轮南地区是塔里木盆地最早获得油气突破的地区之一，也是油气相态分布最为复杂的地区。前人分别尝试从不同角度研究了各种油气相态分布的成因机理，但轮南油气田群具有多烃源灶、多期成藏的特点，受多期构造改造使油气分布异常复杂，仅从单一角度或使用单一方法来解释油气分布相态规律及成因往往会与实际地质情况不符，若从多种因素解释，又常造成解释结果多样化。因此，作者认为必须首先厘清油气相态分布的主控因素，并参考其他次要影响因素综合解释油气相态分布规律和成因机理。本研究作者确定了油气相态的三大主控因素，即烃源岩、成藏期次和构造活动。以剖析三大主控因素为主线，进行地质构造解析，并通过原油成分分析、流体包裹体类型、均一温度和成分，以及储层沥青反射率等地球化学方法的研究，力求结论既符合地质实际又能够得到有力的地球化学的证明。本论文取得的主要结论和创新有：1、首次对轮南油气相态系统分析成图，依据地质、地球化学综合分析，提出轮南成藏两期划分方案，认为海西晚期成藏奠定了轮南油气资源的规模，喜山晚期成藏丰富了轮南油气相态；2、提出控制轮南相态分布的三大因素，即源岩因素控制了油气相态的性质，成藏因素控制了油气相态的分布，构造因素最终改造了油气相态；3、提出轮南相态成因模式和成藏模式，即平面上差异聚集为主，垂向上以运移分馏为主，经综合分析油气成藏过程和相态分布规律，提出了新的勘探领域。