现今的塔里木盆地是发育于晚元古代即已形成的大块体之上的一个大型复合叠加含油气盆地，是我国最大的沉积盆地，盆地面积56万km2。研究区塔西南地区位于塔里木盆地西南部，由5个次级构造单元组成，面积18×104km2，一直是重点油气勘探区域之一。柯克亚油气田位于塔西南坳陷山前第二排构造带上，由上第三系中新统背斜油气藏和下第三系卡拉塔尔组深部凝析油气藏组成。 在前人研究的基础上，本文采用三维荧光分析、生物标志化合物、流体包裹体测定、流体势剖面和切片等技术方法，对研究区的区域地质、油源、成藏系统以及地下流体势等方面进行了综合研究，主要结论如下：塔西南坳陷的构造演化经历了八个演化阶段，经历了三个伸展聚敛旋回，不同历史时期不同性质的盆地叠加和演化，构成了塔西南坳陷复杂地质结构特点。 柯柯亚上第三系中新统及下第三系的油都是多源的，主要来源于侏罗系湖相泥岩，但有一定量的石炭系～下二叠统的海相油气成分的混入。 柯柯亚油气田天然气具有腐植型偏中性天然气的性质，烷烃碳同位素系列与煤成气较为接近，说明气源层应该主要是侏罗系煤系地层，但有部分腐泥型气混入，这种腐泥型气的最可能的来源就是石炭系和二叠系海陆过渡相生油岩。 三维荧光测试分析结果表明，克里阳油砂具有双源特征，可以确定二叠系源岩为其中的一源，推测另一源为侏罗系地层，从而证实了塔西南地区古油藏的存在，柯克亚凝析油气田是在古油藏的基础之上形成的次生油气藏，而且侏罗系可能是塔西南山前地区(包括柯克亚油气田)油气的主要来源。 根据油气藏的综合研究，本文认为柯克亚凝析油气藏的成藏模式为：“古油藏形成，背斜雏形油气充注，晚期调整、驱替，后期改造，形成混源、含原生油气的油气藏”。 通过大量油、气、水三势的剖面图件的分析，认为柯克亚、克里阳和棋北地区的流体势分布存在着许多共同点和不同点。其共同点为各地区油势和水势都具有分层分布的特点，其界限为T3，在T3以上地层以发育低势区为主，T3～T8之间地层以发育高势区为主。不同点主要在于深部地层总体特征，克里阳地区为南高北低，柯克亚地区不同横向部位特征相近，棋北地区表现为北高南低。 本文首次利用切片技术得到柯柯亚、克里阳、棋北及其周围地区3500m和6500m深度油、气、水三种流体势等深切片，基本真实地反映了上第三系和下第三系的地下流体流动系统和能量分布。通过分析高势区和低势区的分布格局及己发现油气聚集位置，验证了流体势分析的正确性，并预测了多个有利油气聚集区和油气远景区，为今后的油气勘探提供了有利的依据。