近年来,塔里木盆地库车坳陷勘探取得重大突破,但前人对于研究区的油气成藏过程研究比较薄弱。本文利用有机地球化学、流体包裹体等实验,结合盆地模拟技术,系统分析研究区原油来源、成藏期次和成藏过程。结果表明,研究区存在Ⅰ和Ⅱ两类原油,Ⅰ类英买力原油的三环萜类总体具有C₁₉2021>C₂₂23(升-降-升型)特征,碳同位素偏轻,油源对比指示其源岩为三叠系黄山街组烃源岩;而Ⅱ类却勒-羊塔-玉东原油三环萜类具有C₁₉>C₂₀>C₂₁>C₂₂23(降-降-升型)特征,碳同位素值偏重,油源对比指示源岩为侏罗系恰克马克组烃源岩。通过包裹体均一温度分布,结合单井埋藏史、热史及二维剖面模拟,分析认为Ⅰ类油为三叠系烃源岩生成的原油在16~5 Ma运移至古潜山储层聚集成藏;Ⅱ类油为侏罗系烃源岩生成的原油在5~2 Ma运移至白垩系、古近系聚集成藏。结合不同族群原油平面分布,推测两个成藏时期所形成的秋里塔格构造带褶皱区的分布是两类原油聚集成藏的主控因素:16~5 Ma时期秋里塔格构造带褶皱段致使研究区西部油气输导体系不畅通,所以Ⅰ类油藏分布于研究区东部;5~2 Ma时期秋里塔格构造带褶皱段致使研究区东部油气输导体系不畅通,致使Ⅱ类油藏分布于研究区西部。虽然秋参1井靠近烃源岩且在两个成藏期都处于油气运移路径上,但因为一直未发育有效圈闭导致失利;西秋2井因工程原因失利,研究发现,在该井潜山储层含油可能性较大,建议加深钻探。同时发现研究区烃源灶周缘西秋古隆起具备形成大型油气聚集带的条件。本文研究结果为该地区进一步勘探提供理论依据。