引言

中生界油气资源丰富，是中国重要的油气勘探目的层系。渤海湾盆地在海域及陆域中生界油气藏都有所发现，但目前都没有形成一定的产能及规模^[1]。孤西地区已发现了孤南断裂带孤南2 块和垦利断裂带垦93 块中生界火山岩油藏，近年来钻探的富117、富29、富121、富291 等井在中生界火山岩中获工业油流或见到良好的油气显示，说明中生界火山岩勘探潜力巨大。

济阳拗陷前期勘探部署重点是新生界的馆陶组、沙河街组等主力层位，近几年加大了对中生界的研究、勘探力度。但由于中生界经历了多期构造运动，导致地层横向分布变化大、储层非均质性强、油气差异性聚集规律不清，制约了下一步的勘探部署工作。而有利储层的分布是最重要的制约要素，前期针对中生界储层的研究受新生界勘探经验的影响，主要针对碎屑岩，对火山岩的储层特征及储层发育机制研究较少，而中生界尤其是顶部不整合面之下的白垩系火成岩广泛分布，火山岩储层横纵向变化快，储层非均质性强^[2]，储层特征与形成机理是制约火山岩勘探的主要问题。因此，加强火山岩储层的研究对中生界的勘探具有重要意义。

1 地质概况

孤西地区位于济阳拗陷沾化凹陷的中部，西部通过孤西断层与下降盘渤南洼陷相接，东部以斜坡过渡到孤南富林洼陷，总体呈北西向展布^[3]。现今构造格局为多期构造叠合而成，具有北西向成带，北东向分割的特征，北西向断裂控制着一级构造带的发育，北东向断裂体系把一级构造带切割成垒堑相间的构造面貌（图 1）。

印支运动强大的挤压应力作用使得该区一直处于隆升状态而缺失三叠纪沉积^[4]，但侏罗系和白垩系十分发育，最厚可达近千米，自下而上为侏罗系坊子组、三台组，白垩系蒙阴组、西洼组。中生界不整合下伏于新生界，且中生界内部层组也为不整合接触，西洼组与新生代地层之间为一区域性角度不整合，该不整合是燕山晚期构造运动的体现^[5]。侏罗系以碎屑岩沉积为主，白垩纪中晚期火山活动强烈，蒙阴组上部和西洼组以大套的火山岩发育为特征。

2 火山岩储层岩性特征

本次研究共观察孤西潜山带火山岩取芯井28口，岩芯长度累计236 m，在岩芯观察和薄片分析的基础上^[6]，根据组成物质、成岩方式和岩石结构将研究区火山岩划分为4 大类，分别为火山熔岩类、火山碎屑熔岩类、火山碎屑岩类、次火山岩类，并以前两者为主。其中火山熔岩类中以自碎角砾熔岩、安山岩和玄武岩为主，火山碎屑岩中以火山角砾岩和凝灰岩为主（图 2）。

3 火山岩储集空间类型及演化规律

通过岩石薄片分析，将研究区火山岩储集空间划分为3 大类，包括岩浆冷凝结晶作用和火山碎屑物质欠压实形成的原生孔隙，溶蚀作用形成的次生孔隙以及多种成因形成的裂缝，包括构造裂缝、冷凝收缩缝、充填残余缝以及风化淋滤缝等。之后又根据成因、特征等进一步细分为原生气孔、斑晶溶蚀孔及自碎裂缝等16 小类储集空间类型，并明确了代表岩性。通过岩芯及薄片观察发现所有储集空间类型中以次生溶蚀孔隙及裂缝最为发育，但总体为中低孔低渗特低渗储层（图 3，表 1）。

在此基础上，根据已发现的不同储集空间类型成因的区别，将储集空间的演化划分为两个阶段，即冷却固结阶段和后期改造阶段，又结合影响储集空间发育的成岩作用的时间早晚划分了5 个期次，依次为冷凝结晶−→ 热液蚀变充填作用−→ 风化淋滤作用−→埋藏充填作用−→埋藏溶蚀作用/构造作用（表 2）。最终明确了火山岩储集空间的演化可以归纳为两期填充：热液作用期蚀变填充和埋藏期沉淀填充；两期溶蚀：风化淋滤溶蚀和埋藏期有机酸溶蚀（图 4）。

4 火山岩储层形成的控制因素

火山岩储层形成的主要影响因素宏观上表现为地质过程即内部因素（火山作用）、决定岩性特征的外部因素（不整合、断裂带、流体作用）、决定火山岩储层的次生改造。而微观机理则包括冷凝结晶、构造破坏、溶蚀作用、充填作用。通过研究发现，火山岩储层发育规律可以总结为以下3 个方面。

4.1 岩性是火山岩储层形成的基础

岩性岩相首先决定原生孔隙发育程度，而原生孔隙是火山岩储层发育的重要条件之一，根据统计分析的结果，原生孔隙主要发育在火山熔岩的自碎熔岩中，次火山岩中的闪长玢岩次之，火山碎屑岩相对较差。这是火山熔岩相对物性较好的原因之一。其次，岩性影响储层后期改造作用，不同岩性受不整合面影响的深度范围不同，与火

山熔岩相比，火山碎屑岩中的凝灰岩对应的不整合面波及深度更大，这可能与凝灰岩更易被溶蚀有关^[7]。

4.2 不整合面是火山岩形成有效储层的重要条件

现今发现的中生界火山岩油藏储层主要为凝灰岩，如孤南2 块、富117 富121 块等，且基本分布于中生界顶面风化壳附近，这一方面与凝灰岩分布广泛相关，另一方面，不整合对储层的后期改造是重要因素。中生界火山岩形成后长期暴露地表，遭受不同程度风化淋滤作用，形成丰富的风化淋滤孔隙和裂缝，但与原生孔隙一样多被后期流体充填，必须经历后期构造活动与溶蚀作用改造才能形成有利储层。本区溶蚀作用主要体现在两个方面，一是对原有岩石直接溶蚀（斑晶、晶屑、基质等），二是对早期充填物质溶蚀，提高储集空间。不整合恰是溶蚀作用重要发育区^[8-9]。总体上看，火山岩储层孔隙度随距离中生界不整合面增加逐渐降低。各类岩性岩相火山岩有利储层距离中生界顶面不整合面深度可达250 m，其中150 m 内储集物性更好（图 5）。

不同岩性岩相与中生界顶面不整合面关系也是有区别的，0∼50 m 范围内火山岩储层以原生孔隙和次生孔隙为主，火山熔岩普遍好于火山碎屑岩，流纹岩、玄武岩及自碎熔岩物性较好，安山岩稍差（图 6a），这与前者原生气孔、杏仁体内孔及自碎微裂缝更为发育有关。火山岩碎屑岩中凝灰岩最好，孔隙度、渗透率都高于火山角砾岩。距离不整合面50∼200 m 内储集空间以次生孔隙和裂缝为主，火山碎屑岩好于火山熔岩，其中火山角砾岩、集块岩最好，其次为火山熔岩中的自碎熔岩和英安岩，凝灰岩虽然孔隙稍差，但渗透率较高，也可以成为有效储层（图 6b）。

4.3 构造裂缝对火山岩储层有多重影响

勘探实践表明，在距离不整合面200 m 以上仍能发现工业油气流，例如富29 块，这些中生界油藏一般分布于断层附近，这表明断层不仅是油气运移的通道，其对火山岩储层的改造作用同样不可忽视^[10]。具体来说，首先裂缝增加储集空间，连通孔隙。火山岩中原生储集空间的气孔、粒间孔、晶间孔等多不连通，因此构造作用产生的构造裂缝是火山岩成为有效储层的必要条件之一。此外，裂缝本身也可作为储集空间（图 7）。裂缝不仅对储层改造有积极的作用，也会起消极作用^[11]。构造裂缝常常是流体的通道，火山岩充填作用对火山岩储集性具有极大破坏，本区原生气孔基本都已经处于全充填和半充填状态，使储集能力下降。而充填在裂缝中的矿物对孔隙来说，具有更大的破坏作用，它不仅占据了大部分空间，更大大降低了断裂的油气输导能力，但断裂也为溶蚀流体提供通道。

5 火山岩储层发育模式

如前所述，火山岩储层的形成不是单一因素作用的结果，传统认为，不是有利区的部位也能形成储层。由于中生界不发育烃源岩，是典型的新生古储，因此，以前针对中生界勘探只注重烃源岩排烃深度之上的部分，随着对中生界勘探的深入，发现以富117 富121 井为典型的烃源岩与源下中生界火山岩储层没有侧向对接的情况下油气聚集的油藏。

富117 井岩芯为凝灰岩，富121 井岩芯为致密块状玄武岩，二者原生孔隙均不发育，但是烃源岩与中生界顶面不整合储层直接接触，烃源岩产生的油气，以排烃压力为动力，沿风化淋滤作用产生的淋滤缝及构造作用产生的断层、裂缝运移至火山岩储层中^[12-17]，烃类活动生成的有机酸产生的埋藏溶蚀作用进一步改造储层（图 8），形成不整合裂缝有机酸下灌注入有机酸埋藏溶蚀成储成藏的储层发育模式。

6 结论

（1）孤西地区中生界火山岩分为火山熔岩类、火山碎屑熔岩类、火山碎屑岩类、次火山岩类4 大类，而又以前二者为主；其中火山熔岩类中以自碎角砾熔岩、安山岩和玄武岩为主，火山碎屑岩类中以火山角砾岩和凝灰岩为主。

（2）孤西地区中生界火山岩储集空间类型可以划分为3 大类16 小类，以次生溶蚀孔隙及裂缝最为发育，但总体为中低孔低渗特低渗储层。

（3）孤西潜山带中生代火山岩储层形成先后经历了冷凝固结、热液充填作用、构造作用/风化淋滤、埋藏充填、埋藏溶蚀以及晚期构造成缝阶段，其中溶蚀和构造裂缝是火山岩储层形成的主控因素。风化壳50 m 范围内储集物性好于50 m 之下。风化壳50 m 范围内火山熔岩储层（自碎熔岩、英安岩）好于火山碎屑岩储层，储集空间以原生孔隙和溶蚀孔隙为主。风化壳50∼200 m 以下火山碎屑岩（火山角砾岩、凝灰岩）好于火山熔岩储层，储集空间以溶蚀孔隙和裂缝为主。

（4）火山岩储层的形成不是单一因素作用的结果，在岩性、不整合及断裂的综合影响下，在烃源岩覆盖区能形成不整合裂缝有机酸下灌注入有机酸埋藏溶蚀成储成藏的储层发育模式。