本文综合运用油气有机地球化学、储层沉积特征标志、地球物理测井参数和地震地层剖面信息资料,系统研究了鄂尔多斯盆地中南部中生界浅层天然气的组分、碳同位素、含气层系中原油族组分以及生物标志化合物等地球化学特征,分析了浅层天然气的成因;利用声波时差、密度、中子伽玛及电阻率等多种测井参数,对浅层气进行了定性一半定量识别,确定了浅层气识别参数下限;划分了含气储层沉积相类型;通过对地震和对岩心资料观察分析,总结了研究区的断层和裂缝发育规律以及含气构造分布特征;初步弄清了浅层天然气成藏圈闭条件、主要控制因素以及油气运移规律。综合研究后认为,中生界侏罗系延安组延7到三叠系延长组长2含气层系中的浅层气成因为原油伴生气;含气层系中原油族组分甲烷、乙烷、丙烷碳同位素证明延安组和延长组原油为同一来源的成熟原油;正构烷烃色谱、异戊二丙烯、甾烷、萜烷生物标志化合物对比表明中生界原油主要来自长7半深湖-深湖相的偏腐泥型生油岩;研究区延长组处于生烃中心,油源充足,浅层气分布主要受沉积相带展布、断裂和相关裂缝以及鼻状隆起的控制。河道砂体上残余原生孔隙发育,提供了主要的储集空间,其中长2、延9、延8、延7含气层主要储集砂体为前缘水下分流河道砂体。富县组和延10含气层主要储集砂体为河道砂坝;研究区断层附近浅层气发育,许多北东向裂缝受断裂和鼻隆影响,张性裂缝附近分布高产井,北部甘泉地区发育两条北东向切穿张家滩页岩的正断层和若干北西向,北东向、东西向小断层,断层沟通了油气源;南部富县地区分别发育的两条北东向正断层和逆断层是直罗气田形成的主要控制因素;延安组受古地貌影响,主要发育岩性、构造-岩性圈闭,延长组主要发育岩性圈闭。