河地區(qū)奧陶系地層193塊巖樣，n值的分布范圍為1.47～4.70；PG2井飛仙關(guān)碳酸鹽巖儲(chǔ)層39塊巖樣飽和200g／L鹽水，單塊巖心擬合的飽和度指數(shù)n變化范圍為1.24～3.67。導(dǎo)致n值變化較大的原因固然與碳酸鹽巖儲(chǔ)層的特性有關(guān)，但在相當(dāng)程度上與非地層的測量因素有關(guān)，其中包括：

（1）碳酸鹽巖巖心低孔隙度、低滲透率現(xiàn)象突出，非均質(zhì)性強(qiáng)，巖心很難達(dá)到真正的飽和，使得m值較小，n值較大。

（2）當(dāng)模擬非潤濕相驅(qū)替巖心中的水相時(shí)，由于碳酸鹽巖的低滲透率特點(diǎn)，造成進(jìn)入巖心的非潤濕相數(shù)量明顯偏小。根據(jù)對(duì)眾多實(shí)測的單塊巖心實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，模擬進(jìn)入巖心的非潤濕相飽和度普遍小于40%，測量結(jié)果難于如實(shí)完整地反映碳酸鹽巖I—Sw的關(guān)系，n值擬合誤差增大，導(dǎo)致n值分布離散（見圖10、圖11）。

為了進(jìn)一步說明這一問題，以密閉取心井PG2井巖心實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。PG2井取得飽和度、壓汞和巖電等多方面巖心實(shí)測數(shù)據(jù)。根據(jù)該井飛仙關(guān)碳酸鹽巖儲(chǔ)層單塊巖心巖電實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，模擬注入巖心的非潤濕相飽和度普遍較低，約40%左右，因而造成擬合的飽和度指數(shù)n值有較大的變化范圍（1.24～3.67）。PG2井在飛仙關(guān)組碳酸鹽巖儲(chǔ)層進(jìn)行系統(tǒng)密閉取心的收獲率為83.7%，平均密閉率94.87%，156塊飽和度分析樣品平均含氣飽和度普遍較高。其產(chǎn)層孔隙度為3%～22%，原始含水（束縛水）飽和度為5%～30%，平均10.32%，相應(yīng)地平均含氣飽和度為89.68%。表明在進(jìn)行I—Sw實(shí)驗(yàn)?zāi)M驅(qū)替巖心水的過程中，注入巖心的非潤濕相飽和度遠(yuǎn)未到位，實(shí)驗(yàn)未能達(dá)到真正模擬I—Sw驅(qū)替的全過程，特別是最重要的后半過程。同時(shí)壓汞資料證明，PG2井飛仙關(guān)組碳酸鹽巖儲(chǔ)層是以大孔粗細(xì)喉和大孔粗喉型組合為主，有較高的滲透率。即使如此，若欲在壓汞驅(qū)替巖心水過程中保證汞有足夠注入量，驅(qū)使巖心水趨于密閉取心實(shí)測的束縛水飽和度，注汞壓力則需要達(dá)到200MPa左右。這意味著，在測量巖心I—Sw實(shí)驗(yàn)關(guān)系時(shí)，應(yīng)對(duì)測量方法進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)，只有采用高壓驅(qū)替巖心中的水（潤濕相），方能獲得逼近碳酸鹽巖儲(chǔ)層實(shí)際的模擬效果，得到可信的I—Sw關(guān)系和n值。

4.2 飽和度指數(shù)n的確定

圖12 PG2井飛仙關(guān)下段儲(chǔ)層含水飽和度與電阻增大系數(shù)關(guān)系圖

在碳酸鹽巖的巖電實(shí)驗(yàn)中，雖然驅(qū)替巖心水的非潤濕相飽和度普遍較低，未能達(dá)到真正模擬I—Sw驅(qū)替的全過程，使得單塊巖心確定的n值可信度降低，誤差較大。但從整體分析結(jié)果看，如果采用同一地區(qū)眾多巖樣的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行平均，得到的n值就較為穩(wěn)定，n值分布范圍則相對(duì)集中，具有較高的可信度。例如，PG2井飛仙關(guān)上段碳酸鹽巖儲(chǔ)層，18塊以白云巖為主、孔隙度為5.75%～19.8%的巖樣，飽和200g／L鹽水進(jìn)行I—Sw巖電測量，整體平均值b＝1，n＝2.27；飛仙關(guān)下段碳酸鹽巖儲(chǔ)層，對(duì)21塊以白云巖為主、孔隙度變化在4.76%～20.95%的巖心采用同樣方法測量，其平均值也為b＝1，n＝2.27（見圖12）。又如鄂西、渝東海相碳酸鹽巖儲(chǔ)層長興組，整體擬合b＝1，n＝2.24。塔河油田奧陶系灰?guī)r50塊巖樣，飽和210g／L鹽水測量，由于孔隙度低（0.6%～3.3%），測量誤差較大，巖性又主要以方解石為主，使其親油度大于親水度，單塊巖樣擬合的飽和度指數(shù)n在2.20～4.22之間，整體擬合b＝1，則n＝2.55。因此，采用巖電實(shí)測數(shù)據(jù)整體擬合或采用平均值，是一種能更為如實(shí)反映巖電實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)變化規(guī)律、獲得比較可信的I—Sw關(guān)系和n值的方法。

對(duì)于n的上限值也可從現(xiàn)場實(shí)際資料進(jìn)行分析，即以密閉取心井實(shí)測結(jié)果為依據(jù)，選取“四性”關(guān)系對(duì)應(yīng)較好的典型氣層，利用深測向電阻率、孔隙度、地層水電阻率以及巖電實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定的n值計(jì)算含氣飽和度，并與該段密閉取心實(shí)測的含氣飽和度相擬合，確定n的上限值。同樣以PG2井（密閉取心井）“四性”關(guān)系對(duì)應(yīng)較好的5 028～5 032m井段為例，分析n值的約束條件。根據(jù)測井?dāng)?shù)據(jù)，深測向電阻率為1 575Ω·m，孔隙度為12.6%，該層段地層水電阻率0.055Ω·m，密閉取心實(shí)測的Sw＝0.10，巖心巖電測量a＝1，b＝1，m＝2.52，n＝2.27。若取m＝2.52，n＝2.2，計(jì)算結(jié)果Sw＝0.113，與密閉取心實(shí)測結(jié)果相近。若取n＝2.0，計(jì)算的Sw＝0.083；若n＝2.5，計(jì)算的Sw＝0.139；若n＝3.0，則Sw＝0.193；n＝4.0，則Sw＝0.291。因此，可以認(rèn)為n＝2.0～2.5比較合理，其上限一般不應(yīng)大于3.0。由此說明，對(duì)n值的選取也應(yīng)有一定的約束條件，若n取值過大，將會(huì)導(dǎo)致測井計(jì)算的油氣層飽和度明顯偏小。

4.3 基于三維數(shù)字巖心微觀數(shù)值模擬的驗(yàn)證

為進(jìn)一步闡釋上述的認(rèn)識(shí)，利用三維X射線CT建立該地區(qū)碳酸鹽巖巖樣1、巖樣2的三維數(shù)字巖心，掃描分辨率為4.5μm／像素，尺寸為600像素×600像素×600像素。通過與巖電實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比，驗(yàn)證了數(shù)字巖心數(shù)值模擬方法的準(zhǔn)確性，在此基礎(chǔ)上模擬計(jì)算I—Sw驅(qū)替的全過程。模擬結(jié)果：1號(hào)樣品b＝1.00，n＝2.20（見圖13）；2號(hào)樣品b＝1.00，n＝2.30（見圖14）。與該地區(qū)巖電實(shí)驗(yàn)的結(jié)果b＝1.00，n＝2.27（見圖14）有很好的吻合性。

在三維數(shù)字巖心的基礎(chǔ)上，通過模擬不同潤濕性巖石的孔隙空間流體分布，進(jìn)一步揭示在不同潤濕性條件下n值的變化特點(diǎn)?？紤]到在油氣藏成藏之前儲(chǔ)層為充滿水的多孔介質(zhì)，油氣藏成藏之后才逐步改變儲(chǔ)層的親水性。即使是高豐度的油氣層，仍然存有一定的薄膜滯水，因此許多學(xué)者認(rèn)為處于混合潤濕狀態(tài)會(huì)更符合油氣藏的實(shí)際。圖15模擬計(jì)算的數(shù)字巖心不同潤濕性儲(chǔ)層的I—Sw關(guān)系，是在考慮薄膜滯水的導(dǎo)電作用下獲得的結(jié)果。油濕儲(chǔ)層的飽和度指數(shù)n＜3.0，水濕儲(chǔ)層的飽和度指數(shù)n在2.1附近，與巖石物理實(shí)驗(yàn)實(shí)際資料基本吻合。

圖15 三維數(shù)字巖心不同潤濕性的I—Sw微觀數(shù)值模擬結(jié)果

4.4 基本的認(rèn)識(shí)

（1）碳酸鹽巖儲(chǔ)層復(fù)雜的導(dǎo)電特性是造成n值變化較大的主要原因。但是由于低孔隙度、低滲透率巖心巖電實(shí)驗(yàn)的難度以及存在一些方法性問題，使得n值的變化范圍被人為夸大，在相當(dāng)程度上增加了人們對(duì)碳酸鹽巖儲(chǔ)層應(yīng)用阿爾奇公式合理性的疑惑。通過巖心與測井實(shí)測數(shù)據(jù)的剖析，表明碳酸鹽巖儲(chǔ)層n值的變化限定在一定的范圍，一般具有可控、可操作的規(guī)律性。n值的分布范圍約在2.0～2.5左右，一般不應(yīng)大于3.0?；?guī)r的n值往往大于白云巖，在高礦化度條件下約在2.5左右，而白云巖則在2.25左右波動(dòng)，這是由于方解石的親油度一般大于親水度的緣故。

（2）采用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整體平均擬合是一種平衡誤差、提高確定碳酸鹽巖n值可信度的方法。更重要的是應(yīng)對(duì)巖電實(shí)驗(yàn)測量巖心I—Sw方法進(jìn)行相應(yīng)的改善，如采用高壓驅(qū)替工藝，以優(yōu)化碳酸鹽巖巖電實(shí)驗(yàn)效果。

（3）在影響碳酸鹽巖儲(chǔ)層n值變化的諸多因素中，巖石的潤濕性是最主要的內(nèi)在因素，其機(jī)理在于潤濕性的不同，導(dǎo)致巖石儲(chǔ)集空間油（氣）微觀分布狀態(tài)的差異，并引起巖石導(dǎo)電路徑和導(dǎo)電性的變化，表現(xiàn)為親油性的I、n大于親水性地層。因此，n值的物理意義主要是表征與描述微觀孔隙中油氣分布狀態(tài)差異性對(duì)巖石導(dǎo)電性的影響，可定義為油氣飽和度微觀分布狀態(tài)指數(shù)（飽和度指數(shù)）。

（4）在深入揭示和搞清碳酸鹽巖儲(chǔ)層n值的分布范圍和變化特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，可采用地區(qū)性的巖電實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分地區(qū)、分儲(chǔ)層類型，合理優(yōu)選n值，以滿足碳酸鹽巖儲(chǔ)層評(píng)價(jià)的需求。

5 結(jié) 論

（1）阿爾奇方程對(duì)于非均質(zhì)儲(chǔ)層的合理性，首先表現(xiàn)在它所蘊(yùn)含的核心物理學(xué)模型，是對(duì)巖石導(dǎo)電特性主要影響因素及其相關(guān)關(guān)系的科學(xué)詮釋。而在碳酸鹽巖等復(fù)雜儲(chǔ)層所表現(xiàn)出的局限性，則與其實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)有關(guān)。

（2）構(gòu)成碳酸鹽巖儲(chǔ)層復(fù)雜孔隙系統(tǒng)的3種不同“元素”（基質(zhì)孔隙、裂縫與溶蝕孔、洞）所具有的不同導(dǎo)電特性，導(dǎo)致表征導(dǎo)電特性的m值具有不同的分布和變化規(guī)律。因此，多元孔隙空間是造成碳酸鹽巖等復(fù)雜儲(chǔ)層出現(xiàn)非阿爾奇化的主要原因。

（3）在碳酸鹽巖等復(fù)雜儲(chǔ)層中，影響阿爾奇參數(shù)m的分布與變化規(guī)律雖然是多種因素的交織，但主要受多元孔隙結(jié)構(gòu)及其組合關(guān)系的控制，并與它們孔喉（喉道）與孔腔各自的定量耦合關(guān)系直接相關(guān)，因此m的物理意義在于表征孔隙結(jié)構(gòu)對(duì)巖石導(dǎo)電性的影響，可定義為孔隙結(jié)構(gòu)指數(shù)。

（4）從表征巖石孔隙結(jié)構(gòu)特征的宏觀特性（宏觀尺度）分析，主導(dǎo)碳酸鹽巖等復(fù)雜儲(chǔ)層m值的分布和變化，主要是孔隙度與滲透率。若從描述巖石孔隙結(jié)構(gòu)特征的微觀特性（微觀尺度）分析，則主要取決于儲(chǔ)層孔隙空間2個(gè)方面的耦合關(guān)系：一是組成儲(chǔ)層復(fù)雜孔隙空間3種不同“元素”的耦合關(guān)系；二是孔腔與孔喉截面積和體積數(shù)量、形態(tài)的耦合關(guān)系，主要與巖石平均孔喉比大小直接相關(guān)。

（5）目前在碳酸鹽巖的巖電實(shí)驗(yàn)中，由于未能達(dá)到真正模擬I—Sw驅(qū)替的全過程，使得單塊巖心確定的n值可信度降低。但若采用同一地區(qū)巖樣的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的整體擬合或平均，得到n值就較為穩(wěn)定，具有較高的可信度。因此，采用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整體擬合是一種平衡誤差，提高碳酸鹽巖n值可信度的方法。

（6）在影響碳酸鹽巖儲(chǔ)層n值變化的諸多因素中，巖石的潤濕性是最主要的因素。其機(jī)理在于潤濕性的不同，導(dǎo)致巖石儲(chǔ)集空間油（氣）微觀分布狀態(tài)的差異，并引起巖石導(dǎo)電路徑的變化，表現(xiàn)為親油性I、n大于親水性地層。因此n值的物理意義是表征與描述微觀孔隙中油氣分布狀態(tài)的差異性對(duì)巖石導(dǎo)電性的影響，應(yīng)定義為油氣飽和度微觀分布狀態(tài)指數(shù)（飽和度指數(shù)）。

（7）對(duì)于以碳酸鹽巖為主體的非均質(zhì)儲(chǔ)層，雖然由于儲(chǔ)集空間的多元性而出現(xiàn)非阿爾奇化問題，得出遠(yuǎn)比傳統(tǒng)阿爾奇公式更為復(fù)雜的方程。但在深入揭示和搞清碳酸鹽巖儲(chǔ)層引起非阿爾奇特性的主導(dǎo)因素并深入揭示m、n的變化規(guī)律之后，大多數(shù)碳酸鹽巖等非均質(zhì)儲(chǔ)層就有可能以巖電實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為依據(jù)，通過密閉取心與壓汞資料標(biāo)定，遵循阿爾奇參數(shù)的可變?cè)瓌t，建立地區(qū)性經(jīng)驗(yàn)公式，或采用分解的方法，將復(fù)雜方程分解為2個(gè)相應(yīng)的阿爾奇公式，達(dá)到有條件拓展阿爾奇方程應(yīng)用的目的。

（8）對(duì)于碳酸鹽巖等非均質(zhì)儲(chǔ)層，巖心實(shí)驗(yàn)必然會(huì)有一定的局限性，不易提供有關(guān)巖電特性的完整認(rèn)識(shí)，特別對(duì)于巖溶縫洞發(fā)育的儲(chǔ)層。因此本文建立在巖心實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)之上的觀點(diǎn)與認(rèn)識(shí)，也會(huì)有不少片面性。為此需要進(jìn)一步開展基于三維數(shù)字巖心的巖石物理微觀數(shù)值模擬、孔隙喉腔結(jié)構(gòu)理論導(dǎo)電特征宏觀數(shù)值模擬等方面研究，以獲得更為完整的認(rèn)識(shí)。

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