为进一步评价准噶尔盆地南缘硫磺沟区块二叠系油气勘探潜力,基于露头、钻录井、岩芯测试及地震等资料综合分析,系统梳理研究区石油地质条件,总结油气富集成藏模式,指明下一步勘探方向。研究表明:历经海西、印支、燕山和喜山4期构造运动,多期挤压推覆运动在南北向形成由背斜带和向斜带相间而成的构造格局,断块、断鼻、断背斜集中在背斜构造带上,具备形成构造及构造岩性油气藏条件;发育厚层芦草沟组富含有机质的黑色-灰黑色泥页岩地层,有机质丰度为1.80%~34.42%,有机质类型以Ⅰ—Ⅱ₁型为主,R_o为0.7%~1.3%,处于生烃高峰期,资源潜力大;发育二叠系井井子沟组、芦草沟组、红雁池组致密砂岩及页岩储层,具备形成源内页岩油、近源常规油的储盖组合条件,油气勘探潜力大;构建二叠系“一源多藏、复式聚集”成藏模式,预测二叠系芦草沟组、井井子沟组圈闭石油资源量约为1.09亿t,芦草沟组页岩油资源量约为1.40亿t,认为北部喀拉扎构造带、中部北小渠子构造带是油气勘探有利区带。