基于分形理论探究砂岩最小孔隙半径的最优区间

徐路路¹，董书宁²，戴振学¹，徐斌^2,3，尹尚先⁴，周岩¹，陈骏骏¹

1. 吉林大学建设工程学院2. 中煤科工集团西安研究院有限公司3. 中国矿业大学(北京)地球科学与测绘学院4. 华北科技学院安全工程学院

摘 要：渗透率是评价多孔介质导水性能的主要参数,是导水介质微观孔隙结构在宏观上的表现特征。通过扫描电镜实验和图像处理技术,统计出砂岩微观孔隙几何参数,并结合分形理论探究了砂岩微观孔隙结构对渗透率的影响。同时,以实测渗透率为约束条件,确定了对渗流起作用的最小孔隙半径r_min区间,该区间可作为渗透率预测时最小孔隙半径r_min的最优取值区间,并获取了与之对应的孔隙半径累积百分数区间。结果表明:砂岩最小孔隙半径r_min的取值对渗透率影响较大,随着砂岩最小孔隙半径r_min取值的增大,其渗透率先急剧下降,后渐渐地趋于稳定,并伴有上升趋势。在致密砂岩中,理论渗透率与实测渗透率相等时,对应的最小孔隙半径r_min落在孔隙半径累积百分数为15%～25%内,该孔隙半径累积百分数区间对应的孔隙半径区间可作为计算砂岩理论渗透率时最小孔隙半径r_min的最优取值区间,并且随着砂岩渗透率的增大,最小孔隙半径r_min对应下的孔隙半径累积百分数逐渐增加。

关键词：分形理论;渗透率;微观孔隙结构;最小孔隙半径r_min;图像处理技术;