针对大牛地气田构造简单、储层致密,常压—异常低压、含气层位多等特点,利用地质、测井、录井、测试等资料,在成藏基本条件的基础上重点对天然气输导体系、运移动力、成藏示踪、以及成藏期次等进行综合研究,进而建立成藏动力学模式,并进一步探讨影响天然气聚集的控制因素。研究发现,大牛地气田上古生界具有良好的烃源岩和储层条件,盖层质量好。通过研究砂体展布特征并结合前人研究的裂缝分布特征,认为研究区天然气聚集主要依靠砂体及砂体-裂缝型输导。研究泥岩压实特征并通过压力计算,认为研究区天然气运移主要动力为源储剩余压力差,浮力的作用较小。通过天然气烷烃气组分以及碳、氢同位素特征分析研究认为,该区主要为煤层气通过垂向运移形成富集,西南区烃源岩演化程度要高于东北区源岩演化程度。利用包裹体均一温度测试分析结合单井热演化史,认为大牛地上古生界气藏成藏主要分为两期:90～120℃和120～150℃,对应地质时间分别为早侏罗世—中侏罗世和中侏罗世—早白垩世末。其中早白垩世末为天然气成藏关键时期。根据烃源岩、产层及盖层分布等因素,将大牛地上古生界气藏分为两个成藏组合:源内成藏组合及近源成藏组合。源内成藏组合对应于太原组及山西组气藏,为自生自储式成藏,近源成藏组合对应于下石盒子气藏,为下生上储式成藏。综合研究区生储盖条件、输导体系、运移动力、成藏示踪、成藏期次等资料建立成藏模式,并分析认为大牛地上古生界天然气成藏主要为压力封存箱内煤系源岩生成的天然气在源储压差动力条件下经短距离垂向运移择优富集的结果。影响研究区天然气富集的主要因素为生气强度、储层质量、压力封存箱的内幕结构、输导体系以及成藏动力。