随着巴楚—塔北地区多口井钻遇或钻穿寒武系并发现良好的油气显示,揭示了寒武系油气资源良好的勘探前景。由于埋深大、后期改造作用强烈导致巴楚—塔北地区寒武系油气成藏条件认识不清,尤其是对烃源岩热演化及其油气运聚趋势与油气成藏条件时空匹配关系的基础研究较为薄弱。针对以上问题,论文开展了寒武系油气成藏条件的分析,指明寒武系油气成藏的主控因素,以期对该地区寒武系油气勘探提供一定的支撑。论文从下寒武统烃源岩特征入手,优选研究区不同构造单元10 口探井开展了热演化模拟。依据烃源岩热演化史的差异性,建立了盆地坳陷区持续热演化、盆地斜坡区接力热演化、盆地周缘山前带快速热演化3种热演化模式。通过烃源岩热演化阶段的划分和生排烃时期,确定了奥陶纪末加里东中期、志留纪末加里东晚—海西早期、二叠纪末海西晚期以及新近纪末喜山晚期4个关键时期,结合包裹体与热史的关系推测油气成藏时间。通过恢复下寒武统底界面古构造面在4个关键时期的热演化史认为:巴楚地区东部阿瓦提坳陷的烃源岩生烃时间较西部早,坳陷以持续热演化模式在加里东中期开始生烃,生烃高峰为加里东中期—海西早期,坳陷主体于加里东中期—晚早期开始排烃,海西晚期时基本进入生烃枯竭阶段;巴楚地区西部,麦盖提斜坡区烃源岩在加里东晚期逐渐进入低成熟阶段,海西晚期进入生油高峰,最早排烃期应该为海西晚期,目前麦盖提斜坡的烃源岩依然可以作为巴楚地区西部寒武系油气成藏的有效烃源岩。塔北地区油气供给主要呈现先远源后近源的特点。加里东中期,满加尔坳陷的烃源岩已经进入生油高峰并开始排烃,在海西晚期进入生烃枯竭且枯竭范围逐渐扩大。而在海西早期进入生油高峰的塔北地区自身的烃源岩已经开始排烃,使得塔北地区的寒武系油气成藏由远源供烃转为近源供烃模式。目前沙雅隆起区的烃源岩以接力热演化模式仍然处于生干气阶段。该区流体包裹体显示具有多期成藏,最早开始于加里东中期。通过10 口井的岩心观察和测井资料解释,结合断裂地震解释对巴楚—塔北地区寒武系输导体系进行研究认为:巴楚地区主要发育断裂、不整合面以及输导层型组成的复合输导体系,塔北地区主要发育断裂、输导层型、裂缝和不整合型组成的复合输导体系。以2条过巴楚—塔北地区地震解释剖面为依据进行建立油气运聚剖面模型,并对下寒武统底界在4个关键时期的古构造面进行平面流线模拟,结果显示:长距离优势运移通道在加里东晚—海西早已经形成,在海西晚期具有规模。巴楚—塔北地区寒武系油气聚集带经历多期破坏和调整,其中塔北地区主要向北西方向调整,巴楚地区东部向阿瓦提坳陷收敛,巴楚地区西部则持续向北调整。通过对巴楚—塔北地区典型井和油气藏分析认为,巴楚地区寒武系油气成藏的有利条件包括储盖组合良好,输导体系发育及圈源时间匹配较好,而勘探失利的主要原因是烃源岩条件差,无通源断裂且深大断裂断至地表破坏油气藏,因此认为在寒武系油气成藏条件中,近源圈闭是基础,保存条件是关键。塔北地区寒武系油气成藏的有利条件包括烃源岩和输导体系发育,断裂形成与活动时间与油气成藏时间匹配较好,而勘探失利的主要原因是上寒武统缺乏良好的圈闭封盖条件,由此认为台地内膏岩发育区内的构造有利部位具有良好的勘探前景。