引言

火成岩油藏已有60多年的开发历史，在全球100多个国家或地区均有发现，展示了很好的开发潜力^[1-3]。中国自1957年准噶尔盆地发现第一个火成岩以来，先后有多个火成岩油藏投入开发，取得了很好效益^[1-5]。结合油藏开发的实际，学者们针对该类油藏的成藏模式、储层特征、有利储层预测等进行了深入探讨^{[1-3, 5-8]}。一般认为火成岩油藏主要是受裂缝控制的双介质油藏，并以此为指导开展油藏开发^[4-7]。然而由于不同地区的火成岩油藏差异很大，油藏特征和开发模式并不能简单的套用。

排66块石炭系火成岩位于准噶尔盆地西部车排子凸起，2011年发现并投入试采。该块储层类型复杂、储集空间多样，基于前期研究针对储层的地震预测取得了一定的效果，然而也存在很多开发问题和矛盾——井间产能差异大、主要的储集空间和储层类型不明确、有利储层分布规律认识不清。为了实现对油藏的有效动用，有必要开展储层成因机制的研究，确定有利储存分布，建立储层成因模式，以期统一地质认识、指导储层预测，最终为该块开发方案的编制提供技术支持，促进火成岩油藏的有效动用。

1 储层岩石学特征

排66块位于车排子凸起的东北部，构造简单，整体北西高、南东低^[4-8]。区内自下而上发育上古生界石炭系，中生界白垩系、侏罗系，新近系塔西河组、沙湾组和第四系。作为区域上的基底地层，石炭系共发育3大套火成岩地层：希贝库拉斯组、包古图组和太勒古拉组，目前钻井揭示含油气的层系为最上部的希贝库拉斯组，其顶底均为不整合，在本区的埋藏深度为500$\sim$1 500 m。

受区域挤压应力的影响本区主要发育逆断层，多为南西和南东方向的断层(图 1)。工区东部为红车断裂带^[4]，受其影响沿断层喷发形成火成岩喷发体。在石炭纪海陆交互的沉积环境下，火成岩具有多期、裂隙式喷发的特征。岩芯和录井统计表明，本区发育4大类的火成岩(表 1，图 2)：安山岩、凝灰岩、玄武岩和火山角砾岩，个别井段见沉积岩类。其中以安山岩沉积为主，占到了70%，其次为凝灰岩，占22%。

如图 3所示，安山岩为深灰色，具斑状及少斑或无斑结构，斑晶由斜长石、辉石、角闪石等组成，偶见气孔，气孔中充填绿泥石、硅石和方解石。玄武岩，具斑状或少斑无斑结构，斑晶主要由斜长石组成，偶见杏仁状气孔。凝灰岩为深灰—灰白色，块状，致密。火山角砾岩在本区发育程度较低，以灰色为主，岩石破碎，含油性好。

一般来说火山沉积相带按照距离火山口的远近可以分为爆发相、溢流相和火山沉积相^[3-8]。爆发相位于近火山口，多为凝灰岩和角砾岩，在本区没有明显的火山口特征。溢流相主要为火山熔岩，即安山岩和玄武岩，是本区的主要岩相带，且以安山岩为主，玄武岩发育程度低，该相带易受断层和溶蚀作用共同控制，因此裂缝和溶蚀孔洞均较为发育。火山沉积相以凝灰岩为主，在水深的部分可发育沉凝灰岩，并与泥岩共生。

2 储集空间类型和组合模式 2.1 主要储集空间类型

相对于砂泥岩储层，火成岩储层储集空间类型多样，不同学者的划分方式也不统一^[2-8]，如按照成因模式、岩石类型、成岩作用等可以划分为十几种储集空间类型。事实上不同的划分方法之间存在交叉重合，考虑本区的实际情况，通过薄片观察，结合岩芯、成像和区域沉积背景分析^[3-11]，本区储集空间类型可以划分为原生和次生两大类(图 4)。

石炭系由水下的火山喷发形成，后期又经历了复杂的构造抬升和剥蚀历程，能观察到的原生孔隙主要是原生晶间孔隙、砾间孔和部分残余气孔，次生孔隙则包括各种类型的溶洞、溶孔、微裂缝和裂缝等。那么首要的问题是，如何在众多的储集空间类型中明确主要的、能够为形成储层做出贡献的类型。

通过对全区分析化验资料的统计发现，溶蚀孔最为发育(45.0%)，其次为原生孔隙(25.0%)和裂缝为(22.5%)，残余气孔发育的样品相对较少(7.5%)。岩芯观察也显示本区的纯基质较为致密，原生孔隙虽有发育，但基质孔隙对有效储层的贡献很小。原生孔隙虽然发育程度高(25.0%的样品见原生孔隙)，但这些孔隙分散，且对整体物性的贡献程度低。火成岩整体呈块状，相对致密。根据取芯井不同岩性纯基质样品(未见裂缝发育、没有油气显示)的分析，其孔隙度在1.9%$\sim$5.1%，渗透率不足0.1 mD，在没有裂缝沟通的条件下难以单独构成有效的储集空间。

火成岩储层一般气孔发育，就本区而言，岩芯和镜下看到的气孔相对较少且气孔较小，应该是由于火山喷发形成于水下的缘故^[7-9]。同时，由于石炭系形成后又遭受了抬升剥蚀，即使部分岩块气孔发育也多被充填，残余的气孔数量更少，加之气孔彼此孤立不连片，没有微裂缝或裂缝沟通也较难形成有效的储层。

储层(有油气显示)的孔隙度一般在8%$\sim$17%，渗透率1$\sim$131 mD。从岩芯上看这些样品含油性好，微裂缝和溶蚀孔较为发育，在镜下也能看到比较明显的溶蚀现象，这表明溶蚀孔和缝对改善物性起到了主导作用，二者是主要的储集空间类型。

2.2 储层组合模式

前已述及，本区火成岩形成于水下，整体较为致密，原生孔隙发育程度低。经历了多期的构造运动，并抬升至地表长期遭受风化剥蚀，因此，主要的储集空间为次生的溶蚀孔和裂缝。单纯的基质，即使存在残余气孔，若无裂缝或溶蚀作用的改造沟通，本身无法形成有效的储层。而一旦被缝洞沟通，基质本身也能参与到流体的存储，形成有效储层。

考虑基质孔隙、溶蚀孔隙、裂缝3种储集空间类型，本区主要的储层有3种组合模式(图 5)：溶蚀孔沟通基质形成的溶蚀孔洞型储层、溶蚀孔-裂缝组合形成的缝洞型储层、单纯裂缝沟通基质形成的裂缝型储层。孔洞型储层一般孔隙度较大，在岩芯和成像测井上可见0.5$\sim$5.0 cm的孔洞，但本区的溶蚀孔整体较小，一般在5 mm以下，因此单纯孔洞发育的储层表现出类似砂岩储层的物性特征，孔隙度最高可达25%$\sim$28%，渗透率在20$\sim$120 mD。纯裂缝型储层一般孔隙度不大，但受裂缝发育的影响呈现低孔高渗的特征，孔隙度一般在7%$\sim$9%，渗透率可达100 mD以上。缝洞型储层是最优质的储层类型，受双重改造作用，物性条件、含油性和产能效果也最好。

3 储层分布规律研究

基于储层组合模式的分析，首先结合岩芯、成像、电测资料明确不同类型储层的识别特征。储层整体表现为低密度、高中子、高声波的特征，电阻率一般较低，在15$\sim$25 $\Omega\cdot$m左右。溶蚀孔洞型储层密度最低，而裂缝型储层的密度曲线往往出现指状尖峰的低值，缝洞型储层兼有二者的特征。

全区所有井的录井统计结果表明，石炭系顶面附近有明显的致密段，储层不发育、没有油气显示，而且整体岩性泥质岩化强烈，即使有裂缝发育也均被充填，致密带的厚度一般在20$\sim$50 m(图 6)。

从纵向上，见油气显示的地层整体厚度在150$\sim$300 m，但并非在含油高度内满块含油，呈现出油干间互的特点。不同类型储层的分布规律并不明显，总体以溶蚀孔洞型和缝洞型储层为主，单纯裂缝型储层发育程度并不高。储层的发育没有明显的砂泥岩具有的层状特征，井间连通范围有限。

而在平面上，不同类型储层分布具有明显的分带性。工区南部溶蚀孔洞型储层发育，中北部则以缝洞储层更为发育；纯裂缝型储层虽然整体发育程度不高，但在北部的发育程度好于南部。

4 储层成因机制分析

本区为水下沉积，岩性致密，气孔、炸裂缝等原生孔隙发育程度低，经过长期的风化淋滤之后储层改造作用明显^[4]。

4.1 岩性是储层发育的物质基础

不同岩性的储层发育程度差异不大，安山岩普遍发育，凝灰岩发育程度低。整体水下的喷发条件，使得不同岩石类型的储层在初期的物性条件类似；而后期强烈的区域构造运动和长期的抬升剥蚀也造成不同岩性的储层遭受相似的改造条件^[4-13]。统计结果表明，不同岩石类型的物性、裂缝发育程度、储层类型都没有明显的差异。但本区特殊的沉积环境是后期储层改造的基础，正是由于基质物性条件差，后期改造作用影响着有效储层的形成。

4.2 构造运动对改造储层起着主导作用

由于地处凸起之上，石炭系地层沉积后构造运动强烈，受到东西向多期挤压作用的影响。深层的岩芯表明发育了多期构造缝，但充填和胶结程度高，而含油气的浅层充填程度相对较低。由于构造运动强度大、期次多，因此不同岩性的裂缝发育程度均较高。

此外，受挤压作用地层整体抬升，地表的风化剥蚀作用强烈、造缝作用明显，但由于后期的水岩作用，被上覆地层覆盖后不整合附近泥化、胶结，因此石炭系顶部相对致密，早期缝均被充填，但地层内部的缝隙和受淋滤作用形成溶蚀孔隙得以保留。构造低部位封堵后形成相对封闭的空间，更易溶蚀。因此从剖面图可以看出整体上高部位裂缝发育、中部缝洞型发育、低部位孔洞发育。

4.3 成岩作用塑造现今的储层发育

原生孔隙形成于火成岩形成之初，构造运动的造缝作用主要发生在石炭系上覆地层沉积之前。当石炭系顶部致密风化壳形成之后，随着区域构造运动减弱后续的造缝作用也相应减弱，在此之后储层内部的成岩作用开始发挥作用并塑造现今的储层发育特征。

由于火成岩致密、基质孔隙发育程度低，压实作用弱，石炭系普遍抬升剥蚀前的原始孔隙基本保持不变。而石炭系接受风化淋滤形成的缝洞主要分布在不整合附近，有断层出露地表，地表水沿断层下渗也会在断层周围形成规模性的溶蚀作用，而这些溶蚀普遍与裂缝共生。致密风化壳形成之后，在相对封闭的地层环境下，地层流体和储层发生溶蚀或者胶结作用，从而形成纵向上储层与非储层的间互出现(图 7)。

此外，由于本区油气藏为新生古储型，油源来自洼陷中二叠系的烃源岩^{[4, 10]}。油气运移至石炭系储层后，也会抑制其中的胶结作用^{[9, 14-15]}，由于酸性环境逐渐增强，后续进入的油气也会进一步促进溶蚀的发生。

5 结论

(1) 本区岩相可划分为爆发相、溢流相和火山沉积相，以溢流相的安山岩沉积为主。

(2) 主要的储集空间包括溶蚀孔洞、裂缝，原生孔隙发育程度弱，无法独自形成有效储层。包括3种储层类型：孔洞型、缝洞型和裂缝型，缝洞储层是最有利的储层。

(3) 石炭系顶部存在致密带，缝洞型储层、孔洞型储层在不整合附近的高部位发育，溶蚀孔洞型储层主要位于下部；平面上，北部构造相对高，以缝洞储层和裂缝储层为主，向南部逐渐变为以溶蚀孔洞储层为主。

(4) 建立了本区火成岩储层的成因模式：岩性是后期储层形成的物质基础，控制了储层的范围；构造对改造储层起着主导作用，是裂缝形成的直接原因；成岩作用塑造现今储层的发育规律，缝洞储层一般沿断层带分布，在纵向上受控于有利成岩相带的控制。