近年来车排子凸起石炭系火山岩油气藏的发现展示了车排子凸起石炭系具有较大勘探潜力。石炭系火山岩油气藏具有多油源、多期次成藏、原油密度变化大的油藏特征。构造运动导致不同油气来源的油气多期充注、调整,成藏过程及特征难以明确,区域上油气差异成藏规律不清楚,制约了下步的勘探部署。本文针对车排子凸起东-西两翼石炭系复杂的油源及成藏过程展开研究。通过原油及烃源岩的饱和烃、芳烃色质、饱和烃双质谱、热解、全油及族组分稳定碳同位素、单体烃碳稳定同位素、无机元素、流体包裹体以及盆地模拟等手段,对车排子凸起东-西两翼石炭系原油的油源及其成藏差异性进行了综合分析。车排子凸起东翼石炭系原油为典型的重质、高粘油,粘度随密度增加而有较大的变化范围。而西翼石炭系原油多为轻质-中质、中粘-高粘油,粘度随密度增加而增大的幅度变化不大。另外,原油密度在横向上也呈现一定的规律性。车排子地区东翼内部的东稀西稠,南稀北稠的特征与原油生物降解的差异性及成藏的差异性密切相关。因此,在原油的理化特征差异分析的基础上,基于车排子地区强烈生物降解的特征,合理选取地化参数利用层次聚类分析将车排子地区石炭系原油划分为两个原油族群、四个组群。并结合PM法及Manco法对各组群原油的降解程度进行分析发现自组群Ⅰ至组群Ⅲ2,原油的降解程度逐渐增强。鉴于车排子多源多期成藏且严重生物降解的特征,所选取的对比参数应既可反映母源输入特征和热成熟度水平,又在运移和次生降解蚀变中基本保持不变的参数。由于车排子凸起东翼原油发生极其强烈的生物降解,因此选取相对降解较弱的组群Ⅱ类的井位为代表参与油源对比。为了证明多套潜在烃源岩的生源环境之间存在差异,采用微量元素分析(无机)与化合物分子分析(有机)相结合对烃源岩沉积环境进行了分析。另外,为确保油源对比的准确性,首先尽可能多地选取不受生物降解及次生蚀变影响的地化参数,然后利用主成分分析方法进行降维,以三维立体图直观的分析各原油族群的油源。通过谱图对比,双参数及多参数油源对比,得出车排子凸起东翼石炭系原油油源主要为二叠系烃源岩,可能混有石炭系烃源岩的贡献,而西翼石炭系原油油源可能主要为四棵树凹陷侏罗系烃源岩的输入。然后,基于灰关联理论对油源贡献率进行分析,可知车排子凸起东翼混源油中二叠系烃源岩的贡献可能超过了 90%,只存在少量的石炭系烃源岩的贡献。最后,通过储层流体包裹体综合的分析(岩相学特征、单偏光-荧光特征、显微测温特征、密度及压力特征等)证实了车排子凸起东翼和西翼均存在两期古流体充注,结合烃源岩成熟度史、圈闭发育史及成岩演化史对两期的古流体充注时间进行了厘定。结果显示,因供烃的烃源岩相对较新及上覆盖层较新,西翼石炭系油气成藏时间与东翼相比形成较晚,推测东翼第一期成藏为白垩纪末期至古近纪,第二期为新近纪以来的调整成藏。西翼的两期流体可能为连续充注,由此可推测西翼石炭系油藏充注为新近系及第四纪。从成藏差异性来看,西翼的流体包裹体均一温度分布区间(100-200℃)统一要高于东翼(60-160℃),这可能与准西地区侏罗系地温场(2.25℃/100m)与二叠系相比较高有关(2.09℃/100m)。另外,相比于西翼来讲,东翼第二期流体的密度(1.025g/cm3<ρ<1.10g/cm3)明显要高于第一期(0.925g/cm3<ρ<1.025g/cm3),而西翼两期流体的密度均大致在0.90g/cm3<ρ<1.00g/cm3之间,说明东翼第二期含烃流体可能发生了严重的次生变化。通过总结石炭系油藏特征及成藏控制因素,建立了车排子地区石炭系的油气成藏模式。车排子地区石炭系成藏模式可概述为:双源侧向供烃、断层-毯砂-淋滤层输导、毯缘-壳内聚集成藏。