含油气盆地埋藏过程中,地质流体-岩石的有机-无机相互作用持续发生,矿物的成岩蚀变和烃类的裂解演化在后续埋藏过程中实现再平衡,影响着油气和储层质量演化。但是,深层油气藏中“烃-水-岩”体系相互作用机理仍不明确,制约了深层油气勘探开发。论文以济阳坳陷古近系深层砂岩油气藏为对象,通过显微荧光观察,明确油气藏中矿物成岩蚀变和油气演化作用特征及其组合关系。在此基础上,利用毛细管和黄金管开展储层介质环境约束下的热模拟实验,明确相互作用产物特征。结合热化学过程,阐明有机-无机相互作用机理,并总结深层砂岩油气藏中矿物蚀变-烃类裂解的演化模式。油气充注改变了济阳坳陷深层成岩流体环境,使储层中诸多成岩现象与油气演化过程密切相关,可能导致埋藏条件下的原油和储层质量的差异演化。实验研究证明,水在烃类裂解和矿物蚀变的相互作用中起到纽带作用,既能促进烃类热裂解生成更多低分子烃类,也可通过水氧化反应促进有机酸和二氧化碳的生成,加速矿物的成岩蚀变。由于矿物表面活性的差异,不同矿物对烷烃裂解的催化/抑制效果不同。nC16H34的无水体系中,蒙脱石和高岭石对自由基裂解反应促进作用最强,方解石、伊利石、长石次之,石英则抑制了烃类气体的生成。粘土矿物均对自由基铰链反应起到抑制作用,而石英、长石和方解石促进了这一反应;nC16H34的蒸馏水体系中,所有矿物均能有效抑制自由基铰链反应,石英同样抑制烃类气体的生成,而长石、方解石和粘土矿物能有效促进自由基裂解;在nC16H34的氯化钙盐水体系中,粘土矿物促进自由基裂解反应并抑制自由基铰链反应,长石和方解石促进自由基裂解反应也促进自由基铰链反应,而石英促进自由基铰链却抑制自由基裂解。不同“nC16H34-水-矿物”体系相互作用路径及其产物特征的差异表明,在深层油气藏埋藏演化过程中原油和储层矿物将经历多种路径的有机-无机相互作用,这一复杂过程受到储层岩石类型、含油/含水饱和度、地层水类型及矿化度等因素的共同控制,并导致埋藏过程中原油和储层质量的差异演化。研究发现,高浓度的Ca2+将利于深层油气藏中液态烃的保存;在油水过渡带中的有机-无机相互作用最有利于提高储集性能和油气质量;在考虑储层矿物组分的影响时,石英含量高的油藏可能比碳酸盐矿物和铝硅酸盐矿物含量高的油藏更能有效保存液态烃。