渤海湾盆地冀中坳陷深层古潜山油气资源勘探程度较低,但仍具有良好的资源潜力和勘探前景。为此,通过综合分析成藏地质要素,结合有机地球化学分析及流体包裹体等测试结果,研究了深层古潜山油气成藏的主控因素,揭示其油气成藏过程并建立了油气成藏模式。结果表明:①该区深层古潜山油气成藏主要受烃源岩的演化特征、储集体的储集性能以及异常高压等因素的共同控制;②深层古潜山主要存在2种油气成藏模式,一种是早期成藏模式,即古近系沙河街组一段末期—新近系馆陶组末期生成的低熟—成熟油气在浮力和水动力驱动下,向上倾方向充注至古潜山储集体而聚集成藏,具有“侧向油源—缝洞储集—常压充注—早期成藏”的特征,而另一种则是晚期成藏模式,即新近系明化镇组以来生成的轻质油和天然气在异常高压驱动下,向下或侧向充注至古潜山储集体而聚集成藏,具有“顶侧油源—缝洞储集—高压倒灌—晚期成藏”的特征。结论认为:寻找与高成熟烃源岩接触的深层古潜山圈闭应成为该区富油气凹陷重要的勘探策略。