论文从烃源岩地球化学入手,结合钻井、地震及野外调查等资料,在层序地层学及沉积相研究的基础上,对长岭断陷层烃源岩品质及展布规律进行预测分析。通过烃源岩和天然气地球化学特征的对比,从组分、碳同位素等特征方面分析天然气成因,从饱和烃、芳烃以及轻烃等地化特征开展气源对比、天然气运聚示踪分析等研究。依据TSM盆地模拟技术,揭示断陷层烃源岩热生烃史动态演化过程,模拟天然气在断陷层构造演化格架下的不同时期运聚趋势,结合储层发育特征和天然气成藏期次,综合分析长岭断陷层天然气成藏条件与成藏规律,评价天然气资源前景。论文取得的主要结论及创新性成果如下:1)长岭断陷层烃源岩主要发育于火石岭、沙河子及营城组。沙河子组烃源岩的有机质丰度最高,其次为火石岭组和营城组。丰度较高的烃源岩均分布于各次凹的深洼部位。有机碳含量、氯仿沥青“A”、热解生烃潜力、总烃等资料表明,火石岭组、沙河子组以及营城组分别发育有机质丰度为中等-较好、较好-中等以及中等的烃源岩。各构造带不同层位源岩差异明显,查干花次凹沙河子组、营城组有机质丰度较高,横向变化各向异性较大;东岭构造带上火石岭组烃源岩和部分营城组烃源岩有机质丰度较高;依据周边钻井推测,长岭牧场次凹深洼部位存在有机质丰度较高的烃源岩。2)有机质类型总体以Ⅱ-Ⅲ为主,少量Ⅰ型,东岭地区火石岭组、营城组烃源岩的有机质类型稍好。综合全岩显微组分鉴定、C-H-O元素分析、热解资料以及干酪根碳同位素测试等,烃源岩有机质类型表现出多样性特征。总体以Ⅱ1-Ⅱ2型、Ⅲ型为主,少量Ⅰ型。东岭构造带火石岭组、营城组烃源岩有机质类型较好,以Ⅱ1-Ⅱ2型为主;查干花次凹沙河子组、营城组烃源岩类型相对较差,为Ⅲ型主。3)烃源岩成熟度整体为高-过成熟阶段,北部地区的要高于南部地区,南部东岭构造带火石岭组、营城组烃源岩为成熟-高成熟阶段。整体而言,东岭周边地区Ro分布在0.5~2.5%左右,老英台-腰英台-查干花地区Ro分布在0.7~3.5%左右。同层系烃源岩成熟度对比看,查干花次凹北部火石岭组Ro最高可达>2.5-3.5%,而南部地区Ro最高在1.5-1.8%左右;营城组北部地区最高可达3%左右,南部最高在2.0%左右;而沙河子组烃源岩南北地区的热成熟度差异不大,Ro最高在2.5%左右。4)长岭断陷天然气成因为高-过成熟煤型气和油型气的混合成因。依据天然气组分、碳同位素的测试分析结果,腰英台构造、达尔罕构造带营城组天然气主要为过成熟的煤型气,东岭构造带天然气则主要是高成熟干酪根裂解气、腐泥-腐殖型原油伴生气混合,查干花次凹主体为煤型气为主,北部的东斜坡分布有油型气。5)气源的生标化合物、轻烃指纹等指标对比表明,长岭断陷层天然气主要来自沙河子组、营城组的煤系烃源岩,其次是断陷层原油裂解气和伴生气,该气源主要来自火石岭组、营城组母质类型较好的烃源岩。各次凹烃源岩发育和演化差异导致不同构造带天然气成因的差异。腰英台构造带天然气主要来源于查干花次凹的沙河子组、营城组烃源岩,推测有前神子次凹烃源岩贡献;东岭构造带的天然气除自身构造带上火石岭组、营城组烃源岩生成的原油伴生气外,轻烃指纹表明可能还有来源于查干花次凹沙河子组、营城组煤系烃源岩的天然气充注。6)TSM盆地模拟表明,断陷层烃源岩从营城组末到青山口组末持续生烃,不同时期主力烃源岩层系不同。总体上以沙河子组煤系烃源岩为天然气主要源岩,火石岭组、营城组源岩类型较好的地区在成熟度适中的条件下以生油为主。动态数值模拟结果表明,断陷层各烃源岩分别在沙河子组沉积末期、营城组沉积末期、泉头组沉积末期进入生油门限,现今在各次凹内烃源岩均处于高-过成熟阶段,青山口沉积末期之后均以生气为主;生气强度中心位于长岭牧场、查干花以及前神子次凹的深洼部位。断陷层烃源岩累计生烃量为19.04×1012m3,沙河子组烃源岩生烃量最大,长岭牧场次凹中沙河子组生气强度达到120-140×108m3/km2。东岭构造带高部位烃源岩由于断陷后期一直处于抬升状态,青山口沉积末期进入生油窗,直到现今一直处于主生油阶段。7)油气运聚模拟表明,多期构造演化导致油气运聚方向不同,长期油气运移、聚集指向区是有利勘探区带,如腰英台、达尔罕、东岭以及前七号等。晚期天然气运聚指向与勘探成果吻合,说明晚期成藏是关键因素之一。查干花、前神子以及长岭牧场等次凹的天然气主要运聚指向为腰英台、前神子、达尔罕、北正镇以及东岭等构造带。断陷期的油气聚集是以围绕次凹深部的“凹中隆”运聚成藏,坳陷期则进一步向断陷层构造高部位运移聚集。以沙河子组为主要气源岩的天然气纵向上主要聚集层位为营城组、登娄库组,如腰英台构造带营城组天然气资源丰度为0.7296×108m3/km2;其次为沙河子组、火石岭组。8)长岭断陷油气成藏具有“多期生烃、多凹供烃、近灶聚集、晚期为主”规律。断陷层烃源岩生烃演化与储层包裹体揭示的成藏期次相匹配,断陷晚期和早白垩世末期是断陷层成烃的两个主要时期,多个次凹中厚层烃源岩分别为其周缘有利圈闭供气,天然气近源运移聚集,长期运移指向区是有利的成藏区域。早白垩世后期(泉头组沉积时期)是深层构造格局定型期,同时也是深层有利生储盖形成时期,因而,晚白垩世早期是深层天然气成藏的关键时刻。围绕长岭牧场、查干花、前神子等三个主力次凹的构造高部位,在控凹断裂、致密储层(火山岩、碎屑岩)以及不整合面等控制下,形成天然气聚集的有利区带。