塔里木盆地顺北地区超深层油气资源丰富,但成藏地质条件时空匹配关系复杂认识不清,为此,通过分析测试和盆地模拟技术恢复了顺北地区油气生—运—聚成藏过程,探讨了油气性质差异性原因,揭示了深层—超深层油气运聚机理和成藏模式。研究结果表明:加里东中—晚期和海西晚期是油气运聚的关键时期,而喜马拉雅期存在油气藏再改造和分配;该地区烃源岩发育3种生烃模式,即油多气少双峰型、油气并举双峰型和气多油少双峰型;走滑断裂是油气运移的优势运移通道;盐下、盐间和盐上油气资源量存在此消彼长的关系,肖尔布拉克组和沙依里克组距离烃源岩近优先发生运聚,其中低隆起区是油气再运移的中转站;横向上,顺北地区油气藏受控于主干断裂带的影响,呈现出条带状分布;纵向上,主干断裂沟通烃源岩,向上“开枝散叶”,断裂活动性越强,缝洞系统越发育;同一断裂带内,多期油气充注混合是导致不同位置油气性质差异的主控因素。顺北地区油气藏整体上表现出“多元接力式供烃,断裂优势输导,多期混合充注成藏”的特征。该研究成果对顺北地区深层—超深层下一步油气勘探提供方法上的参考和借鉴。