四川盆地震旦系和寒武系油气勘探活动起始于二十世纪五、六十年代,并一直是四川盆地“下组合”油气勘探的重点,其油气勘探经历了50多年的勘探历史,已发现了威远气田、安岳气田、资阳气藏以及安平店、龙女寺等含气构造。四川盆地为典型的含油富气叠合盆地,其发生过多期构造变动,古生界及以下地层经历了复杂的成藏过程,多期成盆、成烃、成藏是其主要特征,而震旦系灯影组和寒武系龙王庙组作为川中地区古老层系也具备同样的多期性特征。本论文以川中高石梯-磨溪地区和川西南威远-资阳地区震旦系灯影组及寒武系龙王庙组储层岩石学特征研究为基础,通过储层中流体包裹体激光拉曼和孔、洞、缝充填物锶、碳、氧同位素分析,并据地层埋藏史及热演化史,分别恢复了震旦系灯影组和寒武系龙王庙组地层流体压力、流体系统、油气充注及油气成藏过程,建立了研究区震旦系和寒武系的油气成藏模式,揭示了川中地区震旦系和寒武系油气富集规律。论文取得的主要成果如下:(1)川中高石梯-磨溪构造震旦系灯影组和寒武系龙王庙组储层中不同矿物充填分别对应了第一期盐水充注、第一期石油充注、第二期盐水充注及第二期油气充注及第三期天然气充注的多期流体充注过程。震旦系灯影组和寒武系龙王庙组储层孔洞缝中充填的矿物序列完整记录了成藏流体的演化过程和充注序列。(2)震旦系灯影组和寒武系龙王庙组储层孔、洞、缝中充填白云石、方解石及石英的Sr、C、O同位素测试分析结果表明下寒武统筇竹寺组烃源岩生油窗期,震旦系灯影组储层与下寒武统处于同一个连通且开放的流体系统之中,来自于西侧绵阳-长宁拉张槽的富锶含烃地层流体沿着震旦系与寒武系之间的古风化壳向东运移再经高石梯-磨溪构造西侧―陡坎‖从震旦系灯影组跨层向上覆寒武系龙王庙组储层进行由深及浅的侧向运移。但生气窗期以后,寒武系龙王庙组处于一个相对独立且封闭的流体系统当中,即震旦系灯影组与寒武系龙王庙组分属两个独立的流体系统并各自演化至今。(3)根据震旦系及寒武系储层岩石样品晚期孔、洞、缝中充填的白云石或石英中的气烃包裹体激光拉曼光谱分析结果结合一系列地球化学方法,恢复了川中地区高石梯-磨溪构造震旦系灯影组和寒武系龙王庙组从烃源岩有机质未成熟阶段、开始生油阶段、油裂解气大量生成阶段、过成熟阶段到现今的流体压力演化过程,其中震旦系灯影组古流体压力系数变化为1.0→1.1~1.2→1.2→1.2~1.3→1.0~1.1,表明震旦系灯影组作为区域岩溶孔洞型储集层在地史过程中始终未出现过超高压现象;寒武系龙王庙组古流体压力系数演化为1.0→2.1~2.2→1.8~1.9→1.6~1.8→1.55~1.75,表明滩相寒武系龙王庙组地层压力在地史过程中具有超高压或超压特征。(4)四川盆地高石梯-磨溪构造及威远-资阳地区震旦系和寒武系油气成藏演化从古到今经历了震旦系沉积后的地层抬升剥蚀阶段;寒武系沉积期的绵阳-长宁拉张槽发育至消亡阶段;三叠系沉积后古油藏形成阶段;侏罗系沉积后的早期古气藏形成阶段;白垩系沉积后的古油藏全部转化为气藏阶段以及现今的气藏调整局部富集成藏的过程。川中高石梯-磨溪地区上震旦统灯影组油气藏主力烃源岩下寒武统筇竹寺组,加之上震旦统灯三段泥质烃源岩的生烃补充,油气富集程度较高,并形成了“侧生旁储”型的烃源岩与储集层组合,下寒武统筇竹寺组烃源岩生成的油气沿着震旦系与寒武系之间的古风化壳向构造高部位的震旦系灯影组储层进行由深及浅的侧向运移;下寒武统龙王庙组油气藏以筇竹寺组泥质烃源岩为主要供烃源岩,由于纵向和横向上具有“垂向近源”和“侧向近灶”的特点,使得川中高石梯-磨溪地区下寒武统龙王庙组气藏具有充足的油气供给。(5)根据现今地层实测压力数据及岩性组合分析,川中高石梯-磨溪地区震旦系灯影组和寒武系龙王庙组气藏存在有效的多级压力和岩性封盖系统,其上覆的多级岩性加超压地层形成了高石梯-磨溪地区震旦系和寒武系气藏的直接和间接岩性加超压的双重封堵层。为此,形成了保留至今的震旦系灯影组和寒武系龙王庙组整装大气田。而威远-资阳地区震旦系、寒武系上覆的多级岩性加超压的双重封盖系统由于强烈的构造抬升剥蚀作用而被破坏导致失效,使得该地区仅形成了威远震旦系灯影组残留气藏。(6)在构造上,四川盆地震旦系、寒武系天然气成藏主要受拉张槽构造区域和古隆起形成与演化过程的影响。拉张槽在形成前和形成后分别对灯影组优质岩溶型孔洞储层和龙王庙组高能颗粒滩储层的形成有着重要的影响,另外拉张槽对优质烃源岩发育控制作用明显。乐山-龙女寺古隆起的形成及轴线的迁移导致古圈闭的破坏和新圈闭的出现,从而控制着震旦系、寒武系油气藏的演化和调整过程。而现今震旦系和寒武系油气藏的保存与富集主要受上覆多级封盖能力和古岩溶及滩相储层发育程度的控制。多级压力和岩性的双重封盖特性决定了油气保存与成藏规模,主要形成了震旦系灯影组、寒武系龙王庙组岩性-构造气藏,天然气主要富集在拉张槽两侧具备多级压力、岩性双重封盖的岩溶及滩相储层发育区。