本论文为国家重点基础研究发展计划(973)课题《中国海相碳酸盐岩层系油气富集机理与分布预测》(课题编号:2005CB422100)06子课题—中国海相碳酸盐岩层系深层油气成藏机理(课题编号:2005CB422106)的部分研究成果。本论文主要研究川中地区安平店—高石梯构造带震旦系—寒武系的油气成藏条件。通过震旦系储层沥青生物标志化合物的地球化学特征确定了震旦系储层沥青的主要源岩。研究了震旦系储层的成岩作用及其影响因素,计算了孔隙演化过程中孔隙度的变化量。利用磷灰石裂变径迹技术和Easy%Ro化学动力学模型模拟计算了震旦系—寒武系的地温场演变,利用包裹体分析恢复了包裹体被捕获时的古压力。根据震旦系—寒武系储层的孔、洞、缝充填物的关系和流体包裹体特征及锶、碳、氧稳定同位素特征,确定了流体充注期次。研究了油气的生成、运移、聚集、散失和圈闭的形成在时间、空间上的动态匹配关系,建立了油气的多期成藏模式,从而揭示了震旦系气藏的成藏机理。本论文取得的主要成果如下:(1)通过对储层沥青与烃源岩有机质中的生物标志化合物的对比研究,确认了川中古隆起震旦系的油气主要来自于寒武系筇竹寺组黑色页岩,源岩沉积环境为具有一定盐度的还原环境,主要生源来自于低等水生生物的菌藻类。对于过、高成熟的沥青样品,利用Ts/(Ts+Tm)与其它生物标志化合物相结合能有效地反映样品的相对成熟度的大小。(2)利用镜质体反射率和磷灰石裂变径迹这两种常用的古温标恢复了川中地区安平1井主要层位地史时期的古地温。所计算的用于标定古地温的Ro值与现今实测的Ro值具有较好的吻合性。研究结果表明,震旦系和寒武系古地温梯度大致都经历了降低—升高—降低的过程。重建了川中地区地层埋藏史和烃源岩热演化史,并恢复了安平店—高石梯构造带寒武系源岩及震旦系储层压力演化史,其压力也是变化的,经历了升高—降低—升高的过程,综合分析认为烃类的生成及充注是该区源岩及震旦系储层产生超压的主要机制。(3)川中地区震旦系—寒武系储集岩以局限台地相为主,夹有开阔台地灰岩或浅海陆棚相砂岩,为低孔低渗型。储集空间主要为溶蚀孔洞、裂缝及晶间孔。储集物性震旦系最优,寒武系次之。(4)影响震旦系储层储集物性的最主要因素为:重结晶作用、白云岩化作用、硅化、膏化及溶蚀充填作用等34种成岩作用。白云岩化作用对灯影组储集物性影响有限,硅化作用期次众多,其中晚期硅化胶结作用对孔隙度影响较大。震旦纪末的桐湾运动使灯影组受岩溶作用的强烈改造。岩溶作用可使孔隙度增加4%-5%,构造岩溶与有机酸深埋岩溶可使孔隙度分别增加2%-5%,与之相伴的重结晶作用可抵制成岩阶段胶结作用所引起的孔隙减少,这是震旦系储层孔隙保持的主要原因。(5)通过对震旦系—寒武系围岩和充填物的锶、碳、氧稳定同位素地球化学的研究,表明所充注的盐水流体不是来自围岩本身,均是外源的。锶、碳、氧稳定同位素及包裹体地球化学特征表明,震旦系储层中具有多期油气充注,而寒武系储层中可能只有一期石油充注。不同层位均有相同来源的油藏流体和盐水流体充注,暗示着断裂可能是流体穿层流动的主要垂向疏导体系。(6)安平店—高石梯构造带震旦系天然气藏的演化主要经历了以下几个阶段:○1志留纪末期的古油藏形成阶段;○2加里东运动造成的地层抬升剥蚀期的古油藏破坏阶段;○3晚三叠世—中、晚侏罗纪,油裂解气及水溶气形成阶段;○4晚白垩纪至今,天然气出水脱溶,古油藏的调整阶段,即天然气散失、转移和再分配的过程,致使安平店—高石梯构造带震旦系气藏为残留天然气藏。震旦系储层流体包裹体记录的均一温度主要集中在130-170℃,210-220℃,230-260℃,至少有3期流体充注。大致从200-220℃开始,有机包体常见沥青质包体,表明液态烃已逐渐裂解进入干气阶段,其地质时期在中、晚侏罗纪—早白垩纪初。