被动充填生物扰动构造对电阻率的正向调控机制——以沙特阿拉伯Hanifa组为例

【编辑推荐】本研究针对生物扰动构造(BP)对碳酸盐岩地层电阻率的影响机制这一空白领域，通过CT扫描与定制电阻率测量系统，发现Hanifa组被动充填的Thalassinoides生物扰动网络与电阻率呈显著正相关(r2 =0.98)，颠覆了"连通生物扰动降低电阻率"的传统认知，揭示了微孔隙主导电流传导的短路效应，为含生物扰动储层电性解释提供新范式。

　　

在油气勘探领域，碳酸盐岩储层的电性特征解释长期面临生物扰动构造带来的挑战。尽管前人已明确生物扰动对孔隙度(porosity)和渗透率(permeability)的改造作用，但这些蜿蜒复杂的生物孔道如何影响电阻率(electrical resistivity)始终是未解之谜。沙特阿拉伯Hanifa组发育典型的Thalassinoides生物扰动网络，为破解这一难题提供了天然实验室。

King Fahd University of Petroleum & Minerals的研究团队创新性地将医学CT扫描与厘米级径向电阻率测量相结合，对7个101mm直径岩心开展多尺度分析。通过开发定制化电阻率测量装置，首次实现4英寸尺度岩心的连续电阻率成像。配合微CT揭示的三维孔隙结构，构建了生物扰动百分比(BP)与电性参数的定量关系模型。

关键技术方法
研究采用Toshiba Alexion TSX-032A医疗CT扫描仪获取岩心三维结构，开发双电极电阻率测量系统进行厘米级径向扫描。选取Hanifa组Ulayyah段7个含Thalassinoides的生物扰动岩心样本，结合薄片鉴定、压汞测孔和岩心驱替实验，建立BP与电阻率、渗透率的关联模型。

Burrow connectivity and rock texture
CT成像显示5个岩心存在贯穿顶底的连通生物扰动网络，但微CT证实其充填物中的表观连通孔隙实为三维孤立结构。岩心驱替实验测得渗透率仅～3mD，说明生物扰动网络未形成有效渗流通道。

Burrow fillings: resistive or conductive
颠覆性地发现BP与体积电阻率呈强正相关(r²
=0.98)。薄片分析揭示基质微孔隙占比超70%，形成电流传导的"短路"路径。当生物扰动未破坏微孔隙网络时，其自身孤立孔隙反而增加整体电阻。

结论与意义
该研究首次证实：1）被动充填生物扰动需同时满足连通性和渗透性才会降低电阻率；2）在微孔隙主导的碳酸盐岩中，生物扰动通过隔离导电基质反而提升电阻；3）建立了BP>15%时电阻率增长12%的定量模型。发表于《Marine and Petroleum Geology》的这项成果，为含生物扰动储层的测井解释提供了全新理论框架，对沙特Hanifa组等生物扰动发育区的油气勘探具有直接指导价值。