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长江大学米兰体育 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。研究在统一CT扫描视场与数字子样尺度条件下，分析孔喉结构与绝对渗透率的关系，筛选能够相互补充的关键表征参数。

图1 论文米兰体育

绝对渗透率是评价砂岩储层渗流能力的重要参数。孔隙度能够反映储集空间的发育程度，孔喉连通性、喉道尺度及渗流通道的连续性则影响流体通过储层的能力。数字岩心研究中，多种孔喉参数往往同步变化，直接按相关系数大小筛选参数，容易重复采用反映相近结构信息的指标。

研究对5件原始岩样开展微米CT扫描，在固定扫描视场内分别截取4个互不重叠的1 mm×1 mm×1 mm数字子样，共构建20个数字岩心模型。采用统一的图像处理流程，在Avizo平台开展孔隙三维重建、孔喉参数提取和单相稳态渗流计算，并以三个正交方向绝对渗透率的几何均值表征子样的整体渗流能力。研究取得以下主要认识。

1.毫米尺度孔喉非均质性形成明显渗流差异

20个数字子样的代表性绝对渗透率为（8.684～62.350）×10⁻³ μm²，样品之间及同一原始岩样内部均存在明显差异。孔隙三维重建、孔隙网络模型和流场对比显示，高渗透率子样通常具有较大的连通孔隙空间，主要喉道较宽，连续渗流通道更发育；低渗透率子样则表现为局部连接较弱、流动通道受限。结果表明，毫米尺度局部孔喉结构的变化能够引起砂岩渗流能力的分化。

图2 低、高渗透率数字子样的孔隙结构与流场对比（原论文图5）

上排为低渗透率子样，下排为高渗透率子样；依次为孔隙形态、孔隙网络模型及速度流线。

2.孔隙度相近时仍需结合喉道与连通特征评价

总孔隙度与代表性绝对渗透率总体呈强正相关，但孔隙度相近的数字子样仍可具有不同的渗流能力。三组配对样品中，高渗透率子样与低渗透率子样的总孔隙度比值为1.057～1.111，而渗透率比值达到1.567～1.622。高渗透率子样同时具有略大的喉道半径中值和较有利的孔喉连通格局，说明在储集空间相近的条件下，喉道尺度及孔喉连通格局仍会影响渗流能力。

图3 孔隙度相近数字子样的渗透率差异及孔喉特征对比

3.采用三个互补指标表征绝对渗透率差异

结合参数相关关系、信息重复程度及物理意义，研究筛选出连通孔隙度、喉道半径中值和欧拉数三个互补指标，分别表征参与连续渗流的孔隙体积、主要喉道尺度和孔隙网络的拓扑连接特征。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；欧拉数提供了较弱的补充信息，其作用需结合当前样品数量谨慎解释。

该成果为相近岩性、样品尺度及图像处理条件下的砂岩数字岩心孔喉参数选择与渗流能力评价提供了参考。研究形成的参数组合适用于当前固定CT视场和毫米尺度数字子样的结构分析；当岩性、样品尺度或处理条件发生变化时，参数与渗透率的对应关系仍需重新检验。

论文链接：//doi.org/10.1038/s41598-026-54317-2