上第三系是地質學中的一個術語，主要指的是新生代的第三系地層中的上部部分。在渤海海域，上第三系是油氣勘探的主要領域，其油氣成藏的特殊性表現在以下幾個方面：
渤海海域是華北含油氣盆地發育和發展的歸宿。
渤海海域新構造運動十分活躍，郯廬斷裂在東營晚期一第四紀是強烈活動期，調整和控制了晚期成藏。
渤中坳陷下第三系比周圍陸區下第三系多一套東營組下段一沙河街組一段烴源岩。
渤中坳陷上第三系明化鎮組與館陶組發育淺湖相沉積，是華北含油氣盆地上第三系儲蓋組合最佳的地區。
渤中坳陷與周圍呈環狀展布的凸起和低凸起帶，構成了油氣成藏的特殊地質結構。
由於這些特殊性，勘探的主要目的層是上第三系館陶組和明化鎮組，找油氣的主要方向是被生烴凹陷包圍的凸起及其傾沒帶，包括分割凹陷和凸起的邊界斷層附近的各類反轉構造。通過自營和合作勘探，相繼發現了QHD32-6, NB35-2, CFD11-1, BZ25-1, PL19-3等一批大中型油田，實現了渤海海域油氣勘探的重大突破和轉折，對海洋石油事業的持續發展和保持我國東部石油穩產將起重大作用。