东海陆架盆地西湖凹陷是我国近海面积最大的新生代含油气凹陷,经多年勘探开发以及多轮资源评价,证实其是一个勘探潜力巨大的富气凹陷。近年来,随着勘探程度的日趋渐深,在凹陷中深层和非常规领域获得了重大突破,揭示古近系储层蕴含丰富天然气资源且呈现常规、低孔、致密等多级别并存的特点。但受勘探历史、程度和资料条件等的限制,尚未对中深层天然气资源作合理分类分级和有效分级评价,尚未厘清各级天然气资源成藏机理,尚不明确天然气资源的配置情况及分布规律和模式,难以满足西湖凹陷现阶段天然气成藏研究和勘探开发需要。本文基于钻井、地震、录井、测井、分析化验、产能测试等资料,在烃源条件评价的基础上,综合利用有机碳恢复法、Trinity盆地模拟法及资源量丰度类比法定量预测了西湖凹陷油气资源量;通过对相对高勘探程度典型圈闭的天然气资源分级评价和成藏解剖,阐明了有效天然气资源分级分布机理,结合低勘探程度圈闭资源分级预测成果,分区、分层、分级综合评价了西湖凹陷有效天然气资源,总结了凹陷天然气分级分布规律,建立了天然气资源分级分布模式,并取得了以下主要成果及认识:(1)西湖凹陷发育始新统宝石组、平湖组和渐新统花港组三套煤系烃源岩,岩性为暗色泥岩和煤。暗色泥岩纵、横向分布广泛,厚度大且连续性强,主要为差—中等烃源岩,部分为好烃源岩,有机质类型以Ⅲ型为主,生排烃过程可划分为初期缓慢生油(Ro=0.5%~0.7%)、早期快速生排油(Ro=0.7%~1.0%)、中期油裂解气(Ro=1.0%~1.5%)、后期主生气(Ro=1.5%~2.3%)和晚期生干气(Ro>2.3%)等5个阶段。煤在纵向上主要分布于始新统平湖组,在横向上主要发育于凹陷坡折带上的潮间带,其单层薄且连续性差,有机质丰度高,有机质类型以Ⅱ₂型为主,经历初期生油(Ro=0.5%~0.7%)、早期快速生排油(Ro=0.7%~1.0%)、中期油裂解气及主生气(Ro=1.0%~3.5%)和晚期生干气(Ro>3.5%)4个生排烃阶段。(2)西湖凹陷油气资源丰富,总有效资源量超过30×10~8t(油当量),并以天然气资源为主,占比超过总量的80%,且有效天然气资源在空间上呈“中间高、四周低、中深层多、深层少”的分布特征。(3)西湖凹陷有效天然气资源按储层物性可划分为常规中高孔(孔隙度≥15%)、常规低孔(12%≤孔隙度<15%)、非常规低孔(10%≤孔隙度<12%)和致密(7%≤孔隙度<10%)四个级别。各级有效天然气资源在烃源、储层、充注动力三大因素联合控制下成藏富集。常规中高孔与低孔天然气资源成藏富集主要受控于烃源条件,非常规低孔和致密天然气资源成藏富集则主要受烃源条件与充注动力学条件制约。在成藏控制因素约束下建立的烃源岩排气强度、储层厚度、储层平均孔隙度和剩余压力多参数预测储层平均含气饱和度模型可有效的应用于低勘探程度圈闭天然气资源分级评价之中。(4)西湖凹陷圈闭有效天然气资源总量逾20×10~8t(油当量),并以致密型为主,占比56%,非常规低孔、常规低孔和常规中高孔资源相对较少,分别占比16%、14%和14%。有利天然气资源主要分布于中央洼陷反转带中部宁波反转带花港组和北部嘉兴反转带花港组上段,常规资源集中分布于宁波反转带和嘉兴反转带的花港组上段。(5)西湖凹陷天然气资源级别在纵向上总体具随埋深增大逐渐趋于致密的特征;各级天然气资源成藏主要受控于烃源条件,一方面烃源岩排出充足的天然气向储层中充注以形成气藏,另一方面烃源岩生排烃形成的超压可为天然气向邻近储层充注提供充足动力,同时也能对下方天然气形成高效封堵;充注动力学条件亦是天然气在储层中成藏和富集的必要条件,且在一定程度上控制了含气饱和度的大小。西湖凹陷天然气资源的分级分布模式可归结为“埋藏控储、物性分级、烃源控藏、动力定量”。