受构造、沉积、水文地质旋回的控制，塔里木盆地发育多套生储盖组合、油气成藏具有旋回性。研究和勘探结果表明，生油岩主要分布于满加尔坳陷寒武系—奥陶系、库车坳陷三叠系—侏罗系和塔西南石炭系—二叠系中。塔中隆起奥陶系、塔北三叠系—侏罗系也具有一定的生油潜能。油气储层分布很广泛，除二叠系以外，寒武系至上第三系均获得工业油气流或具有油气显示。石炭系、三叠系—侏罗系及下第三系碎屑岩储层岩具有良好的储层物性。岩性为岩屑砂岩、石英砂岩，其中铝硅酸盐矿物被溶蚀的现象最常见（表2-2）。油气藏主要分布在塔中及塔北轮南、英买力、东河塘地区的寒武—奥陶系、石炭系，以及塔北隆起轮南地区侏罗系—三叠系、轮台断隆带第三系中。哈拉哈塘凹陷—塔中隆起志留系储层沥青厚，横向分布广泛且较稳定。吕修祥等（1996）将这些油气藏划分为3旋回（图2-5）：第Ⅰ旋回中油气藏大多被破坏，第Ⅱ旋回中油气藏大多已调整，第Ⅲ旋回具成藏层位多、保存好的特点。盆地内盖层也较多，以第三系含膏盐层、石炭—二叠系异常压力带及各层系中钙质泥岩封隔条件较佳，造成塔里木盆地具有良好的盖层条件。
图2-5 油气成藏旋回
（据吕修祥等，1996）
表2-2 碎屑岩储层特征与油气分布
（引自陈永武等，1995）