莺歌海盆地是中国重要的天然气产区之一。系统梳理了莺歌海盆地天然气勘探历史,以盆地已发现的大中型天然气田为对象,总结了天然气成藏关键要素、成藏过程及成藏模式。结果表明:(1)莺歌海盆地天然气勘探历程可划分为起步探索、底辟浅层背斜勘探、高温高压勘探、新领域探索与滚动勘探4个阶段,不同阶段在天然气勘探领域突破、储量增长及经营模式上存在变化与差异。(2)莺中背斜带强大的源储压差驱动下中新统烃源岩生成的成熟—高成熟的烃类气沿断裂和微裂隙向上垂向运移至黄流组储层,随着晚期底辟断裂再次活动,晚期生成的高成熟—过成熟天然气和CO2沿断裂和微裂隙再次向上运移,同时深部已成藏的天然气会遭受破坏,天然气再次调整至更浅层的莺歌海组储层中成藏。(3)莺东断阶带中新统和渐新统烃源岩生成的天然气在强大的源储压差驱动下,一方面沿着通源断裂和伴生裂隙向上运移至黄流组及以下储层,同时可通过砂体或者不整合沿构造脊侧向运移至储层聚集成藏。总结天然气勘探历程与大中型气田成藏模式对莺歌海盆地下步天然气勘探具有重要借鉴意义。