（一）火山岩储层油气来源与成因
火山岩储层油气既有有机成因，也有无机成因，绝大部分属于有机成因。如松辽盆地深层天然气，以有机成因气占主导地位，但也有无机成因气，个别地区无机CO2含量大于60%。
1.有机成因
沉积盆地生油气母质为火山岩储层提供了来源。而火山活动对有机物形成与演化的影响，主要表现为3方面：①火山喷发过程中火山灰的大面积分布可能造成生物的大量绝灭，有利于有机质保存；②火山作用前后伴随大量热液、气液物质喷出，热液中常含有Ni、Co、Cu、Mn、Zn、Ti、V等过渡金属元素和N、P等营养元素，这些热液和气液中的物质对有机物的生长繁殖、有机质成熟、有机质转化等起到积极作用；③火山活动、火成作用以及热液作用等均可促进有机质成熟，使其形成生烃物质，为火山岩提供油气。
2.无机成因
火山活动、火成作用也可提供无机成因的天然气，该类气藏的规模可能相当可观。无机成因生成烃类主要有3种观点：①直接地幔来源，烃类可能通过CO或CO2和H2的费托反应合成，或者是在地球形成过程中聚集的宇宙物质（星云微粒和烃类等）保存在地幔中形成；②由晚期至岩浆期后温度低于600℃时封闭体系中各种形态的原始含CO2流体重新形成；③岩浆期后矿物-流体反应（如蛇纹岩化）产生烃类。
（二）火山岩储层油气运聚模式
中国火山岩储层油气存在多种运聚模式，其中原生型火山岩岩性油气运聚模式、残留盆地火山岩风化壳型地层油气运聚模式最为典型，分别以松辽盆地深层和新疆北部石炭系为代表。
1.原生火山岩岩性型油气运聚模式
松辽盆地深层断陷以箕状断陷为主要特征，箕状断陷主要由陡坡带、断（洼）槽带和缓坡带3部分组成，当断陷比较开阔时，有时发育有中央构造带（凹中隆），不同构造带具有不同运聚模式。
A.陡坡带运聚模式
陡坡带背靠凸起，面向断陷，一般具有坡度陡、物源近、相带窄、变化快和构造活动强烈等特点。在古隆起斜坡上形成多个近物源快速堆积的冲积扇体及辫状河三角洲沉积体系。由断裂和基岩顶、营城组顶面风化壳提供良好的运移通道，形成以侧向运移为主的地层超覆气田，即岩性上倾尖灭气田等（图15-13）。在断层下降盘发育火山岩体背斜岩性复合气田，如芳深6 井营城组气田等；以及与深大断裂活动有关的无机成因CO2气田，如芳深7井等营城组一段酸性火山岩CO2气田等。
B.断槽带运聚模式
断槽带位于断陷的中央部位，夹持于陡坡带和缓坡带之间，是断陷盆地长期发育的沉降中心、沉积中心和生烃中心；同时又是各类砂体和火山岩的前缘带分布区，是岩性油气聚集有利区（图15-13）。
图15-13 松辽盆地徐家围子中生代火山岩气田剖面
C.缓坡带运聚模式
缓坡带构造比较简单，一般发育鼻状构造，是油气运移的指向；若上倾方向有遮挡，就可形成油气聚集（图15-13）。缓坡上发育有反向正断层，这种断层与控陷断层基本上同时产生，沿断裂带往往有火山喷发，易于形成火山岩体；在基岩中还可以形成潜山构造。
D.中央构造带运聚模式
徐家围子断陷在形成过程中，以推进式的伸展方式，产生张剪性徐中断裂，使基岩块体发生翘倾，从而形成了北北西向的徐中中央构造带（图15-13）。中央构造带的东侧发育安达断槽和徐东断槽，西侧发育徐西断槽和徐南断槽，断槽内以沙河子组暗色泥岩和煤为主的烃源岩十分发育。这些烃源岩具有质量好、生烃速率高、聚集程度高、生气强度大的特点，天然气资源丰富。徐中断裂带，特别是与北东向断裂交叉处，控制了火山口和火山岩储层分布，构造活动产生的构造裂缝，连通了孔隙，改善了储层物性。
2.残留盆地火山岩风化壳型油气运聚模式
新疆北部石炭系火山岩储层油气存在源内火山岩层序型、源上火山锥准层状型、侧源火山岩不整合梳状型3种模式。
A.源内火山岩层序型运聚机制与模式
火山岩风化体储层在水体频繁震荡区发育，暴露于水面之上的火山岩风化淋滤时间较短，与后期发育的烃源岩间互分布。火山岩风化壳受层序界面控制，烃源岩生成的油气直接或通过断裂运聚在附近的火山岩风化壳地层圈闭中聚集。该类运聚模式形成的地层型油气田规模受控于风化壳大小和厚度，有效烃源岩覆盖区的风化壳均可能聚集油气。如三塘湖盆地马朗凹陷石炭系火山岩与烃源岩互层发育，上石炭统卡拉岗组内部存在5个受层序控制的火山岩风化壳运聚组合，之下的哈尔加乌组烃源岩生成的油气沿断裂纵向运聚于风化壳内，断裂发育处储层更发育，油气集中分布于断裂附近的火山岩风化壳内；哈尔加乌组火山岩与烃源岩互层，烃源岩生成的油气沿断裂或直接运移至火山岩风化壳内聚集（图15-14）。
图15-14 三塘湖盆地石炭系源内火山岩层序型油气运聚模式
a—地震剖面；b—油田剖面
B.源上火山锥准层状型运聚机制与模式
火山岩与烃源岩近水平间互分布，地层受构造运动控制发生倾斜，沿古地貌顶面发生风化淋滤和剥蚀，形成沿顶面火山岩风化壳储层和沉积岩（凝灰岩）非储层间互，后期下沉接受上覆沉积泥岩覆盖，形成以火山岩风化壳为单元的地层圈闭，油气通过断裂或直接运移聚集于风化壳地层圈闭中。
如准噶尔盆地陆东上石炭统巴山组，火山岩风化壳与烃源岩间互分布（图15-15），气田沿石炭系顶面火山岩风化壳分布，侧向受非渗透岩性遮挡，上面受土壤层和上覆新地层泥岩遮挡，各气田之间不连通，含气厚度受风化体厚度控制，一般在100～350m之间。由于生烃凹陷主要位于倾斜地层的下倾方向，沿油气来源方向在上倾部位的有效火山岩风化壳地层圈闭均有可能形成这类油气聚集，受近源运聚控制，高部位有效圈闭不一定充满，甚至无油气聚集；距烃源岩和断裂匹配越近的圈闭中油气充满度越高，最有利的火山岩风化壳油气田主要分布于古构造的斜坡部位。
图15-15 准噶尔盆地陆东地区石炭系源下火山锥准层状型油气运聚模式
a—地震剖面；b—气田剖面
C.侧源火山岩不整合梳状型运聚机制与模式
火山岩受逆冲推覆作用抬升接受长期风化淋滤，沿不整合顶面和断裂发育处形成梳状型有利储层，受后期沉积地层覆盖形成大型火山岩风化壳地层圈闭，烃源岩生成的油气，通过断裂纵向运移，不整合面横向运移，并逐级向高部位运移聚集于火山岩风化壳地层圈闭中聚集。该运聚模式形成的地层油气藏在纵向上位置比烃源岩高。
如准噶尔盆地西北缘克-百断裂带上盘石炭系火山岩风化壳大型地层油田，受前陆盆地造山运动控制抬升，推覆带前缘被推覆高度大，经历风化淋滤时间长，在断裂控制下形成的风化壳厚度大；盆地边缘上覆地层剥蚀后，火山岩经历的风化淋滤时间较短，断裂规模较小，形成的火山岩风化壳厚度较小。在断裂控制下沿不整合面和断裂发育区形成梳状不整合风化壳，下盘二叠系烃源岩生成的油气沿断裂和不整合面逐级向高部位运移聚集，形成大型梳状地层油田（图15-16）。
图15-16 准噶尔盆地西北缘石炭系侧源火山岩风化壳梳状型油气运聚模式
a—地震剖面；b—油田剖面
（三）火山岩储层油气分布与富集规律
以松辽盆地深层拉张型断陷盆地内原生火山岩、新疆北部石炭系后期挤压型盆地火山岩风化壳油气分布和富集规律为例阐述。
1.原生火山岩岩性型气田分布与富集规律
A.持续沉降型断陷控制了天然气区域分布
松辽盆地深层断陷，按构造演化特征可分为持续沉降型、晚期反转型和后期抬升型断陷，以持续沉降型断陷天然气最丰富。这类断陷构造活动相对比较平缓，沉降较深，沉积环境较稳定，湖相地层发育，烃源层厚度大，有机质丰度高，埋藏深，具有“一好、三高”的特点，即烃源岩质量好、生气速率高、聚集程度高、近源产量高。这类断陷天然气探明储量占现阶段天然气探明储量的95%以上。断陷盆地油气运移距离较近，一般距生烃中心距离小于10km，有利于油气富集高产。
B.生烃断槽控制了断陷内天然气分布
由于断陷盆地的控陷边界断裂的走向、延伸长度、断距大小的变化以及变换带的发育，一个断陷往往被分割为若干个断槽（洼槽）。断陷内生烃断槽控制了天然气的分布，每一个断槽是一个独立的沉积湖盆，也是一个独立的运聚单元。中小型断陷只要存在生烃断槽，就具有良好的勘探前景。油气短距离运移，围绕生烃断槽附近聚集，呈环状分布。如长岭断陷围绕长岭断槽找到了长岭1号、东岭、双坨子、伏龙泉、大老爷府、长深8等6个油气田，呈现围绕生烃断槽环状分布的特征。
C.近邻生烃断槽的断裂构造带是断陷内天然气富集区带
基底大断裂控制了火山岩储层的分布，也控制了火山岩岩体圈闭的形成，圈闭主要沿断裂带分布。断裂断距或走向的变化，导致断层下降盘往往发育鼻状构造，断层上升盘发育地层超覆、地层不整合和潜山圈闭以及披覆背斜；反转活动还可以在断层下降盘形成反转构造等。断裂是油气运移的重要通道。断裂带附近裂缝发育，沟通火山岩储层内的孔隙，扩大了有效储集空间；裂缝又是地下水渗流的通道，促使次生溶蚀孔缝发育，改善储集性能。基底大断裂有利于油气运移和储集性能的改善。断裂-构造带控制了断陷内天然气聚集，是天然气富集区带，如徐家围子断陷天然气沿徐西、徐中和宋站基底大断裂分布；长岭1号气田也分布于基底大断裂附近。
D.优质火山岩储层控制了天然气富集
火山岩岩性、岩相、裂缝控制了优质储层的发育，控制了天然气富集。酸性火山岩储层发育，物性好。溢流相流纹岩、流纹质晶屑熔结凝灰岩物性好，具有较好的储集能力。火山岩相对优质储层发育和天然气富集起到明显的控制作用，一般爆发相中凝灰岩储层物性最好；溢流相的原地溶蚀角砾岩和上部亚相的流纹岩含气较饱满、含气饱和度为70%～80%，溢流相的中部亚相和爆发相的熔结凝灰岩物性差、束缚水饱和度高、含气性差、含气饱和度为30%～50%。近火山口的火山岩储层物性好，含气饱和度高；远离火山口的火山岩储层物性差，含气饱和度低。
2.残留盆地火山岩风化壳型油气分布与富集规律
A.残留生烃凹陷控制油气平面分布
已发现的新疆北部石炭系火山岩储层油气具有近源运聚特点。新疆北部石炭系单个火山岩体规模较小，平面上分布变化大，非均质性强，连通性差（长期风化、大面积叠置分布的大型风化壳除外），油气横向运移距离一般较短，油气主要围绕有效烃源岩中心附近分布。断裂是油气纵向输导体系，在纵向上形成多套含油气层系。新疆北部上石炭统火山岩形成于碰撞造山后的松弛垮塌环境，火山岩沿断裂带及其附近分布，在烃源岩分布范围内发育的断裂带是火山岩储层油气分布的最有利地区。目前，围绕三塘湖盆地的马朗凹陷发现的牛东油田，围绕准噶尔盆地滴水泉凹陷发现的克拉美丽气田，围绕准噶尔盆地五彩湾凹陷发现的五彩湾气田，均属于自生自储风化壳地层型油气藏，都是围绕着上石炭统有效烃源岩中心分布。
B.风化壳规模控制油气富集程度和规模
新疆北部石炭系火山岩风化壳中溶蚀带和崩解带有利储层控制着油气富集高产。在长期风化淋滤区域形成的火山岩风化壳厚度可达450m以上，断裂带附近风化壳厚度更厚。一般土壤层厚10～30m，水解带厚20～30m，二者之和在30～60m之间，这个层段储层物性差，油气产量不高，或基本不含油气。如白4井620m处进入石炭系，在620～710m范围内基本为差油层、干层或非储层；710～790m为好储层，获得高产工业油流；再向下产能较低，储层物性变差，油层变差。
C.风化壳地层型有效圈闭控制油气聚集
不同盆地及盆地内不同区域的烃源岩演化序列不同，生烃期及主生烃期时间存在差别。如三塘湖盆地塘参3 井的烃源岩生油期为距今250～60Ma，主力生油期距今150～60Ma；吐哈地区鄯科1 井烃源岩生气期为距今265～110Ma，主力生气期为距今195～110ma（图15-17）。在白垩纪之前形成的有效圈闭都具备油气聚集的可能性。石炭系上覆盖层是风化壳地层型油气田保存的关键。石炭系上覆直接盖层为泥岩、凝灰岩等分布区，最有利于风化壳地层型油气藏的形成。
图15-17 三塘湖盆地、吐哈地区烃源岩Ro演化图
D.正向构造背景控制油气运聚指向
新疆北部石炭系火山岩储层油气运聚受正向构造背景控制。烃源岩生成的油气沿断裂纵向运移，到达石炭系顶面后沿风化壳横向运移，但基本为近源运聚，围绕有效烃源岩中心周缘相对高部位是风化壳地层型油气聚集的主要区，从已发现的油气田看，基本上都分布于古构造和现今构造耦合较好的高部位，斜坡带和背斜构造是最有利区。如准噶尔盆地西北缘、克拉美丽气田等均具有该特点。
E.断裂及裂缝控制油气富集高产
断裂带附近火山岩可发育裂缝-溶蚀孔有利储层。在烃源岩区，断裂纵向上沟通烃源岩和上部储层，对油气运聚起输导作用，近源断裂带为油气聚集有利区，围绕断裂带附近富集高产。如牛东油田的高产井和相对高产井基本上分布于断裂带附近；在水平挤压应力如准噶尔、三塘湖盆地石炭-二叠系火山岩，四川、塔里木盆地二叠系火山岩。
表15-15 典型变质岩储层油气基本参数
图15-19 中国主要含油气盆地火山岩生储盖组合纵向分布图
松辽盆地深层下白垩统火山岩气田属典型的自生自储型组合。火山岩储集层主要发育在营城组，烃源岩发育于营城组之下的沙河子组以及营城组内部，区域盖层是登娄库组和泉头组泥岩。纵向上，火山岩储集层与烃源岩距离很近，使得油气可以近距离运聚。后期发育晚白垩世大型坳陷湖盆，且改造作用不强，深层火山岩储层油气运聚地质要素基本保持了原位性，条件较理想。
渤海湾盆地火山岩发育层系较多，具有工业价值的火山岩储层油气主要发育在古近系沙河街组。沙河街组是渤海湾盆地的主力生烃层系，其中间歇发育的火山岩被生油岩所夹持，构成自生自储型含油气组合。辽河东部凹陷欧利坨子沙三段粗面岩油田以及南堡沙三段火山岩气田，均属此种类型。
准噶尔盆地陆东地区、三塘湖盆地牛东地区石炭系火山岩储层油气的生-储-盖组合特征相似，总体为自生自储型组合，储集层主要位于石炭系顶部不整合面附近，受风化淋滤改造比较明显；烃源岩包括下石炭统和上石炭统2套泥岩；盖层为二叠系和三叠系泥岩，石炭系可以构成独立的含油气系统。
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