为突破东濮凹陷西南洼低勘探程度区,解决老油田增储保矿权的难题,采用饱和烃色质谱及天然气碳同位素等分析测试手段,分析了油气源及成藏模式。发现该区发育三种原油和两种天然气,即低伽玛蜡烷指数的原油、中伽玛蜡烷指数的原油及高伽玛蜡烷指数的原油,上古生界的煤成气和煤成气与油型气混合形成的混合气。油源对比表明,低伽玛蜡烷指数的原油主要来自沙三中层系的淡水源岩,中伽玛蜡烷指数的原油主要来自沙三上层系的咸化源岩,高伽玛蜡烷指数的原油主要来自沙三下-沙四上层系的超咸化源岩。西南洼油气具有“多源供烃、构造控藏、断砂控富”的成藏特征,4种油气成藏模式(“多级断阶“、y型、反y型、和“负花状”),大断裂高效输导对西南洼的油气成藏具有控制作用。烃源岩及成藏的突破性认识是老油田低勘探程度区勘探成功的关键,研究成果对同类型盆地勘探具有一定借鉴意义。