白云凹陷为珠江口盆地面积最大、沉积地层最厚的凹陷,整体处于深水区,是我国深水油气勘探的主要地区,但其油气成藏过程复杂,具有油气兼生、多层系成藏、多类型成藏的特点。为深入认识珠江口盆地白云凹陷主洼东油气运聚过程及成藏模式,系统分析了该区油气藏特征和油气藏次生改造作用,利用盆地模拟软件恢复了烃源岩热演化过程,并对油气输导体系及运聚过程开展了模拟和定量评价,最终重建了白云凹陷主洼东油气成藏过程。研究结果表明:(1)白云凹陷主洼东油气藏具有“上气下油”的分布特征,早期为低成熟度油充注,晚期为高成熟度天然气充注,深层油气藏晚期受次生改造作用影响;(2)白云凹陷主洼东古近系文昌组烃源岩具有“高热快熟”、不同区域接力生烃的特点,通源断裂具有长期活动的特征,在成藏期有效输导油气,包裹体指示W3-1气田存在油气快速充注,充注期为距今时间14.1~6.5 Ma,运聚模拟揭示白云凹陷主洼、白云凹陷东洼及荔湾3-2地堑区域文昌组烃源岩均可向白云凹陷主洼东圈闭供烃;(3)揭示了白云凹陷主洼东“上气下油”的油气分布成因,古近系文昌组烃源岩在距今33.0 Ma进入生油阶段,早期原油向古近系文昌组及恩平组等中深层储层充注,晚期中浅层新近系珠江组储盖组合形成后烃源岩进入生气阶段,该时期生成的天然气在活动通源断裂控制下快速垂向运移,受珠江组上段厚层泥岩遮挡后发生侧向运移,向珠海组上段及珠江组下段储层充注,最终形成现今的油气分布格局。结论认为,珠江口盆地白云凹陷主洼东油气运聚过程的恢复与成藏模式建立,深化了珠江口盆地白云凹陷主洼东油气成藏机理认识,对我国海域深水区油气勘探具有重要指导意义。