塔中-古城地区奥陶系海相碳酸盐岩含油气丰富,经历了多期构造运动和油气充注及调整改造,油气成藏较为复杂。本文利用最新的地震、测井、地质和地化等资料分析塔中-古城地区奥陶系不同相态烃类分布特征、地化特征、成因及来源、油气藏遭受的次生化学作用。在分析油气藏主控因素及成藏过程的基础上结合前面的分析,总结了塔中和古城地区奥陶系不同相态烃类成藏模式。(1)塔中-古城地区奥陶系油气可划分为古城地区的干气和塔中地区的凝析油、挥发油、正常油。塔中地区平面上“西部富油,东部富气”:西部为“断裂带富气,斜坡区距通源走滑断裂近处富气,远处富油”;东部为“断裂处富气,靠近内带处富油”。纵向上,塔中地区不同层系“深部富气,浅部富油”;同一层系“高部位富气,低部位富油”;沿不整合面分布的特征。古城地区天然气分布于构造斜坡或高部位的断裂发育区,纵向上分布于云化滩储层内。(2)塔中-古城地区奥陶系天然气为成熟-过熟干气,由深部储层寒武系成因的古油藏裂解形成。塔中东部天然气干燥系数、成熟度和气油比明显大于西部;南北向上断裂带处干燥系数较大,北部斜坡区较小。这主要由天然气成因差异和次生作用造成:古城地区过熟干气沿着塔中Ⅰ号断裂向西充注到塔中东部发生混合作用,使得塔中东部天然气干燥系数和成熟度明显高于西部;北部斜坡区的西部分布有相对低熟源岩,生成的干酪根裂解气与深部原油裂解气共存,断裂带以深部原油裂解气为主。H₂S为CIP离子驱动的TSR作用启动阶段的产物。西部地区地层水Mg²⁺和矿化度较东部高,TSR反应更易发生,H₂S含量较东部偏高。塔中-古城地区CO₂和N₂均为源岩有机质热降解成因。(3)基于黄金管热模拟实验重新厘定了油源对比指标:芳基类化合物、碳和硫同位素。对比分析认为寒武系烃源岩为主力源岩。塔中东部地区原油密度、粘度、含蜡量等明显大于西部,全油碳同位素以及成熟度则小于西部。断裂带处原油密度、粘度较低,斜坡区稍大。原油性质差异主要由寒武系源岩在塔中东西部成熟度差异造成,西部源岩埋深超东部近千米,造成西部原油成熟度偏高,密度和粘度偏低。断裂带处原油物性除了与高熟源岩有关外,气侵等作用也会造成原油密度、粘度等减小。(4)塔中地区奥陶系烃类相态受源岩成熟度、次生作用和多期油气充注的影响:源岩成熟度和多期充注对斜坡区油气相态影响大;奥陶系顶部构造高部位生物降解相对强烈;TSR作用能降低油裂解门限温度且加速热裂解作用的进行;奥陶系储层温度相对较低,原油热裂解程度有限,寒武系原油裂解程度明显大于奥陶系原油。气侵作用在塔中地区较为重要,断裂区强度较大。塔中西部以深部原油裂解气垂向气侵为主,东部以古城地区过熟天然气侧向气侵为主。(5)晚加里东期,来自寒武系的原油运移至塔中-古城等成藏。海西早期,构造运动导致塔中地区古油藏遭受破坏;位于斜坡部位的古城地区油气藏遭受较低程度破坏。海西晚期,塔中地区源岩再次深埋生油,油气经断裂垂向运移至目的层,通过不整合等输导体系侧向运移至优质储层内,在致密盖层和隔夹层的封盖作用下,多层系成藏;古城地区源岩处于过熟阶段,聚集少量的油气。喜山期,塔中地区寒武系油裂解气沿断层向上充注到目的层形成凝析气等,古城地区原油裂解气也沿着Ⅰ号断裂运移至塔中东部形成凝析气藏;古城地区深部裂解气或保存至寒武系或运移至目的层形成干气藏。塔中地区分为油藏(正常油和挥发油)与气侵改造型凝析气藏2类成藏模式。油藏分布于西部斜坡区、中部远离通源断裂处、东部内带区;凝析气藏分布于通源断裂处,根据气侵方式差异分为西部垂向气侵改造和东部侧向气侵改造2种成藏模式。古城地区为原油裂解气在走滑断裂和盖层作用下聚集成藏模式。