四川盆地经历了多期构造隆升事件,深层-超深层储层中伴随发生多期油气聚集与相态转换过程。古油藏的形成对现今气田分布具有重要控制作用,但早期油藏记录多已遭受破坏。本文综合运用岩石学、阴极发光、流体包裹体、原位U-Pb同位素定年及盆地模拟等方法,对四川盆地西南部威远地区震旦系灯影组储层多期石油充注过程开展研究。结果表明:灯影组储层发育葡萄花边状白云岩纹层(LD)及孔洞充填的三期白云石胶结物(CD-1、CD-2、CD-3),利用白云石U-Pb同位素定年和流体包裹体确定其形成时间分别为542 Ma、486~482 Ma、410 Ma和270 Ma。储层中识别出三期沥青的存在(Bit-1、Bit-2、Bit-3),揭示了三次油充注事件。基于储层岩相学特征确定成岩矿物和固体沥青之间的成岩序列:LD→Bit-1→CD-1→CD-2→Bit-2→CD-3→Bit-3。通过结合烃源岩生烃模拟与成岩矿物年龄,确定和约束第一期和第二期油充注分别发生于500~486Ma和410~400 Ma。加里东期构造隆升对威远古油藏进行了改造,该事件发生于第二期油充注之后。根据CD-3白云石胶结物中次生沥青包裹体伴生的同期盐水包裹体均一温度(Th)和下寒武统烃源岩主生油期分析,确定灯影组第三期石油充注时间为270~230Ma。其中,第一期油充注可能来源于陡山沱组烃源岩供给,而第三期油充注主要来自下寒武统烃源岩供给。该研究揭示了四川盆地西南部多期石油充注时间序列,为多旋回复合叠合盆地油充注期次厘定提供了新的方法体系。