通过岩心观察、薄片鉴定、阴极发光分析、流体包裹体测试及U-Pb定年技术等,对川西南地区中二叠统栖霞组岩石学特征、流体活动特征进行了分析,系统揭示了储层的矿物充填序列与油气成藏期次,明确了成藏模式。研究结果表明:(1)川西南二叠系栖霞组储层主要分布在栖二段,主要为溶蚀作用形成的缝洞型白云岩储层,其次为灰岩储层;储集空间以继承性溶蚀孔缝为主,多被方解石充填。(2)研究区栖霞组孔洞内发育3期矿物充填,从早至晚依次为:第1期细—中晶白云石(晚二叠世,253.0±12.0 Ma),以发育盐水包裹体为特征,反映晚二叠世构造抬升背景下的低温热液活动;第2期鞍形白云石(早三叠世,244.2±9.5 Ma),共生中—高成熟度蓝绿色荧光烃类包裹体与盐水包裹体,均一温度为110~115℃,指示印支运动初期热液-原油联合充注;第3期中晶方解石(晚侏罗世,158.0±38.0 Ma),伴生高成熟度蓝荧光油包裹体与高温盐水包裹体,均一温度为180~185℃,对应燕山期构造热事件驱动的深部原油二次运移。(3)研究区栖霞组油气藏为寒武系筇竹寺组与中二叠统2套烃源岩的混源供烃而成,成藏过程经历了2期关键充注,分别为早三叠世烃类初次充注形成古油藏和晚侏罗世深部原油再次充注使古油藏调整定型。