飞三段是鄂西—渝东地区海相碳酸盐岩层系的主力产气层,系统研究飞三段的天然气成藏阶段与主控因素,对该区飞三段的天然气勘探具有指导意义。利用天然气组分和稳定碳同位素资料、烃源岩的干酪根碳同位素资料以及流体包裹体均一温度资料,在阐明油气的成因与来源、烃源岩的生烃史和油气充注史的基础上,结合构造演化史和圈闭演化史,划分了天然气的成藏阶段,并总结了天然气成藏的主控因素。结果认为:飞三段天然气主要为二叠系烃源岩生成的原油的二次裂解气;天然气的成藏经历了古岩性油藏的聚集(190~160 Ma)、古油藏裂解与古岩性气藏形成(160~140 Ma)、天然气调整再聚集形成今构造—岩性复合气藏(140 Ma—现今)3个阶段;沉积期暴露浅滩相储层的规模决定了古油藏的规模,晚期天然气的调整再聚集过程中的保存条件决定了天然气的最终聚集。