砂岩微观孔隙分形特征与宏观渗透性能的相关性

摘要

为探索砂岩孔隙微观特征与宏观渗透性能的相关性,针对酸刺沟煤矿3个钻孔不同深度9个砂岩样本的SEM图像（放大1 000倍）进行统计分析,SEM图像中孔隙"周长-面积"具有较好的分形特征,分形维数值取1~1.3.之后,借鉴宏观砂岩孔隙中水体渗流的不等径毛束管模型,建立了基于微观孔隙分形特征的渗流不等径毛束管理论模型,推导了微观尺度下渗透系数和渗透率的计算理论模型,计算了各样本的渗透率和渗透系数,取值范围分别在0.002~0.09 m D和1.2~24.4 m/s.为验证理论模型的计算结果,对相同岩芯样本的渗透率进行了中尺度下的实测,实测值取值范围0.34~0.59 m D.最后经相关分析,建立了微观尺度和中尺度下渗透率的相关关系式,相关系数为0.7.可以得出结论,所建立砂岩孔隙微观尺度下渗透率计算的理论公式有一定的合理性,其与中尺度的渗透率存在一定的相关性.