摘要：渤海灣盆地渤中凹陷中生界火山巖廣泛分布，目前已在多個構(gòu)造發(fā)現(xiàn)了火山巖油氣藏，表明渤中凹陷具有巨大的勘探潛力。渤中凹陷北部火山巖巖性巖相復(fù)雜，受多期構(gòu)造運(yùn)動及流體改造影響，儲層非均質(zhì)性強(qiáng)，但成藏機(jī)理的相關(guān)研究目前仍較為薄弱。為了明確中生界火山巖成藏的主控因素，本次研究通過巖心及鏡下薄片觀察描述，依據(jù)物性以及主量元素資料分析了研究區(qū)火山巖的巖性特征，并結(jié)合地震資料對火山巖巖相進(jìn)行分類，系統(tǒng)總結(jié)了研究區(qū)火山巖有效儲層的形成機(jī)制及成藏特征。研究表明：研究區(qū)主要發(fā)育7種巖性、6種巖相，儲集空間類型主要為孔隙+縫網(wǎng)型。中酸性火山巖是形成優(yōu)質(zhì)儲層發(fā)育的基本條件，溢流相中酸性熔巖是形成優(yōu)質(zhì)火山巖儲層的有利巖性巖相；構(gòu)造成縫以及后期大氣淡水和有機(jī)酸的溶蝕作用保障了優(yōu)質(zhì)儲層的有效性，極大地提高了火山巖儲層的孔隙度和滲透性。研究區(qū)的主力烴源巖與火山巖潛山直接對接，或通過斷層及不整合面輸導(dǎo)后有效地運(yùn)移，在主成藏期發(fā)育多個背斜圈閉可聚集成藏；同時沙河街組和東營組三段厚層超壓泥巖作為有效蓋層，在全區(qū)平面上穩(wěn)定分布。

關(guān)鍵詞：渤中凹陷；中生界；火山巖；儲層；儲集空間；火山巖油氣藏

doi：10.13278/j.cnki.jjuese.20240252

中圖分類號：P618.13

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

收稿日期：20240725

作者簡介：徐春強(qiáng)（1984—），男，高級工程師，主要從事石油地質(zhì)綜合方面的研究，E-mail：xuchq2@cnooc.com.cn

基金項(xiàng)目：中海石油（中國）有限公司“七年行動計劃”重大科技專項(xiàng)（CNOOCKJ135ZDXM36TJ08TJ）

徐春強(qiáng)，王晨杰，王蔚.渤中凹陷北部中生界火山巖儲層發(fā)育特征及油氣成藏條件.吉林大學(xué)學(xué)報（地球科學(xué)版），2024，54（6）：18011814.doi：10.13278/j.cnki.jjuese.20240252.

Xu Chunqiang，Wang Chenjie，Wang Wei. Development Characteristics and Oil and Gas Accumulation Conditions of Mesozoic Volcanic Reservoirs in the Northern Bozhong Depression. Journal of Jilin University （Earth Science Edition），2024，54（6）：18011814.doi：10.13278/j.cnki.jjuese.20240252.

Supported by the Major Scientific and Technological Special Project of China National Offshore Oil Corporation （CNOOC） During SevenYear Action Plan （CNOOCKJ135ZDXM36TJ08TJ）

Development Characteristics and Oil and Gas Accumulation Conditions of Mesozoic Volcanic Reservoirs in the NorthernBozhong Depression

Xu Chunqiang， Wang Chenjie， Wang Wei

CNOOC China Limited，Tianjin Branch，Tianjin 300459，China

Abstract：

Mesozoic volcanic rocks are widely distributed in the Bozhong depression of Bohai Bay basin. At present， volcanic oil and gas reservoirs have been found in several formations， which have great exploration potential. However， the complexity of the volcanic lithology and lithofacies in the northern part of the Bozhong depression and the non-homogeneity of the reservoirs due to multiple tectonic movements and fluid modification make the study of the mechanism of reservoir formation relatively weak at present. In order to clarify the main controlling factors of Mesozoic volcanic reservoir formation， this study analyses the petrological characteristics of volcanic rocks by core observation， thin section description， physical properties and major element data， classifies the volcanic facies based on the seismic data， and systematically summarizes the formation mechanism of the effective volcanic reservoirs and hydrocarbon accumulation features. The study shows that： There are 7 types of volcanic rocks and 6 kinds of lithofacies， the dominating reservoir space is pore + fracture network type. The intermediate-acid volcanic rock is the basic condition for the formation of high-quality reservoir， and the effusive intermediate-acid lava is the favorable lithology and lithofacies for the formation of high-quality volcanic reservoirs. The tectonic fracture and the dissolution of meteoric fresh water and organic acids in the later period ensure the effectiveness of high-quality reservoirs and greatly improve the porosity and permeability of volcanic reservoirs. The main hydrocarbon source rocks in the study area are directly connected to the volcanic buried hills， or can be effectively transported through faults and unconformities， and can be aggregated into reservoirs by developing multiple anticline trap in the main period of reservoir formation， while the Third Member of the Shahejie Formation and Dongying Formation， with thick layers of super-pressured mudstones， act as an effective cover and are steadily laterally distributed on the whole area.

Key words：

Bozhong sag；Mesozoic；volcanic rocks；reservoirs；reservoir space；volcanic oil and gas reservoirs

0" 引言

近年來，隨著勘探理念的轉(zhuǎn)變及勘探程度的不斷加深，火山巖油氣藏逐漸引起人們的關(guān)注，成為全球油氣勘探的重要領(lǐng)域［12］。國外的火山巖油氣勘探最早可以追溯到20世紀(jì)20年代，我國則從20世紀(jì)50年代陸續(xù)在準(zhǔn)噶爾盆地、松遼盆地、四川盆地、渤海灣盆地等發(fā)現(xiàn)了多個火山巖油氣藏［37］。渤中凹陷位于渤海海域中部，是渤海油田最重要的富烴凹陷之一［13］，一直是渤海油田勘探的重點(diǎn)區(qū)域。圍繞渤中凹陷，我國先后在凸起區(qū)發(fā)現(xiàn)了一系列億噸級大油田，其主要分布在新生界。近年來蓬萊91、渤中196、渤中266等多個潛山油氣藏不斷取得突破，使渤海油田潛山油氣勘探進(jìn)入一個新的階段。中生界火山巖作為各類盆地充填序列的重要組成部分，在渤海海域廣泛分布，且厚度較大，資源量豐富，隨著勘探的深入，中生界火山巖也已經(jīng)成為渤海油田的重要勘探領(lǐng)域［1，6，8］。

渤中凹陷北部中生界火山巖油氣勘探始于20世紀(jì)70年代，勘探起步早，獲得一定發(fā)現(xiàn)，但總體上由于儲層變化快，導(dǎo)致成藏特征認(rèn)識不清。目前已有部分學(xué)者針對火山巖儲層特征進(jìn)行了大量研究，主要集中在火山地層序列劃分、儲層特征表征以及控制因素等方面［911］。通過前人研究總結(jié)發(fā)現(xiàn)，不同地區(qū)火山巖儲層的主控因素不同，例如：松遼盆地的優(yōu)質(zhì)儲層主要受控于巖性巖相影響，其中近火山口的酸性氣孔流紋巖是有利巖性巖相［1215］；準(zhǔn)噶爾盆地火山巖優(yōu)質(zhì)儲層主要受控于風(fēng)化作用影響［16］，在不整合面下300 m內(nèi)的中酸性溢流相以及爆發(fā)相均發(fā)育好的儲層［17］。渤海海域中生界火山巖具有巖性巖相復(fù)雜，并有受強(qiáng)風(fēng)化、強(qiáng)伸展走滑、多期流體等多因素疊合改造的特性［1213］，現(xiàn)有的巖相風(fēng)化單因素主控火山巖成儲模式難以有效指導(dǎo)渤海火山巖勘探。而針對渤海中生界火山巖，部分學(xué)者雖然已經(jīng)開展了巖性巖相描述 ［18］、儲層發(fā)育特征和控制因素相關(guān)研究［1921］，但對這種“復(fù)雜巖性巖相、強(qiáng)風(fēng)化、強(qiáng)伸展走滑、強(qiáng)流體改造、強(qiáng)烴類充注”多元作用差異耦合控制下的大中型火山巖油氣藏形成機(jī)理尚缺乏深入認(rèn)識，這也給渤海中生界火山巖勘探帶來了巨大挑戰(zhàn)。

目前針對渤中凹陷北部火山巖的相關(guān)研究較少，由于北部火山巖巖性巖相變化復(fù)雜，同時經(jīng)歷了多期構(gòu)造運(yùn)動的改造，并受風(fēng)化淋濾作用等多種流體溶蝕的影響，使得火山巖儲層的控制因素多樣，造成目前該區(qū)油氣成藏機(jī)理及主控因素等問題仍未得到解決。本文基于巖心及薄片的巖性鑒定，結(jié)合測井及地震相識別圖版的建立，并通過化驗(yàn)測試的分析，探究研究區(qū)中生界火山巖不同巖性巖相發(fā)育特征、優(yōu)質(zhì)儲層形成條件，綜合分析火山巖油氣藏特征，以期為相似盆地的火山巖油氣勘探提供借鑒。

1" 區(qū)域地質(zhì)概況

渤海灣盆地位于我國東部，總面積為20×104 km2，是一個發(fā)育于華北克拉通東部地塊之上由走滑拉分作用形成的中、新生代疊合盆地［2225］。渤中凹陷北部位于渤海中部海域，南至石臼坨凸起東傾末端，北至遼西凸起南部斜坡帶，東西向被秦南凹陷和渤南低凸起所夾持（圖1a、b）。中生代以來，渤中凹陷經(jīng)歷了一系列強(qiáng)烈的構(gòu)造運(yùn)動，形成了復(fù)雜的斷裂系統(tǒng)，主要以正斷層為主，在局部發(fā)育走滑斷層［18］，這些斷裂不僅控制了盆地的構(gòu)造演化，而且也控制了基底油氣藏的形成和分布。

截至目前，研究區(qū)共有10余口井揭示中生界火山巖地層，自下而上依次為義縣組、九佛堂組、沙海組和阜新組（圖1c，圖2）。義縣組火山巖最為發(fā)育，是本次研究主要的目的層位，該地層在不同區(qū)域厚度差異大。大量已鉆井揭示，渤中凹陷北部義縣組火山巖主要發(fā)育多種巖性（圖1c），并且研究區(qū)巖性在橫向及縱向變化快，預(yù)測難度大。前人［22］通過鋯石UPb測年統(tǒng)計，研究區(qū)年齡范圍為152～108 Ma。

2" 巖性巖相特征

2.1" 巖性特征

通過巖石薄片觀察鑒定可知，研究區(qū)巖性較為復(fù)雜?；诒谛膶?shí)測的26個樣品主量元素在TAS圖（圖3）投點(diǎn)得出，研究區(qū)主要發(fā)育有玄武巖、粗面巖、粗安巖、流紋巖等（表1）。按照王璞珺等［26］劃分標(biāo)準(zhǔn)分類，可將研究區(qū)火山巖劃分為火山熔巖以及火山碎屑巖兩大類。其中：火山熔巖包括玄武巖、粗面巖、粗安巖、安山巖及流紋巖；火山碎屑巖以隱爆角礫巖及凝灰?guī)r發(fā)育為主。

研究區(qū)玄武巖顏色較深，呈深灰色，具有間粒、間隱結(jié)構(gòu)，常見氣孔杏仁構(gòu)造及塊狀構(gòu)造。斑晶（40%～50%）多為基性斜長石及輝石，基質(zhì)由細(xì)板狀斜長石搭成格架，格架間見粒狀輝石（＜10%），暗色礦物蝕變嚴(yán)重，大多數(shù)氣孔被充填（圖4a）。粗面巖整體呈淺灰色，多具有斑狀結(jié)構(gòu)、粗面結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。斑晶見堿性長石（＞35%），基質(zhì)中堿性長石微晶具有略定向排列的特征（圖4b）；其化學(xué)成分偏高硅、高堿系列。粗安巖為堿性系列中酸性火山熔巖，巖石多是一種幾乎不含石英的斑狀巖石，通常呈灰色，具有粗面結(jié)構(gòu)及交織結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。斑晶礦物主要為斜長石（25%～35%），并含有堿性長石（＞25%）；基質(zhì)成分多為斜長石、堿性長石微晶，近平行排列（圖4c）。安山巖呈灰色，可觀察到交織結(jié)構(gòu)、斑狀結(jié)構(gòu)，發(fā)育氣孔杏仁構(gòu)造。斑晶主要為中性斜長石（30%～45%）及角閃石（5%～10%）；基質(zhì)表現(xiàn)出長石微晶呈定向、半定向分布，發(fā)育不規(guī)則原生氣孔，被后期方解石等充填，形成杏仁體（圖4d）。通過主量元素投點(diǎn)可觀察到流紋巖在研究區(qū)占比較高。流紋巖是一種酸性火山熔巖，整體呈現(xiàn)淺灰色，鏡下可觀察到霏細(xì)結(jié)構(gòu)、斑狀結(jié)構(gòu)及球粒結(jié)構(gòu)，具有流紋構(gòu)造。斑晶主要為石英（30%～40%）及酸性斜長石（20%～30%），基質(zhì)為長石及石英微晶組成的長英質(zhì)集合體（圖4e）。隱爆角礫巖為火山碎屑巖，整體呈現(xiàn)褐灰色，發(fā)育隱爆角礫結(jié)構(gòu)，可觀察到角礫呈棱角狀，并且角礫間具有可拼接性（圖4f、g、h），角礫成分與原巖相同，可具體細(xì)分為粗面質(zhì)隱爆角礫巖及流紋質(zhì)隱爆角礫巖。研究區(qū)發(fā)育的凝灰?guī)r多為晶屑凝灰?guī)r，晶屑成分多為石英和長石，巖性較為致密（圖4i）。

通過統(tǒng)計研究區(qū)已鉆井巖性的物性實(shí)測數(shù)據(jù)，可以明確看出不同巖性間的孔隙度與滲透率具有明顯差異。研究區(qū)整體孔隙度分布在0.6%～30.8%之間，平均孔隙度為11.6%；滲透率主要分布在（0.001 3～5.86）×10-3 μm2之間，平均滲透率為0.58×10-3μm2（圖5）。根據(jù)前人［2324］對渤中凹陷儲層劃分的分類標(biāo)準(zhǔn)，可將儲層劃分為Ⅰ—Ⅲ種類型：Ⅰ類儲層孔隙度分布在12.5%～30.3%之間，滲透率為（0.098～5.860）×10-3 μm2，為高孔中低滲型儲層；Ⅱ類儲層孔隙度分布在3.6%～12.5%之間，滲透率為（0.011～0.143）×10-3 μm2，為中孔低滲型儲層；Ⅲ類儲層孔隙度分布在0.6%～3.6%之間，滲透率為（0.010～0.014）×10-3 μm2，為低孔低滲型儲層。物性實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計結(jié)果表明，不同巖性儲層物性差異較大（圖5）。其中：粗面質(zhì)隱爆角礫巖和粗面巖物性投點(diǎn)主要落在Ⅰ類儲層區(qū)域內(nèi)，物性條件最好，整體表現(xiàn)為高孔中低滲型儲層；流紋巖和安山巖主要發(fā)育為Ⅱ類儲層，整體表現(xiàn)為中孔低滲型儲層；凝灰?guī)r的物性投點(diǎn)主要落在Ⅲ類儲層區(qū)域內(nèi)，物性條件最差。因此，以粗面質(zhì)隱爆角礫巖為主的中酸性隱爆角礫巖和以粗面巖為主的中酸性熔巖是形成優(yōu)質(zhì)儲層的有利巖性。

2.2" 巖相特征

火山巖相是指火山巖形成的地質(zhì)條件及其在該條件下所形成的所有地質(zhì)特征總和［2527］?；鹕綆r相的識別對建立火山巖地質(zhì)模式以及研究儲層都有著重要的作用［2829］。本次火山巖巖性研究采用井震結(jié)合方式，在單井巖心揭示的巖性結(jié)合測井識別的基礎(chǔ)上，根據(jù)地震形態(tài)結(jié)構(gòu)及反射特征，將渤中凹陷中生界火山巖劃分為火山通道相、侵出相、爆發(fā)相、中酸性溢流相、中基性溢流相、火山沉積相6種巖相（圖6）。

火山通道相指巖漿沿著斷裂或刺穿上部地層從巖漿房運(yùn)移到地表的過程中巖漿冷凝形成的［26］。本次研究識別出火山通道相主要為隱爆角礫巖亞相，發(fā)育隱爆角礫巖，地震剖面上可見典型的刺穿通道，通道內(nèi)部呈雜亂反射。侵出相是巖漿受內(nèi)力擠壓流出地表時在近地表遇水淬火快速冷卻固結(jié)在火山口附近形成穹窿狀的火山巖體。本次研究識別出的侵出相主要為外帶亞相，地震剖面上見高丘狀結(jié)構(gòu)，中弱振幅，內(nèi)部呈雜亂弱反射特征。爆發(fā)相主要形成于火山作用的早期和后期，火山角礫巖在爆發(fā)相噴發(fā)期次中多見于下部，而凝灰?guī)r在噴發(fā)期次中多見于上部。研究區(qū)QHD30A1井揭示為爆發(fā)相下部，巖性主要為粗面質(zhì)火山角礫巖，地震上見低丘狀特征，內(nèi)部中弱連續(xù)中強(qiáng)反射。溢流相主要由巖漿沿火山通道上涌后沿地表快速流動后冷凝固結(jié)形成，鉆井已證實(shí)溢流相在中酸性、中基性火山巖中均有發(fā)育。其中：中酸性溢流相多為低丘或楔狀反射結(jié)構(gòu)，內(nèi)部呈平行亞平行較連續(xù)中強(qiáng)反射，研究區(qū)分布較廣；中基性溢流相多為席狀或板狀反射結(jié)構(gòu)，內(nèi)部呈平行亞平行弱連續(xù)連續(xù)中弱反射。火山沉積相是一種過渡相［26］，主要形成于火山噴發(fā)間歇

圖中虛線框?yàn)閮宇愋头纸纾?021］。

期，通常在火山巖隆起之間的凹陷部位形成。火山沉積相的形成預(yù)示著沉積組分的增加，其巖性主要為含火山碎屑的沉積巖，地震上多為平行亞平行反射結(jié)構(gòu)，具有連續(xù)強(qiáng)反射特征。

通過統(tǒng)計不同火山巖相的儲集物性可知，火山通道相隱爆角礫巖亞相、侵出相外帶亞相、爆發(fā)相熱碎屑流亞相和中酸性噴溢相上部亞相具有良好的儲層物性條件（圖7），均屬于有利巖相。

3" 儲層特征

3.1" 儲集空間類型

火山巖儲層是一種由多種孔隙類型組成的儲層，研究區(qū)儲層空間類型發(fā)育復(fù)雜。通過對研究區(qū)中生界火山巖巖心觀察、鑄體薄片鏡下鑒定、掃描電鏡分析等手段，結(jié)合火山巖成因及特征，將火山巖儲集空間類型分為原生孔隙、次生孔隙和裂縫3種類型。

3.1.1" 原生孔隙

原生氣孔是原生孔隙的主要類型，形成于火山巖固化成巖階段。原生氣孔是富含揮發(fā)分的巖漿噴發(fā)地表后，揮發(fā)分散逸后留下的孔洞，大部分為不連通的獨(dú)立孔洞。氣孔呈弧形邊緣，大小及形態(tài)不一，形狀不規(guī)則，集中發(fā)育在熔巖中上部，具有分帶性。研究區(qū)原生氣孔發(fā)育，由于是在巖漿流動時形成，因此氣孔具有一定的定向性，原生氣孔形成后被方解石等碳酸鹽礦物部分充填，造成儲層性能變差（圖8a、b）。

火山巖在形成原生氣孔后，被后期熱液中礦物充填形成杏仁體，由于充填不完全導(dǎo)致殘留的孔隙空間為杏仁體內(nèi)殘余孔，同樣屬于原生孔隙，并且由于杏仁體和巖漿化學(xué)成分的差異造成冷凝速度有所不同，進(jìn)而形成杏仁體收縮孔。研究區(qū)多數(shù)杏仁體充填礦物為方解石及鐵白云石，兩者均為杏仁體內(nèi)孔。通常情況下，杏仁體內(nèi)孔呈不規(guī)則形態(tài)，孤立存在（圖8c）。

3.1.2" 次生孔隙

次生孔隙主要在火山巖成巖之后受到風(fēng)化作用、有機(jī)酸溶蝕以及巖漿熱液等流體改造所形成。次生孔隙是研究區(qū)主要的有效儲集空間類型，主要包括斑晶溶孔、基質(zhì)溶孔和脫?；?。

斑晶溶孔" 火山巖中發(fā)育大量長石斑晶，在受到后期溶蝕改造后，解理發(fā)育的斑晶首先被溶蝕，形成不規(guī)則的局部斑晶溶蝕孔。先后隨著溶蝕程度增大，斑晶內(nèi)形成蜂窩狀孔隙；最后將整個斑晶全部溶蝕形成鑄膜孔，并保留原有的晶體假象，具有一定的連通性（圖8d）。

基質(zhì)溶孔" 是在火山巖晶體間的基質(zhì)被流體溶蝕后所形成。由于基質(zhì)中多數(shù)為長石及石英微晶，長石不穩(wěn)定，容易被溶蝕形成基質(zhì)溶蝕孔，呈現(xiàn)不規(guī)則狀，且分布不均勻。同時基質(zhì)顆粒間充填物同樣易被溶蝕，形成篩狀孔隙，具有一定的連通性（圖8e）。

脫?；? 是由于火山玻璃脫玻化作用轉(zhuǎn)化為雛晶后體積發(fā)生縮小形成的微小孔隙。此類儲集空間在研究區(qū)發(fā)育廣泛，多發(fā)育于流紋巖、英安巖等中酸性巖中，孔隙邊緣不易識別，連通性好，多為有效儲集空間類型（圖8f）。

3.1.3" 裂縫

裂縫在火山巖的儲集空間中具有重要作用，不僅可以作為流體運(yùn)移通道增大溶蝕作用進(jìn)而增大孔隙度，還可以將孔隙連通增強(qiáng)儲層的滲透率。研究區(qū)包括了隱爆縫、構(gòu)造裂縫與溶蝕裂縫3種類型。隱爆縫是火山噴發(fā)而形成的裂縫，具有可拼接性（圖8g），主要發(fā)育在火山通道相內(nèi)的隱爆角礫巖中。構(gòu)造裂縫是受構(gòu)造作用形成的裂縫，研究區(qū)發(fā)育多期構(gòu)造運(yùn)動，形成大量構(gòu)造裂縫，具有相互切割的特征，主要表現(xiàn)為后期形成裂縫切穿早期裂縫，同時早期裂縫可限制后期裂縫的形成（圖8h、i）。溶蝕縫主要為在現(xiàn)存裂縫的基礎(chǔ)上對裂縫進(jìn)行后期溶蝕改造，多將原有裂縫充填再溶蝕，或?qū)⒃辛芽p溶蝕再擴(kuò)大而形成；溶蝕縫多呈網(wǎng)狀分布，裂縫較為平直，同時溶蝕縫具有邊緣凸凹不規(guī)則形（圖8h、i）。

3.2" 有效儲層控制因素

3.2.1" 原生孔隙控制因素

通過對研究區(qū)已鉆井的巖心、薄片、掃描電鏡觀察以及面孔率統(tǒng)計得出，原生氣孔在不同火山巖巖性中均有差異（圖9）。分析總結(jié)發(fā)現(xiàn)，在溢流相中原生孔隙以原生氣孔、杏仁體內(nèi)孔為主，并且在安山巖和粗面巖中原生氣孔占比較多（圖8a、b）。原生氣孔由巖漿噴溢后揮發(fā)分在成巖過程中膨脹溢出后冷凝固結(jié)形成，因此巖漿的溫壓條件以及揮發(fā)分的多少決定了原生氣孔的占比［27］。由于壓力作用，揮發(fā)分不斷向上運(yùn)移，原生氣孔多形成于噴發(fā)期次和熔巖流動單元的上部；同時受埋深后多期溶蝕充填等作用影響，火山巖形成杏仁體內(nèi)孔（圖8c）。在爆發(fā)相中，火山碎屑巖中有大量的火山碎屑，火山碎屑與火山碎屑之間的有效支撐作用有利于形成粒間孔，因此原生孔隙以粒間孔為主。但受埋深影響，經(jīng)過壓實(shí)作用會導(dǎo)致先存粒間孔被破壞。前人［26］研究表明松遼盆地火山碎屑巖在埋深超過3 000 m的條件下難以形成有效儲層。在一定程度上，原生孔隙的形成與分布主要受控于火山巖巖性巖相類型，同時研究區(qū)經(jīng)歷了多期的構(gòu)造運(yùn)動及后期的流體改造，導(dǎo)致研究區(qū)原生孔隙基本不易被觀察到，部分原生孔隙被改造形成了次生孔隙。

3.2.2" 次生孔縫控制因素

火山巖體形成后，受構(gòu)造作用及溶蝕作用改造形成大量的構(gòu)造裂縫和溶蝕孔隙。渤海灣盆地經(jīng)歷了多期構(gòu)造運(yùn)動，形成了較為復(fù)雜的斷裂系統(tǒng)［18］。印支期及燕山早期構(gòu)造活動形成的先存斷裂為火山噴發(fā)提供了有利條件。燕山中期構(gòu)造伸展控制了火山巖的大規(guī)模噴發(fā)，燕山晚期由于強(qiáng)烈的擠壓活動造成火山巖發(fā)生破碎作用，形成大量NE向裂縫［21］，是中生界火山巖主要的造縫期。同時喜馬拉雅期的NE向右行走滑作用對早期形成的裂縫起到了活化再改造作用［30］。在巖心、薄片下可見渤中凹陷火山巖中發(fā)育大量有效裂縫（圖8g、h、i），這些構(gòu)造裂縫的形成不僅成為有效的儲層空間，同時還能成為流體的運(yùn)移通道，增強(qiáng)溶蝕能力，并將孤立的孔隙連起來，提高儲層的孔隙度及滲透率。

此外，因?yàn)椴澈撑璧厝笔习讏捉y(tǒng)，且經(jīng)歷了30～20 Ma的沉積間斷［31］，加之長時間的暴露地表，使得火山巖潛山經(jīng)歷了較強(qiáng)的風(fēng)化淋濾作用，大氣淡水沿著裂縫進(jìn)入儲層，將巖石中的斑晶、基質(zhì)以及孔隙充填物被溶蝕，因此產(chǎn)生新的孔、縫（圖8）。特別是早期形成的原生氣孔和裂縫，在地層流體作用下易被綠泥石、石英、方解石等次生礦物所充填，這些充填物受晚期溶蝕改造重新開啟，形成大量溶蝕孔、縫，從而大大提高了火山巖儲層的物性。裂縫周圍的基質(zhì)溶蝕十分發(fā)育（圖8i），說明裂縫作為流體的運(yùn)移通道，高效地促進(jìn)了溶蝕作用的發(fā)生。同時，側(cè)向?qū)拥纳澈咏纸M已成熟的烴源巖產(chǎn)生有機(jī)酸能側(cè)向充注到裂縫中，早期裂縫內(nèi)充填的不穩(wěn)定礦物（如方解石、鐵白云石等）會在有機(jī)酸的作用下發(fā)生再次溶蝕，進(jìn)而增強(qiáng)裂縫的有效性。在相同應(yīng)力及溶蝕條件下，隱爆角礫巖發(fā)育更多的隱爆縫，中酸性熔巖長英質(zhì)占比高更容易形成裂縫，大量發(fā)育的裂縫均為流體溶蝕提供了有利通道，進(jìn)而更容易形成優(yōu)質(zhì)的有效儲層。因此，在發(fā)育原生孔隙的基礎(chǔ)上，在構(gòu)造及溶蝕等次生改造的因素影響下，隱爆角礫巖以及中酸性熔巖可形成孔隙+縫網(wǎng)型的有效儲集空間。

4" 有利成藏條件

4.1" 油氣成藏模式

火山巖體與優(yōu)質(zhì)烴源巖、上覆蓋層及斷層等成藏要素可形成多種類型的匹配關(guān)系，進(jìn)而形成不同類型的油氣成藏模式［32］。研究區(qū)已揭示火山巖油氣藏主要有“斷源接觸，不整合面超壓運(yùn)移”和“源儲接觸，超壓充注”2種運(yùn)移成藏模式（圖10）。其中：研究區(qū)西部為沙河街組烴源巖與斷層對接，油氣沿不整合面（風(fēng)化殼）運(yùn)移形成的構(gòu)造巖性油氣藏；東部為沙河街組烴源巖與高部位侵出相接觸形成的構(gòu)造油氣藏。根據(jù)優(yōu)質(zhì)烴源巖與油氣藏的匹配方式、火山巖優(yōu)質(zhì)儲層的分布特點(diǎn)、油氣的運(yùn)移方式和油氣的保存條件等，建立了洼陷區(qū)供烴、源儲對接超壓充注+斷源接觸超壓輸導(dǎo)、古構(gòu)造背景及厚泥封蓋形成的油氣成藏模式。

從烴源巖條件及儲蓋組合特征來看，沙河街組及東營組三段發(fā)育厚層超壓泥巖，其可作為優(yōu)質(zhì)烴源巖及直接蓋層；超壓發(fā)育為油氣的充注提供了充注的動力，并且為油氣的保存提供了有利條件。研究區(qū)東側(cè)義縣組火山巖儲層與沙河街組優(yōu)質(zhì)烴源巖直接接觸，構(gòu)成一套自生自儲的成藏組合；西側(cè)義縣組、沙河街組烴源巖與斷層對接，油氣沿義縣組不整合面向火山巖體超壓充注。從火山巖油氣的分布來看，渤中凹陷主要受有效儲層控制，縱向上分布在潛山頂面構(gòu)造高部位，平面上臨近生烴凹陷。

4.2" 油氣成藏條件

火山巖油氣成藏受構(gòu)造、烴源、儲層及保存條件等各成藏要素及其時空配置的共同影響，并非受單一因素控制。

4.2.1" 良好的古構(gòu)造背景控制了油氣的富集方向

在現(xiàn)今構(gòu)造之前所形成的或繼承性發(fā)展的古構(gòu)造是古油氣運(yùn)移的主要方向。對研究區(qū)LD25A1井包裹體測溫結(jié)果（圖11）表明：成藏時期地溫在

100～120 ℃之間，根據(jù)該地區(qū)地溫梯度折算，成藏時期約在4 Ma以來開始大規(guī)模成藏，為晚期成藏，構(gòu)造背景與現(xiàn)今的構(gòu)造特征基本一致。因此，現(xiàn)今的構(gòu)造面貌決定了油氣主要的匯聚方向。渤中凹陷北部義縣組火山巖在主成藏期發(fā)育多個背斜圈閉，生烴中心生成的油氣在浮力作用下向高部位火山巖儲集體運(yùn)聚，可形成多個高豐度中生界油氣藏。

4.2.2" 充足的油源是油氣成藏的必要條件

根據(jù)渤海油田火山巖油氣成藏特征，結(jié)合陸上油田實(shí)際勘探結(jié)果可知，火山巖油氣藏大多緊鄰生烴洼陷，與烴源巖直接接觸或相鄰，源儲配置十分有利于火山巖油氣成藏。研究區(qū)火山巖油氣藏主要分布在生烴洼陷內(nèi)部或臨近生烴洼陷的斜坡帶，與烴源巖直接接觸或通過斷層側(cè)向?qū)?，或通過斷層及不整合面輸導(dǎo)聚集成藏。

4.2.3" 優(yōu)質(zhì)儲層發(fā)育情況決定了油氣的富集程度

火山巖油氣藏儲層物性與測試產(chǎn)能具有正相關(guān)，在其他成藏因素相似的條件下，有效儲層的發(fā)育程度直接決定了油氣的富集程度?？紫?縫網(wǎng)的配置關(guān)系直接影響了火山巖儲層物性的好壞，是形成有效儲層的關(guān)鍵。優(yōu)勢巖性巖相、強(qiáng)風(fēng)化改造區(qū)、構(gòu)造強(qiáng)擠壓帶最利于有效孔隙與網(wǎng)狀裂縫的形成，是有效儲層發(fā)育的有利位置。

4.2.4" 穩(wěn)定的厚層超壓泥巖有利于油氣的保存

斷裂體系與上覆厚層泥巖蓋層控制了油氣主要富集層系。研究區(qū)義縣組火山巖油氣儲層上覆發(fā)育兩套蓋層：一套是作為區(qū)域蓋層的沙河街組和東營組三段厚層超壓泥巖，其在平面上廣泛分布，既是烴源巖，也是直接蓋層；另一套是作為直接蓋層的中生界阜新組、沙海組和九佛堂組厚層泥巖與致密砂巖互層，其分布較為穩(wěn)定。研究區(qū)主要發(fā)育兩種組合形式：一種是研究區(qū)東側(cè)旅大25構(gòu)造區(qū)晚期斷裂不活動或活動較弱，沙河街組厚層超壓泥巖直接封蓋，控制了義縣組富集層位；另一種是研究區(qū)西側(cè)秦皇島30構(gòu)造區(qū)持續(xù)活動斷裂，上覆厚層中生界阜新組、沙海組和九佛堂組厚層泥巖與致密砂巖互層蓋層組合，形成了義縣組火山巖油氣富集。

5" 結(jié)論

1）研究區(qū)主要發(fā)育7種火山巖性和6種火山巖相，儲集空間類型主要為孔隙+縫網(wǎng)型。

2）中酸性火山巖是優(yōu)質(zhì)儲層發(fā)育的基本條件，火山通道相隱爆角礫巖亞相、侵出相外帶亞相和中酸性溢流相上部亞相的近源相帶是優(yōu)質(zhì)儲層分布的有利巖相，構(gòu)造運(yùn)動和溶蝕作用強(qiáng)改造可極大地提高火山巖儲層的孔隙度和滲透性。

3）油源充足、強(qiáng)匯聚背景、優(yōu)質(zhì)儲層發(fā)育和良好蓋層條件，共同決定了油氣可以成藏和富集程度好。

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