乌夏地区的油气勘探取得了丰硕的成果,但天然气源岩、气藏保存条件等问题阻碍了进一步勘探,天然气探明率不到4.5%。准噶尔西北缘沉积了二叠系和侏罗系多套烃源岩,有湖相泥岩、煤岩和煤系泥岩等,对有效气源岩的层位识别还存在问题。因其位于冲断带构造活动强烈地段,断裂发育使得油气易于散失,因此,保存条件是该区油气成藏的关键。通过对乌夏地区气源对比和保存条件的研究,明确了主力气源岩层和有利的保存单元,为下一步天然气勘探指明了方向。乌夏地区天然气中烃类气体以甲烷为主,多数为湿气,以正构型和中间型为主,热演化程度较高。天然气富集轻碳同位素,从轻烃对比及碳同位素关系图版分析,主要为原油伴生气,有少量的凝析油伴生气和混合气成分,结合组分特征、成因类型与成熟度推测,该区气源岩主要为二叠系风城组,佳木河组和下乌尔禾组烃源岩也有一定贡献。分析了主要控气断裂两盘岩性配置关系,计算了断面泥岩涂抹系数和断面应力,运用模糊数学方法综合评价了断裂封闭性。结果表明断裂深部的封闭性要好于浅部的封闭性,乌尔禾地区的断裂封闭性要好于夏子街地区的东部,但差于夏子街地区西部的封闭性。运用盖层的排替压力、烃浓度封闭条件、沉积环境和连续性、岩性、成岩阶段等微观与宏观条件分析了盖层的封盖能力,利用灰色理论聚类分析的方法综合评价了盖层封盖能力。结果显示乌夏地区盖层总体上封盖能力较好,但不同地区封盖能力存在差异,南部斜坡带封盖性能最好,乌尔禾断褶区和夏子街断褶区西部封盖性能力次之,山前冲断带与乌夏冲断区封盖能力差。乌夏地区现今水文地质条件较复杂,古水文地质可以划分为4个旋回,8个阶段。二叠系以CaCl2水型为主,矿化度高,反映出一种封闭的环境,保存条件好;三叠系以NaHCO3型为主, CaCl2水型有所减少,地层水矿化度高值区与现今油气藏位置相吻合,反映地质环境相对封闭,有利于油气藏的形成和保存;侏罗系为NaHCO3水型,矿化度值低,保存条件较差。综合各类水文地质信息划分了垂直水文带,白垩系和侏罗系属于自由交替带,三叠系和二叠系上统为交替阻滞带,二叠系下统及石炭系为交替停止带。根据断裂封闭性、盖层封盖能力综合评价,结合水文地质和其它地质条件,将各个保存条件叠合分析,划分了本地区有利天然气保存单元,明确了下一步勘探方向。