论文以油气成藏地球化学理论为指导,以塔里木盆地台盆区奥陶系天然气、原油为研究主体,在天然气组分、碳同位素,原油物性、轻烃、甾烷萜烷生物标志化合物、碳同位素、芳构化类异戊二烯烃、中分子量烃等地球化学分析的基础上,分析研究区天然气和原油的基本地球化学特征;结合成藏地质条件,研究了天然气和原油的成因及来源,建立了适用于台盆区奥陶系的油～源、油～油对比指标;分析了油气的成藏期次,研究了油气成藏过程;总结了研究区油气的分布特征、主控因素以及成藏模式。取得了以下认识:(1)研究区奥陶系天然气为成熟的油藏伴生气,以及高～过成熟的原油裂解气和干酪根裂解气,均为寒武系～下奥陶统烃源岩来源。(2)研究区原油及凝析油均为腐泥型母质来源的成熟～高成熟油;轻烃普遍存在散失,说明成藏时间较早;轻烃配对参数均具有很好的相似性,与中～上奥陶统烃源岩不具有很好的相似性;原油及凝析油和寒武系～下奥陶统烃源岩的质量色谱检测均发现了指示强还原、厌氧沉积环境的芳构化类异戊二烯烃,中～上奥陶统烃源没有检测出芳构化类异戊二烯烃;原油及凝析油的中分子量烃配对参数均具有很好的相似性;为寒武系～下奥陶统烃源岩来源。(3)通过对台盆区奥陶系各区块原油及凝析油的油～源、油～油对比,以原油的轻烃配对参数、芳构化类异戊二烯烃、中分子量烃配对参数这三项油～源、油～油对比方法,建立了适用于塔里木盆地台盆区奥陶系的油～源、油～油对比指标。(4)通过对台盆区奥陶系各研究区块储层包裹体分析,储层薄片观察,地球化学分析,明确了研究区各区块油气的成藏过程。哈拉哈塘奥陶系存在三期成藏过程,分别为:①晚加里东～早海西期的油气聚集和破坏;②晚海西期油气的补充;③喜山期天然气的充注。轮南地区奥陶系存在四期成藏过程,分别为:①晚加里东～早海西期奥陶系油气的聚集和破坏;②晚海西期奥陶系油气的补充和破坏;③印支～燕山期油气的补充;④喜山期天然气的充注。塔中Ⅰ号断裂带上奥陶统存在三期成藏过程,分别为:①晚加里东～早海西期的油气聚集和破坏;②晚海西期油藏的调整转移和油气的补充;③喜山期天然气的充注。和田河奥陶系存在三期的成藏过程,分别为:①晚加里东～早海西期油气的聚集及破坏;②晚海西期天然气的补充与散失;③喜山期次生气藏的形成。(5)通过绘制台盆区奥陶系原油密度、原油含蜡量,天然气干燥系数等值线图,总结了台盆区奥陶系油气的分布特征。塔北隆起带原油密度由南至北总体呈逐渐增大的趋势;原油含蜡量在轮南断垒带、桑塔木断垒带和哈拉哈塘南部深埋区相对较高;天然气干燥系数总体由南至北呈现逐渐降低的趋势。塔中隆起带靠近Ⅰ号断裂带Ⅰ区域的原油密度相对较低;原油含蜡量较高部位主要分布在Ⅰ号断裂带与走滑断裂共同作用的交互带;天然气干燥系数总体呈远离Ⅰ号断裂带逐渐变小的趋势。(6)分析了研究区油气成藏主控因素。主要有:①优质烃源岩的分布及热演化史对油气分布的控制;②古隆起及其构造演化对油气分布的控制;③断裂～裂缝体系对油气分布的控制;④储层(缝洞体)分布对油气分布的控制。(7)总结了研究区各区块的成藏模式。分别为:①哈拉哈塘地区奥陶系油气藏早期成藏并遭受一定程度的破坏～中期补充～后期轻微调整的成藏模式;②轮南地区奥陶系油气藏早期聚集并破坏～中期补充～晚期调整的成藏模式;③塔中Ⅰ号断裂带上奥陶统油气藏早期聚集并遭受一定程度的破坏～中期补充～晚期调整的成藏模式;④和田河地区奥陶系气藏早期聚集并破坏～中期补充与散失～晚期成藏的成藏模式。