辽河油田西部凹陷为典型的富油气凹陷,深层天然气作为重要资源类型目前已成为该区重点勘探领域。在充分借鉴国内外深层天然气勘探经验的基础上,立足于研究区勘探实际,应用地球化学资料开展了深层烃源岩特征、天然气成因类型方面研究,证实了沙四段和沙三中亚段源岩为研究区深层天然气成藏奠定了良好的物质基础;结合最新沉积学理论明确了沙四段辫状河三角洲砂岩和沙三段砂质碎屑流砂砾岩体在研究区广泛分布,为深层天然气成藏的两类优势储集体;同时通过对已知天然气藏的综合分析,将研究区深层天然气划分为两种成藏模式,并明确了各自的成藏主控因素,最终指出了研究区深层天然气的勘探方向。