巴音都兰是二连盆地经勘探证实的富油凹陷,虽然前人已经对该研究区进行了大量的研究,但是对于研究区烃源岩产烃能力、原油地球化学性质、油气成藏特征等方面认识不够。因此,本文通过将地球化学资料和石油地质资料相结合的办法,利用先进的实验特色技术,对研究区烃源岩地化特征、原油特征、油气运移特征、成藏期次等成藏等方面进行了系统的研究。研究表明,巴音都兰凹陷主力烃源岩为阿尔善组和腾格尔组烃源岩。其中,阿尔善组烃源岩有机质丰度高、类型好,处于低成熟演化阶段,沉积环境为半咸水-咸水环境,是巴音都兰凹陷最主要的生油层;腾格尔组烃源岩主要为腾一段贡献,腾一段源岩丰度高,类型较好,成熟度属于低熟,沉积环境为半咸水环境,生烃潜力弱于阿尔善组烃源岩,腾二段基本处于未成熟阶段,不具备生烃潜力;另外侏罗系存在成熟烃源岩。结合热演化史,研究区烃源岩生烃门限低,受咸水环境影响,存在早期生烃的特征。巴音都兰南洼槽原油具有“三高”特征,稠油分布广泛,北洼槽主要为正常原油。通过原油生标特征,将原油分为低熟、低熟-成熟、成熟、生物降解原油四类,生物降解处于中度降解,生油母质类型为藻类低等水生植物,存在高等植物贡献。另外指出研究区稠油主要分为原生稠油和生物降解稠油。结合二连盆地原油咸化指标,从有机、无机地化对研究区原油咸化特征进行了分析。受构造作用和岩性控制,研究区油藏类型以岩性油藏和构造-岩性油藏为主,构造作用影响较弱。通过对典型油藏油源对比指出,研究区原油均来自阿尔善组烃源岩,且存在近源成藏的特征,油气仅发生初次运移或者很短的二次运移通过砂体和断层疏导,在附近的储集层中聚集。通过对研究区埋藏史和包裹体特征的分析指出,巴音都兰凹陷油藏由于主要受构造反转作用的控制,烃源岩演化过程中有两次生烃期,分别为腾一末期-腾二初期以及赛汉后期,凹陷在腾二末因构造反转作用抬升剥蚀,在赛汉期又因为沉积作用,埋深增加,不同构造位置因为沉积速率的差异,两次生烃贡献不一。