柴窝堡凹陷油气显示丰富,勘探潜力大。本文运用含油气系统理论,以石油地质学、油藏地球化学及构造地质学、储层地质学为基础,通过与柴窝堡地区及邻区二叠系烃源岩对比,分析了研究区不同构造单元油气来源;采用流体包裹体法,结合包裹体岩相学、包裹体烃生物标志物特征分析等手段,确定了凹陷中部达1井区和北部推覆带油气成藏期次及成藏时间;在烃源岩演化、构造演化及储层特征分析的基础上,讨论了油气成藏主控因素,建立了成藏模式。研究结果表明:柴窝堡凹陷芦草沟组烃源岩有机质丰度较高,有机质类型较好,已达到成熟阶段,但芦草沟组优质烃源岩主要分布在凹陷北部,凹陷中部和南部芦草沟组烃源岩生烃条件相对较差。研究区主要存在构造、岩性和复合型三大类油气藏。凹陷中部地区在晚二叠世和早白垩世中期至渐新世各发生过一次油气充注,原地烃源岩生成的油气沿断裂向上运移,在二叠系地层中聚集成藏,随着高成熟油气排出,造成在不同井区或相同井区不同层正常油气和凝析油气混合分布;凹陷北部地区在早侏罗世中期至早白垩世早期和早白垩世中期至晚白垩世各发生过一次油气充注,第一期油气主要来自凹陷中部芦草沟组烃源岩,第二期油气主要来自推覆体下盘芦草沟组烃源岩,油气沿断裂向推覆体上盘运移,在推覆体上盘二叠系地层中聚集成藏,断层上盘埋深浅的油气遭到水洗和生物降解作用形成轻质油、稠油和沥青质,埋藏深的油气保存完好。研究区主要存在自生自储、下生上储和新生古储三种成藏模式。油气分布主要受有效烃源岩的展布特征、构造演化和通源断层的发育情况、圈闭和储层特征控制。