塔里木盆地托甫台地区是近年来的石油勘探热点地区,油气充注方向的研究对于确认该区奥陶系原油有利富集区至关重要。通过现有油气勘探成果,利用气相色谱(GC)和色谱-质谱(GC-MS)分析等地球化学方法对托甫台地区奥陶系油藏的15件原油样品进行了生物标志化合物分析,系统研究了原油地球化学特征和原油及其族组分碳同位素特征。对研究区原油的母质类型、成熟度及沉积环境特征、烃源岩以及油气的充注方向开展了深入研究,研究结果表明:1.根据托甫台地区奥陶系原油正构烷烃分布特征、原油中丰富的萜类化合物和较高含量的C₂₉规则甾烷判断原油母质来源于海相浮游菌藻类;2.甾烷异构化比值、18α(H)-新降藿烷成熟度参数、4-/1-甲基二苯并噻吩参数及甲基菲指数和二甲基双金刚烷指数显示托甫台地区原油处于中等成熟度阶段。并且根据ααα-C₂₉甾烷(20R)和甲基双金刚烷化合物绝对浓度判断原油裂解程度较低;3.原油具有低的姥鲛烷/植烷(Pr/Ph,0.81-0.93)比值、高丰度的二苯并噻吩、较高的C₂₄/C₂₃三环萜烷(C₂₄TT/C₂₃TT,0.57-0.65)比值、较低的C₂₂/C₂₁三环萜烷(C₂₂TT/C₂₁TT,0.33-0.41)比值指示其源岩沉积于强还原的海相碳酸盐岩或泥灰岩沉积环境;4.根据C₂₆、C₂₇、C₂₈三芳甾烷类参数以及伽马蜡烷/C₃₁升藿烷(22R)(G/C₃₁R)和C₂₄四环萜烷/C₂₆三环萜烷(C₂₄Te T/C₂₆TT)等萜烷类生标化合物参数,表明托甫台地区奥陶系储层的原油主要来源于中上奥陶统烃源岩。5.使用原油物性参数和成熟度参数示踪托甫台地区原油充注方向,示踪结果显示托甫台原油来源于顺托果勒低隆起,并沿顺北1号断裂带向研究区运移,研究区原油总体充注方向为由南向北。6.原油饱和烃气相色谱图中正构烷烃分布比较完整且丰度较高。此外,原油样品中普遍存在完整的25-降藿烷系列化合物,说明托甫台原油为早期生物降解原油和晚期正常原油的混合油。原油及其族组分碳同位素特征进一步支持了托甫台奥陶系油藏至少存在两期油气充注。