惠民凹陷隶属于渤海湾盆地济阳坳陷,为北断南超的半地堑结构,北为埕宁隆起,南为鲁西隆起,东西分别与东营凹陷及临清坳陷、禹城凹陷相接。长期以来对深层油气富集规律认识不深,对勘探深层油气藏缺少有力科学依据。本文从石油地质、地球化学和地球物理多方面系统研究了惠民凹陷深层原油物性、地球化学特征、储层特征及源岩地球化学特征,探讨本区深层油气成藏机理和油气富集规律。惠民凹陷沙四上亚段中央隆起带发育滩坝沉积,阳信洼陷北部无棣凸起边缘发育扇三角洲,在滋镇洼陷、南斜坡带、禹城北部地区发育三角洲沉积。沙四下亚段主要发育辫状三角洲沉积,在南斜坡发育冲积扇沉积,北部阳信洼陷边缘发育扇三角洲沉积。阳信洼陷沙四上亚段烃源岩最厚,可达500m,其次是临南洼陷累计厚度可达150m。临南洼陷和阳信洼陷沙四上亚段暗色泥岩有机碳含量高,总体上属于中等一好烃源岩。阳信洼陷生烃潜力大于临南洼陷。临南洼陷沙四上亚段烃源岩以Ⅱ型混合型有机质为主,次为Ⅲ型有机质。阳信洼陷烃源岩以Ⅰ型腐泥型为主,次为Ⅱ型混合型有机质。滋镇洼陷暗色泥岩沉积环境为淡水弱还原环境。阳信洼陷和临南洼陷暗色泥岩沉积环境为淡水还原环境。阳信洼陷沙四段暗色泥岩沉积环境含盐度高,伽马蜡烷指数可达0.8。临南洼陷沙四段含盐度较低。临南洼陷和阳信凹陷沙四段暗色泥岩具有低等水生生物和陆源高等植物双重输入贡献。惠民凹陷沙四段暗色泥岩含有高菲芳烃系列化合物,三芴系列中硫芴占优势。惠民凹陷深层已发现的原油生物标志物和碳同位素有较大变化,可划分为三种类型:（1）沙三型（2）沙四成熟型（3）沙四低熟型。沙三下亚段原油以低等水生生物输入为主,Pr/Ph＞1,原油母源沉积环境为淡水弱还原环境。伽马蜡烷含量低,G/C₃₀比值介于0.04～0.14之间。C₂₉S/S+R分布范围为0.52～0.60,沙三下亚段深层原油都已进入高成熟阶段。三环萜烷含量非常丰富,三环萜烷/五环萜烷比值为0.69～1.23之间。沙四段成熟原油母源具有丰富的陆源高等植物和低等水生生物输入。Pr/Ph介于0.53～1.23之间,三环萜烷含量少,C₂₉S/S+R值大于0.4,。XX96、PS2、QX141、XX507、LS1和S52-2样品C₂₉S/S+R值大于0.5,说明原油都已达到高成熟阶段。沙四段低熟油C₂₉S/S+R值小于0.4,Pr/Ph小于1,母源沉积环境为还原沉积环境,伽马蜡烷稍高,G/C₃₀H大于0.1。低熟油芳烃化合物中多富含三芳甾烷。低熟油多分布在构造高部位,如中央隆起带和南斜坡带。结合包裹体均一温度和精细埋藏史曲线确定惠民凹陷沙四段油气充注时间为32Ma和5Ma,也就是沙一段沉积时期和明化镇组沉积时期。沙一段沉积时期沙四段烃源岩已经达到成熟,成熟油气充注到储层中,早期充注的原油遭受了降解。二期为馆陶—明化镇组沉积时期,这时沙三段烃源岩生成的低熟油和成熟油都相继注入到临近的储层中,后期注入的油气和早期注入的原油相混合。孔店组原油与沙四段暗色泥岩生物标志物分布特征极为相似,这说明孔店组原油来自沙四段烃源岩。孔店组原油与沙四段泥岩在芳烃化合物分布中也有相似性。芳香烃系列化合物含量顺序为菲系列＞萘系列＞二苯并噻吩系列＞屈系列＞芘系列。首次运用二苯并噻吩和含氮化合物判断油气运移方向。临南洼陷油气具有沿着断层走向优势运移的特征。油气成藏条件为充足的油气资源,多种类型的沉积砂体,多套生储盖组合和有利输导体系。油气运聚模式为侧向运聚砂控成藏模式和垂向运聚断控成藏模式。详细剖析了6个典型油气成藏模式。成功的预测了4个有利区。