通过分析辽河坳陷18个烃源岩、9个原油、71个天然气样品的地质与地球化学特征，探讨了研究区天然气成因类型及其经历的生物降解作用。研究区烃源岩有机质综合评价表明:有机质丰度整体较高;东部凹陷烃源岩有机质类型以ⅡB-Ⅲ型为主、西部凹陷烃源岩有机质类型以混合型(ⅡA、ⅡB)为主;东部凹陷烃源岩热演化程度整体处于低熟-部分成熟阶段、西部凹陷源岩热演化程度整体高于东部凹陷，大部分已进入生烃门限。　　经过地质背景、天然气组分及同位素组成，轻烃特征等三个方面的论证，并与吐哈盆地低熟气特征做对比分析后，认为辽河坳陷东部凹陷古近系天然气的地球化学特征表现为:母质类型为偏腐殖型、成熟度处于低演化阶段，主体属于低熟气的范畴;气源对比表明，天然气主要来源于古近系沙三段(Es3)偏腐殖型源岩。辽河坳陷西部凹陷已探明的天然气资源主要集中在清水洼陷、陈家洼陷及其周边地区，其成因类型比较复杂，既存在油型气、也存在煤型气（包括低成熟、成熟、高成熟），同时还有原油菌解气和生物降解气。不同成因类型的天然气在纵向分布上具有一定的规律:原油菌解气和生物降解气主要分布在浅层(＜2000m)，低成熟煤型气主要分布在中、深层沙河街组，而成熟和高成熟煤型气主要分布在古潜山。　　辽河坳陷古近系普遍发育生物降解作用:烃源岩有机质处于轻、中度的生物降解级别;原油降解程度涵盖极轻微、轻微、中等、严重和强烈五个级别。对东部凹陷轻度生物降解型天然气和西部凹陷兴隆台浅层典型生物降解型天然气地球化学特征的研究表明:①丙烷、正丁烷优先遭到生物降解，但是降解作用在初始阶段对丙烷、正丁烷的碳同位素分馏效应并不明显，意味着通过同位素组成变重这一常用的地球化学方法并不能真正识别轻度的生物降解作用;而随着降解的进行，当丙烷和正丁烷被消耗至一定临界浓度（分别约为0.2％、0.05％）时，δ13C3、δ13C4才开始急剧变重而容易被识别;②随着降解程度的加剧，乙烷也可以被降解，表现为δ13C2变重，意味着在对生物降解气的原始成因进行研究时要谨慎使用δ13C2数据，以免产生错误的判识结果;③对于甲烷的氧化有两种可能性:第一，甲烷在地下储层中的确很难被氧化;第二，随着降解程度的加剧，甲烷有可能被氧化，但是由于它在天然气中占据绝对优势而很难被识别。原油菌解气本质上是多种微生物群体参与的一系列水-烃反应的终端产物，具有独特的地球化学特征:①组份表现为干气(C1/ΣC1-5＞0.95);②δ13C1较轻，分布于-55‰～-45‰之间，表现出次生生物成因甲烷和热成因甲烷二者混合的结果;③受同位素分馏的影响，δ13CCO2较重，分布于-12‰～+15‰之间(通常＞+2‰)，它是判识原油菌解气的一个可靠标志;④由于微生物种群的关系，原油菌解气伴生的湿气组份通常不会被降解。高升地区原油菌解气δ13C1为-45‰，比该区正常热成因气δ13C1还要重，说明至少存在两期天然气充注:早期充注的正常热成因气经历过严重的生物降解，甲烷也被氧化，δ13C1变重;而后期又有原油生物降解过程中产生的原油菌解气及逃逸出来的热成因气充注，它发生的时间较晚，尚未开始经历生物降解，或者说处于降解的初期阶段，二者混合成藏的结果使得本区天然气最终呈现出δ13C1变重、湿气组分同位素未见异常的地球化学特征。研究区典型生物降解气的δ13CCO2明显偏轻，为识别其经历的生物降解作用提供了很好的佐证。高升地区原油菌解气样品高37更7N2含量(93.8％)异常高可能是原油早期经历有氧生物降解的结果。