全球范围内在50多个国家300余个盆地或区块内发现了火成岩油气藏或在火成岩层段具有油气显示，其中13国的40个盆地的火山岩获得了工业性油气流钻井和大规模的储量。近年来，在中国多个盆地的火山岩中发现了高产的油气藏，火山岩油气藏成为我国油气资源勘探开发的重要领域之一。经过近20年的发展，已积累了丰富的研究成果。

为系统总结我国火山岩储层的研究进展和明确其特殊之处，吉林大学地球科学学院王璞珺教授科研团队中唐华风教授等人，进行了储集空间类型、物性特征、分布规律和形成机理等方面的分析，形成以下3方面认识。

1. 系统总结了火山岩储集空间类型

依据形成过程和几何特征，可将储集空间划分为原生孔隙和裂缝、次生孔隙和裂缝。本文依据储集空间的成因和分布特征，将其细划为11类28型，原生孔3类5型、原生缝2类9型、次生孔3类7型和次生缝3类7型。

从发现的火山岩油气藏来看，储集空间类型基本为原生孔缝与次生孔缝的组合类型，由于孔缝类型的多样，其形成的储集空间组合类型也十分复杂，不同盆地/区块间也各不相同。通过对比中国火山岩储集空间可知，东部盆地以原生型为主、西部盆地以次生改造型为主。

2. 从岩性、岩相和埋深到火山地层角度的储层分布规律认识的转变

对储层分布规律研究的时间顺序可划分为两个阶段：①建立起储层与岩性、岩相、埋深的关系；②结合火山地层特征建立储层与地层单元、地层界面的关系。两个阶段呈递进关系。

2.1埋深与储层的关系

熔岩的孔隙度和渗透率随埋深增大的减少幅度小于火山碎屑岩和沉火山碎屑岩；熔岩的孔隙度、渗透率最大值在深部大于火山碎屑岩和沉火山碎屑岩；通常埋深在3000m之上时火山碎屑岩和沉火山碎屑岩可具有较好的储层物性，埋深在3000m之下时熔岩可有高孔隙带存在，具有相对好的物性（图1）。

图1火山岩储层与埋深的关系

2.2火山地层角度—熔岩流/熔岩穹丘与储层的关系

为了进一步明确火山岩储层空间分布规律，将岩性岩相与储层关系扩展到三维地层范围，需要在火山地层单元的约束下进行储层分布规律分析。基本单元中对于熔岩流和熔岩穹丘的储层分布特征研究较多，其它的单元还未见相关分析成果；

整体上熔岩流垛叶体和熔岩穹丘储层为“上部好和下部差”的分布模式；细分熔岩流类型时，中基性辫状熔岩流的气孔层厚度与地层厚度比值高于简单熔岩流（图2）；简单熔岩流气孔层在横向上具有较好的延伸性，辫状熔岩流的气孔层通过垛叶体交错叠置可形成网状连通体。

图2 熔岩流/熔岩穹丘与储层的关系

2.3火山地层角度—火山机构与储层的关系

火山地层基本单元叠置构成了火山机构，火山机构类型和相带控制着储层的分布。

酸性碎屑岩火山机构储层厚度变化较小，其形态为板状或席状；酸性复合熔岩火山机构气藏的储层厚度变化小，其形态为丘状和席状；中基性熔岩火山机构储层厚度变化较大，其形态为丘状或楔状。复杂岩性岩相构成的火山机构比单一岩性岩相火山机构物性好。

储层与距喷发中心的距离成反比，距离近孔渗值高、孔喉半径大、喉道分选好、中-粗歪度，距离远孔渗值低、孔喉半径小、喉道分选差-中等歪度。钻井揭示火山机构中心相带是有利储层和油气藏富集的主要场所。

2.4火山地层角度—火山地层界面与储层的关系

钻井揭示多数有利储层分布于喷发间断不整合和构造不整合界面之下的200m范围内、少数情况可延伸到500m的范围（图3）。不同盆地之间该范围值存在差异，同一盆地中不同区块的范围值也不同、同一区块中不同井之间也存在一些差别。

图3 喷发间断不整合-构造不整合界面与储层的关系

有利储层发育也促进了油气聚集于此。从钻井揭示的情况来看，多数油层/气层/气水层/油水层在喷发间断不整合和构造不整合界面之下150m范围以内（图4a），油层/气层/油气同层更多的集中在100m的范围之内（图4b），该深度段应该是油气勘探的重要层位。

图4 喷发间断不整合-构造不整合界面与油气层分布的关系

3. 明确了火山岩储层独有的形成过程

对火山岩储层起到建设作用的主要有原生的挥发分逸出、冷凝收缩、炸裂和碎屑颗粒支撑作用等，以及次生的脱玻化重结晶、构造改造、大气水-地层水-深部热液溶蚀溶解作用等；对储层起到破坏作用的主要是充填、压实和胶结作用。其中挥发分逸出、冷凝收缩、炸裂和脱玻化等作用是火山岩储层形成的独特类型。

3.1挥发分逸出

挥发份逸出主要可以划分为两个阶段，分别为火山通道中上升过程和喷出地表后流动过程。前者可以看作为近似等温降压过程，是气孔形成的主要阶段；后者为近似等压降温过程，气孔只比前一阶段在形状和分布方面进行调整，基本不再产生新的气孔(图5a/b)。

气孔形成符合合并扩散减压模型，浮岩中的气孔数量密度与气孔体积之间成非线性反比的关系。原生气孔的发育与熔浆挥发份密切相关，流纹岩在岩浆含水量低时含水率的变化会引起气孔数量的剧烈变化；气泡大小，形状和分布对渗透率影响明显；气孔类岩石孔隙度越大抗压强度就越小，气孔直径越大抗压强度就越小。

图5 岩浆喷发与储层形成示意图

3.2炸裂作用

炸裂作用可见三种，一是熔浆在上升过程中压力降低的膨胀过程使得斑晶破碎，二是由于挥发份出溶速度大于散逸速度而使熔浆破碎化的过程，三是富含挥发份的熔浆在浅地表发生的爆炸作用（图5b/c）。前者可使熔浆中脆性体（通常为晶体）破碎；第二种方式可产生大量的火山碎屑，碎屑中保留一部分炸裂缝；第三种隐爆作用使围岩发生破碎，形成树杈状裂缝。

3.3冷凝收缩作用

熔浆在固化的阶段是降温阶段，体积会收缩变小，产生张性应力，可以形成裂缝（图6）。裂缝的形成与冷却速度和流动状态的关系密切，如熔岩流在快速流动过程中（冷却速度中等）可能在顶部产生自碎角砾缝，在底部产生层状节理。当熔岩流的流动速度减缓时（冷却速度慢）可能产生贯穿熔岩流的高角度宏观龟裂缝和不规则微小龟裂缝的组合；当熔岩停止流动时，厚层熔岩流会形成下部规则和上部变形柱状节理的组合。

图6冷凝收缩缝形成示意图

3.4脱玻化作用

火山岩中玻璃质成分是不稳定的，在埋藏使温度、压力升高时，玻璃质将逐渐转化为结晶物质，即产生脱玻化作用。运用火山玻璃脱玻化作用的物理过程及质量平衡的原理和方法，估算球粒流纹岩、熔结凝灰岩、凝灰岩中流纹质玻璃脱玻化作用产生的孔隙，结果表明流纹质玻璃完全脱玻化形成长石、石英球粒，可产生≥8.88%的孔隙度。脱玻化作用的重要意义在于，不需要原生孔隙沟通流体来产生溶蚀孔，岩石自身可产生连通的储集空间，这也是火山岩储层独有的现象。

4. 火山岩储层是多成因的复杂叠合结果

火山岩储层的形成是上述多因素的综合结果，大体上可以划分为同喷发期原生孔隙形成阶段，埋藏前风化阶段、埋藏溶蚀阶段。伴随热液充填（同喷发期火山热液和后期构造-热事件热液）的改造，有的区域还经受埋藏后抬升剥蚀、再埋藏的过程，使储集空间的演化过程更加复杂化。先形成的原生孔隙、裂缝和构造裂缝为后期流体作用于岩石提供通道，控制着次生孔隙的发育。

火山岩中储集空间类型的演化应该分成两类，一是冷凝固结成岩的熔岩，二是压实固结成岩的火山碎屑岩。二者的演化过程存在一定的差别，其中熔岩受压实变形较小、火山碎屑岩的变形大。所以熔岩中的气孔随埋深的增大时直径可能有少量的减少，而数量和形态基本保持不变，溶蚀产生的铸模孔、筛状孔等也容易得以保存。而火山碎屑岩在埋深增大时，颗粒支撑型岩石由于颗粒的接触方式为点-线-凹凸接触，部分颗粒可能会破碎，颗粒之间由于应力的变化可能还会产生位移来达到新的支撑平衡，所以火山碎屑岩的粒间孔直径会显著变小，数量可能会有小幅度的增加。早期产生的溶蚀孔隙在颗粒的支撑调整过程中可能大量的损失、难以保存，对储层的贡献可能有限（图7）。

图7火山岩孔隙演化模式图

上述研究成果已发表于国际地学权威期刊《Earth-Science Reviews》。希望能起到抛砖引玉的作用，引起学者们对火山岩储层地质理论深入研究的关注。

论文信息：Huafeng Tang（唐华风）, Zhiwen Tian（田志文）, Youfeng Gao（高有峰）, Xiaojuan Dai（代晓娟）. Review of volcanic reservoir geology in China. Earth-Science Reviews，2022, 232, 104158. 原文链接https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2022.104158. 项目资助：本研究受国家自然科学基金、中石油、中石化和中海油等项目联合资助。