研究储层岩石孔隙形态结构以及对其进行定量分析,对油气田开发过程有重要的指导意义。储层岩石孔隙空间结构复杂、不规则,运用传统的物理化学实验方法实验手段难以对其定量分析,而分形理论的引入为自然界中复杂的、难以定性分析的抽象现象具象化提供了可能。本文基于分形理论,运用常规压汞技术与数字岩心图像处理技术,分别从二维维度和三维维度上对砂岩岩样物性进行系统性研究。应用分形维数变化来表征复杂的孔隙结构形态,并对微观孔隙结构的特征进行定量分析,进一步分析微观储层非均质性。计算储层分形维数的方法有很多种,但通过调研发现每种计算方法得到的结果不相同。本文通过大量的压汞实验数据对不同的分形维数算法进行试算分析,结果表明三维毛细管束模型计算所得分形维数与岩石物性相关性最强,最适合用来分析孔隙结构。通过采用盒计数法对数字岩心图像进行研究分析发现,盒计数法得出分形维数结果准确度与CT扫描图像分辨率以及自相似区间选取有密切关系。经过一系列推导以及数据试算分析,发现不同分形维数对渗透率预测有不同的效果,针对不同的模型选择不同的分形维数计算方法。应用二维分形渗透率模型进行渗透率预测时,应该使用二维分形维数计算,拟合结果达到80%以上,具有较高的可行性;三维渗透率预测模型应用方法四计算的分形维数对渗透率的预测效果最好,拟合度达到90%以上;Winland r₅模型的预测效果拟合度达到90%以上,具有很高的可行性;基于盒计数分形维数的渗透率预测模型准确度达到80%以上,因此也具有可行性,具有应用的价值。