众所周知,鄂尔多斯盆地油气资源丰富,延长探区更是地处盆地腹地。随着石油勘探开发程度不断深入,探区平面上剩余可开发油气资源随之殆尽,纵向后备层系匮乏,因此,寻找新的勘探层系是延长油田增储上产的当务之急。而近年来中侏罗统直罗组在研究区勘探过程中有良好的油气显示,且其中一些井获得高产油流,说明直罗组具有一定的勘探潜力,是现阶段纵向拓展最为现实的接替勘探层系。但是由于研究区直罗组勘探研究程度低,油气成藏条件及油气富集规律认识不清,制约了下一步勘探目标的制定和部署。本论文以石油地质学、沉积学、地球化学及相关学科理论为指导,在前人研究、资料收集、测试分析的基础上,开展对研究区直罗组烃源岩、储盖层、运聚及保存条件等基本成藏要素的研究,分析油气成藏模式与主控因素,揭示油气富集规律,并结合现有勘探程度对有利区进行预测。主要取得以下认识:(1)通过原油特征及油源地化参数对比结果,确定直罗组的原油来源于延长组长7烃源岩,研究区长7烃源岩分布广泛,且有机质丰度高,类型好,为极好烃源岩级别。(2)直罗组以河流相沉积为主,厚层河道砂岩发育且分布广泛,是有利储层发育的基础;储层物性特征表现为中-低孔隙度、特低渗或中渗透率;储层碎屑岩类型主要为中-细粒长石砂岩,储集空间类型主要为粒间孔和长石溶孔,基于孔隙结构特征将储层划为3类,其中Ⅰ类为优质储层,Ⅱ类储层为一般储层,Ⅲ类储层为差储层。(3)直罗组泥岩直接盖层及安定组泥灰岩区域性盖层为研究区两类主要盖层,对下部油气起到有效的封闭作用;构造运动及对盆地改造使得研究区保存条件存在差异,总体上西部、北部的油气保存条件好,有利于油气富集。(4)过剩压力和浮力是油气运移的主要动力;高角度裂缝、连通砂体及不整合面是直罗组油藏运移的主要通道,特别是深切河谷对沟通上下地层油气具有重要意义。(5)研究区储层包裹体类型丰富,由包裹体均一温度与埋藏史-热史研究表明,研究区曾经历热事件,直罗组储层至少经历两期烃类流体活动。(6)直罗组油藏主要有岩性油气藏和构造一岩性复合型油气藏两种类型,总体特点为一种下生上储、远源供油、阶梯疏导、多期充注以及多因素控制的成藏模式。其中优质烃源岩、有利沉积相带、局部的鼻状隆起构造、砂泥岩厚度及良好的储盖组合型式是油气成藏重要控制因素。(7)确定研究区直罗组有利区预测标准:1)砂体厚度:直罗组上段>10m,直罗组下段>50m;2)泥岩厚度>30m;3)优质烃源岩发育;4)鼻状隆起处;5)具有良好储盖组合型式。根据标准筛选定4986-4井区、定3387井区、定40063井区及45-179井区4个有利区。