丁修建 ，柳廣弟 ，孫明亮 ，王盤根

（1.中國石油大學（北京）地球科學學院；2.油氣資源與探測國家重點實驗室；3.中海油研究總院）

0 引言

多邊形斷層系是指發(fā)育于細粒沉積物中的小型伸展斷層系，斷層在平面上相互交織形成多邊形形態(tài)，垂向上被限制在特定的地層中，該類斷層有時也被稱為層控斷層（Layer-bound fault）[1-2]。Cartwright J[3-4]運用三維地震資料研究北海盆地古近系泥巖時首次發(fā)現(xiàn)多邊形斷層系（Polygonal fault systems），并認為其為非構(gòu)造成因[5]。目前國外學者在多邊形斷層系的幾何特征、識別方法、成因機制等方面均進行了大量研究，并取得了重要認識[5-10]。國內(nèi)多邊形斷層系的研究起步較晚，目前僅在瓊東南盆地和松遼盆地部分地區(qū)發(fā)現(xiàn)了多邊形斷層系：吳時國等[6]在瓊東南盆地新近系中發(fā)現(xiàn)了多邊形斷層系；付曉飛等[7]認為松遼盆地三肇凹陷白堊系中的 T11斷層具有多邊形斷層系特征；He Chunbo等[8]指出三肇凹陷 T11斷層、T2斷層均是多邊形斷層系。筆者基于前人研究結(jié)果，分析多邊形斷層系成因機制，并以三肇凹陷白堊系為例，綜合分析多邊形斷層系平面、垂向特征及斷距、走向等，研究其成因機制及油氣地質(zhì)意義。

1 多邊形斷層系研究現(xiàn)狀

1.1 多邊形斷層系發(fā)育的地質(zhì)背景

國外學者對多邊形斷層系的研究起步較早，目前已在多個地區(qū)發(fā)現(xiàn)了多邊形斷層系[9-11]。由表1可知多邊形斷層系發(fā)育的地質(zhì)背景通常具有以下特征：①形成時間較晚，主要形成于白堊紀、古近紀及新近紀；②主要分布在大陸斜坡的邊緣地帶，沉積環(huán)境主要為近海沉積和深海沉積；③巖性以細粒沉積物為主。

表1 多邊形斷層系發(fā)育地質(zhì)背景[9-11]

1.2 斷層特征

多邊形斷層系區(qū)別于其他斷層的主要表現(xiàn)為：垂向上具有層控特征；平面上斷層相互交織形成多邊形形態(tài)；此外還具有平面上延伸長度小、斷距小、走向分散的特征。

1.2.1 垂向特征

多邊形斷層系在垂向上最明顯的特征是“層控性”，即在垂向上被限定在特定的地層之中，具有明顯的頂、底界面。多邊形斷層系在垂向上的理想形態(tài)是斷層呈共軛形式出現(xiàn)，規(guī)模大致相同，傾向相反，形態(tài)略呈鏟形（見圖1a）；在楔狀地層內(nèi)，共軛斷層總是其中一條先發(fā)育并占有優(yōu)勢，因此斷層多傾向控制層較薄的一側(cè)，在楔狀地層中一些較大的斷層可能會伸入控制層中（見圖1b）；大部分多邊形斷層系是上述兩種形式的復合，一些較大的斷層共軛出現(xiàn)或呈單一方向傾斜，在多數(shù)大斷層之間有小斷層發(fā)育，不同級別的斷層在層內(nèi)相互交叉（見圖1c）。

1.2.2 平面特征

多邊形斷層系在平面上呈現(xiàn)出多邊形特征，這也是多邊形斷層系區(qū)別于其他斷層的最重要特征。自Cartwright J[3]首次提出多邊形斷層系這一概念以來，多數(shù)學者發(fā)現(xiàn)多邊形斷層系在平面上并沒有標準的形狀，不同的多邊形斷層系有不同的平面特征[12]。由圖2可知北海盆地共發(fā)育4種形態(tài)的多邊形斷層系，分別為規(guī)則相接型、弧線形、不規(guī)則相接型和不規(guī)則離散型。

1.2.3 形態(tài)特征

多邊形斷層系不僅在垂向上和平面上具有明顯的特征，形態(tài)上特征也很明顯。國內(nèi)外學者對多邊形斷層系主要形態(tài)特征的統(tǒng)計如表 2所示：平面延伸長度較小，大部分在1 500 m以下；斷距較小，多在100 m以下；多邊形斷層系走向一般較分散，一般不具備優(yōu)勢走向（見圖3）。

圖1 多邊形斷層系剖面特征[4-5]

圖2 北海盆地多邊形斷層系平面特征[12]

表2 多邊形斷層系主要形態(tài)特征統(tǒng)計表（據(jù)文獻[6]修改）

圖3 北海盆地多邊形斷層系走向玫瑰花圖（據(jù)文獻[12]修改）

1.3 識別標準

多邊形斷層系的研究起步較晚，目前還沒有形成統(tǒng)一的識別標準。目前多邊形斷層系識別主要依據(jù)斷層的平面形態(tài)、層控性、斷距大小等。

①平面形態(tài)：平面上是否具有多邊形形態(tài)是識別多邊形斷層系最重要的標準。值得注意的是必須在較大的尺度內(nèi)觀察斷層平面形態(tài)，否則可能由于觀察尺度太小難以注意到多邊形的形態(tài)。

②層控性：多邊形斷層系在垂向上最重要的特征是其層控性，即在垂向上具有明顯的頂、底界面。值得注意的是某些多邊形斷層系中也可能發(fā)育少量切穿控制層的斷層。

③斷層類型和斷距：多邊形斷層系均是正斷層，斷距較小，約為10～100 m。

由于多邊形斷層系的研究還處于初期階段，很多特征還有待發(fā)現(xiàn)和研究，應靈活運用這些標準識別多邊形斷層系。

1.4 成因機制

經(jīng)過10多年研究，多邊形斷層系成因機制目前仍然處于爭論階段，目前國外學者提出的成因機制主要有密度反轉(zhuǎn)作用、脫水收縮作用、重力擴展作用、溶解作用驅(qū)動的剪切破裂作用[1,4-5,13-18]，國內(nèi)尚無學者開展這方面研究。

1.4.1 密度反轉(zhuǎn)作用

早在Cartwright J[3]首次提出多邊形斷層系這一概念以前，Henriet J P等[14]為解釋層控斷層的成因提出了密度反轉(zhuǎn)作用機制。筆者在前人研究[14,18-20]的基礎上把密度反轉(zhuǎn)作用總結(jié)為以下幾個階段：①泥巖在上覆沉積物的壓實作用下向砂巖排水，與砂巖接觸的泥巖頂、底部流體優(yōu)先排出，水排出之后，泥巖層頂、底部開始變得致密，形成封隔層；②頂、底部封隔層形成之后，泥巖中間部位的水難以排出，形成欠壓實，最終形成超壓；③泥巖頂部的封隔層為高密度層，中部超壓層為低密度層，高密度的封隔層與低密度的超壓層界面存在不穩(wěn)定性，在密度差的作用下，低密度泥巖上涌發(fā)生水力破裂，頂部產(chǎn)生斷層和坍塌，超壓釋放；④經(jīng)過一段時間的積累再次形成超壓，再次發(fā)生密度反轉(zhuǎn)作用，再次形成斷層，多次形成的斷層形成了多邊形斷層系。

密度反轉(zhuǎn)作用發(fā)生于頂、底界面之間，故形成的斷層具有層控特征。密度反轉(zhuǎn)作用形成的斷層主要位于超壓層之上，但是多邊形斷層系的發(fā)育與超壓并無明顯關系，在超壓層之下也有多邊形斷層系的發(fā)育，所以密度反轉(zhuǎn)作用可能不是多邊形斷層系的主要成因機制。

1.4.2 脫水收縮作用

脫水收縮作用是指凝膠體在未向外界排水的條件下，因孔隙內(nèi)部自由水向外排出導致水分不足，使相對濕度自發(fā)降低而變得干燥，從而導致凝膠體在宏觀上發(fā)生體積收縮變形的過程[21]。筆者在前人研究[22-24]的基礎上把脫水收縮作用總結(jié)為以下幾個階段：①富含蒙脫石的細粒沉積物中含有大量流體，細粒沉積物經(jīng)過自壓實后流體向下部的砂巖層滲透，并逐漸在細粒沉積物和砂巖層之間形成封隔層；②隨著沉積物埋深的加大，蒙脫石開始進入大量脫水階段，導致流體壓力的進一步增大，密度相對于上覆層變小，開始形成超壓密度反轉(zhuǎn)環(huán)境，由于沉積層內(nèi)不穩(wěn)定可能形成局部凸起，多邊形斷層系核部開始形成；③當蒙脫石脫水收縮大于壓實造成的沉積物收縮時，開始產(chǎn)生破裂，形成多邊形斷層；④多邊形斷層系形成之后，流體大量排出，壓力開始減小，脫水收縮逐漸減弱并停止，多邊形斷層系停止活動。

脫水收縮作用形成破裂沒有明顯的優(yōu)勢走向，形成的斷層在平面上相互交接有可能形成多邊形的形態(tài)。但是地層發(fā)生脫水收縮作用只有在黏土中蒙脫石含量占絕對優(yōu)勢時才會發(fā)生[21]，然而現(xiàn)實多邊形斷層系的發(fā)育環(huán)境并不都是富蒙脫石的，所以脫水收縮作用難以解釋蒙脫石含量很低的環(huán)境中多邊形斷層系的成因。

綜合以上討論認為脫水收縮作用可能是多邊形斷層系的成因機制之一，但是除蒙脫石之外，是否有其他因素可以誘導地層發(fā)生脫水收縮仍有待進一步研究。

1.4.3 重力擴展作用

多邊形斷層系發(fā)現(xiàn)初期，有學者認為多邊形斷層系只存在于細粒沉積物中[4-5]，隨著研究的深入也有學者在深水砂巖儲集層中發(fā)現(xiàn)了多邊形斷層系[25]，Victor P和 Moretti I[26]通過實驗模擬認為重力擴展機制是水道砂巖中形成多邊形斷層系的主要機制。

筆者在前人研究[25-26]的基礎上，把重力擴展作用總結(jié)為以下幾個階段：①水道砂巖的四周被泥巖等細粒沉積物包裹，在重力作用下細粒物質(zhì)向四周蠕動，形成重力擴展現(xiàn)象；②重力擴展的初期階段，先形成垂直于水道走向的正斷層；③隨著重力擴展作用的進行，在水道邊界處形成平行于水道走向的正斷層；④隨著重力擴展應變量的積累，不同方向的斷層交織在一起形成多邊形斷層系。

實驗模擬已經(jīng)證實重力擴展作用可以在深水砂巖儲集層中形成多邊形斷層系，該機制可能是粗粒沉積物中多邊形斷層系的主要成因。

1.4.4 溶解作用驅(qū)動的剪切破裂作用

Shin等[27]通過實驗指出溶解作用能導致未膠結(jié)的沉積物發(fā)生剪切破裂，這種剪切破裂可能傳播到幾米甚至更遠的地方，實驗中所用的主要儀器是壓縮儀，實驗材料為玻璃珠、食鹽和水，在壓縮儀中加入玻璃珠和食鹽，通過水循環(huán)研究溶解作用對顆粒狀態(tài)的影響。在壓縮儀中可以通過單軸耐壓實驗測量垂直應變和側(cè)向壓力系數(shù)（水平應力與垂直應力的比值）。實驗通過測量垂直應變研究物體垂向上的相對變形量，通過測量側(cè)向壓力系數(shù)研究物體的應力狀態(tài)。

Shin等通過大量實驗研究證實[27]，食鹽比例的差異會導致實驗結(jié)果明顯差異（見圖 4）。壓縮儀內(nèi)食鹽體積分數(shù)（食鹽體積與總體積的比）為 0時，垂直應變一直為0，側(cè)向壓力系數(shù)保持不變，可見壓縮儀內(nèi)僅有玻璃珠時，水循環(huán)不會引起應力狀態(tài)的改變；壓縮儀內(nèi)食鹽體積分數(shù)為5%時，經(jīng)過一段時間的溶解，垂直應變逐漸變大，側(cè)向壓力系數(shù)逐漸變小達到主動破裂狀態(tài)；壓縮儀內(nèi)食鹽體積分數(shù)為 10%或 15%時，垂直應變逐漸增大，側(cè)向壓力系數(shù)同樣可以達到主動破裂狀態(tài)。故Shin等認為在食鹽達到一定比例時，溶解作用可以誘導剪切破裂作用的發(fā)生。

圖4 溶解作用驅(qū)動剪切破裂實驗[27]（歸一化時間為溶解作用時間與總時間的比值，總時間為2 500 s）

Cartwright J在Shin等的實驗和理論研究基礎上，研究發(fā)現(xiàn)日本南海海槽多邊形斷層系和維京盆地多邊形斷層系與溶解作用相伴生，指出溶解作用驅(qū)動的剪切破裂可能是多邊形斷層系形成的最主要機制[9]。目前多邊形斷層系成因機制的研究仍處于起步階段，密度反轉(zhuǎn)作用、脫水收縮作用、重力擴展作用是影響較大的 3種成因機制，但均只適用于特定環(huán)境。溶解作用驅(qū)動剪切破裂作用機制的研究雖還處于起步階段，但溶解作用廣泛存在，其導致剪切破裂也已得到了實驗驗證，筆者認為溶解作用引起的剪切破裂作用有可能是多邊形斷層系最廣泛的成因機制。

2 三肇凹陷多邊形斷層系特征與成因

2.1 三肇凹陷地質(zhì)特征

松遼盆地是大型陸相斷陷-坳陷型盆地，具有先斷后拗的雙層結(jié)構(gòu)，主要經(jīng)歷了熱隆張裂、裂陷、拗陷和萎縮平衡 4個構(gòu)造演化階段[28]。三肇凹陷位于松遼盆地北部中央坳陷區(qū)內(nèi)（見圖 5），是一個長期繼承性發(fā)育的坳陷，主要沉積白堊系、古近系、新近系，目前主要產(chǎn)油層是姚家組一段的葡萄花油層和泉頭組的扶楊油層。三肇凹陷目前已發(fā)現(xiàn)了宋芳屯、榆樹林、肇州、升平、朝陽溝東、汪家屯、宋站、長春嶺等油氣田，油氣資源十分豐富[29]，本次研究使用三肇凹陷東斜坡地震數(shù)據(jù)。

圖5 三肇凹陷區(qū)域位置及地層發(fā)育概況

三肇凹陷與全球其他發(fā)育多邊形斷層系地區(qū)具有相似的地質(zhì)背景：構(gòu)造穩(wěn)定，為長期繼承性發(fā)育的凹陷；地形平坦，坡度為 1°～3°；地層形成時間較晚；多為細粒沉積，泥巖含量在 80%以上，這些特征都為多邊形斷層系的發(fā)育提供了有利的地質(zhì)條件。

2.2 斷層特征

2.2.1 垂向特征

三肇凹陷白堊系發(fā)育了大量斷層，除一些構(gòu)造成因的大斷層外還發(fā)育大量小規(guī)模斷層，如T11之下的地層錯斷明顯，斷層數(shù)量多、垂向上切穿層位很少；T2之下地層錯斷明顯，斷層數(shù)量多、規(guī)模??；T22之下同樣發(fā)育大量小規(guī)模斷層，為了研究方便根據(jù)垂向上位置的不同把這些小規(guī)模斷層分為 3組，由上到下分別命名為PFS1、PFS2、PFS3（見圖6）。由圖6可知這些規(guī)模小、數(shù)量多的斷層在垂向上具有明顯的頂、底界面，即“層控性”：PFS1垂向上位于T1與T2之間，以T1為頂界面，以T2層之上的青山口組泥巖為底界面；PFS2垂向上位于 T2與 T22之間，以 T2為頂界面，以T22為底界面；PFS3垂向上位于T22與 T3之間，以 T22層為頂界面，以T3層為底界面。

圖6 三肇凹陷三維地震剖面圖（地震測線位置見圖5）

2.2.2 平面特征

相干體技術是目前直觀識別斷層的重要工具，通過對相鄰道間的地震波形的相似性進行比較，揭示地層的不連續(xù)性，在斷層或巖性突變處，波形差異明顯，相干性變差，不連續(xù)性增強，從而弱化了對橫向一致的地層構(gòu)造的反映，突出了斷層和巖性突變[30-38]。

三肇凹陷白堊系T11、T21、T3相干體切片（見圖7）顯示該地區(qū)發(fā)育了大量斷層，但平面延伸距離大、規(guī)模大的斷層較少，一般平面上延伸距離短、規(guī)模較小，這些斷層走向分散，相互交接，隱約可見平面上具有多邊形特征。除去巖性影響之后，解釋的斷層在平面上多邊形形態(tài)更加明顯（見圖 8），PFS1在 T11層明顯呈現(xiàn)出多邊形形態(tài)，多邊形數(shù)量極多；PFS2在T21層同樣呈現(xiàn)出多邊形形態(tài)，多邊形數(shù)量較多；PFS3的底界面為 T3層，僅有少數(shù)的斷層與 T3層相交，故 T3層上多邊形形態(tài)不明顯，但仍能夠辨別出T3層斷層有相互拼接構(gòu)成多邊形的趨勢。

圖7 三肇凹陷T11、T21、T3相干體切片

圖8 三肇凹陷T11、T21、T3斷層解釋平面分布圖

2.2.3 形態(tài)特征

為進一步研究三肇凹陷白堊系中規(guī)模小、數(shù)量多的斷層，統(tǒng)計了其平面延伸長度、斷距及走向等形態(tài)特征，發(fā)現(xiàn)其具有平面延伸距離小、斷距小、走向分散的特征。PFS1在T11層的延伸長度主要為0～4 km，大部分延伸長度小于2 km；PFS2在T21層的延伸長度主要為0～4 km，大部分延伸長度小于2 km；PFS3在T3層的延伸長度主要為 0～5 km，大部分延伸長度小于2 km（見圖9）。

三肇凹陷白堊系3組小規(guī)模斷層斷距均小于70 m，其中PFS1斷距集中分布于10～40 m；PFS2斷距集中分布于20～40 m；PFS3斷距主要分布在20～40 m（見圖10）。

圖9 三肇凹陷白堊系多邊形斷層系平面延伸長度分布頻率圖

圖10 三肇凹陷白堊系多邊形斷層系斷距分布頻率圖

統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)PFS1、PFS2、PFS33組斷層走向分散，均不具有優(yōu)勢走向（見圖11）。

綜合以上研究可知，松遼盆地三肇凹陷白堊系 3組小規(guī)模斷層明顯具備多邊形斷層系的特征，屬多邊形斷層系。

前人關于三肇凹陷多邊形斷層系的研究較少，僅有兩篇相關文獻：付曉飛等[7]認為三肇凹陷T11斷層為多邊形斷層系，T2斷層尚未發(fā)育多邊形斷層系；He Chunbo等[8]認為三肇凹陷 T11斷層、T2斷層均是多邊形斷層系。筆者通過對三肇凹陷白堊系斷層特征研究認為，三肇凹陷白堊系廣泛發(fā)育多邊形斷層系，在 T1層和T3層之間共發(fā)育3組多邊形斷層系，發(fā)育范圍比前人認定的范圍要大。另外，筆者在調(diào)研中發(fā)現(xiàn)松遼盆地安達地區(qū)T2斷層在平面上也具有多邊形特征，多邊形斷層系可能是松遼盆地廣泛發(fā)育的一種斷層，隨著研究的深入，會有更多多邊形斷層系被發(fā)現(xiàn)。

圖11 三肇凹陷白堊系斷層走向玫瑰花圖

2.3 成因機制

付曉飛等[7]認為三肇凹陷T11多邊形斷層系可能是密度反轉(zhuǎn)作用的結(jié)果；He Chunbo等[8]認為T11、T2多邊形斷層可能是脫水收縮作用的結(jié)果。

如前所述，超壓帶是發(fā)生密度反轉(zhuǎn)作用的必備條件。根據(jù)平衡深度法，利用聲波時差資料恢復三肇凹陷地層壓力，發(fā)現(xiàn)姚家組和泉頭組均為常壓地層，超壓層僅發(fā)育于青山口組（見圖12），其中青一段普遍發(fā)育超壓，剩余壓力最大可達10 MPa，這與前人測定的青一段烴源巖破裂壓力為10 MPa相吻合[39]；部分地區(qū)青二、三段下部也發(fā)育超壓，超壓規(guī)模比青一段小。向才富等[40]根據(jù)地層測試數(shù)據(jù)和鉆桿測試數(shù)據(jù)研究松遼盆地壓力系統(tǒng)時也認為三肇凹陷屬于低壓—異常低壓系統(tǒng)，葡萄花油層和扶楊油層均不發(fā)育超壓。綜上可知超壓層位于T2之上的青山口組，故密度反轉(zhuǎn)形成的多邊形斷層系只會在青山口組以上的地層中發(fā)育，而三肇凹陷多邊形斷層系不僅有分布在超壓層之上的PFS1，也有在超壓層之下的 PFS2、PFS3，故密度反轉(zhuǎn)作用不是三肇凹陷白堊系多邊形斷層系的成因機制。

前文已提及脫水收縮作用多發(fā)生于蒙脫石含量較高的地層中，而三肇凹陷黏土礦物中伊利石含量最多，其次為綠泥石和高嶺石，蒙脫石含量極低，難以大范圍發(fā)生脫水收縮作用形成多邊形斷層系，故脫水收縮作用也不是三肇凹陷多邊形斷層系的成因機制。

分析多邊形斷層系的發(fā)育強度和成巖作用的關系發(fā)現(xiàn)，三肇凹陷白堊系多邊形斷層系的發(fā)育程度與溶解作用的強度有關。由三肇凹陷白堊系成巖作用特征圖（見圖13）可知，S92井2 132 m顆粒接觸關系以點接觸為主，壓實作用弱，膠結(jié)作用強，早期方解石基底式膠結(jié)，溶解作用弱，次生孔隙不發(fā)育；D163井1 714 m顆粒接觸關系以點接觸為主，少量線接觸，壓實作用較弱，膠結(jié)作用較強，方解石充填明顯，發(fā)育少量次生孔隙，溶解作用弱；S90井顆粒接觸關系以點接觸為主，壓實作用弱，膠結(jié)作用弱，未見方解石充填，溶解作用較強，次生孔隙發(fā)育，主要為粒間溶孔和顆粒溶孔；Y104井1 930 m顆粒接觸關系以點-線接觸為主，壓實作用弱，膠結(jié)作用弱，未見方解石充填，次生孔隙發(fā)育，可見部分顆粒呈“懸浮”狀，溶解作用強。S92井和D163井所處位置多邊形斷層系發(fā)育少（見圖8），溶解作用弱；S90井和Y104井所處位置多邊形斷層系發(fā)育多，溶解作用強?？梢娙芙庾饔脤Χ噙呅螖鄬酉档目刂谱饔妹黠@，表現(xiàn)為溶解作用越強、多邊形斷層系發(fā)育的數(shù)量越多。另外統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)多邊形斷層系傾角平均值約為45°，推測可能是剪切作用造成的。

圖12 三肇凹陷剩余壓力分布連井剖面圖

圖13 三肇凹陷白堊系成巖作用特征

綜合以上研究認為，三肇凹陷白堊系多邊形斷層系可能是溶解作用驅(qū)動的剪切破裂形成的。但溶解作用可能只是形成多邊形斷層系的條件之一，巖性、構(gòu)造背景等對多邊形斷層系的形成都有一定的影響，這些因素如何控制和影響多邊形斷層系的形成和發(fā)育有待進一步研究。

3 三肇凹陷多邊形斷層系的油氣地質(zhì)意義

三肇凹陷主力產(chǎn)油層為葡萄花油層和扶楊油層，主力烴源巖層為青一段泥巖[41]，葡萄花油層位于青一段烴源巖之上，儲集層與烴源巖被厚達幾百米的泥巖隔開，斷層是油氣向上運移進入葡萄花油層的唯一通道，扶楊油層位于青一段烴源巖之下，油氣“倒灌”成藏，斷層也是油氣向下運移的重要通道。葡萄花油層和扶楊油層垂向上發(fā)育多個油層，這些油層厚度小、橫向連續(xù)性差，平面上油層大面積連片，含油面積大。三肇凹陷大斷層是油氣運移的主要通道[29,42-47]，但油氣僅依靠少量的大斷層運移難以形成平面上大面積連片的油層，故油氣發(fā)生了一定距離的側(cè)向運移。葡萄花油層和扶楊油層均屬于淺水三角洲沉積，砂體厚度小、尖滅快、非均質(zhì)性強，油氣在砂體中很難進行較遠距離的運移，而多邊形斷層系雖然規(guī)模較小，但是數(shù)量眾多，具有一定油氣運移能力，可能是葡萄花油層、扶楊油層的重要運移通道。由于多邊形斷層系在葡萄花油層、扶楊油層中的油氣地質(zhì)意義相似，以葡萄花油層為例說明多邊形斷層系的油氣地質(zhì)意義。

三肇凹陷東部葡萄花油層 S40區(qū)含油豐富，是開發(fā)較早的區(qū)塊之一。葡萄花油層在平面上大面積含油（見圖14）。平面上發(fā)育多邊形斷層系的區(qū)域油層連片發(fā)育，如S46井、Y34-P50井、Y38-P52井及S40井，缺乏多邊形斷層系區(qū)域油層則發(fā)育較少，如S182井基本不發(fā)育油層。由三肇凹陷 S40區(qū)塊油藏剖面圖（見圖15）可知，S46井、Y34-P50井、Y38-P52井、S40井和 S182井均發(fā)育一定數(shù)量的砂體，其中 S46井、Y34-P50井、Y38-P52井和S40井位于多邊形斷層系附近，發(fā)育的砂體均為油層；S182井雖也發(fā)育了一定數(shù)量的砂體，但周圍缺少多邊形斷層系作為油氣運移通道，發(fā)育的砂體均為水層。因此多邊形斷層系是葡萄花油層油氣運移的重要通道，對油水分布有明顯的控制作用。

圖14 三肇凹陷S40區(qū)塊葡萄花油層含油面積圖

圖15 三肇凹陷S40區(qū)塊葡萄花油層油藏剖面圖

大斷層和多邊形斷層系均是三肇凹陷葡萄花油層和扶楊油層的主要油氣運移通道，但是多邊形斷層數(shù)量眾多，走向分散，對油水分布的控制作用明顯，只有多邊形斷層系發(fā)育的區(qū)域才可能形成大面積連片的油層。以后的油氣勘探中，應該重點關注砂體及多邊形斷層系均發(fā)育的區(qū)域。

4 結(jié)論

三肇凹陷白堊系 T1層和 T3層之間發(fā)育 3組數(shù)量多、規(guī)模小的斷層，3組斷層垂向上具有“層控性”，即具有明顯的頂、底界面；3組斷層在平面上均呈現(xiàn)明顯的多邊形形態(tài)；斷層具有平面上延伸距離短、斷距小、走向分散的幾何特征。綜合判斷 3組斷層均屬于典型的多邊形斷層系。三肇凹陷白堊系多邊形斷層系的發(fā)育程度受溶解作用影響明顯，表現(xiàn)為溶解作用強的區(qū)域多邊形斷層系發(fā)育多，溶解作用弱的區(qū)域多邊形斷層系發(fā)育少，多邊形斷層系可能是溶解作用驅(qū)動的剪切破裂形成的。多邊形斷層系是葡萄花油層、扶楊油層中重要的油氣運移通道，多邊形斷層系和砂體均發(fā)育的區(qū)域是三肇凹陷葡萄花油層和扶楊油層的有利勘探方向。

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