鄂尔多斯盆地中元古界是长庆油田天然气增储上产的潜在层系,然而长期以来受勘探程度较低,石油地质基础条件认识薄弱的限制,致使对其内烃源岩热史一直缺乏深入研究。因此本文结合测井、地震、地化数据等资料,在分析研究区岩性特征、各地层沉积时间和厚度、古水深、古地表温度、剥蚀厚度、古大地热流值等参数基础上,通过应用PetroMod盆地模拟软件,以实测镜质体反射率(Ro)作为约束,采用Sweeney和Burnham提出的EASY%Ro模型分别对区内各构造单元单井和二维地震剖面进行了中元古界热演化史模拟,分析了热演化史与油气生成的关系,对比了不同地区烃源岩热演化的差异性,并结合该层系含油气系统分析,预测了有利勘探区,取得以下新认识:(1)鄂尔多斯盆地中元古代至今各时期大地热流值略有变化,其中元古代至二叠纪古大地热流值变化不大(平均处于61mW/m2),中生代三叠纪略有增大(平均处于66m W/m2),侏罗纪—早白垩世晚期古大地热流值基本处于为75-92mW/m2,现今盆地内大地热流值存在明显的区域性,整体东高西低,北高南低,平均为62.67mW/m2。(2)鄂尔多斯盆地各构造单元中元古界烃源岩成熟度史表明:伊盟隆起由于长期处于隆起区,中元古界烃源岩进入各成熟阶段的时间都晚于其它地区,其中伊盟隆起现今仍处于生气阶段;位于盆地西部和盆地内部拗拉槽及周缘临近地区中元古界烃源岩成熟较早,目前中下部烃源岩多处于过成熟阶段,上部烃源岩多处于生气阶段,而其东部地区中元古界烃源岩基本上于二叠世进入生烃门限,现今大部分处于生干气阶段。(3)长城系烃源岩为较好烃源岩,局部为好烃源岩,具有较好生烃潜力;蓟县系烃源岩整体属于差—中等烃源岩,个别可达到中等、好的烃源岩范畴,具备一定生烃潜力。(4)盆地中元古界有上生下储型、蓟县系自生自储型、长城系自生自储型三种成藏组合类型。其中,上生下储型气藏有利区主要位于伊盟隆起中西部地区,蓟县系自生自储型气藏有利区主要位于庆阳古隆起地区,长城系自生自储型气藏有利区主要位于盆地中西部定边至乌审旗一带和盆地南部淳化至澄城一带。