塔里木盆地轮古西地区奥陶系碳酸盐岩油气藏是多期构造运动和古岩溶共同作用形成的以岩溶逢洞为主控因素的复杂油气藏,深入总结其成藏特征及其控制因素,对油气勘探开发具有重要意义。因此本论文以石油地质学原理为基础,以地球化学分析手段为核心,结合储层发育特征和构造演化历史,对奥陶系油气成藏特征进行了阐述和分析,取得了如下认识：(1)寒武～奥陶系烃源岩是塔里木盆地分布最广泛的烃源岩层系,是塔里木台盆区主力烃源岩。寒武系烃源岩分布广、有机质丰度较高、生烃量大,对轮南地区大规模的油气藏聚集贡献很大。(2)轮古西奥陶系碳酸盐岩潜山储层岩石类型以颗粒灰岩为主,泥晶灰岩含量次之,基岩基质孔隙不是很发育,储层的储渗相关性十分差,主要的储集空间为构造缝和次生的溶蚀孔、洞等。(3)通过对比轮古西奥陶系原油和寒武～奥陶系烃源岩的地球化学特征表明,轮古西奥陶系原油主要来源于寒武系烃源岩。(4)轮古西奥陶系油藏主要存在两期油气充注过程,第一期发生在晚加里东～早海西期,第二期发生在晚海西期。油气充注方向为由南向北,存在两条优势运移方向。海西晚期是轮古西重质油的主要形成期,燕山晚期～喜山期发生了海西晚期生成的原油的调整充注,形成了现今生物降解油与少量正常油相混合的特点。(5)轮古西奥陶系油藏的成藏主控因素包括1)寒武系烃源岩提供充足的油气资源；2)轮古西位于有利的区域构造位置；3)不整合、断裂控制油气成藏的主要要素；4)缝洞型岩溶储集体的发育是形成大型油气田的重要条件。