深层、深水海域和非常规是目前世界油气勘探的发展趋势。随着渤海湾盆地渤中凹陷油气勘探程度的不断提高,深层油气勘探已是大势所趋。作为渤海湾盆地埋深最大的富生烃凹陷,渤中凹陷存在多个生烃洼陷和含油气构造,深层成烃条件优越,资源潜力大,勘探程度低,特别是近年在典型陆相湖盆油型盆地中发现B19-6大气田,更彰显出渤中凹陷深层成烃机理和资源潜力研究的重要意义。因此,本文立足渤中凹陷不同次洼的烃源岩差异性研究,分析深层高温、超压背景下的成烃机理,开展不同烃源灶和次洼的含油气系统研究,对深化渤中凹陷深层油气地质特征分析和油气勘探均具有重要理论和实用价值。本文基于地质和地球化学特征对不同次洼各层系烃源岩差异性进行评价;根据生烃热模拟实验厘定生烃动力学模型,结合自然演化剖面和加氢热模拟实验,探讨深层油气成烃机理;通过PetroMod?含油气系统模拟技术恢复烃源岩热演化史,分析温压场演化特征及对成烃影响;针对多源、多灶、多期、混源成藏的特点对渤中凹陷复合含油气系统进行划分和描述;通过流体势分析技术划分油气运聚单元,根据盆地模拟结果评价资源量,并预测有利聚集区。研究认为,渤中凹陷烃源岩差异性在层系和次洼间均有体现,纵向上,沙河街组烃源岩整体优于东营组,优质烃源岩主要发育在沙三段（好―很好）、沙一+二段（好）和东三段（中等―好）,东二下亚段烃源岩质量最差（差―中等）;平面上,主洼烃源岩最优。热演化模拟结果表明现今凹陷中心烃源岩演化程度高,普遍处于生气阶段,而凹陷周缘构造高部位成熟度低,多处于生油阶段,沙河街组是最好的气源岩。深层高温有利于有机质生烃和烃类裂解,超压有利于排烃和运移。高温促进原油裂解转化,从沙三段至东二下亚段,原油裂解转化率随温度降低而减小。深层泥岩层段普遍存在超压,从洼陷中心向周缘呈降低趋势,有利于油气从洼陷生烃中心向周缘凸起构造运移,现今凹陷深部仍保持着较高的过剩压力,是油气持续运移成藏的动力。类比研究认为,深大断裂带附近大地热流高值区（>70m W/m2）存在加氢效应,显著提高了烃源岩生烃潜力（约2.2倍）。渤中凹陷复合含油气系统纵向上可划分为4个含油气系统,平面上细分为主洼―北洼、西洼和西南洼3个亚油气系统,含油气系统侧向运移排烃的成藏条件要好于垂向。渤中凹陷深层具备形成大气田的潜力,主洼是主力供烃区。油气优势聚集区集中在B13/19构造区、B21―22构造区、D7-1构造、427和428潜山构造。