北部湾盆地涠西南凹陷天然气成因复杂、差异分布机理不明,制约了该区天然气的勘探。基于天然气组分、Mango轻烃参数、C₆—C₇轻烃、碳同位素及伴生油地球化学特征,开展了涠西南凹陷天然气来源与分布规律研究。研究表明:(1)涠西南凹陷气层气干燥系数0.79~1,轻烃组成中富含正构烷烃而低含量芳烃,甲基环己烷指数为25.9~38.1,天然气K1值基本保持恒定,具有明显三环优势,成熟度约1%~1.73%,主要为Ⅰ—Ⅱ₁型油源岩初次热解成因气。(2)涠西南凹陷气层气相关的大部分凝析油中三环萜烷系列总体上呈以C₂₁、C₂₃三环萜烷为主峰的正态分布模式,C₃₀4-甲基甾烷相对含量高,Pr/Ph比值普遍偏低,且全油碳同位素较重,主要来源于流二段下亚段半深—深湖相油页岩,流三段上亚段烃源岩可能存在部分生烃贡献。(3)成熟气层气主要来源于流二段下亚段油页岩成熟期所生成的原油,受油藏饱和压力与地层压力差值控制,两者差值越小越有利于该类气成藏。高熟气层气主要来源于主洼高熟流二段下亚段油页岩、流三段上亚段泥页岩,受烃源岩高热演化程度影响呈近源分布。(4)成熟气层气通过原油远距离运聚最终在凹陷边缘处成藏,当地饱压差较低时从油藏中脱气形成,斜阳斜坡大型构造脊运移远端地层压力较低,可能会出现成熟气层气。由于断层错开储层,使储层与高熟烃源岩形成有效对接,高熟气层气通过源脊控汇、顺次充注,油气差异聚集,二号断裂带、凹陷深层直接与高熟烃源岩对接区,可能有高熟气层气成藏。研究成果对涠西南凹陷天然气勘探具有重要参考价值。