东濮凹陷是我国东部的一个新生代断陷盆地,其油气主要产于下第三系沙河街组地层,而尤以文留构造沙河街组油气最为富集。本文主要以文留地区沙河街组沙二段和沙三段油气为研究对象,由于研究区地质构造复杂,断层交错,储层砂体非均质性强,造成沙河街组各层段油气分布的不均以及地球化学特征的差异。针对研究区的这种情况,在如此复杂的地质背景下深入探讨沙河街组油气的地球化学特征、油气分布及成藏期次,对进一步油气开发及勘探部署均具有重要的指导意义。基于东濮凹陷丰富的基础资料和研究成果,综合应用石油地质、油气地球化学、沉积学原理、钻井及测井等理论和方法,通过对文留地区构造特征及演化、油气地化特征、烃源岩特征、油气源分析及油气成藏的研究,认为文留地区油气储量丰富,油气分布关系复杂,平面上主要分布在文东地区,占整个文留地区油气储量的70%左右;纵向上主要含油层段是沙河街组二段和沙河街组三段,沙河街组一段和沙河街组四段及上部的东营组油气储量规模较小,为次要油气层。生物标志化合物特征分析表明:文东地区原油及油砂抽提物的γ-蜡烷含量高,表现出超盐的沉积环境;含有较高的奥利烷;甾烷特征显示,C27、C28、C29分布以“L”构型及不对称“V”构型为主,C27含量占有优势。运用油-油对比技术发现文东地区沙二段原油和沙三段原油地球化学特征相似,具有同源性;运用油-源对比发现,沙二段原油和沙三段原油与沙三段烃源岩具有较大的相似度,与沙一段烃源岩差异较大,故沙二段原油和沙三段原油应该是来源于沙三段烃源岩。通过储层流体包裹体分析,结合埋藏史和热演化史综合研究表明,沙二段油藏成藏期在东营组中后期(30Ma~17 Ma),为单期次成藏;沙三段油气藏表现为两次成藏特征,第一次成藏时间为沙一段~东营组沉积期(33 Ma~23Ma),第二期在馆陶组~明化镇组沉积期(10Ma~0Ma)。