渤海湾盆地东濮凹陷古近系沙河街组不同层段和二叠系天然气特征复杂、纵横向差异大,制约了对天然气来源和成藏过程的认识。研究表明,东濮凹陷天然气干燥系数(C₁/C_1-5)、δ¹³C₁、δ¹³C₂、δD₁值分别介于0.831~0.985、-45.9‰~-27.6‰、-33.5‰~-11.4‰、-253‰~-149‰。文留、徐集、桥口等地区沙三段天然气主体为沙三段自生自储形成的过渡型天然气,后期混入了少量高演化石炭-二叠系煤系烃源岩生成的煤成气;沙二段天然气既有下伏沙三段烃源岩的贡献,也有深层高演化石炭-二叠系烃源岩的显著贡献;文留、户部寨地区沙四段及胡状集地区二叠系天然气为石炭-二叠系煤系烃源岩在高演化阶段形成的典型煤成气。二叠系天然气经历了侏罗-白垩纪地层抬升后经历的散失、生物降解作用和古近纪以来煤系烃源岩的二次生烃作用;而沙二段具有异常重烃碳同位素组成的部分天然气则主要是受古近纪晚期-新近纪早期区域性抬升后经历的生物降解作用和新近纪中期以来再次深埋期高演化煤系烃源岩二次生烃的共同影响。