汤原断陷是伊舒地堑北部的一个次级断陷,几次评价结果均显示其有着可观的油气资源量,但至今,在地质勘探上仍未获大的突破。本文通过对已有地震资料的重新解释,认为汤原断陷的构造特征为主要发育北东向和北西西向断裂,其次发育近东西向和近南北向断层,两组骨干的断裂使汤原断陷整体表现为东西分带、南北分块的构造格架,断陷经历了中生代断陷期、新生代的强烈断陷期、持续断陷期、断凹转化期、断陷萎缩期、断陷消亡期六构造演化阶段。通过对研究区古生物、岩性、测井和地震等资料综合分析,重新进行地震地质层位标定,利用井震合成记录、基干井间地层对比等手段,对汤原断陷的地层进行了划分对比,调整了原有的分层数据,证实了白垩系和古新统乌云组地层的存在与大致分布范围。综合露头、岩芯、测井和地震的研究成果,按四分法无级层序的划分方法,建立了汤原断陷的层序地层格架,识别出了2个巨层序、3个超层序、20个三级层序。通过对钻井岩芯的观察描述,进行岩芯相分析,同时,开展测井相和地震相研究,建立了研究区地震相沉积相的对应关系,识别出了扇三角洲相、湖泊相和湖底扇相3种主要相类型,进一步划分出7种沉积亚相和17种沉积微相。综合研究生、储、盖层特征认为,烃源岩主要有两大类,即暗色泥岩和煤,以暗色泥岩为主。通过对烃源岩有机地化分析可知,汤原断陷有机质类型主要为Ⅲ型,少部分为ⅡB型,个别为ⅡA型;目的层段有机质的丰度以宝一段、达一段和乌云组最好,新安村组次之,宝二段和白垩系较差;有机质的成熟度随着埋深增加而增大。从油气源追踪对比结果来看,达连河组和新安村组湖相泥质岩是湖相油的主要烃源层,新安村组和乌云组煤系地层是煤系油的主要烃源岩。宝泉岭组一段和白垩系暗色泥岩是潜在的烃源岩。组成汤原断陷的储层岩性以不等粒砂岩、混合砂岩、砂砾岩及岩屑长石砂岩为主,指出其物性一般为中孔—中渗为主。汤原断陷油气藏的生储盖组合分为三种主要类型,即自生自储型、下生上储型和新生古储型。汤原断陷总的石油资源量为0.952～2.509×10~8t,天然气资源量为203.15～469.6×10~8m~3。可见汤原断陷资源前景可观。综合分析油气地质条件(生、储、盖、圈、运、保)后,对汤原断陷的有利勘探区带进行了预测,并指出了下一步的勘探方向。