滨州市域属华北地台凹陷平原的一部分。中生代燕山运动时期，发生大规模凹陷和断裂。喜马拉雅山运动时期，开始以断裂活动为主。中新世中期，平原整体下降，与当时的胶辽古陆解体。第四纪以来仍继续下沉。但是，由于太行山、燕山沉积物堆积和黄河、海河水系携带大量泥沙的填充而逐渐形成陆地。
区域地质滨州市在区域地质构造上属济阳下第三系块断凹陷的一部分。构造部位在断陷盆地中南部。东、西半部凹陷，滨城镇凸起；北部属沾化凹陷内的流钟镇凹陷；南部在惠民凹陷内的里则镇凹陷。
济阳凹陷是古生界和前寒武系在中生代发生断块解体背景上发育起来的中——新生代快速陷落式陆相盆地。盆地内分布着大小不等、高低不同的基岩凸起9个，滨城镇是其凸起点之一。凹陷内相对长期继承性陷落较深的次级凹陷11个，里则镇是其凹陷点之一。
济阳盆地各凹陷广泛接受了巨大的第三系地层沉积，凸起上缺失。由于断凹和沉积作用的结果，凹陷不同部位形成了类型多、分布广的构造——断块圈闭、地层圈闭和岩性圈闭。现已在4个凹陷、5个凸起的不同构造部位发现了多个油气田。滨州市境的7个油田就在其中。
渤海海岸线变前图
滨南油区处在盆地断裂和凹陷相对强烈的地带，形成了滨城镇等太古界基地凸起，平方王油田处在古潜山和纯化鼻状构造区及后期林樊隆起构造带，形成了里则镇、利津、博兴、流钟等4个基底凹陷，从而使下第三系地层沉积从岩性、岩相和厚度上有较大的差异。下第三系沉积利津凹陷，达6000-7000米，向斜坡和凸起逐渐超覆减薄至尖灭缺失。因而形成形态不同、类型繁多，地层、构造、岩性多种的油气藏相继发生。
滨州市域地质构造图
地层特征滨南属济阳下第三系块断盆地。第三纪以前与华北地区一样沉积了寒武系、奥陶系、石炭系、二迭系等古生界地层以及中生界地层。中生代末期的燕山运动，使华北地台解体，形成了许多块断盆地。济阳块断盆地是该时期形成的。下第三系在这种块断山系的古地貌景观背景上沉积而成，从而形成了第三系沉积块断盆地。
除滨城、陈庄、青城凸起缺失下第三系地层外，广泛接受了第三系沉积。上第三系全由沉积覆盖，沉积厚度由各凹陷中心向凸起逐渐超覆减薄。单家寺深992米进入前震旦系。
构造特征滨南是济阳下第三系块断盆地内基岩起伏大，新老凸起和凹陷多，断裂发育与构造异常复杂的典型地区。（1）多凸起与多凹陷形成基岩块体强烈分割。如陈庄、滨城镇凸起，里则镇凹陷。（2）二级构造带的发育。如尚店——平方王鼻状构造带，滨南——利津断裂带，单寺陡阶带，平方王古潜山带。这些二级构造带控制了局部构造的形成和发育。（3）局部构造发育和形成伴生一系列局部构造。滨南——利津构造控制下产生多个牵引构造。如杨家集和毕家背斜，单寺鼻状构造，尚店——平方王构造带穹窿背斜。（4）多断裂，多断层，构造面貌异常复杂。构造运动产生大量断裂和同沉积断层，如：滨南——利津断裂带内较大断裂，断层28条，延伸长30-50公里，落差200-500米，断裂带内次级断层百条。（5）地层不整合和地层超覆沉积。由于受地壳构造变动，造成古地形起伏较大，高差悬殊。下第三系沉积与剥蚀交替进行，形成多期地层不整合接角关系和下第三系地层的超覆沉积特征。如前古生界、古生界、中生界同第三系地层之间的地层不整合。单寺地区向滨城镇凸起上层层超覆沉积，平方王上灰岩剥蚀后地层超覆沉积之上。
储油层特征从上第三系、下第三系到中、古生界、前古生界等地层都有油气层，含12套油气系。如沉积岩类储油层，砂岩储油层，砾岩储油层，泥质白云岩储油层，生物碎屑灰岩储油层，藻礁灰岩储油层，奥陶系灰岩储油层，寒武系岩储油层，火成岩类储油层，变质岩类储油层等。
滨南油区地下地质条件是石油生成、运移、聚集和保存的条件。
