近年来东营凹陷北带古近系沙四下亚段深层发现大量的轻质油气藏,其油气相态特征和成藏模式还缺乏深入认识。通过对油气地球化学、流体包裹体和埋藏史-热演化史等的研究,结合原油裂解实验产物和沙四下亚段深部储层中油气PVT模拟,对该地区深部油气成因、相态演化和成藏模式进行了探讨。结果表明:随着原油裂解程度的增加,临界凝析温度逐渐降低;在较高压力(20 MPa)条件下,重烃气组分裂解受到抑制,流体组分中甲烷摩尔分数降低,流体包络线的临界凝析压力降低,并呈非线性波动变化。天然气组分和碳同位素特征显示,天然气成熟度参数镜质体反射率(R_o)介于0.9%~1.5%,所检测的天然气样品为原油裂解气和干酪根降解气混合成因。原油中检测到的金刚烷及甾烷等绝对含量表明,所检测的深部原油样品处于高成熟状态,但仍处于裂解早期阶段,原油裂解气为凹陷深部的异地原油裂解向上运移而来。埋藏史、热演化史模拟和储层中流体包裹体均一温度表明,FS2井沙四下亚段储层主要存在两期油气充注,分别为沙三段沉积末期的原油(含干酪根降解气)充注和明化镇组沉积早期来自深部储层的原油裂解气充注。晚期高成熟原油裂解气充注引起了蒸发分馏和气洗作用,这是该地区深层轻质油藏形成的一个重要原因,最终形成了次生未饱和的凝析气藏和挥发性油藏。