深層海相碳酸鹽巖儲層非均質性研究進展

尚墨翰，趙向原，曾大乾，游瑜春

（1.中國石化石油勘探開發研究院，北京 100083；2.中國石化石油勘探開發研究院博士后工作站，北京 100083）

國際上通常將埋深為4 500～6 000 m 的地層界定為深層，將埋深大于6 000 m 的地層界定為超深層［1］。近年來中國在深層海相碳酸鹽巖油氣領域不斷取得突破［2］，四川、塔里木和鄂爾多斯三大海相盆地已成為增儲上產的重要陣地［1］。海相碳酸鹽巖儲層普遍具有厚度相對大、分布范圍廣且多呈塊狀、儲集空間類型多樣、多尺度天然裂縫普遍發育、孔-縫-洞等多重介質耦合發育的特點；深層碳酸鹽巖儲層還受埋深、高溫、高壓等多種因素及其耦合作用進一步影響，呈現出多類型、多尺度的強非均質性特征。隨著深層碳酸鹽巖油氣藏開發的不斷推進，儲層非均質性對開發的不利影響逐漸顯現，如安岳氣田龍王廟組氣藏［3-6］、普光氣田飛仙關組-長興組氣藏［7-9］、元壩氣田長興組氣藏［10-13］、塔河油田奧陶系油藏［14-18］等，隨著油氣田開發進入中后期，儲層不同層次、不同類型的非均質性不僅造成剩余油氣高度分散，挖潛難度越來越大［19］，還會造成邊底水不均衡推進，影響油氣藏穩產效果［20-21］。因此，開展儲層非均質性分布特征研究是油氣田進行調整挖潛、制定提高采收率措施的基礎和關鍵［22-23］。

中國油氣藏開發進程的推進十分依賴開發地質理論、方法和技術的創新［24］。20 世紀90 年代以來，隨著油氣田開發的不斷深入和中國對油氣資源需求量的日益增長，學者們開始重視儲層非均質性研究，相關認識有力指導了剩余油氣描述、水侵控制以及挖潛調整措施的制定［25-26］。截止到目前，儲層非均質性相關理論及方法的建立和發展大多從陸相碎屑巖儲層角度出發，在碎屑巖油氣藏領域開展了較為廣泛而深入的應用［27-34］，可以說，每一次非均質性研究成果的應用所帶來的認識更新，均能為油氣藏開發調整提供重要指導，拓寬了油氣藏開發領域并提高了開發效果。近年來，隨著深層海相碳酸鹽巖油氣的深入開發，復雜、強烈的儲層非均質性對油氣藏開發的影響逐漸引起了中外學者的重視［21，35］，但從碳酸鹽巖儲層角度出發的儲層非均質性的層次分類、形成機制、分布預測及表征等方面仍未能形成一套公認的理論和技術方法。儲層非均質性刻畫作為油氣藏描述的核心，其研究水平直接影響儲層發育規律認識的準確性及其指導下的油氣藏開發效果［36］。為此，筆者系統總結了目前儲層非均質性的形成機理、表征及評價方法研究現狀，嘗試指出研究中針對深層海相碳酸鹽巖儲層多尺度非均質性研究的不足，在此基礎上對深層海相碳酸鹽巖儲層非均質性研究的發展進行展望。

1 儲層非均質性形成機理

1.1 儲層非均質性層次（類型）劃分

1.1.1 概念及內涵

儲層非均質性的概念在提出時主要針對的是碎屑巖儲層，但后來碳酸鹽巖領域也沿用了這些概念。隨著中國近年大量深層海相碳酸鹽巖油氣田的發現（圖1），針對深層海相碳酸鹽巖儲層非均質性的研究變得十分迫切。學者們先后對儲層非均質性給出過不同的定義，如岳大力等認為儲層非均質性指儲層巖性、物性、含油性及電性等基本性質在三維空間分布的不均一性或各向異性［37］；于興河認為儲層非均質性指油氣儲層在形成過程中受沉積作用、成巖作用和構造作用的影響，在空間分布及內部各種屬性上都存在的不均勻變化［38］；王立恩等認為儲層非均質性指儲層巖石的地質、物理性質等在三維空間中的不均一或各向異性［39］；陳歡慶等認為儲層非均質性指表征儲層的參數在空間上的不均勻性［40］。總結來看，學者們普遍認為儲層非均質性是各類巖石物理屬性在空間上分布的差異性以及由此產生的各向異性。雖然不同學者給出的非均質性定義表述不同，但內涵基本一致，可以認為這些概念可同時適用于碎屑巖儲層和碳酸鹽巖儲層。

圖1 中國主要海相碳酸鹽巖油氣發現（圖中圓環大小代表探明油氣儲量相對大小）（據文獻［2］，有修改）Fig.1 Major marine carbonate petroleum discoveries in China（The ring size in the figure represents the relative size of proved oil and gas reserves）（Modified by Reference［2］）

儲層非均質是絕對的，均質是相對的，尺度的轉換可以讓巖石屬性特征在非均質和均質之間變化［41-42］。如在一個測量單元內，測量本單元某種屬性的平均值時（如平均孔隙度），可認為其是相對均質的，但從該測量尺度擴大（或縮小）至另一尺度時，再度測量同種屬性的平均值時，其性質就可能發生了變化，這就是非均質性的表現（圖2）。在儲層范圍內，非均質性尺度的表現與地質因素密切相關，當各類地質因素在不同尺度間發生變化時，相應產生的儲層非均質性就表現出不同的特征類型和空間分布范圍。因此，儲層非均質性尺度與類型之間具有一定的對應關系，在開展儲層非均質性的描述、表征研究時，劃分合理的儲層非均質性層次分類方案將具有重要的指導意義。

圖2 顆粒大小和排列非均質性隨尺度轉換的變化情況（據文獻［42］，有修改）Fig.2 Variation in granule sizes and arrangement heterogeneity with scale conversion（Modified by Reference［42］）

1.1.2 層次（類型）劃分

目前暫未有學者提出專門針對碳酸鹽巖儲層非均質性的層次劃分方案。中外學者從不同角度建立的儲層非均質性層次劃分方案普遍針對的是碎屑巖儲層，重點考慮的是碎屑巖儲層沉積層次（界面）結構（單元）對非均質性的控制作用（表1）。PETTIJOHN 等依據河流沉積成因和界面層次以及對流體的影響，將儲層非均質性劃分為5 個層次類型［43］；WEBER 根據PETTIJOHN 等的分類思路，在考慮非均質性成因尺度的基礎上，增加了構造、隔夾層等因素，將儲層非均質性劃分為8 類［22］；HAL?DORSEN根據儲層地質建模的需要及儲集體的孔隙特征，按照與孔隙均值有關的體積分布，將儲層非均質性劃分為4個層次類型［44］。還有國外學者依據測量方法的物理精度進行層次劃分，如基于地震數據的千米級非均質性、基于測井數據的分米至米級非均質性、基于巖心巖石物理測試的毫米至分米級非均質性［45-46］。中國學者裘懌楠結合國內陸相油藏儲層特征及生產實際，提出層間非均質性、平面非均質性、層內非均質性和微觀非均質性4個層次［47］。陳永生將儲層非均質性分為流體非均質性和流場非均質性2 大類，其中流場非均質性又分為6 個層次［48］。根據陸相儲層特征及生產實踐，以裘懌楠的劃分方案為基礎，將中國油田儲層非均質性分為宏觀非均質性和微觀非均質性2 個層次，該劃分方案被中國研究者普遍接受［38］，并依據此方案建立了一套較為成熟的陸相碎屑巖儲層非均質性研究理論體系和評價方法。由于缺少專門適用于碳酸鹽巖儲層的非均質性層次劃分方案，學者們在開展碳酸鹽巖儲層非均質性研究時多沿用了陸相碎屑巖儲層非均質性的層次劃分方案［49-53］。

表1 儲層非均質性劃分方案Table1 Division schemes of reservoir heterogeneity

1.2 儲層非均質性形成機制及影響因素

碳酸鹽巖儲層非均質性是在沉積、成巖及構造等因素共同作用下形成的，這已成為共識［36，54-55］。

1.2.1 沉積作用

沉積作用不僅控制了碳酸鹽巖沉積體的厚度和其內部的巖石組合，還控制了有利儲集相帶分布以及儲層的物性分布等［56］。同一沉積體系不同的沉積相帶內部因沉積構造、沉積物粒度、分選及礦物成分等特征的差異進一步造成了不同的非均質性特征。如碳酸鹽巖緩坡體系由內向外常依次發育疊層石、凝塊石等生物巖，形成生物碎屑、鮞粒、核形石、似球粒、微生物席紋層、凝塊等多種不均勻的結構［57-59］；而碳酸鹽巖臺地體系坡度和水動力梯度更大，易形成較窄的各種沉積環帶，常有高能淺灘（如鮞粒灘）和抗浪構造（如生物礁）等不同的原始儲層條件［60］。層厚、質純且原生孔隙發育的有利儲層一般發育在“顆粒巖”含量較高的臺地邊緣顆粒灘亞相、臺內灘亞相［53］；反之，水體較深的灘間海、潟湖及潮坪相帶內沉積物粒度較細，泥質含量相對增加，儲滲性能較差［53，61］。此外，沉積作用通過控制碳酸鹽巖儲層的厚度、巖性和物性等相關屬性，進而決定了不同巖層的巖石力學屬性，這在后續的構造演化過程中又造成了天然裂縫發育程度和規模的非均質性［62-65］。

1.2.2 成巖作用

成巖改造對儲層的影響普遍表現為多期次的漫長過程，從準同生階段至埋藏階段均會發生［66］。碳酸鹽巖中的壓實、壓溶、膠結、充填、溶蝕、白云化等成巖作用疊加在非均質性儲層沉積格架之上，在儲層中進一步發生不均勻的演化（圖3），增加了儲層非均質性的復雜程度［67-72］。不同巖性的巖石抗壓能力不同，在壓實、壓溶作用下的表現也不同。如在埋深較淺的地層中，灰巖和白云化的灰巖相比白云巖具有更高的孔隙度，而在埋深超過2 000 m 時，白云巖剩余孔隙度和滲透率轉而反超了灰巖，這說明相同壓力下白云巖壓實/壓溶減孔程度弱于灰巖［73-74］。成巖流體成分不同，可帶來不同的儲層非均質性成巖改造效果，如膠結作用影響滲流能力［75］，充填作用減小孔隙體積［76］，而溶蝕作用可增加溶蝕孔隙體積［77］。成巖流體的溫度對儲層非均質性也能產生影響，如低溫白云化作用趨向于保存基質的原始結構，使得較好的儲集空間類型得以保留下來，而高溫白云化流體易產生截然的、平直到不規則的白云化前緣，對原始結構形成破壞［78］。生物作用、熱液等也會通過影響成巖流體的成分和溫度進而改造得到具有不同巖性、物性非均質性的儲層［79-80］。沉積作用形成的有利沉積相帶能夠為碳酸鹽巖儲層后期建設性成巖改造提供有利條件［81-82］，如礁灘相沉積水體較淺，灘體沉積基準面接近海平面，顆粒灘頂部易暴露于海平面之上接受大氣淡水淋濾溶蝕改造，進而發育大量粒內溶孔、鑄模孔等儲集空間［83］。構造作用形成的裂縫為烴類或有機酸等流體提供運移通道，酸性流體沿連通的孔縫系統可進一步發生明顯的儲層改造而產生擴溶現象［54，64-65，84-85］。成巖作用還可以通過改變碳酸鹽巖儲層的巖石成分、顆粒大小、顆粒排列方式，通過影響巖石力學性質而左右構造破裂作用的發育程度［86］，后續的充填作用還可以對構造裂縫進行封堵，降低或消除裂縫的有效性［87］。

圖3 成巖作用形成的碳酸鹽巖儲層非均質性（據文獻［88］，有修改）Fig.3 Carbonate reservoir heterogeneities formed by diagenesis（Modified by Reference［88］）

1.2.3 構造作用

構造運動可以對已形成的儲層進行再次改造，使其發生變形、錯斷和破裂，造成儲層非均質性越發復雜（圖4）［53，89］。構造作用對儲層非均質性的影響可以體現在宏觀和微觀2 個方面，宏觀上斷層和規模較大的裂縫可以改變儲層的連通性，主要表現為提供了空間上具有方向性和規模影響的優勢滲流通道，減弱或消除相對低滲透層的封隔能力，但對儲集空間增加的影響則可以不明顯；微觀上，多期次裂縫及其組成的縫網可以極大提升儲層局部滲流能力，擴大部分儲集空間，明顯改造儲層局部的物性［90-91］。

圖4 不同尺度復合型裂縫（據文獻［89］，有修改）Fig.4 Compound fractures at different scales（Modified by Reference［89］）

1.2.4 深層高溫高壓

深層碳酸鹽巖儲層埋藏歷史相對久遠，多期次異常高溫高壓和熱液流體的影響進一步加劇了儲層非均質性的復雜程度。如在高溫高壓下，深埋碳酸鹽巖油藏巨厚膏鹽蓋層的硫酸鹽與儲層原油發生熱化學硫酸鹽還原（TSR）作用，裂解形成H2S 和氣態烴的同時會生成大量淡水降低局部地層水的鹽度，使得局部地層水對H2S 和碳酸鹽巖始終處于欠飽和狀態，保證了含H2S 流體對儲層的溶蝕作用持續進行，最終形成優質高含硫天然氣儲層［92-93］；深埋高壓可造成碳酸鹽巖顆粒旋轉、滑移、破裂以及粒間壓溶壓實等復雜非均質性特征（圖5）［94］；不同類型深部熱液可通過斷裂-裂縫網絡系統滲透進儲層圍巖，并對白云石與方解石產生強烈的差異溶蝕改造，從而導致了儲集空間類型的差異性演化［95-96］。

圖5 壓力引起的碳酸鹽巖儲層非均質性（據文獻［94］，有修改）Fig.5 Carbonate reservoir heterogeneities induced by high pressure（Modified by Reference［94］）

1.3 儲層非均質性形成機制的研究手段

海相碳酸鹽巖儲層非均質性形成機制復雜，相應的研究手段也較多，主要包括地質手段、物理模擬手段和數值模擬手段。地質手段包括野外觀察、薄片觀察、掃描電鏡觀察等，通過尋找沉積、成巖及構造作用的痕跡［59-60，72］，并結合實際地質資料對儲層非均質性成因及演化過程進行綜合分析。地球化學手段目前主要有同位素（如C-O穩定同位素、Sr同位素）分析、微量元素（如Fe，Mn，Sr）分析等，這類指標分析可以指示成巖改造流體（如白云化流體）對儲層巖石的作用階段（如準同生階段或淺/深埋藏階段），有助于確定儲層成巖作用導致的非均質性的形成時間［97］。由于儲層非均質性的不同影響因素對儲層特征的影響程度往往難以把握，研究者們常借助模擬手段近似還原不同條件下不同儲層非均質性特征的形成過程，以更好地獲得非均質性形成機制的認識。規模較小、時間較短的儲層非均質性形成過程模擬可以使用物理模擬手段直接對實際樣品進行研究，如開展不同條件下碳酸鹽巖巖心溶蝕實驗，并用數字巖心技術觀察和表征溶蝕效果（圖6）［98-103］；開展儲層巖石壓力改造實驗并用數字巖心技術觀察孔-縫改造演化過程［94，104-105］等。其中應用數字巖心技術可以直觀地觀測模擬實驗各階段的樣品特征，是物理模擬研究中非均質性形成機制認識的重要方式。對于規模較大、時間較長的儲層非均質性形成過程可以使用數值模擬手段開展研究，如模擬沉積物壓實過程［106］、大氣淡水淋濾改造過程［107］、斷溶體斷控巖溶過程［108］等。上述不同類型儲層非均質性的成因模擬均可為儲層非均質性形成機制研究提供重要參考。

圖6 巖心溶蝕實驗反應前后CT切片對比（據文獻［98］，有修改）Fig.6 Comparisons between CT images before and after core dissolution experiments（Modified by Reference［98］）

2 儲層非均質性的預測、表征和評價方法

2.1 預測及表征方法

儲層非均質性的預測及表征指的是從巖性、儲集空間、物性參數出發，預測其空間分布，以此實現儲層非均質性特征參數的空間再現。預測和表征方法可總結為直接方法和間接方法2個方面。直接進行儲層非均質性預測及表征的方法通常以井點資料為約束，結合疊前和疊后地震資料開展工作，如以測井非均質性參數解釋為基礎，利用疊前地震（振幅、縱波/橫波速度、密度）屬性反演開展儲層巖性和流體概率分布預測［109］；利用疊前地震AVO 反演開展溶蝕孔洞分布預測［110-111］；利用疊前深度偏移及相干體分析開展縫洞體儲集體預測［112］；利用多分量轉換波檢測、橫波分裂檢測、縱波方位各向異性檢測、疊前遠近偏移距屬性差分析、疊后方位、傾角、相位、曲率屬性分析、相干體分析、螞蟻體分析、多尺度邊緣檢測、VSP 預測等手段開展不同尺度裂縫預測［113-127］；利用彈性阻抗反演開展含氣性預測［128］等。為提升預測精度常結合野外露頭類比［59-60］、相帶沉積類比［57-58］或密井網解剖建立原型模型［11，129］、地質知識庫等手段對儲層巖性、物性參數及多尺度裂縫等非均質性參數的空間分布進行預測和表征。

間接預測及表征方法一般首先將非均質儲層按屬性參數差異劃分為多個內部相對均質的小尺度基本單元，每種基本單元均綁定已知的屬性參數區間信息，再通過尋找和建立各基本屬性單元的井-震關系等識別特征，在整體工區目標層內開展不同基本屬性單元類型識別和分布預測，在此基礎上最終實現目標區域的儲層非均質性參數三維空間分布表征。

非均質儲層內部不同的基本單元類型可以通過不同的依據來進行劃分，目前研究者們重點關注的是以儲集空間類型及流體在儲集空間中的滲流能力為依據來劃分基本單元類型。具體的劃分依據包括基于實驗測試計算流動帶指數［61，130-131］方法、分析壓汞曲線特征差異的公式擬合方法［132-134］、基于阿爾奇指數關聯變化分析的巖電參數計算方法［135-136］、基于非常規測井響應差異分析的特征參數提取方法［53，137-138］等，或借助薄片鑒定、掃描電鏡、數字巖心等手段進行孔-洞-縫參數統計，計算其分形維數［101］或構建柵格模型［139］等，所劃分基本單元屬于巖石物理流動單元范疇。在劃分了具有不同孔-滲-（飽）關系的各巖石物理流動單元后，可通過總結各流動單元的測井電性特征及地震敏感屬性響應特征［88，140-142］，形成工區內不同巖石物理流動單元的識別模式，利用工區測井、地震資料進行巖石物理流動單元的分布預測，進而得到不同巖石物理屬性的三維空間分布（圖7）。三維地質建模是展示儲層非均質性表征結果的最直觀方式，提取預測結果中各類儲層非均質性參數的空間分布特征建立介質屬性參數地質模型，可實現儲層非均質性分布特征的三維可視化表征［143-145］。

圖7 地質模型中巖石物理屬性的浮雕擠壓視圖（據文獻［145］，有修改）Fig.7 Relief-extruded views of petrophysical properties in geomodel（Modified by Reference［145］）

2.2 評價方法

儲層非均質性評價通常指通過統計儲層各類參數分布的波動劇烈程度來評價儲層非均質性程度，本質上是基于一定數學運算的參數統計、數據集結及數值區間劃分。表達單一的儲層屬性參數非均質性程度的評價指標有變異系數、級差、突進系數［50，132，146］、Dykstra-Parsons 變異系數（對數正態曲 線 變 異 系 數）［132，147］、勞 倫 茲 系 數（基 尼 系數）［132，148-149］、參差系數［150］、分數維［151-152］、偏心率［153］等（表2），這些評價指標能夠將某一種非均質性參數的分布統計出來并計算其離散程度。

表2 儲層非均質性評價參數及其計算方法Table2 Evaluation parameters of reservoir heterogeneity and their calculation methods

然而，利用上述指標對不同的儲層屬性參數開展儲層非均質性評價時，得到的各參數評價結果之間常出現矛盾［37］，如常出現孔隙度變異系數不大，而滲透率變異系數卻很大的情況，說明儲層孔隙度的非均質性相對較弱，而儲層滲透率的非均質性則較強。因此，針對非均質性比較復雜的儲層，大多數學者綜合儲層多個屬性參數，使用灰色加權［61］、模糊數學［154］、波疊加［37］、熵權［155］等綜合評價方法，通過構建綜合評價指數以規避單一參數評價儲層非均質性時的缺陷，但利用綜合評價方法時如何優選信息集結方法，得到與生產動態特征相吻合的非均質性評價參數是開展評價的關鍵，而合理信息集結方法的優選或建立離不開對儲層非均質性形成機理和發育模式的深刻認識。

也有研究認為儲層非均質性參數的分布并非僅具有隨機性，還具有一定的空間結構性［156］，因此在評價儲層非均質性時，不應脫離儲層參數在空間上的位置變化信息而僅評價儲層參數分布的波動劇烈程度，還應考慮儲層參數在空間延伸方向上伴隨位置變化的速率。部分學者嘗試應用較成熟的變差函數方法來評價油藏范圍內的碳酸鹽巖儲層宏觀非均質性特征，評價過程中考慮了儲層參數的相對變化幅度和空間相關性等信息，在某氣藏取得了有效應用［156-157］。然而，結合變差函數評價儲層非均質性的方法也只能對各單一的儲層屬性參數進行評價，對于深層海相碳酸鹽巖儲層來說，由于缺乏對其強烈的儲層非均質性變化空間結構性的規律認識，利用對待估點做最優線性無偏估計克里金方法［158］評價非均質性往往不能達到應有效果。

此外，也有部分學者利用生產動態、試井壓力等油氣藏工程手段分析評價儲層非均質性［159-160］，這類研究主要從結果端反推儲層非均質性的發育特征，該類方法容易受到油氣藏工程措施、事故等非地質因素干擾的影響，對儲層非均質性刻畫結果的可靠性和精度可能存在一定的不足［39-40］，但可將該類方法作為開發地質角度評價儲層非均質性可靠性的驗證手段。

3 存在的問題

3.1 未建立有針對性的非均質性層次（類型）劃分方案

合理的儲層非均質性層次（類型）劃分方案能夠為儲層非均質性評價及油氣藏開發提供有效指導。如前文所述，陸相碎屑巖油藏儲層非均質性劃分方案充分考慮了陸相碎屑巖儲層沉積層次（界面）結構（單元）對非均質性的控制作用，以砂體規模、連通情況、砂體展布及空間組合方式以及單砂體內孔隙結構、各類屬性參數分布等為劃分依據，并充分結合了開發技術與實踐經驗。然而，深層海相碳酸鹽巖儲層由于其沉積和成巖特征與碎屑巖儲層相比具有較大的差異性，儲層更具有易變性和易溶性［161］，在進行非均質性層次劃分時應充分考慮其相對于碎屑巖儲層的特殊性。

深層海相碳酸鹽巖儲層具有復雜的非均質性成因，其受生物和化學沉積作用影響而使儲層多呈厚層塊狀，且受后期地質作用改造的影響往往比陸相碎屑巖儲層更大（尤其是在深埋條件下的各類地質作用改造的影響），儲層最終呈現的非均質性特征基本表現為多尺度的“面目全非”，其分布與受沉積層次界面主控的碎屑巖儲層非均質性具有較大差異。如今還未有學者提出有針對性的深層海相碳酸鹽巖儲層非均質性層次劃分方案，而隨著深層海相碳酸鹽巖油氣藏開發的不斷深入，對油氣藏描述的精度要求越來越高，需要根據碳酸鹽巖儲層非均質性成因特點，提出具有適用性的非均質性層次（分類）劃分方案，以指導油氣藏的高效開發。

3.2 需進一步闡明多介質儲層非均質性形成機理

深層海相碳酸鹽巖儲層孔隙結構類型多樣，發育多級次、多尺度、多組系裂縫［162］，且多類儲集空間耦合發育，儲層所呈現出的非均質性特征往往是沉積、構造、成巖等多種地質因素綜合作用（尤其是深部地質作用過程）的結果，復雜非均質性的形成在地質歷史過程中往往具有階段性、繼承性等特點。揭示深層海相碳酸鹽巖儲層縫-孔-喉系統形成、發育及耦合機理，認識儲層多尺度非均質性形成機理及發育特征，是開展精細儲層描述、認識油氣藏開發規律、進行油氣藏挖潛和調整的基礎和關鍵。

目前有關海相碳酸鹽巖儲層非均質性形成機理的研究多從縫、孔（洞）等單一儲集空間類型成因的角度進行，分析地質歷史過程中不同地質作用對孔（洞）、縫的形成及演化的影響。而實際上，深層碳酸鹽巖儲層“孔（洞）-縫”系統的形成具有強烈的相關性及其耦合特征，如儲層早期孔隙較為發育且由于其改變了儲層的巖石力學性質會影響后期天然裂縫的發育程度，而天然裂縫較為發育的儲層在后期深埋改造過程中，會為深部熱液等流體提供滲流通道而進一步增強儲層的溶蝕作用進而增加儲層有效儲集空間，這種復雜地質作用的最后結果，就是造成了儲層非均質性特征的復雜性。因此，要揭示深層碳酸鹽巖儲層非均質性形成機理，就必須要從地質作用全過程的角度出發，充分利用各類分析測試手段，挖掘各類地質作用及其演化信息，采用正演與反演相結合的方法，將儲層中發生的“地質故事”講清楚、講完整。

3.3 需進一步建立儲層非均質性預測和表征方法

基于疊前、疊后地震等多信息的融合，采用直接或間接方法開展儲層非均質性預測和表征雖然能夠獲得儲層中單一非均質性參數或非均質單元的空間分布，但在精度上仍難于滿足目前油氣田開發的實際需要。傳統地震預測方法基于儲層巖性、多尺度裂縫發育程度、儲層儲集空間類型及流體等信息與地震響應之間的關系來開展各類非均質性參數分布預測，但由于各類地質信息與地震響應的關系非常復雜且往往呈現強非線性特征，在不考慮各類非均質地質信息耦合對地震響應特征的情況下開展各儲層非均質性參數的分布預測，結果往往存在一定的不確定性。因此，在現有的技術條件下，需要有效解耦地震信息中的巖性、裂縫發育、孔隙結構、流體等非均質信息，提取可靠的地震響應并建立合理的方法來開展各類非均質性參數預測，才能進一步提高深層海相碳酸鹽巖儲層非均質性空間分布的預測和表征精度。

在通過地震資料開展非均質性分布預測以后，往往要將預測結果轉化為基于網格的非均質性參數空間分布信息，進而開展油氣藏流體流動模擬。由于非均質性具有多尺度特征，在表征過程中如何確定合理的網格步長以能夠表達最主要的儲層非均質性是需要首先被考慮的問題，這需要充分考慮各類非均質性的屬性特征和分布特點來進行確定。另外，在表征過程中，由于各類非均質性參數既有標量也有矢量，除了要準確表征各類非均質性參數數值大小的空間分布以外，還應準確表征各類矢量參數的各向異性特征（如滲透率各向異性），各向異性是儲層非均質性的最主要體現內容之一，它決定了儲層內部不同單元之間的連通程度，是影響儲層性質和滲流規律的關鍵性信息。實現基于合理網格系統的多尺度非均質性參數三維空間表征，是開展高精度油氣藏數值模擬的基本前提。

4 研究展望

總結目前儲層非均質性的研究現狀，并根據深層海相碳酸鹽巖儲層非均質性自身的形成特點及目前研究中存在的問題，對深層海相碳酸鹽巖儲層非均質性研究提出以下展望。

第一，在揭示深層海相碳酸鹽巖儲層多重介質形成及耦合機理的基礎上，要重點對多重介質系統耦合控制下的多尺度非均質性形成機理開展研究，建立多尺度非均質性發育模式。儲層中目前呈現的非均質性特征是多尺度、多重介質空間分布的耦合結果，要明確多尺度非均質性成因機制及分布特征，就首先要對儲層中孔、洞、縫等各類介質的形成、保持、改造及耦合發育機理進行研究，建立各類介質的成因演化序列，闡明控制各類介質演化的主控因素，要重點對多尺度、多重介質耦合下的多尺度非均質性成因機制進行分析和特征描述，建立儲層多尺度非均質性的成因模式。

第二，建立具有適用性的深層海相碳酸鹽巖儲層非均質性層次（類型）劃分方案，弄清不同類型非均質性介質及其耦合的巖石物理響應機理，結合新技術手段不斷提高多尺度非均質性空間分布預測及表征的精度和可靠性。對多尺度非均質性形成機制的揭示有助于開展非均質性層次（類型）方案的劃分，結合多尺度、多重介質耦合下的非均質性成因機制，研究不同尺度、不同介質非均質性特征及其耦合特征，建立微觀、小觀、中觀、宏觀、巨觀等層次的多尺度非均質性分類方案。對多重介質耦合下的多類多尺度非均質性地球物理響應進行解耦，建立具有針對性的巖石物理模型，發展與大數據、人工智能相結合的復雜非均質性測井識別、地震預測及地質建模技術，提高非均質性參數刻畫的精度和可靠性。

第三，研究多尺度非均質性滲流機理，闡明多尺度非均質性對油氣藏流體流動的控制作用，明確儲層非均質性對油氣藏開發的影響。深層海相碳酸鹽巖儲層非均質性的多尺度性決定了儲層滲流機理的復雜性，要從不同尺度的角度對儲層滲流機制進行研究，明確不同尺度非均質性的耦合滲流機理，弄清控制油氣藏流體流動的主要非均質性和次要非均質性，闡明不同尺度非均質性在油氣藏開發不同階段所起的作用及對開發效果的影響，為油氣藏的高效開發提供指導。

符號解釋

A，B——經驗系數，取值多為A=84%，B=50%；或A=50%，B=16%；

C——回歸待求系數；

Cadv——突進系數；

Cdiv——參差系數；

Cgrad——級差；

Cv——變異系數；

Dfa——分數維值；

e——歸一化偏心率；

i，j——循環次數；

n——樣品數；

N（δ）——測井曲線穿過的網格數；

VDP——Dykstra-Parsons 變異系數（對數正態曲線變異系數）；

VLC——勞倫茲系數（基尼系數）；

Xi——第i個樣品的待評參數值；

Xmax——樣品待評參數最大值；

Xmin——樣品待評參數最小值；

{X}——樣品待評參數集；

δ——測井曲線縱向網格等分數。