莫索湾地区位于准噶尔盆地腹部,三面紧靠生烃凹陷,深浅断裂发育,油气成藏条件优越。但是,活跃的盆内构造运动导致油气成藏过程复杂难辨。根据现有勘探成果发现,仅在紧邻盆1井西凹陷的盆5井区有工业油流发现,而盆参2井区虽岩心含油性好,但仅在盆参2井为油水同出,其他井试油结果均出水,反映出莫索湾地区白垩系油水关系十分复杂。为了查明区内油气富集规律,有必要对研究区油气成因及来源、油气成藏过程加以探讨研究,以便为下一步油气勘探提供指导。本文以油气成藏地球化学理论为指导,分析白垩系油气的成因及来源,通过选取典型井开展成藏解剖,明确油气差异聚集的主要原因;采用流体包裹体测温、显微荧光等手段,确定白垩系油气成藏的时期,结合构造演化史、烃源岩生排烃史,分析油气运移、保存条件,明确油气成藏的主控因素,建立成藏模式,并指出有利勘探方向。研究表明:莫索湾地区白垩系油气主要来源于二叠系烃源岩,不同井区油气来源存在差异,盆5井区主要来自于盆1井西凹陷,盆参2井区主要来自南缘阜康凹陷;储层物性、孔隙结构、砂体发育规模以及沉积微相的差异是盆参2井与莫24井白垩系油气富集差异、含油岩心出水的主要原因。盆参2井白垩系底部物性差,渗透率较低,排驱压力大,孔喉结构差,砂体发育规模小,主要为水下分流河道、河口坝和分流间湾沉积微相,以砂、粉砂与泥岩互层状分布为主,横向连通性差,后期构造调整过程中,有利于油气保存。莫索湾地区白垩系存在两期油气成藏,第一期充注时间为早白垩世中晚期,第二期为主成藏期,油气充注时间晚白垩世—渐新世;白垩系存在强烈的生物降解破坏,降解时间为早白垩世末-晚白垩世初期,降解仅破坏第一期油气,主成藏期油气未遭受降解;莫索湾地区白垩系具有油源复杂、多期成藏特征,古隆起的后期反转运动使先期形成的油藏遭到破坏和调整,形成以低幅度构造背景下的地层岩性圈闭为主,控制形成岩性地层油藏,调整后油藏呈现分散和小规模的特征,并形成砂泥岩薄互层式、沉积充填式、低幅度构造式以及地层尖灭式等四类岩性油气藏。针对区内未来油气勘探,在原油藏上倾方向沿油气次生调整路线是勘探的首选目标,同时盆参2井以南的三角洲外前缘、莫索湾东南翼以及受控于古地貌的低洼沉积充填砂体,也是下一步工区岩性油气藏勘探的有利方向。