潜江凹陷北部蕴藏着丰富的油气资源,是江汉盆地重要的油气聚集区,本文利用常规烃源岩评价指标,明确了潜江凹陷北部不同层位烃源岩特征,确定了有效烃源岩分布;通过砂岩储层特征及成岩作用分析,重建了成岩作用序列和孔隙演化模式,预测了优质储层分布;基于油源对比、含氮化合物分析以及古油势模拟,查明了油源关系,进行了油气运移指向分析;最终实现了对潜江凹陷北部油气生、运、聚的系统性研究,可为该区油气勘探决策提供理论依据。论文取得的主要认识和成果如下:1.潜江组各层段烃源岩的有机质丰度较高,有机质类型以Ⅰ型、Ⅱ₁型为主,有机质成熟度在未成熟至中等成熟阶段均有分布,但在不同层位不同构造单元有一定差别。在纵向上,潜一段至潜三上段烃源岩埋深较浅,成熟度相对较低;潜三下段和潜四段埋藏较深,成熟度相对较高。在平面上,蚌湖洼陷烃源岩最先达到生烃门限,生烃强度最大;周矶洼陷和王场洼陷相对较晚生烃,生烃强度较弱。本区烃源岩分布明显受潜北断层与沉积充填的控制,烃源岩厚度以蚌湖-周矶向斜带为中心呈环带状分布并向四周逐渐减薄。有效烃源岩在纵向上主要分布于盐湖发育相对淡化阶段,即潜一段、潜三段和潜四上段;在平面上主要分布在位于咸淡过渡相带的蚌湖深洼陷。总体来说,蚌湖洼陷潜三下段和潜四上段暗色泥岩是本区主力烃源岩。此外,有机质热成熟史模拟表明潜一段-荆河镇组沉积末期为本区主要生烃期。2.潜江组砂岩储层现今主要处于中成岩阶段B期,成岩序列为:机械压实→早期碳酸盐胶结→长石、岩屑、早期碳酸盐胶结物溶蚀及硅质胶结→（油气充注）→晚期铁质碳酸盐胶结及石英溶蚀→硬石膏胶结与交代。其中,早期碳酸盐胶结主要为泥粉晶方解石和亮晶碳酸盐胶结,抑制压实作用以及石英次生加大作用,并为后期溶解提供物质基础;晚期碳酸盐胶结主要为铁质碳酸盐胶结,多附着于碳酸盐碎屑边缘以加大边形式出现或呈斑块状胶结,为明显的减孔作用;硬石膏胶结发育较晚,主要呈斑状-连晶状胶结,其物质来源主要包括古沉积水、斜长石溶蚀和钠长石化以及碳酸盐胶结物的溶解。3.潜江组砂岩储层在1600m和3200m发育2个相对高孔渗带,第1个相对高孔渗带以原生孔隙为主并伴有少量次生改造,与有机质成熟过程中形成的有机酸对早期碳酸盐胶结物、长石、碳酸盐岩屑的溶蚀有关;第2个相对高孔渗带以次生孔隙为主,主要与烃源岩大量排烃有关。根据成岩作用特征,潜江组砂岩可划分为弱-中压实强溶蚀弱碳酸盐胶结相、弱-中压实中等溶蚀中-强碳酸盐胶结相、弱-中压实中等溶蚀中等碳酸盐-硫酸盐胶结相、中等压实弱溶蚀中等碳酸盐胶结相、弱-中压实弱溶蚀强（泥粉晶）碳酸盐胶结相和弱-中压实弱溶蚀强碳酸盐-硫酸盐胶结相等6种成岩相。总体上,机械压实减孔率在6%²7%,胶结减孔率在4%²3%,溶蚀增孔率在1%¹3%。基于成岩相、储层物性、砂体厚度等可将潜江组砂岩储层划分为Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类储层,三类储层均主要分布在研究区西北部。本区目的储层潜3₁⁴砂组主要分布在东部斜坡带,部分分布在潜北陡坡带;潜4₂³砂组在潜北陡坡带、蚌湖向斜带、周矶向斜带和东部斜坡带均有分布。4.根据典型生物标志化合物特征,研究区原油可划分为四类,Ⅰ类原油主要分布在王场地区潜一段;Ⅱ类原油主要分布在潜二段;Ⅲ类原油主要分布在潜三段,部分分布在王场、高场地区潜一段和钟市地区潜一段、潜二段及荆河镇组;Ⅳ类原油主要分布在潜四段。油源对比表明,Ⅰ类原油的源岩可能为潜四段烃源岩;Ⅱ类原油的源岩可能为潜二段烃源岩;Ⅲ类原油的源岩可能为潜三段烃源岩;Ⅳ类原油的源岩可能为潜四段和潜三段烃源岩。此外,含氮化合物分析和古油势模拟表明,王场、广华、钟市、潭口、浩口、习家口等地区的原油均主要来源于蚌湖洼陷;周矶和高场地区的原油主要来源于周矶洼陷;黄场、张港地区的原油主要来源于王场洼陷。研究区油气运移以短距离侧向运移为主,在大型断层（如潜北大断裂、车垱断层）附近,断层可提供垂向运移通道,有效沟通不同层位砂体。5.潜江凹陷北部的圈闭与油气源在时间上配置较好,但有利储层主要分布在距离生烃中心较远的西北部,且油气运移以短距离侧向运移为主,因此有效圈闭的分布较为局限。综合有效烃源岩分布、有利储层分布与油气运移路径的分析,研究区的有利油气聚集区集中在三个成烃洼陷附近,在储层砂体分布与运移路径的影响下,分布范围有限。其中,潜三段的有利油气聚集区分布零散且分布范围较小,潜四段的有利油气聚集区分布范围相对较大。