我国陆相含油气盆地地质情况较为复杂,资源分布不均,致密油可动性较差。自雷家地区沙四段碳酸盐岩致密油发现以来,辽河油田做了大量勘探开发工作,但是由于对致密油成藏机理、致密油富集及可动性影响因素认识不清,制约了勘探开发效果。本文选取研究区重点井位岩心样品54块,分别开展了岩石热解、低温氮气吸附、原油色谱质谱、聚焦离子束扫描电镜、全岩XRD、离心—核磁等实验分析。在大量的实验数据基础上,进行了成藏模式、生烃基础、储集空间、矿物成分、孔隙复杂度等方面进行分析,对雷家地区碳酸盐岩致密油的成藏模式、含油性及可动性影响因素进行了评价,并对致密油富集及可动有利区进行了预测。通过研究得到以下认识:(1)由于泥岩生烃晚于碳酸盐岩,因此在埋深较浅时(3000 m以浅),泥岩生烃增压值小于碳酸盐岩生烃增压值,泥岩生成的原油无法进入碳酸盐岩储层,此时碳酸盐岩致密油为自生自储型原油;当埋深大于3000 m时,泥岩开始大量生烃,泥岩生烃增压值大于碳酸盐岩生烃增压值,泥岩生成的原油存在进入碳酸盐岩储层的可能性,致密储层中的原油存在混源的可能性。(2)通过对埋深小于3000 m的原油的生物标志化合物对比研究发现,杜三段原油与高升组原油具有不同的生标特征,说明两组原油具有不同的来源,且碳酸盐岩储层中原油的地化特征主要与碳酸盐岩源岩相似与泥质源岩差别较大,说明研究区致密油为自生自储。(3)自生自储型致密油储层中生烃基础是致密油富集的重要因素。雷家地区碳酸盐岩烃源岩有机质丰度较高,有机质类型较好,以Ⅰ型为主,有机质热演化程度已经进入生油阶段,因此雷家地区碳酸盐岩储层具备较好的生烃能力,具备致密油富集的物质基础。(4)优质的储集空间是致密油富集的重要条件。原油在生成后,经过运移聚集在源岩中孔隙度较高、大孔相对较发育的源内“甜点”区。因此在充足的生油能力下,源岩内的储集孔间越大,储集的油气就越多。(5)孔隙结构的复杂性决定着油渗流的难易程度。研究区储层非均质性较强,大孔隙相对小孔较为均质,孔隙复杂程度较低,连通性较好,原油在渗流的过程中受到的阻力较小,可流动性较好。(6)粘土矿物通过制约致密储层的孔隙结构与比表面积,进一步控制着致密油的可动性,因此依据粘土矿物与可动油饱和度的负相关性可以建立可动油量模型。依据模型对研究区致密油可动有利区进行了预测,结合致密油富集区评价,最终确定杜家台油层组三段、可动有利区位于雷37井—雷93井区,高升油层组有利区位于雷55井—雷93井区。