本文主要针对溱潼凹陷油源、油气运移、成藏机制及油气藏分布规律等方面存在的问题,在前人研究的基础上,以石油地质学和油气地球化学为理论基础,依据大量分析成果,比较系统地研究了研究区不同成油组合油气的主要来源及各套烃源岩对油气聚集的贡献,不同构造带不同级别断层的分布特征、演化历史及其与有效烃源岩的形成与分布及油气成藏期的配置关系,油气运移途径、输导层类型和组合关系及其对油气分布的控制作用等,分析了控制油气运移、聚集的主要因素,提出了油气成藏模式。主要取得以下几方面的认识:研究区新生界暗色泥岩分布广、厚度大,有效和优质烃源岩主要分布在泰二段、阜二段中下部和阜四段上部,根据生物标志物组合特征分析,优质烃源岩形成于咸水一半咸水偏还原的沉积环境,生源输入主要为低等水生生物,有一定的高等植物生源贡献;不同构造带烃源岩成熟度存在明显差别,其中深凹带和断阶带阜二段、泰州组烃源岩均已进入成熟-高成熟阶段,斜坡带烃源岩处于低成熟和成熟阶段,除了凹陷深部外,阜四段烃源岩均处于未成熟阶段;不同油气聚集带油层分布存在差别,其中断阶带从泰州组到三垛组均有油层分布,斜坡带油层主要分布在阜三段和泰州组,低熟-未熟油主要分布在斜坡带;在研究区现已发现的油藏中原油主要来源于深凹带阜二段和泰州组烃源岩优质烃源岩分布的层段,阜四段烃源岩也有一定的油源贡献;不同构造带油源存在差别,断阶带南部高阶断块中原油主要来源于泰州组和阜二段烃源岩,低阶断块靠近深凹陷的区块分布的油藏主要由阜四段烃源岩提供油源,斜坡带原油主要来源于阜二段成熟度较低的烃源岩或泰州组成熟度较高的烃源岩,其中外斜坡殷庄油田发育自生自储的泰州组油藏,红庄油田与CO2伴生的凝析油与正常原油及古近系有效烃源岩地球化学特征均存在明显差别,推测来源于中古生界烃源岩;溱潼凹陷分布有一定比例的具明显低成熟特征的原油,主要分布在斜坡带,油源层主要是阜二段,大部分是通过断层运移、聚集成藏;研究区油气成藏时间普遍较晚,开始于三垛运动末期,油气主要运聚期在盐城组开始沉积时期;研究区一级断层起到了整体封闭的作用,仅在红庄地区可能起到了源自中生界凝析气的运移通道的作用,二级断层与烃源岩生排烃史相匹配,起到了重要的运移通道的作用,三、四级断层主要起到了遮挡、封闭油藏作用,研究区分布广泛的断块油藏主要受三、四级小断层控制;断阶带油气运移通道主要是F2、F3大断层和砂体输导层,斜坡带油气运移通道较为简单,泰州组烃源岩排出的油气由于成熟较早,可以沿仍有活动、断面压力相对较小,垂向封闭性较差的二级大断层垂向运移至阜三段储层;阜二段烃源岩成熟相对较晚,二级大断层垂向基本封闭,阜二段生成的油气先排入阜三段砂岩,然后沿阜三段砂体输导层侧向运移,受到侧向封闭性强的断层遮挡后聚集成藏,外斜坡带殷庄油田以砂体输导层为主,北汉庄油田以砂体输导层和不整面为主;研究区具有多种不同的输导类型,构成了不同复合输导体系,其中断阶带为断层-砂体输导系统,断层和连通性良好的砂体共同组成了油气运移的通道,断阶带的油藏横向分布广,纵向分布的层位较多;斜坡带油气主要分布在阜三段,上构造层几乎没有油藏,说明斜坡带油气运移的垂向通道并不顺畅,油气主要通过连通性好的砂体运移,砂体输导系统是斜坡带油气主要的输导系统;有效烃源岩和优质烃源岩分布及其与断层输导条件的时空匹配关系是控制研究区油气分布的两个关键因素;根据烃源岩分布特征及演化规律、油源贡献分析,除了南部断阶带、北斜坡带有利勘探区带外,还有三个区域可能具有一定的勘探潜力。