鄂尔多斯盆地奥陶系是中国海相碳酸盐岩天然气勘探的重要领域,也是中国天然气增储上产的主要勘探层位。本文以鄂尔多斯盆地靖边地区为例,通过岩心观察、薄片鉴定、流体包裹体测定、天然气碳同位素分析、盆地演化模拟、古地貌恢复等方法,研究天然气运移特征,明确天然气成藏期次,建立天然气成藏模式,总结天然气富集规律。研究认为:鄂尔多斯盆地靖边地区奥陶系马五1段、马五2段、马五4段沉积相主要为云坪相和灰云坪相,属特低孔、特低渗致密型储集层;气藏为低含硫干气藏,不存在边、底水;主要为风化壳岩性-地层气藏和古地貌-岩性气藏。天然气主要来源于石炭-二叠煤系烃源岩,少部分来自奥陶系碳酸盐岩烃源岩。晚侏罗世-早白垩世末期,天然气在石炭-二叠系煤系烃源岩生烃增压的动力作用下,沿着古沟槽、不整合面,以垂向和侧向的运移方式,在斜坡风化壳以及古地貌中高部聚集成藏。天然气主要富集在5大要素耦合处:烃源岩展布区、云坪和灰云坪发育区、储层物性较好及厚度较大区域、本溪组底部泥岩分布、风化壳及古地貌中高部位。