天然气地球科学 >

2026 , Vol. 37 >Issue 4: 738 - 750

DOI: https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2025.08.004

天然气地质学

珠江口盆地惠州凹陷古近系神狐组火山岩储层特征及发育模式

  • 张琴 , 1, 2 ,
  • 李洪博 1, 2 ,
  • 刘培 1, 2 ,
  • 高翔 1, 2 ,
  • 王文勇 1, 2 ,
  • 向钰鉥 1, 2 ,
  • 韩博 1, 2 ,
  • 李康 1, 2
展开
  • 1. 中海石油（中国）有限公司深圳分公司，广东 深圳 518054
  • 2. 中海石油深海开发有限公司，广东 深圳 518054

张琴（1988-），女，四川安岳人，硕士，工程师，主要从事石油地质研究. E-mail：.

收稿日期: 2025-07-02

  修回日期: 2025-08-11

  网络出版日期: 2025-09-04

基金资助

中国海洋石油集团有限公司“十四五”重大科技项目“陆缘裂谷盆地深层/超深层油气成藏条件与成藏机制研究——珠江口盆地珠一坳陷”(KJGG2022-0403)

收起

Volcanic reservoir characteristics and development model of Paleogene Shenhu Formation in the Huizhou Sag， Pearl River Mouth Basin

  • Qin ZHANG , 1, 2 ,
  • Hongbo LI 1, 2 ,
  • Pei LIU 1, 2 ,
  • Xiang GAO 1, 2 ,
  • Wenyong WANG 1, 2 ,
  • Yushu XIANG 1, 2 ,
  • Bo HAN 1, 2 ,
  • Kang LI 1, 2
Expand
  • 1. Shenzhen Branch of CNOOC （China） Co. ，Ltd. ，Shenzhen 518054，China
  • 2. CNOOC Deepwater Development Limited，Shenzhen 518054，China

Received date: 2025-07-02

  Revised date: 2025-08-11

  Online published: 2025-09-04

Supported by

The 14th Five Year Plan Major Scientific and Technological Project of CNOOC Limited(KJGG2022-0403)

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摘要

珠江口盆地惠州凹陷西南部21/27构造带是南海油气勘探的关键靶区，其古近系神狐组火山岩储层因岩性岩相复杂、储集机理不清，严重制约了该区带油气藏的勘探开发。针对该区火山岩储层成因机制与预测难题，首次通过地震、钻井、测井及实物薄片多源数据融合，系统揭示了火山岩储层岩性岩相分异规律及储集空间演化机制。研究结果表明：①惠州凹陷21/27构造带古近系神狐组火山岩储层是由7种岩性组成，分属于5大类8亚类岩相类型，其中爆发相和火山通道相的火山角砾岩利于发育优质储层；②新生界火山岩储集空间主要为次生溶孔和裂缝，有机酸二次溶蚀是形成优质储层的关键；③在储层发育机制研究的基础上，构建“优势岩相控储—有机酸溶蚀增孔—构造活动扩缝”的火山岩储层发育模式，突破传统单一成储理论框架。研究成果为复杂火山岩油气藏勘探提供了可借鉴的理论模型，对珠江口盆地及类似地质背景下的火山岩油气勘探具有重要理论创新与实践指导意义。

关键词： 惠州21/27构造带; 神狐组火山岩; 火山岩性; 火山岩岩相

本文引用格式

张琴 , 李洪博 , 刘培 , 高翔 , 王文勇 , 向钰鉥 , 韩博 , 李康 . 珠江口盆地惠州凹陷古近系神狐组火山岩储层特征及发育模式[J]. 天然气地球科学, 2026 , 37(4) : 738 -750 . DOI: 10.11764/j.issn.1672-1926.2025.08.004

Abstract

The 21/27 structure in the southwestern Huizhou Sag of the Pearl River Mouth Basin is a key target area for oil and gas exploration in the South China Sea， and the volcanic reservoir of the Paleocene Shenhu Formation has seriously constrained the exploration and development of oil and gas reservoirs in the zone due to the complexity of the lithology and lithofacies and the lack of clarity of the reservoir mechanism. This study is aimed at the mechanism and prediction of volcanic reservoirs in this area， and for the first time， through the fusion of seismic， drilling， logging and physical thin section multi-source data， systematically reveals the lithological and petrographic differentiation law of the volcanic reservoirs and the spatial evolution mechanism of the reservoirs. The results of the study show that： （1） the volcanic reservoirs of the Paleocene Shenhu Formation in the 21/27 structure of Huizhou Sag are composed of seven lithologies， which belong to five categories and eight subclasses of petrographic types， among which the eruptive phase and the volcanic conglomerate in the volcanic channel phase are conducive to the development of high-quality reservoirs； （2） the main storage space of Cenozoic volcanic mainly consists of secondary lysimetric holes and fractures， and the second dissolution of organic acids is the key to the formation of high-quality reservoirs； （3） based on the study of reservoir development mechanism， we have constructed a reservoir development model of “dominant lithofacies controlling reservoir-organic acid dissolution increasing pore-structural activity expanding fracture”， which is a breakthrough from the traditional theoretical framework of single reservoir formation. The research results provide a theoretical model for the exploration of complex volcanic oil and gas reservoirs， which is of great significance for theoretical innovation and practical guidance for the exploration of volcanic oil and gas in the Pearl River Mouth Basin and similar geological backgrounds.

Key words： Huizhou 21/27 structure; Shenhu Formation volcanic rock; Volcanic rock; Volcanic rock facies

0 引言

火山岩油气藏在全球分布广泛，国内外均在火山岩中取得了大规模储量和工业性油气流发现，火山岩油气藏已成为非常规油气勘探的重要组成部分［1-5］。火山岩储层形成条件特殊，储层具有分布范围广、规模大的特征，火山岩油气藏的初始产量高但难以持续稳产，同时火山岩储层成因多样，孔隙结构复杂，使得火山岩储层特征及发育模式的研究成为油气勘探领域的重要课题。以往研究多集中于中生界或古生界等相对古老的火山岩储层，如新疆三塘湖盆地马朗凹陷、准噶尔盆地西北缘的石炭系火山岩储层，以及松辽盆地营城组中生代火山岩储层［6-8］。这些古老火山岩储层因经历长期构造改造，裂缝发育程度高，储层特征相对明确［9-11］。然而，新生界火山岩储层，尤其是始新统火山岩，因其形成年代较新、构造活动强度较弱，相关研究相对匮乏，其储层特征及控制因素尚未得到充分揭示。
珠江口盆地惠州凹陷是南海北部重要的油气富集区，其中惠西南地区作为浅水区油气勘探的重点区带，已发现40多个油气田，累计探明原油和天然气储量近超5×108 t，展现出巨大的生烃潜力和勘探价值［12-14］。然而，经过近50年的勘探开发，惠州凹陷中浅层构造圈闭已基本钻探完毕，勘探方向亟需向深层扩展。神狐组火山岩地层因其分布范围广、厚度大且临近生烃层系，成为惠西南地区深层勘探的重点目标［15-17］。与常规油气藏相比，惠州21/27构造带神狐组火山岩储层的勘探开发面临诸多挑战，如储层非均质性强、成储机制特殊、开发难度高等问题。尽管近年来针对该构造带神狐组火山岩储层的研究已取得一定进展，但仍存在多个问题，如岩性岩相划分不精细，现有研究对火山岩岩性岩相的划分多基于宏观特征，缺乏微观尺度上的系统分析；储层主控因素不明确，火山岩储层的优质储集空间成因机制尚未完全厘清，尤其是有机酸溶蚀与构造活动的协同作用研究不足；发育模式缺乏普适性，现有的储层发育模式多基于局部数据，难以推广至整个惠州凹陷及类似地质背景的盆地。
本文以惠州凹陷21/27构造带新生界神狐组火山岩储层为研究对象，综合运用地震地质解译、岩心观察、薄片镜下鉴定等方法，系统分析了火山岩的岩性岩相分类、储集空间及成储主控因素，首次构建了“优势岩相控储—有机酸溶蚀增孔—构造活动扩缝”的火山岩储层发育模式。研究成果不仅为惠州凹陷深层火山岩油气勘探提供了理论支撑和实践指导，也为全球类似地质背景下的火山岩油气藏勘探开发提供了可借鉴的参考模型，具有重要的科学意义和实用价值。

1 地质概况

珠江口盆地位于华南大陆南缘，是发育在伸展断陷盆地上的准被动大陆边缘新生代沉积盆地。盆地的控边断裂主要为NE向和NW向，控制形成北部断阶带、北部坳陷带、中央隆起带、南部坳陷带和南部隆起带的构造格局，惠州凹陷位于北部坳陷带的中部［18-20］。本文研究的重点区域21/27构造带位于惠州凹陷勘探程度最高的惠西南地区，构造带四周环洼，油源条件极其优越，周围分别发育惠州26洼、惠州21洼、惠州22洼，该构造带是继承性发育的洼间隆起构造（图1）。
图1 惠州21/27构造带地理位置（改自文献［16］）

（a）珠江口盆地构造纲要；（b）惠州21/27构造带纲要

Fig.1 Geographical location of Huizhou 21 / 27 structure（modified from Ref.［16］）

最新的钻探数据显示，惠州21 / 27构造带的地层从下到上依次呈现出中生界侵入岩、新生界火山岩神狐组、新生界裂陷期陆相沉积地层和裂陷后期海相地层。区域研究结果指出，发育在裂陷期的文昌组是主要的烃源岩发育层系［21-22］，主要的储集层系包括新生界火山岩、裂陷期陆相砂岩和裂后期海相砂岩（图2）。新生界火山岩主要发育SiO2含量为57%~63%的中基性安山质和粗安质，部分SiO2含量为63%~69%的中酸性英安质。
图2 惠州21/27构造带地层综合柱状图（改自文献［16］）

Fig.2 Comprehensive column diagram of Huizhou 21 / 27 structure（modified from Ref.［16］）

2 火山岩岩性岩相特征

岩性和岩相是火山岩形成规模型储层的物质基础，对火山岩储层的研究具有重要意义［23-24］。目前在惠州21/27构造带共有6口井钻遇神狐组火山岩，厚度介于220~575 m之间，其中HZ27-B井钻穿了神狐组火山岩。

2.1　岩性特征

本文采用1989年国际地科联推荐的火山岩和火山熔岩的化学成分分类命名方案，明确研究区内共发育7种岩性，分别为安山岩、粗安岩、英安岩、凝灰岩、火山角砾岩、隐爆角砾岩和沉凝灰岩。
(1)安山岩
发育斑状结构，斜长石、碱性长石是其主要斑晶，局部见到角闪石、辉石和橄榄石［图3（a），图3（b）］，基质是交织结构，斜长石微晶呈现出半定向排列。根据构造特征可划分出块状安山岩和气孔—杏仁安山岩，块状安山岩气孔整体不发育，局部发育有少量基质溶孔和晶内溶孔。气孔—杏仁安山岩发育原生气孔，但均被后期矿物如绿泥石、浊沸石、方解石等充填。该类岩性在HZ27-A、HZ27-B、HZ27-C等井均有发育。
图3 惠州21/27构造带神狐组火山岩岩性特征

（a）块状安山岩，HZ27-C井，3 817 m，斑晶斜长石具有环带结构；（b）气孔杏仁安山岩，HZ27-A井，4 765.3 m，原生气孔被绿泥石充填；（c）块状粗安岩，HZ27-A井，4 725 m，斑晶碱性长石；（d）英安岩，HZ21-A井，4 650 m，石英斑晶具有港湾状熔蚀现象；（e）安山质凝灰岩，HZ27-C井，3 795 m；（f.）粗安质凝灰岩，HZ27-A井，4 693 m，玻屑呈鸡骨状；（g）粗安质火山角砾岩，HZ27-A井，4 778 m；（h）粗安质隐爆角砾岩，HZ27-A井，4 874 m，隐爆角砾缝中充填岩汁；（i）沉凝灰岩，HZ21-A井，4 444.5 m。注：Pl：斜长石；Chl：绿泥石；Cpx：辉石

Fig.3 Volcanic rock lithology characteristics of Shenhu Formation in Huizhou 21 / 27 structure

（2）粗安岩
发育斑状结构，斑晶主要是碱性长石、斜长石，少量出现角闪石和辉石。基质是交织结构、霏细结构和显微嵌晶结构，气孔不发育，局部出现溶蚀孔隙［图3（c）］。根据构造划分出块状粗安岩和气孔—杏仁粗安岩，该类岩石在HZ27-A、HZ27-B、HZ27-C、HZ21-A及HZ21-B等井区均有分布。
（3）英安岩
英安岩是中酸性火山熔岩，和英云闪长岩的喷出熔岩近似。具有多斑和块状构造。斑晶以斜长石为主，有时见到石英斑晶熔蚀［图3（d）］，在HZ21-A构造区是英安岩主要发育区。
（4）凝灰岩
具有火山碎屑结构，发育岩屑、晶屑、浆屑等3种类型的火山碎屑物。粗安质或安山质为主要的岩屑成分，晶屑主要为斜长石、碱性长石、角闪石和少量的辉石［图3（e）］，玻屑呈现鸡骨状，浆屑定向排列，呈火焰状和透镜状，基质是火山尘，整体光性较差［图3（f）］。
（5）火山角砾岩
具有火山角砾结构，碎屑成分主要为粗安质、安山质或英安质的角砾［图3（g）］，在岩石中一半以上的火山碎屑物粒径为2~64 mm。
（6）隐爆角砾岩
具有隐爆角砾结构，其原岩岩性通常为安山质—粗安质火山岩类。识别出典型的“原位角砾岩化”现象，在隐爆成因的角砾间裂隙中，可见后期充填的岩浆热液物质，这些充填物在矿物组成上既可能与围岩角砾具有同源性，也可能是异源［图3（h）］。
（7）沉凝灰岩
目前少有钻遇，主要分布在火山岩顶部，火山碎屑物粒径<2 mm，含量>50%，含云母等外碎屑，具有层理构造［图3（i）］。

2.2　岩相分类方案及特征

研究中采用国内外火山岩相划分方案［24］，结合惠州21/27构造带神狐组火山岩的地质特征，在井壁心和岩屑观察、测井相识别等工作的基础上（图4），将惠州21/27构造带新生界火山岩划分为5种相类型8种亚相类型。
图4 火山岩层段岩性—岩相连井对比

Fig.4 Lithology-rock connected well correlation diagram of volcanic rock interval

2.2.1　火山通道相

火山通道相进一步识别出隐爆角砾岩亚相（图4），岩性主要由“原地角砾岩”构成，不规则的网状裂缝将岩石切割成了棱角状、大小不一的角砾，隐爆角砾岩亚相主要是由于含有挥发分的岩浆侵入先期成型的喷发火山岩，压力在不完全释放的条件下产生了地下的原位爆炸作用。该亚相类型主要发育于HZ27-A井区神狐组。

2.2.2　侵出相

侵出相具有显著的分带性，可划分为外带亚相与内带亚相。外带亚相主要由英安质角砾熔岩和集块熔岩构成，其中角砾与集块的成分与周围的基质成分一致；内带亚相则位于侵出相岩穹的中部区域，其岩石具有极高的脆性，使得构造裂缝易于形成，并且这些裂缝在后期地质过程中也易于被改造和利用。侵出相主要分布在HZ21-A井和HZ21-B井火山岩井段中。

2.2.3　喷溢相

喷溢相形成于酸性火山喷发期的中部，基性火山喷发期的中上部（图4）。根据发育部位，可进一步分为上部和中下部2种亚相类型。上部亚相的岩性主要包括气孔安山岩［图3（b）］、气孔英安岩以及气孔粗面岩等火山熔岩类型。在HZ27-A井中，可以观察到这种具有显著气孔特征的熔岩层。中下部亚相的岩性构成则主要为块状的火山熔岩，如块状安山岩［图3（a）］、块状英安岩以及块状粗面岩，还表现出微裂缝发育的特点，这些裂缝中仅含有少量气孔。在HZ27-A井等井区中，观察到这种具有块状熔岩和微裂缝发育特征的中下部亚相。

2.2.4　爆发相

在酸性岩喷发期，爆发相多见于序列的下部，而在基性岩喷发期多见于上部。爆发相可划分为2个亚相：空落亚相和火山碎屑流亚相（图4）。空落亚相主要由含火山弹和浮岩块的集块岩、角砾岩以及晶屑凝灰岩组成，具火山碎屑结构［图3（g）］。火山碎屑流亚相主要岩性为熔结凝灰岩和晶屑凝灰（熔）岩，前者具熔结结构，岩石中的碎屑成分多样，包括含晶屑、浆屑、岩屑等；晶屑凝灰（熔）岩中的晶屑常因高温熔蚀而呈现出港湾状［图3（d）］、弧面三角和炸裂纹等特征。

2.2.5　火山沉积相

常与火山岩共生的火山沉积相，广泛分布于火山活动的各个时期，并与其他火山岩相形成侧向互层（图4）。火山沉积相主要以含外碎屑火山沉积亚相为主，同时可能混入了其他来源的陆源碎屑物质。其主要岩性为凝灰质砂砾岩［图3（i）］，具有层理构造，该亚相多见于火山机构穹隆之间的低洼地带。

3 储集空间与物性特征

3.1　储集空间类型及特征

惠州凹陷神狐组火山岩自喷发就位到现今，经历了多期复杂的成岩作用和构造运动。通过对火山岩系统观察、取样，结合铸体薄片和扫描电镜的资料，分析认为该区新生界火山岩后期遭受强烈的成岩改造，原生气孔绝大部分被充填，其储集空间主要为次生孔隙和裂缝。基于储集空间的形成机制、形态和分布特征，将其划分了为2大类7种小类型。

3.1.1　次生孔隙

研究区次生孔隙包括基质溶孔、杏仁体内溶孔、晶内溶孔、充填残余孔和脱玻化孔共5种小类型。①基质溶孔是火山岩基质中的长石、火山玻璃和颗粒间充填物经历不同程度溶蚀后，形成细小的孔洞，在显微镜下多呈筛状分布，具有一定连通性［图5（a）］；②杏仁体是由于火山岩中的原生气孔被后期方解石、沸石、绿泥石或石英等次生矿物充填后形成的一类特殊结构，当这些次生矿物被溶蚀后就会形成杏仁体内溶孔，通常为一些溶蚀微孔，连通性较好，成为杏仁体内溶孔［图5（d）］；③晶内溶孔是火山岩在晚期成岩过程中，长石斑晶遭受溶蚀易形成晶内溶孔，其孔隙形态不规则，通常沿解理或者长石环带有溶蚀现象，连通性较好［图5（b），图5（c）］；④充填残余孔是火山岩中的原生气孔被后期热液不完全充填形成的储集空间，具有充填残余孔发育的储层，其储集物性较好，连通性良好，充填残余孔一般发育在火山碎屑岩中，孔隙形态与其内生长的晶体形态有关［图5（e）］；⑤脱玻化孔是在含有火山玻璃质的火山岩中，脱玻化作用会将火山玻璃转化为雏晶、微晶，脱玻化过程中由于体积缩小形成的微观孔隙叫作脱玻化孔，通常成片分布［图5（f）］。
图5 惠州21/27构造带神狐组火山岩储集空间特征

（a）基质溶孔，HZ27-A井，4 775 m，多呈筛状分布，具有一定连通性；（b）晶内溶孔，HZ27-A井，4 806 m，主要发育在长石斑晶内；（c）晶内溶孔，HZ27-A井，4 800.3 m，沿长石晶体内部解理或环带溶蚀形成孔隙；（d）杏仁体内溶孔，HZ27-A井，4 855 m，原生气孔充填杏仁体后被溶蚀形成的孔隙；（e）充填残余孔，HZ27-B井，4 223.2 m，原生气孔被后期热液不完全充填形成的储集空间，具有良好的连通性；（f）脱玻化孔，HZ27-A井，4 775 m，火山玻璃脱玻形成雏晶、微晶后由于体积缩小形成的孔隙，通常为微孔，成片分布；（g）构造缝，HZ27-B井，4 258.6 m，具有平直、延伸远、切割程度较深的特征，主要发育在致密火山岩段，如安山岩；（h）溶蚀缝，HZ27-C井，3 893 m，呈不规则网状分布，缝面凹凸不平；（i）溶蚀缝，HZ27-A井，4 876 m，呈不规则脉状分布，火山碎屑岩中较发育

Fig.5 Volcanic reservoir space characteristics of Shenhu Formation in Huizhou 21 / 27 structure

3.1.2　裂缝

裂缝根据成因机制主要分为构造缝和溶蚀缝2类。在构造应力作用形成的裂缝是构造缝，具有表面平直、延伸距离远、切割程度较深等特征，构造缝在宏观尺度上常常会具有贯通层系、切穿层理、成组出现的特征［图3（g）］，构造裂缝常发育于致密火山岩段，如喷发单元熔岩流底部的致密安山岩。溶蚀缝是对早期裂缝进行改造，其发育程度与原有裂缝密度和酸性流体作用强度密切相关，溶蚀缝多呈不规则脉状、网状分布，溶蚀边缘相对平滑［图5（h），图5（i）］，火山凝灰岩、火山角砾岩等火山碎屑岩中常见溶蚀缝。

3.2　储层物性特征

基于HZ27-A井、HZ27-B井和HZ21-A井等3口井的97个物性测试数据分析，结果表明：储集层孔隙度介于0.60%~16.30%之间，平均值为4.19%；渗透率介于（0.00~19.60）×10-3 µm2之间，平均值为1.04 µm2，整体属于中高孔—中低渗型储层，孔隙度和渗透率之间无明显相关性，反映本地区火山岩非常规储层储集物性的特殊性。储层物性好坏不仅与火山机构及火山岩相有关，还与岩石类型有关，各岩性的平均孔隙度和渗透率显示粗安质火山碎屑岩和粗安质隐爆角砾岩物性最好，沉凝灰岩和气孔杏仁熔岩次之，块状熔岩最差（图6）。
图6 惠州21/27构造带神狐组火山岩孔隙度与渗透率关系

Fig.6 The relationship between porosity and permeability of volcanic rocks in Shenhu Formation of Huizhou 21 / 27 structure

根据中石油油气田开发专业委员会火山岩储层分类评价标准（表1），将研究区火山岩储层分为中高孔—中渗和中高孔—低渗2类。其中，粗安质火山角砾岩和粗安质隐爆角砾岩一般形成中高孔—中渗储层。粗安质凝灰岩、沉凝灰岩、气孔杏仁安山岩和气孔杏仁粗安岩一般形成中高孔—低渗储层。
表1 火山岩储层孔—渗划分标准(据中石油油气田开发专业委员会)

Table 1 Porosity-permeability division standard of volcanic reservoir（according to CNPC Oil and Gas Field Development Professional Committee）

物性类型 孔隙度/% 物性类型 渗透率/（10-3 µm2）
高孔 >12 高渗 >5
中孔 5~12 中渗 1~5
低孔 <5 低渗 <1

4 成储主控因素及发育模式

火山岩储集空间的形成和演化受原生和后期的多种因素控制，包括火山岩岩相、流体改造和裂缝因素。其中，火山岩岩相是影响和控制研究区储集空间发育的基础条件，流体来源多样且复杂，不同来源的流体对储层的改造既有建设性的也有破坏性的，结果表明有机酸的溶蚀作用是优质储层形成的后天决定性因素［25-26］。同时裂缝作为流体的运移通道，可以促进溶蚀作用的发生。

4.1　成储主控因素

4.1.1　优势火山岩岩相是基础

研究中利用测井孔隙度值分别计算不同火山岩相的孔隙度频率分布直方图，并且将孔隙度频率分布进行高斯拟合，得到孔隙度最为集中的值。爆发相孔隙度分布拟合曲线具有2个明显的峰值，分别为1.96%和6.03%［图7（a）］；火山通道相孔隙度分布拟合曲线具有2个明显的峰值，分别为1.57%和6.06%［图7（b）］；喷溢相的上部亚相和中下部亚相孔隙度峰值分别为2.27%和4.84%［图7（c）］；火山沉积相孔隙度峰值为4.76%［图7（d）］；侵出相的内带亚相和外带亚相孔隙度峰值分别为2.79%和3.54%［图7（e）］。结果显示，单从孔隙度这方面来看，爆发相和火山通道相为优质储层发育的最优势相带，火山沉积相与喷溢相上部亚相次之，喷溢相中下部亚相与侵出相最差。
图7 不同火山岩相校正孔隙度频率分布直方图和拟合曲线及不同区带溶蚀面孔率分布

（a）爆发相校正孔隙度频率分布直方图及拟合曲线；（b）火山通道相校正孔隙度频率分布直方图及拟合曲线；

（c）喷溢相校正孔隙度频率分布直方图及拟合曲线；（d）火山沉积相校正孔隙度频率分布直方图及拟合曲线；

（e）侵出相校正孔隙度频率分布直方图及拟合曲线；（f）不同区带溶蚀面孔率分布

Fig.7 The corrected porosity frequency distribution histogram and fitting curve of different volcanic facies and the porosity distribution map of dissolution surface in different zones

爆发相岩性以火山角砾岩和凝灰岩为主，火山角砾岩中角砾间充填的火山物质以及凝灰岩的基质均为火山灰，而火山灰在遭受后期流体改造过程中，极易被溶蚀，因此产生大量的溶蚀孔隙，而爆发相的主要储集空间即为溶蚀孔隙。火山通道相岩性以隐爆角砾岩为主，隐爆角砾作用产生的大量隐爆角砾缝虽然被岩浆充填，但易被后期溶蚀改造，沿隐爆角砾缝产生大量溶蚀现象，此外保留的部分开启的构造缝也可作为有效的储集空间。火山通道相的主要储集空间也为溶蚀孔隙。喷溢相上部亚相岩性以气孔杏仁熔岩为主，喷溢相上部亚相本身发育原生气孔，但是成岩作用过程中原生气孔均被充填形成气孔杏仁构造，然而气孔内充填物可再被溶蚀形成杏仁体内溶孔，为储层提供了大量的储集空间。喷溢相上部亚相的主要储集空间也为溶蚀孔隙。喷溢相中下部亚相岩性以块状熔岩为主，喷溢相中下部亚相自身不发育原生气孔，岩石较为致密，在后期构造作用下主要发育裂缝。喷溢相中下部亚相的储集空间类型较为单一，仅发育极少量的晶内溶孔和构造缝。火山沉积相岩性以沉凝灰岩为主。火山沉积相的主要储集空间为溶蚀孔隙，包括溶蚀缝和基质溶孔，镜下具有明显的沿溶蚀缝发育基质溶蚀孔的现象。除此之外，还有极少量的构造缝。侵出相外带亚相和内带亚相物性仅有微小差异，原因在于二者皆含有火山角砾，但均为酸性熔岩，由于角砾的存在，外带较内带亚相裂缝略微发育，但也被硅质矿物充填，仅发育少量充填残余孔，无溶蚀现象。综上所述，研究区内广泛发育的有效储集空间类型为溶蚀孔隙，5种岩相中爆发相和火山通道相的孔隙尤其是溶蚀孔隙较大，这2种岩相的岩性通常都包含有火山角砾结构，成岩过程为后续流体充填溶蚀提供了一定的基础，是研究区内的优势储层岩性岩相。

4.1.2　有机酸二次溶蚀是储层形成关键

通过对HZ27和HZ21地区分别进行溶蚀作用强度的分析与比较，研究发现即使是相同岩性，不同区带溶蚀作用强度差异明显［图7（f）］。HZ27-A地区存在基质溶蚀、次生矿物溶蚀和原生矿物的溶蚀，充填后的再溶蚀现象十分明显［图8（a），图8（b）］；而HZ27-B地区充填后溶蚀现象微弱，但存在一些充填残余孔，可能是HZ27-B井部分井段孔隙度值较高的原因［图8（c），图8（d）］；HZ21地区充填后溶蚀现象最弱［图8（e），图8（f）］。
图8 惠州21/27构造带神狐组火山岩有机酸二次溶蚀典型照片

（a）溶蚀作用较强，基质和斑晶均有不同程度的溶蚀，HZ27-A井，4 775 m；（b）基质和斑晶溶蚀，HZ27-A井，4 876 m；（c）微弱的溶蚀现象，HZ27-B井，4 148.6 m；（d）充填残余孔，HZ27-B井，4 246.7 m；（e）无溶蚀，HZ21-B井，4 410 m；（f）无溶蚀，HZ21-B井，4 448 m

Fig.8 Typical photos of secondary dissolution of organic acids in volcanic rocks of Shenhu Formation in Huizhou 21 / 27 structure

通过对比3个地区与烃源岩之间的关系，发现不同井区有机酸溶蚀程度差异受烃源岩条件、距离烃源岩的距离以及油气运移路径控制。基于各井区与邻近的富烃洼陷之间的时空关系，判断HZ27-A井区供烃来源来自惠州26洼，火山岩充填后再溶蚀现象明显。惠州26洼已被HZ26-6油气藏证实为富烃洼陷，在生烃早期，大量的有机酸沿斜坡进入HZ27-A地区是导致该地区有机酸溶蚀较强的主要原因。
HZ27-B地区虽然靠近惠州22洼，但其空间位置较为特殊，从地震剖面上看，文昌组烃源岩与火山岩并无直接的对接，此外，烃源岩与火山岩之间虽然有一条断层沟通，但前文已述，研究区具有晚期生烃、晚期排烃、晚期成藏的特点，从断层的活动时间上来看，该条断层在恩平—珠海期已停止活动，因此在生排烃期间断层无活动，主力烃源岩油气无有效通道进入火山岩储层，HZ27-B地区的油气仅来自于Tg界面以上的少量烃源岩。烃源岩条件差，与主力烃源岩无侧向对接，加之生排烃时间较晚可能是HZ27-B地区有机酸溶蚀弱的主要原因。HZ21井区位于研究区中部，距离惠州26洼及惠州21洼均距离较远，因此判断惠州21地区遭受溶蚀现象较弱的原因是距离生烃洼陷太远，有机酸及油气生成后难以运移过来。

4.1.3　裂缝是优质储层发育的通道

火山岩因其固有的高密度和紧实的结构特征，往往展现出较差的孔隙连通性。然而，在地质历史后期的构造活动中，大量断层及其伴生的裂缝得以形成。这些裂缝不仅显著增加了火山岩储层的储集空间，而且极大地改善了储层内部孔隙的连通性，成为油气运移与储存的关键路径。在惠州凹陷地区，受多期构造运动作用影响晚期断裂活动性强，直接促进了新生界火山岩体内裂缝的广泛发育。这些裂缝不仅是流体（包括油气和水）迁移的高效通道，还通过促进流体与岩石基质的相互作用，引发了强烈的溶蚀过程，特别是在裂缝周边区域，基质溶蚀现象尤为显著（图9）。裂缝的存在，对于优化储层物性具有决定性作用，它通过提高储层的渗透性和孔隙度，极大地促进了储层的有效发育，是优质储层形成的关键。
图9 惠州21/27构造带神狐组火山岩裂缝特征图版

（a）溶蚀缝，HZ27-A井，4 876 m；（b）构造缝，HZ27-A井，4 877 m；（c）溶蚀缝，HZ21-A井，4 455.5 m；（d）溶蚀缝，HZ21-A井，4 466 m

Fig.9 Chart of fracture characteristics of volcanic rocks in Shenhu Formation of Huizhou 21 / 27 structure

4.2　储层发育模式

通过综合分析惠州凹陷神狐组火山岩储层发育的主控因素，构建了惠州凹陷新生界火山岩“优势岩相控储—有机酸溶蚀增孔—构造活动扩缝”的储层发育模式（图10）。此模式图基于井上钻遇岩相组合，结合地震相特征，综合考虑不同相带储层控制因素绘制而成。在此模式中，火山岩的岩性岩相构成了储层发育的基础框架，而有机酸的二次溶蚀作用则成为优化储层质量的关键因素。尤为重要的是，裂缝系统作为优质储层发育的主要通道，不仅显著提升了储层的连通性，还极大地促进了溶蚀作用的深入发展，为油气的有效充注和储存提供了必要的条件。
图10 新生界火山岩“优势岩相控储—有机酸溶蚀增孔—构造活动扩缝”的储层发育模式

Fig.10 Reservoir development model of Cenozoic volcanic rocks “ dominant lithofacies controlling reservoir-organic acid dissolution increasing pore-structural activity expanding fracture”

具体而言，爆发相、火山通道相以及喷溢相的上部亚相，由于其特定的地质特征和岩石组合，更利于发育优质储层。此外，当这些储层位于距离烃源岩较近的区域时，有机酸溶蚀作用的改造效果尤为显著，进一步提升了储层的储集能力。裂缝系统作为流体运移的主要路径，不仅加速了溶蚀流体的流动与交换，促进了基质中矿物的溶解与孔隙的形成，还直接为油气的运移和聚集提供了畅通的通道，从而确保了油气资源在储层中的有效富集。通过上文总结的惠州凹陷神狐组火山岩储层发育的主控因素，建立了惠州凹陷神狐组火山岩储层发育模式（图10）。

5 结论

（1）珠江口盆地惠州凹陷21/27构造带的新生界神狐组火山岩被详尽地划分为5相和8亚相，共涵盖了7种不同的岩性特征。其中，爆发相与火山通道相中的火山角砾岩尤为显著，构成了该区域火山岩储层的主要优势岩性类型。
（2）惠州凹陷21/27构造带内，储集空间以次生孔隙和裂缝两大类型为主。次生孔隙方面，以溶蚀作用形成的溶蚀孔最为普遍且重要；而裂缝作为流体运移的主要通道，极大地促进了溶蚀作用的发生。鉴于研究区四周被生烃洼陷环绕，紧邻烃源岩层系，强烈的有机酸溶蚀作用成为改造火山岩储层、提升其储集性能的关键因素。
（3）惠州凹陷21/27构造带内，火山岩优势储层的形成与分布受到多重因素的共同控制，主要包括岩性岩相的组合特征、有机酸溶蚀作用的强度以及裂缝系统的发育与连通性。特别是那些邻近烃源岩、属于爆发相和火山通道相的火山角砾岩，因其在上述各方面均展现出优越条件，而被视为研究区内最主要的优势火山岩储层类型。此类储层不仅具有巨大的勘探潜力，还将成为该区带未来油气勘探工作的主要方向和目标。

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