以济阳坳陷深部C-P煤系叠合型气藏为本次工作的研究对象,运用深部油气运聚成藏的基础地质理论,采用深部煤储层等温吸附实验模拟,构造埋藏史、生烃及成熟史数值模拟等研究方法,以煤系叠合型气藏成藏动力学过程为主要研究内容,分析恢复了埋藏史、生烃史、保存史等地质过程,探讨了叠合型气藏的成藏机理,并综合应用叠合型气藏成藏过程恢复、成藏模式构建和成藏控制因素分析,预测了叠合型气藏发育的有利部位。研究结果表明:济阳坳陷深部石炭-二叠系煤系形成于海陆过渡相沉积体系,山西组中发育分流河道砂体冲刷煤层的特殊沉积组合形成叠合型气藏。太原组和山西组为主要烃源层,经历印支、燕山和喜马拉雅等多期构造和热演化,煤系烃源岩普遍经历二次生烃作用过程。C-P煤系烃源岩经历四期主要的生烃演化过程,即初次生烃阶段、生烃停滞-气藏破坏阶段、二次生烃初始阶段和二次生烃高峰阶段,二次生烃门限深度为2100-3200m,存在5个二次生烃有利区。深部地层高温高压条件明显,超压现象较为普遍;深部煤层吸附气体能力随埋深的增加存在“含气性临界深度”,该深度以下煤层会向邻近砂岩储层发生显著排烃;叠合型气藏煤系气的相态主要包括煤层吸附气,煤层游离气和砂岩游离气;深部煤层的排烃动力主要包括异常压力、毛细管压差和烃浓度差,受控于质量守恒和能量守恒,超过煤层吸附能力的气体可通过煤层与砂岩的冲刷面运移到分流河道砂岩透镜体中;随着喜马拉雅期煤层生烃高峰的来临,其排气作用也相应增强,其中研究区北区的排烃强度大于南区,煤层排气过程即为叠合型气藏砂岩部分充注过程和煤层气、煤型气调整平衡过程。预测济阳坳陷石炭-二叠系煤系叠合型气藏发育有利区包括林家樊地区、金家地区、东营南坡、车西地区及孤北地区。研究工作深化了对煤系叠合型气藏成藏动力学过程和成藏机理的认识,对济阳坳陷深部C-P煤系油气勘探提供了可资借鉴的新思路。