在过去的几十年里，人们对生物扰动油气藏和含水层岩石物性参数的认识有了很大的发展。具体来说，通过直接测量(点渗仪、高分辨率成像)和生物扰动强度和洞穴结构等特征的计算机建模，人们可以深入了解生物扰动如何影响孔隙度和渗透率分布。在这篇综述中，从历史和现代的角度详细概述了与技术应用于油藏流体流动有关的概念。随后，我们讨论了生物成因的渗透性和孔隙度的性质，并考察了洞穴可能影响这些参数的方式。重点是总结最常用的方法来量化岩石样品中的生物扰动。在概述的基础上，我们进行了一些不同的案例研究，这些案例强调了在广泛的分类系统中遇到的生物成因渗透率的变化，并在最后进行了总结。
过去20年的工作主要集中在描述特定的洞-基质关系的渗透率，并在此基础上进行预测。只有少数研究尝试使用数值模型来提供关于体渗透率的见解，很少有研究试图测量和比较较大的代表性基本体积的体积流动特性与较小的尺度测量。显然，更全面地理解生物扰动沉积岩的三维体积、放大流动行为是提高我们对孔隙度和渗透率数据理解的下一步，并将这些数据与行业地质学家和工程师的日常工作流程整合在一起。考虑到用更大的基本体积进行实验的困难，合乎逻辑的方法是进行更多的数值模拟。大多数之前的研究都使用了围绕USGS Modflow或类似的流网解决方案的代码解决方案。当今非凡计算能力的存在和微观有限元分析的出现，为从孔喉尺度到宏观尺度研究生物扰动对流体流动特性的影响提供了机会。我们认为，未来研究的基础当然在于这些方面的探索。
生物流体介质分类是Pemberton和Gingras(2005)最初提出的，它在很大程度上受沉积环境的影响，在所有地下储层研究中都应这样对待。表面约束的离散非均质性在坚实地面和硬地暴露表面上是常见的。来自美国华盛顿威拉帕湾的露头照片代表了Glossifungities ichno相的一个例子。非表面约束的离散非均质性在近海和泻湖环境中很常见。来自挪威海上白垩统Lysing组的岩心照片示例，显示粉砂岩基质中砂岩填充的地中海泥质岩和浮青石。弱定义的结构非均质性在较低的滨面和近海富砂沉积中很常见。来自挪威北海上侏罗统Ula组的岩心照片示例，显示了一组线条密集的垂直Ophiomorpha nodosa组合，横切一个包含Ophiomorpha irregulaire和古真菌的洞穴斑驳结构。隐蔽的生物成因异质性在河道(河口和分流)和近海岸线沉积(前滨、上滨面、三角洲前缘)中普遍存在。来自加拿大阿尔伯塔省下白垩统清水组的岩心照片，显示了一种隐晦的斑驳砂岩。成岩结构的非均质性可以从泻湖到近海环境中发现，这是沉积后过程的反映。图片示例:加拿大萨斯喀彻温省一座政府大楼上露出的晚奥陶世廷德尔石(红河组塞尔柯克成员)，显示白云岩化的洞穴。修改自Gingras等人(2012)和Baniak等人(2015)。(关于图中关于颜色的解释，读者可参考本文的网页版本。)
生物纤维的流体流动特性。A)双重孔隙度的例子显示了被砂岩基质包裹的含砂蛇形岩。尽管在高渗透率区域内流体通量较大，但钻洞与基质之间的流动相互作用广泛。B)双渗透样例显示石灰岩基质中白云岩化不明显的痕迹化石。在这些情况下，初级流体通过钻洞流动，基质显著降低了储层性质。修改自Gingras等人(2012)和Baniak等人(2015)。
在理想储层内建立连通的地洞网络。A)生物扰动强度低(10%)，低于连通性阈值。(B)低生物扰动强度(10 - 25%)，但处于连通性开始发展的范围内。(C低至中等(>25%)的生物扰动强度，但充分发展和连续的洞穴网络。(D)三种理想相生物扰动强度与连通性概率的关系图。根据La Croix等人(2012)的数据创建。
螺旋CT设备用于生物扰动岩心样品成像的例子。A) Aquilion 64片螺旋扫描仪。x射线管围绕岩心样品旋转，同时岩心样品和工作台通过龙门一致移动。由于这些同时运动的结果，x射线管以螺旋路径运动。B)扫描的生物扰动岩心样品示例(上泥盆统Wabamun Group)。C)岩心样品的三维可视化，黑色箭头突出显示与钻洞白云化有关的大孔隙。D)岩心样品中与洞穴白云化(红色)相关的大孔隙的三维可视化。使用Baniak等人(2013)的数据创建。(关于图中关于颜色的解释，读者可参考本文的网页版本。)
数值模拟输出示例。A)含蛇晶岩的层压砂岩实例。B)高渗透地洞和低渗透基质对应的渗透率场。C)大量泥岩的例子，富含Thalassinoides。D)高渗透地洞和低渗透基质对应的渗透率场。使用Baniak等人(2013)和Baniak等人(2015)的数据创建。
图中显示了由于舌菌岩相形成的超渗透性发育。修改自Pemberton和Gingras(2005)，原始插图由T.D.A.桑德斯。
利用来自欧洲挪威海的数据，Micro-CT实现了非约束结构非均质储层的三维体积。a-)30μm分辨率的Micro-CT扫描上白垩统Nise组样品。这些样本中的痕迹化石在三维上表现为相互联系的、高度不规则的一系列洞穴网络。CD)30μm分辨率的上白垩统裂解组显微ct扫描。突出显示的是复杂的三维洞穴网络水平到倾斜的古藻和浅石岩。使用Polo(2013)的数据创建。
加拿大阿尔伯塔省上泥盆统Wabamun组岩石质地非均质性实例. A)螺旋ct生物扰动岩心样品及与岩心顶部平行的二维截面切片。值得注意的是，横断面切片显示了白云岩化洞穴(深色区域)的混沌和非均匀性. B)垂直于生物扰动岩心样品顶部的二维螺旋CT扫描。如上所述，钻洞白云岩(水平和垂直)的分布和尺寸非常不均匀和复杂。使用Baniak等人(2013)的数据创建。
加拿大萨斯喀彻温省奥陶系约曼组廷德尔石灰岩的结构变异实例。A)一个10厘米的立方体，其中基质为生物扰动砾岩，箭头所示为明显的白云岩化洞穴。黑色箭头表示原因洞穴，绿色箭头表示原因洞穴周围的白云化晕。BC)廷德尔石块含水样本的MRI图像(见a)。深色区域比基质具有更高的有效孔隙率(约8%vs.1%)。D)茜素红染色廷德尔石切片，显示了富方解石基质和白云石洞穴带。E)廷德尔石薄片。深色区域被染成红色，浅色区域是未染的白云石。黑色箭头表示成因洞穴，绿色箭头表示相对多孔的白云岩化晕。(关于图中关于颜色的解释，读者可参考本文的网页版本。)
