潍北凹陷位于渤海湾盆地昌潍坳陷东北部,面积约880km~2,是郯庐断裂带内部一个典型的新生代走滑拉分盆地,孔三段发育了巨厚的火山岩,对其成因机制、储层发育规律及油气成藏特征缺乏深入研究,影响了对这一储层类型的油气勘探进程。针对上述问题,综合运用火山岩岩石学、地球化学、储层地质学、石油地质学等理论和技术,对火山岩储集体的形成机制、成岩演化、储层特征及其与油气成藏的关系进行了系统研究。研究结果表明,潍北凹陷孔三段火山岩形成于古新世中晚期,印度大陆与欧亚大陆全线碰撞与太平洋板块向欧亚板块俯冲导致郯庐断裂带营潍段发生强烈左旋走滑拉分,走滑断裂的强烈活动与岩石圈的减薄导致了潍北凹陷孔三段火山岩大面积喷发。潍北凹陷孔三段火山岩可以划分为2个喷发旋回7个期次,火山溢流相熔岩层垂向可划分为上部、中部和下部3个亚相,储集空间主要由原生气孔和风化淋滤缝和构造裂缝构成。遭受强烈风化作用的溢流旋回上部亚相气孔-杏仁构造发育,储集空间以裂缝-孔隙型为主,是最优质的储层类型;北部洼陷带属于水下喷发环境,储层物性较差,南部斜坡带和灶户断鼻带属于陆上喷发环境,物性较好。潍北凹陷孔三段火山岩经历了同生成岩、表生成岩、埋藏成岩和构造回返及再沉降4个成岩演化阶段,表生成岩阶段的风化淋滤和晚埋藏成岩阶段的断裂作用及溶蚀作用对火山岩储层影响最为显著,结合火山岩岩相分布特征确定灶户断鼻带和南部斜坡带东段是最为有利的储层发育区。油源对比表明;孔二中下亚段部分优质暗色泥岩为北部洼陷带和灶户断鼻带北部火山岩提供了部分油气;孔二中上亚段油页岩和灰质泥岩为南部斜坡带和灶户断鼻带南部孔三段火山岩的主力烃源岩,断距较大的反向断块与2套主力烃源岩直接对接,形成良好的圈源配置;断层和风化壳形成的输导网络提供了有利的油气运移条件;孔二中下亚段暗色泥岩提供了良好的盖层条件。潍北凹陷孔三段火山岩发育北部洼陷带近源相控成藏模式、灶户断鼻带断鼻带断-相双控成藏模式和南部斜坡带断控成藏模式,指出灶户断鼻带和南部斜坡带是有利成藏区,有效指导了勘探部署。