(一)油气生成门限和门限温度
油气有机成因说存在两种观点:一种是早期成油说，认为石油是由生物有机体中的烃类经过生物化学作用聚集形成的;另一种是晚期成油说，认为沉积物中的有机质必须经过一定的温度、压力和时间，在无催化剂作用下逐步转化才能形成石油。由此提出了烃源岩和成熟度的学术概念。当今石油地质研究成果表明，主张晚期成油说的为绝大多数研究者。诸如B.A.索科洛夫认为，温度在70～250℃之间，有机质热催化作用进行得十分活跃，温度在70～150℃范围内形成和保存的是液态和气态烃;温度在150～250℃范围内引起复杂烃的破坏和以甲烷为主的气态烃的聚集，将温度150℃视为石油的死亡线。有机地球化学研究表明，烃源岩的成熟度与烃类产生和破坏的温度不是绝对的。门限温度、门限深度在不同沉积盆地不尽相同，因为与烃源岩的年代、有机质的类型有关，烃源岩的年代愈老，门限温度愈低;腐泥型比腐殖型烃源岩的门限温度低。
王雪平、牟隶文、梁狄刚等曾对冀中裂谷盆地早第三纪烃源岩的沥青和烃类转换、正烷烃奇偶优势、类异戊间二烯烷烃、有机质的脱氧、断侧链、裂解和方构化、甾烷和萜烷、热解色谱分析、镜煤反射率和干酪根颜色等指标综合分析研究的基础上，将烃源岩划分为未成熟、成熟和高成熟三个阶段。未成熟阶段是指烃源岩埋深<2700m，温度<95℃;成熟阶段是指烃源岩埋深2700～4500m，温度95～149℃。法国石油研究院分析了冀中裂谷盆地安29井60块岩芯饱和烃的气相色谱和热解色谱分析资料，确定大量成油起始深度为2800m左右。中国地质大学(武汉)研究生部分析了廊固地区烃源岩的干酪根，将成熟深度定为3000m。原地质矿产部石油地质中心实验室开展了冀中裂谷盆地烃源岩热演化数值模拟，确定大量生油门限深度为2700m。英国G.埃格林顿教授分析了同一裂谷系的济阳裂谷盆地沙河街组烃源岩的甾烷和萜烷，认为大量生油门限深度为2800m左右。
根据上述诸方提出的数据略有差别，考虑到烃源岩年代新，故将早第三纪烃源岩生成油气的门限温度界定为100℃左右，门限深度界定为3000m左右。
(二)古地温场的再造
各研究层烃源岩在地史时期里何时成熟，恢复其在地史时期中热动力变化的古地温场的演化态势及其相伴的烃源岩的埋藏深度，才能有针对性地揭示油气的生成期。
恢复研究层在地史时期里的古地温可采用镜煤反射率法、矿物测温法。但矿物气-液态包裹体和镜煤反射率需要开展大量的测试工作和获得必要的资料才能建立盆地古地温的分布及其演化过程。鉴于冀中裂谷盆地上述资料有限，故采用地温的相关参数，建立地温动态变化的计算公式估算古地温，是一种行之有效的方法，可提供研究层在地史过程中地温场的分布及其演化过程。
1.基本原理和方法
地球深部热量传导是通过岩石的热传导进行的，岩石热传导性主要取决于岩石的密度和饱水度，岩石密度增高时，饱水度减少，反之亦然。这两个关联的参数值的变化导致地温梯度的变化。因此，查明岩石密度与地温梯度的相关性，包含了饱水度的影响因素。
为简化古地温计算，假定新生代沉积层形成时起的整个地质历史时期内，盆内热流值视为恒量，则只要求出研究层在研究时期的厚度、研究时期的地温梯度和年均气温3个参数值，就可恢复计算某个研究时期的地温值。
2.计算公式和计算参数值的界定
盆地深层水形成演化与油气运聚的模拟重溯
式中:T———研究时期研究层的地温，℃;
t———研究时期的年均气温，℃;
r———研究时期研究层的地温梯度，℃/500m;
h———研究时期研究层的厚度，m。
(2)计算参数值的界定
关于研究层厚度h的界定:可在第四节中采用逆求解反演法恢复计算各研究层在各研究时期的恢复厚度、孔隙度和顶底板埋藏深度的批量数据中提取。
关于地温梯度r的界定:根据冀中裂谷盆地岩石的密度和地温实测资料勾画的密度、地温梯度与埋藏深度的相关曲线(图4-19、4-20)表明，岩石密度随岩石埋藏深度的增大呈增高变化，这是因为岩石随着埋深增大，压实作用增强，孔隙度减小，则岩石密度增大;而地温梯度则呈降值变化，因为岩石密度随着埋深增大而增高，含水量减小，热传导性减弱，则地温梯度减小。据此，根据研究层在研究时期的厚度和埋藏深度，对照上述三条曲线可恢复研究时期的地温梯度。为恢复研究层地温梯度均值，可按研究层厚度之半在各研究时期的埋藏深度计算得出:自1000m至4000m，以500m间隔，平均地温梯度依次为4.75、3.8、3.38、3.15、2.93、2.78℃。
关于研究时期年均气温t的界定:根据沉积层中藻类、蕨类、裸子类、被子类的孢粉组合和岩相恢复的古气候类型与现代同类气候相比，可确定各研究时期的年均气温是:始新世为亚热带型(干热)，年均气温为20℃;渐新世为温暖带型，年均气温为12℃;晚第三纪年均气温为10℃。
将上述三个参数值代入公式，可求出研究层中部任一计算点在各研究时期的地温。
3.地温场及其演化
根据上述方法恢复计算和勾画的早第三纪Es4、Es3、Es1层在各研究时期地温场及其演化过程，目的是用以揭示和评价有机质热演化作用过程和判定油气生成期。
(1)Es4层地温场及其演化
始新世末，Es4层地温值域变动范围为10～80℃，油气未成熟。
渐新世末，Es4层地温值域变动范围为10～120℃，地温高于100℃的主要分布在任丘、河间以西一带，分布范围很小。
中新世末，Es4层地温值域变动范围为40～150℃，地温高于100℃的大体呈NE-SW向分隔成南、北两地分布，分布范围南大北小显著，南部的在深县—安国—高阳—任丘—饶阳围限的范围内，北部的在霸县—安次以东一带。分布范围比渐新世末的显著增大。
上新世末，Es4层地温值域变动范围为70～150℃，地温高于100℃的分布范围比中新世末的分布范围明显增大，南、北连成一体，150℃的圈闭范围显著增大(图7-25)。
图7-25 冀中裂谷盆地Es4中部地温场系列略图
(2)Es3层地温场及其演化
渐新世末，Es3层地温值域变动范围为10～120℃，地温高于100℃的呈NE-SW向分布，主要分布在任丘和河间以西一带分布范围很小。
中新世末，Es3层地温值域变动范围为10～140℃，地温高于100℃的分布范围比渐新世末的明显增大，在安次形成了规模甚小的高温区;最高地温增高了20℃。
上新世末，Es3层地温值域变动范围为50～150℃，地温高于100℃的主要分布在深县—河间—霸县—保定—安国西围限的范围内，分布范围比中新世末的显著增大，主要向盆地东、西两侧扩展(图7-26)。
(3)Es1层地温场及其演化
渐新世末，Es1层地温值域变动范围为10～90℃，油气未成熟。
中新世末，Es1层地温值域变动范围为10～120℃，地温高于100℃的呈NE-SW向狭长条形状分布在新河—饶阳—高阳连线方向上，向北延伸方向上还有任丘西北面、霸县和安次三个规模甚小的高温区。
图7-26 冀中裂谷盆地Es3中部地温场系列略图图例同图7-25
上新世末，Es1层地温值域变动范围为30～130℃，地温高于100℃的呈NE-SW向分布，位置与中新世末的相似，但分布范围已显著增大，高温区已连成一体(图7-27)。
图7-27 冀中裂谷盆地Es1中部地温场系列略图图例同图7-25
(三)油气生成期
根据各研究层在各研究时期地温场的分布态势，可将生油期作如下结论:
各研究层有机质热演化均处在成熟阶段，但进入生油门限和主要生油期在时间上不尽相同。
Es4烃源岩在始新世末未成熟，渐新世末局部地区进入门限温度，晚第三纪是主要生油期。
Es3烃源岩在渐新世末进入生油门限温度，分布范围较小;中新世末生油范围显著增大，且波及盆地北端的安次;上新世是主要生油期。
Es1烃源岩在渐新世末油气未成熟，中新世末在局部地区成熟，上新世是主要生油期，分布范围比中新世末的显著增大。