渤海海域太古界深埋变质岩潜山优质储集层形成机制与油气勘探意义

徐长贵，杜晓峰，刘晓健，徐 伟，郝轶伟

[中海石油(中国)有限公司 天津分公司，天津 300459]

长期以来，古潜山一直是油气勘探的重要领域，目前已经形成了大量的潜山油气藏勘探理论与认识[1-6]。国内外勘探实践证实潜山油气藏岩性多样，包括火山岩、碳酸盐岩、碎屑岩和变质岩，其中变质岩油气藏勘探潜力最大。据统计，世界上已发现的几百个工业性基岩油气田中变质岩基岩油气田占总数的40%，油气储量占基岩潜山总储量的75%。从目前已发现的变质岩潜山油田藏来看，层位均为前寒武系，储集层岩性主要为变质花岗岩、片麻岩和混合岩，其中规模较大的油气藏包括乌克兰第聂伯-顿涅茨盆地前寒武系变质岩油田[7]、利比亚钖尔特盆地阿乌特日拉和拿法拉油田[8]、委内瑞拉马拉开波盆地拉帕兹油田[8]、俄罗斯西西伯利亚盆地Maloichskoe油田[8]、乍得Bongor盆地变质岩潜山油气藏[9-10]、中国辽河坳陷曙光变质岩潜山油田[11-13]和中国渤海海域辽西凸起锦州25-1南变质岩油气田[14-18]。中国东部前寒武系变质岩潜山埋深普遍较浅，大部分埋深在1 000～3 500 m，风化淋滤作用对储集层控制作用明显，如渤海油田锦州25-1变质岩潜山、辽河油田兴隆台潜山，潜山顶部风化壳均发育厚层风化砂化带和砂砾岩带，是油气成藏的优质储集部位。

太古界变质岩类潜山由于岩性多样、长期遭受风化作用，并经历了多期次构造应力叠加改造，储集空间结构复杂、储集层非均质性强等特点，对古潜山储集层的有效性评价一直以来都是有待攻克的难题。前人对变质岩储集层的研究主要集中在潜山裂缝型储集空间表征、裂缝成因以及对储集层的控制作用[10-12,17-20]。变质岩潜山不仅在潜山顶面可形成风化壳型储集层，在潜山深层内幕同样可以形成构造裂缝型储集层[9]，不同学者通过对变质岩潜山裂缝发育期次及内部充填物特征进行刻画[19]，提出潜山内幕裂缝的形成主要与区域不同期次的构造作用关系密切。

渤海油田对潜山的勘探始于上世纪70年代，在“源控论”指导下，以凸起潜山为对象进行勘探，但勘探效果不理想，基本没有大的油气勘探突破[21]。2000年以后渤海油田以寻找规模性优质油气田为指导思想，将勘探领域从凸起稳定区转向活动断裂带，创新提出“活动断裂带油气差异富集理论”，以此为基础发现了锦州25-1南大型变质岩潜山油田，打开了变质岩潜山勘探的局面。“十三五”期间渤海油田转变思路，勘探层系由浅层逐步向深层、超深层转移。2016年渤海油田在渤中凹陷西南部渤中19-6构造潜山中取得重大勘探突破，在太古界变质岩储集层中获得高产油气流，储集层发育厚度最大可达上千米。与国内外其他地区变质岩潜山不同，渤中19-6构造变质岩储集层埋深4 000～5 500 m，储集层成因和分布规律与传统变质岩潜山有所差异。本文通过运用岩心、薄片、扫描电镜、荧光薄片、常规物性等多种实验分析手段，落实了深埋变质岩潜山储集层成因机制，综合地震、测井等资料建立了研究区变质岩潜山优质储集层分布模式，同时也对国内其他地区变质岩潜山储集层的勘探评价具有较好指导意义。

1 研究区地质概况

渤中凹陷是渤海海域最大的一个凹陷，也是渤海湾盆地沉积和沉降中心，在过去50余年的勘探开发中，探明的储量大多以原油为主，缺少规模性大气田的发现。传统地质观点认为，渤海湾盆地是个富油型盆地，生油潜力巨大，而生气潜力欠佳，以往的勘探实践也证实了在油型盆地里寻找大型气田的难度极高。近几年，通过对凹陷中烃源岩生烃机理持续攻关，发现凹陷内部烃源岩不仅可以在早期大量生油，还可以在晚期由高等植物成因的干酪根大量生气。古近系东营组和沙河街组发育800～1 200 m厚的超压泥岩，可作为区域性优质盖层。因此，整个凹陷具有得天独厚的天然气成藏条件，渤中19-6构造太古界变质岩大型天然气田的发现也证实了这一点，渤中凹陷是未来渤海油田在富油盆地中寻找大型天然气田的理想战场。

渤中19-6构造位于渤中凹陷的西南部，处于渤中西南洼和渤中主洼之间的近南北向构造脊上，总体是一个被近南西-北东向断层与近东西向走滑断层所切割的断背斜构造区，该区经历了多幕裂陷及新构造运动的叠加复合构造演化，具有断陷与坳陷叠置的结构特征[22]。渤中19-6构造周围被渤中凹陷、沙南凹陷和黄河口凹陷环绕，凹陷自下向上发育前古近系、古近系和新近系，其中前古近系潜山发育“三层结构”自下往上为太古界变质岩、古生界碳酸盐岩和中生界火山岩，古近系自下向上依次发育孔店组、沙河街组和东营组，新近系自下向上发育馆陶组和明化镇组(图1)。凹陷基底为太古界变质岩，呈区域分布特征，埋藏深度在4 000～5 500 m，为渤海湾盆地埋藏深度最大的变质岩潜山储集层。

研究区南北地貌具显著差异，南部受两条走滑断层影响，呈高陡断块地貌特征，其中1/3/5井区位于走滑断层东侧，太古界潜山上覆巨厚孔店组砂砾岩地层， 2井区位于两条走滑断层之间，上部地层缺失孔店组，直接被沙三段泥岩覆盖，4/7井区位于构造北部，受走滑断层影响较小，地貌整体较平缓。

2 变质岩储集层特征

不同地区变质岩储集层纵向发育程度差异较大，辽河油田兴隆台潜山钻遇变质岩厚度大，但储层净毛比低[23]，渤海油田锦州25-1南钻遇潜山厚度小，但净毛比高，而渤中19-6构造钻遇潜山厚度大，净毛比也高，其中BZ19-6-2Sa井钻遇潜山591 m，气层厚度271 m，净毛比为46%，钻遇井段呈现储层整体发育的特点，其中上部受风化和构造作用影响，优质储集层主要发育在潜山顶部120 m之内，下部储集层受断裂控制发育多套裂缝发育带和碎裂带，优质储集层纵向延伸深度大(图2)。

图1 渤中19-6构造及围区潜山地层展布特征及发育模式Fig.1 The distribution and development pattern of buried-hill formation in the BZ 19-6 structurea.潜山地层展布特征；b.渤中19-6构造区域位置；c.地层发育特征

距断层距离、风化淋滤时间和古地貌等因素决定了太古界变质岩储集层纵向分带差异性，分为4种类型：Ⅰ型主要分布在构造北部地势平缓地区，保存了完整的储集层分带序列，自上往下发育粘土带、风化砂砾岩带、风化裂缝带、内幕裂缝带和基岩带，受晚期构造抬升影响，裂缝发育深度较大、井段长，是油气的有利勘探区带(图3a)；Ⅱ型主要分布在2井区，构造部位较高，上覆砂砾岩不发育，遭受风化淋滤作用强，风化裂缝带发育，并且被两条断层走滑断层所夹持，处于构造应力集中释放区，内幕裂缝带也较发育，是优质储层发育的有利区(图3b)；Ⅲ型上覆巨厚砂砾岩但离断层较近的部位，潜山中裂缝发育程度较强，内幕裂缝带发育厚度比前者大，下部储集层受岩性控制，局部发育岩性致密段(图3c)，主要分布在1井区；Ⅳ型被孔店组厚层砂砾岩覆盖区，潜山遭受风化淋滤时间短，下部风化裂缝带发育程度稍差，离断层较远的部位潜山内部裂缝发育程度差，风化裂缝带和内幕裂缝带厚度较薄(图3d)，主要分布在3/5/6井区。

图3 渤中19-6构造变质岩潜山储集层纵向分带类型Fig.3 Vertical zonation of metamorphic buried-hill reservoir in the BZ 19-6 structure

2.1 岩石学特征

早期原岩类型丰富以及后期多期变质作用导致变质岩潜山岩性的多样性，渤中19-6构造潜山主要发育5大类岩石类型。①片麻岩：依据根据斜长石和比率和暗色矿物含量又可分为斜长片麻岩和二长片麻岩(图4a)，可见片麻状构造、粒状变晶结构(图4b)和交代穿孔结构，暗色矿物主要为云母类矿物，黑云母与长英质矿物呈定向产出，黑云母普遍发生绿泥石化(图4c)。②变质花岗岩：主要发育变余半自形粒状结构，呈块状或弱片麻状构造，矿物中石英含量占石英和长石总含量的20%～60%，根据斜长石和比率和暗色矿物含量又可分为变质英云闪长岩(图4d)、变质花岗闪长岩(图4e)和变质二长花岗岩(图4f)。③混合岩：岩石由原区域变质岩基体和新生长英质脉体两部分组成，根据脉体和基体的含量，划分为混合片麻岩类和混合变质花岗岩类，发育片麻状、条带状构造(图4g，h)。④碎裂岩和碎斑岩：原岩为片麻岩，岩石经历了强烈的破碎作用，岩石破碎严重，破碎后形成大小不一的碎块(图4i)和碎斑，残留的较大矿物碎斑常孤立地被碎粒物质包围(图4j)。基质主要为破碎的细小长英质，可见黑云母发生褶皱变形。⑤后期侵入岩脉：主要为后期岩浆侵入先期变质岩，呈脉状分布，岩石类型主要为花岗斑岩(图4k)、闪长玢岩(图4l)、辉绿岩(图4m)和辉绿玢岩(图4n)，这类岩体多以岩枝产状穿插于变质岩中。

变质岩中长英质含量较高的片麻岩类、变质花岗岩、混合岩、碎裂岩和碎斑岩是优质储层发育的“优势岩石”类型，后期侵入岩脉遭受构造应力改造程度低，岩石整体致密。

2.2 储集空间特征

渤中19-6构造太古界变质岩潜山储集层储集空间类型多样，根据岩心和薄片观察，储集空间按成因可分为风化淋滤孔(缝)、构造裂缝和矿物颗粒晶内裂缝2大类。①风化淋滤孔(缝)：构造抬升导致潜山暴露地表，在长期的风化作用下在潜山顶部形成大量风化淋滤孔缝(图5a—c)以及沿裂缝的溶蚀孔扩大孔，储集空间类型为孔隙型和裂缝-孔隙型，这类储集层物性好，油气测试产能高。②裂缝：分为两种类型，一类为矿物颗粒晶内微裂缝，晶内裂缝主要发育在矿物晶体颗粒内部，形成时间较早，潜山早期在构造运动作用下形成大量裂缝，后期区域性走滑作用持续改造，形成大量碎裂岩和碎斑岩，在构造角砾内部继承大量先期形成微裂缝(图5d)，充填完全；另一类为构造成因裂缝，裂缝中充填碎基、方解石、铁白云石、铁质矿物(图5e)，同一条裂缝中可见多期次不同矿物充填。岩心和镜下观察显示裂缝多期性明显，不同期次裂缝相互切割(图5f)，晚期裂缝呈开启或半充填状态(图5g，h)，可作为油气有效储集空间，荧光下裂缝中可见大量有机质充填(图5i)。

图4 渤中19-6构造太古界变质岩岩石学特征Fig.4 Petrological characteristics of the Archaean metamorphic rocks in the BZ 19-6 structurea.BZ19-6-2井，埋深3 877.7-3 878.05 m，黑云斜长片麻岩和二长变质花岗岩间互发育，岩心；b.BZ19-6-2Sa井，埋深3 925 m，二长片麻岩，粒状变晶结构，正交光；c.BZ19-6-2井，埋深3 878.45 m，黑云母发生叶绿泥石化，单偏光；d.BZ19-6-4井，埋深4 518 m，变质英云闪长岩，正交光；e.BZ19-6-4井，埋深4 502 m，变质花岗闪长岩，正交光；f.BZ19-6-4井，埋深4 574 m，变质二长花岗岩，正交光；g.BZ19-6-3井，埋深4 414 m，混合片麻岩，井壁取心；h.BZ19-6-3井，埋深4 414 m，混合片麻岩，可见新生脉体和原区域变质岩基体，正交光；i.BZ19-6-2Sa井，埋深4 265 m，片麻质碎裂岩，正交光；j.BZ19-6-1井，埋深4 169.5 m，碎斑岩，正交光；k.BZ19-6-2Sa井，埋深4 025 m，花岗斑岩，正交光；l.BZ19-6-2Sa井， 埋深4 020 m，闪长玢岩，正交光；m.BZ19-6-8井，埋深4 700 m，辉绿岩，正交光；n.BZ19-6-2Sa井，埋深4 076 m，辉绿玢岩，正交光

图5 渤中19-6构造太古界变质岩储集空间特征Fig.5 Reservoir space characteristics of the Archaean metamorphic rocks in the BZ 19-6 structurea.BZ19-6-4井，埋深4 427m，风化砂砾岩，风化淋滤孔隙发育，单偏光；b.BZ19-6-1井，埋深4 025 m，潜山顶部风化淋滤缝发育，井壁取心；c.BZ19-6-1井，埋深4 030 m，潜山顶部钾长石晶体内部风化淋滤孔发育，扫描电镜；d.BZ19-6-1井，埋深4 052 m，长石颗粒晶体内部裂缝，正交光；e.BZ19-6-7井，埋深4 655 m，裂缝中铁质矿物充填，单偏光；f.BZ19-6-7井，埋深4 603.45～4 603.96 m，多期裂缝相互切割，岩心；g.BZ19-6-2Sa井，埋深3 885 m，晚期裂缝呈开启状态，单偏光；h.BZ19-6-4井，埋深4 473 m，裂缝中部分 充填方解石，部分呈开启状态，单偏光；i.BZ19-6-1井，埋深4 081.5 m，裂缝中有机质充填，荧光

2.3 物性特征

利用渤中19-6构造旋转井壁取心和岩心资料，系统测定了228块太古界变质岩样品的孔隙度和渗透率，结果表明，变质岩潜山储集层具有非常强的非均质性，孔隙度分布范围为0.2%～17%，平均孔隙度为5.7%，渗透率分布范围为(0.003～156.5)×10-3μm2，平均渗透率为4.8×10-3μm2(图6)。根据储集层物性频率分布特征，研究区储集层孔隙度和渗透率都较低，大于94%样品孔隙度小于10%，大于96%样品渗透率小于1×10-3μm2，与储集层整体埋藏深度大有关。

潜山内部不同分带储集层物性差异较大，表现在①风化砂砾岩带：孔隙度分布范围为5.4%～21.9%，渗透率分布范围为(0.9～614.8)×10-3μm2，储集空间以孔隙型为主，储层物性最好；②风化裂缝带：孔隙度分布范围为1.2%～12.8%，渗透率分布范围为(0.01～5.39)×10-3μm2，储集空间以孔隙-裂缝型为主；③内幕裂缝带：孔隙度分布范围为2.4%～6.2%，渗透率分布范围为(0.1～11.8)×10-3μm2，储集空间以裂缝为主，通常发育在断层附近；④基岩带：孔隙度分布范围为1.3%～3.1%，渗透率分布范围为(0.19～0.68)×10-3μm2，为非储集层(表1)。

图6 渤中19-6构造太古界变质岩储集层孔隙度-渗透率关系Fig.6 The correlation between porosity and permeability of the Archaean metamorphic reservoirs in the BZ 19-6 structure

表1 渤中19-6构造变质岩潜山储集层分带特征Table 1 Zonation characteristics of buried-hill reservoirs of metamorphic rocks in the BZ 19-6 structure

3 变质岩储集层特征

3.1 变质岩优质储层发育机制

通过对渤中19-6构造太古界变质岩潜山储集层发育特征分析，研究区变质岩优质储集层发育机制与分布主要受控于变质岩岩石类型、风化淋滤作用和构造应力作用3个因素。

3.1.1 岩性是控制储层发育的基础

前人对变质岩岩性对储集层的控制作用做过一些相关研究，认为岩石中暗色矿物含量与储集层发育程度关系密切[24]。渤中19-6构造已钻井揭示了变质岩潜山岩性多样，不同岩性交互分布，但是太古界整体发育的是长英质含量较高、暗色矿物含量较低的变质花岗岩、片麻岩及混合岩等脆性岩类，不同井区岩石中长英质等脆性矿物含量变化不大，为优质储层的发育奠定了良好的岩石学基础。纵向上局部层段发育黑云二长片麻岩、黑云斜长片麻岩等暗色矿物含量较高的岩石以及厚层侵入岩，在一定程度上控制了潜山局部的裂缝发育程度。

以BZ19-6-1井为例，潜山上部4 024～4 136 m深度，岩性以二长片麻岩为主，岩石中长英质等脆性矿物含量高，储集层孔隙度分布范围为1.2%～12.8%，平均孔隙度为4.7%，绿泥石含量分布范围为4%～10%，平均含量为6.6%，电阻率平均值243 Ω·m，综合解释气层99.8 m，大部分均可作天然气储集层；潜山下部4 136～4 180 m深度，岩性以黑云二长片麻岩为主，薄片显微镜下可见大量黑云母定向排列，并普遍发生绿泥石化，X衍射显示此段储集层中绿泥石含量为61.8%，储集层孔隙度分布范围为1.2%～5.2%，平均孔隙度为2.6%，电阻率平均值1 110 Ω·m，综合解释气层6.8 m(图7)。通过上下储集层段数据对比表明，潜山上部储集层中长英质含量高，下部暗色矿物含量高，在相同构造应力作用下，上部地层脆性强较下部地层更易形成裂缝，因此，潜山上部储集层更发育。

3.1.2 构造作用是裂缝形成的关键

构造作用是变质岩形成优质储集层最重要的控制因素，由于构造应力作用，基底的区域变质岩、混合岩等岩石受到强烈的改造作用，岩石和矿物发生不同程度的破碎，产生破碎带以及动力变质带，形成大量裂缝型储集空间。通过对渤中19-6构造岩心、井壁取心和微观薄片观察，确定了潜山中发育3期构造裂缝：Ⅰ期裂缝形成与早期构造运动时期，主要发育与矿物晶体内部，裂缝中充填泥质、微晶白云石，充填作用为主，基本未能形成有效储集空间；Ⅱ期裂缝与区域性大规模构造运动有关，岩石破碎作用强烈，形成大量碎裂岩和碎斑岩，是变质岩储集层主要造缝时期，也是优质储集层形成的关键时期，裂缝中充填碎基、铁质矿物和铁白云石为主；Ⅲ期裂缝为晚期构造作用形成，裂缝呈中以方解石充填为主，裂缝大部分成开启或半充填状态，可作为天然气有效储集体(表2)。

区域构造分析及构造演化恢复表明，渤中19-6构造在印支期-燕山期主要受南北向挤压应力，形成一系列东西向展布的背冲断层，控制了太古界潜山早期隆起的构造形态(图8)，同时，依附于这些逆冲断层，潜山内幕Ⅰ期储层裂缝、碎裂带Ⅱ期储层裂缝大量发育，为潜山优质储层的形成奠定了良好的基础。孔店组时期，研究区处于初始裂陷阶段，受控于南北向拉张应力，构造整体北高南低，沙三段末期，渤中19-6构造发生反转，南块整体抬升，北块整体沉降。东三段时期，受控于NNE向的右旋走滑压扭作用，渤中19-6构造北块在整体沉降的构造背景下，局部表现为构造隆升的特征(图8)，以4/7井区为例，相对构造隆升率为210m/Ma(最大地层厚度差/时间)，这一时期的局部构造隆升，不仅在潜山高部位的应力集中区形成Ⅲ期裂缝，同时也对早期碎裂带裂缝的再活化具有至关重要的作用，这也是7井区深埋潜山内幕发育有效裂缝型储层的关键因素(表2)。

3.1.3 风化淋滤作用是储集层纵向分带的重要因素

风化淋滤过程中矿物差异溶蚀作用对变质岩储集层品质影响较大，长石类矿物的溶蚀是长英质变质岩类优质储集层形成的主要机理。为此，对花岗岩进行大气水-矿物溶蚀实验，实验过程中把实验温度设置为60 ℃，通过提高反应温度来补偿反应时间。实验结果表明实验前钠长石表面无附着物，未见溶蚀现象(图9a)，反应后钠长石在60 ℃条件下形成溶蚀坑，沿解理发生微弱溶蚀(图9b)；实验前钾长石表面无附着物，未见溶蚀现象(图9c)，钾长石在60 ℃ 条件下出现溶蚀坑沿解理发生微弱溶蚀(图9d)。结果表明，长石矿物解理发育，在风化淋滤过程中易沿解理面发生蚀变，其蚀变部位在水介质作用下，井水溶液渗流，将水解物质带走，形成各种溶蚀孔隙。因此，花岗岩和长英质变质岩等结晶岩中长石类矿物的溶蚀是形成优质储集层关键。

图7 BZ19-6-1井太古界变质岩潜山岩性与储集层对应关系Fig.7 The correlation between lithology and reservoir of Archaean metamorphic rocks in Well BZ19-6-1

表2 渤中19-6构造太古界变质岩裂缝发育期次及成岩演化
Table 2 Fracture development stages and diagenetic evolution of the Archaean metamorphic rocks in the BZ 19-6 structure

图8 渤中19-6构造演化及断裂发育特征Fig.8 Structural evolution and fracture development characteristics of the BZ 19-6 structurea.新生界构造演化特征；b.断裂展布及圈闭发育特征；c.地震剖面断裂发育特征

渤中19-6构造太古界变质岩在地质历史时期，长期暴露于地表，岩石遭受了风化、剥蚀，使抗风化能力差的长石类矿物发生蚀变，大大增加了岩石的破碎程度，物理风化作用后，化学淋滤溶蚀作用对储集层进行更进一步的改善，加大了裂缝的开度，是储集层物性变化，有利于尤其的储集层和运移。尤其在潜山顶部和平缓部位，极易形成厚层风化壳，形成优质储集层。

图9 花岗岩大气水溶蚀物理模拟实验Fig.9 The simulation of meteoric freshwater dissolution for granitesa.PL9-1-13井，埋深1 502.63 m，实验前钠长石(PI)样品，表面没有附着物，没有发生溶蚀现象；b.PL9-1-13井，埋深1 502.63 m，钠长石(PI)60 ℃下形成溶蚀坑，沿解理发生微弱溶蚀；c.PL9-1-13井，埋深1 502.63 m，实验前钾长石(KS)样品，表面没有附着物， 没有发生溶蚀现象；d.PL9-1-13井，埋深1 502.63 m，钾长石(KS)60 ℃下出现溶蚀坑沿解理发生微弱溶蚀

受风化淋滤作用影响太古界变质岩潜山储集层纵向分带特征明显[25-26]，综合应用岩心、井壁取心、物性、测井解释成果等资料，按照储集层的结构和成因，将研究区太古界变质岩储集层自上向下分为风化砂砾岩带，风化裂缝带、内幕裂缝带和基岩带。①风化砂砾岩：发育在变质岩潜山顶部，风化淋滤成因为主，成分为变质岩颗粒，储集空间为孔隙型，发育少量裂缝，物性最好，可作为油气优质储集层(图3b，c)；②风化裂缝带，受构造应力和风化作用共同控制，发育在风化砂砾岩带下部，储集空间类型以孔隙-裂缝型和裂缝型为主，裂缝以及沿裂缝溶蚀扩大孔发育(图3d，e)；③内幕裂缝带，发育在潜山内幕，构造成因为主，通常分布在断裂带附近，岩性以碎裂化变质岩、碎裂岩以及碎斑岩为主，镜下可见长石解理发生应力变形(图3f)以及裂缝中大量碎基充填(图3g)等现象，通常呈优质储集层和致密储集层间互发育特征；④基岩带，基本不受风化作用和构造作用影响，位于潜山储集层最下部，裂缝不发育，为非储集层。

受古地貌控制导致变质岩潜山上覆地层时代不同，储层遭受风化淋滤作用时间存在差异。孔店组沉积之前太古界潜山古地貌差异不大，孔店组沉积时期南部构造位置比北部低，呈负地貌状态，南部地区潜山上覆厚层古近系孔店组巨厚砂砾岩，而北部地区构造位置较高，上覆无厚层砂砾岩覆盖，持续遭受风化淋滤作用。因此，北部地区潜山遭受风化淋滤作用时间比南部长，潜山顶部风化砂砾岩带较南部发育，顶部储层物性比南部地区要好。

3.2 变质岩优质储层发育模式

渤中19-6构造太古界深埋变质岩潜山储集层垂向发育规律明显，主要受控于上覆地层年代、距离断层远近和古地貌差异。潜山顶部具有残丘地貌，风化作用强烈，不整合面之上相对较低位置发育一套近源堆积砂砾岩层，共同构成由不整合面控制的“似层状”储集层发育模式。中部是由风化作用和构造裂缝共同控制的“空间网状”储层发育模式，裂缝发育程度较高，能够形成多套碎裂带，能够形成立体空间内网状裂缝体系。下部储集层是由断裂控制的“枝状”裂缝发育模式，裂缝的发育主要受断层控制，局部形成碎裂带。底部为致密基岩带，以致密层为主。横向上不同地貌形态导致储集层分布规律具有显著差异，构造高部位风化作用形成的风化砂砾岩被快速剥蚀搬运，不易保存，缺失顶部风化砂砾岩带，但是高陡部位高角度断裂发育，沿断裂的风化淋滤作用可延伸到潜山更深部位，由风化和构造作用相互叠加形成的优质储层发育带。平缓凹槽地区，潜山地貌较平缓，局部发育低洼凹槽，变质岩潜山风化淋滤作用产物相对易于保存，并形成风化粘土层的局部聚集，在局部小型地堑区也发现了薄层煤层。潜山顶部风化砂砾岩带发育，可作为天然气优质储集层。构造低部位潜山被孔店组巨厚砂砾岩长期覆盖，风化作用对储层改造时间短，潜山储集层整体发育程度稍差。综合岩性、构造作用和风化作用等多因素建立了渤中19-6构造“垂向贯通，横向连续”大型变质岩潜山优质储集层分布模式(图10)。

图10 渤中19-6构造大型变质岩潜山优质储集层分布模式Fig.10 The distribution pattern of high-quality buried-hill reservoirs of large-scale metamorphic rocks in the BZ 19-6 structure

4 油气勘探意义

渤海前古近系潜山勘探层系主要有中生界火山岩和碎屑岩、古生界碳酸盐岩和太古代变质岩，其中太古代变质岩潜山探明储量占潜山总储量的60%，尤其是渤中凹陷西南部渤中19-6构造大型天然气田的发现更加证实太古界变质岩具有非常大的勘探潜力。与国内外其他变质岩油气藏不同，渤中19-6构造太古界变质岩储集层具有埋藏深度大、成岩强度高等特点，优质储集层的发育与潜山内幕裂缝的发育程度密切相关，区域郯庐断裂活动以及潜山优质岩性耦合形成了规模性优质天然气储集层。渤中凹陷深埋太古界变质岩分布面积巨大，凹陷中央优质烃源岩为天然气形成提供了充足的资源基础，加之多期次构造运动，天然气成藏条件优越，大渤中凹陷深埋低位潜山天然气勘探潜力巨大。深埋变质岩潜山优质储集层形成机制的研究成功指导了渤中19-6构造后续评价井的部署，研究成果可直接用于渤海其他地区变质岩潜山勘探及储集层预测。

5 结论

1) 渤中19-6构造太古界变质岩潜山岩性发育片麻岩、变质花岗岩、混合岩以及碎裂岩和碎斑岩，后期穿插大量花岗斑岩、闪长玢岩、辉绿岩和辉绿玢岩岩脉，潜山储集空间类型以孔隙-裂缝型和裂缝型为主。

2) 变质岩岩性是潜山成储能力的基础，岩石中长英质矿物含量决定了储集层造缝能力的差异；风化淋滤过程中长石类矿物的溶蚀是变质岩次生孔缝发育的关键；多期的区域构造运动是深埋型变质岩潜山内幕裂缝型储集层形成的主要控制因素。

3) 潜山储集层从上到下可分为风化砂砾岩带、风化裂缝带、内幕裂缝带和基岩带，组成上部“似层状”、中部“网状”、下部“枝状”，潜山内部“垂向贯通，横向连续”大型变质岩潜山优质储集体系。