准噶尔油田位于中国的西北部。它是一个同名地堑构造的盆地，呈三角形，最深达1000km，最窄250km（图14.18）。
图14.18 准噶尔油田
盆地面积是130000km2，三角形状是由周围的断层形成的。盆地南部是天山东麓6512m的高处——博格达峰，西北是低矮的准平原山系（海拔1000～2000m），与准噶尔接壤，东北是（蒙古）阿尔泰山的支脉，海拔达4000m。盆地在年龄及构造上具有多相系的基底、边缘极度不整合等特征。南部边缘为复杂的扭曲褶皱，局部为强烈的倒转褶皱（达60°～70°），而北部则宽阔平坦，分布在古生代—前寒武纪地层上，被古生代、中生代和新生代沉积所覆盖（Бакиров，1971）。准噶尔盆地是海底凹陷的一部分，形成于二叠纪时期200Ma。盆地的地质构造不同，基本分为3个构造带：① 北部边缘；② 中部；③ 南部边缘。
盆地基底年龄各异：最为古老的北部坡地由奥陶纪岩石叠加而成。
准噶尔油气田沉积层剖面开始于石炭纪岩层——碳酸盐类陆源及火山岩类建造，厚度大约2km。二叠纪，准噶尔地区是几个独立的坳陷和隆起，三叠纪时成为一个整体的沉积盆地。晚二叠世的沉积广泛分布于整个盆地。三叠纪末期，海水撤离盆地，在中生代和整个新生代期间没有回至该区域。从那个时期到现代这里只是积聚了湖泊陆源沉积。侏罗纪和白垩纪的厚层沉积广泛分布在盆地中部，新近系局限于盆地南部。从石炭纪到中生代这里形成了厚度为16km的岩层。根据Zhang Li和西德涅夫（Сиднев，2010）的资料，准噶尔盆地碳氢化合物的地质储量为：石油——18亿t，天然气——576亿m3。可开采储量：石油——201Mt，天然气——112亿m3。准噶尔盆地的碳氢化合物储量位居全国第四。油气层主要是石炭系、上二叠统、下三叠统、下侏罗统和中新统。主要的油气沉积物是二叠纪岩层。索科洛夫院士（Соколов.，2002）阐述了他有关准噶尔盆地碳氢化合物起源的观点。
在准噶尔盆地南部，古-新近纪沉积下面埋藏着富集大量有机质的中生代厚层。在巨厚的中生代—新生代沉积体系中，沿边缘深大断裂处隆起了天山古生代地层，为地堑有机质向流体转化并进一步聚集，为覆盖新近纪沉积的砂岩提供了有利的动力地质环境。不整合及倒转褶皱的构造充分揭示了来自天山山脉的巨大压力。
根据Zhang Li和西德涅夫（2010）资料，准噶尔盆地分为6个具有前景的油气带：
（1）北天山和昌吉沉降带
位于盆地南部。这个山前坳陷最大的古沉降带是中新世和上新世的沉积层。它包括四棵树凹陷、霍玛吐背斜层、齐古褶皱带和阜康断裂带组成，面积共24000km2，沉积层总厚度达12000m。
昌吉沉降带面积是17000m2，与天山凹陷平行分布。白垩纪—古近纪的沉积层总厚度是6000～14000km。
厚达1000～2000m的油气储油层中石油和天然气的储量是20亿t。探明的油田有克拉玛依、独山子、石西、玛北、乌尔禾、夏子街以及齐古和呼图壁。
独山子矿床是一个狭窄的对称陆背斜褶皱（图14.19），其剖面右翼被断层截断，看似是一个构造屏障。生油层和底部新近纪褐色岩套（中新世）和新近纪绿色岩套有关（Бакиров А.А.，1971）。
这里有中国最大最古老的碳氢化合物矿床——克拉玛依，它是新疆石油工业的发源地。
克拉玛依油田位于准噶尔盆地北缘，是一个陆背斜褶皱，在一侧被断层切割（图14.20），是一个双层构造。上层是异地构造，呈阶梯断块构造推入底部，底部是在上层变质岩基底下沉积的二叠纪和晚石炭世岩层。
在上面的一层，含油气的白垩系（8个矿床）和侏罗系（5个矿床）在构造和地层绝缘圈闭中；在下面的一层，上古生界含有沉积形成的一个平缓的短轴陆背斜。
在发现大庆油田之前，克拉玛依油田是1955 年中国发现的第一个大型油田，生产能力是1000万t。在27年间，克拉玛依油田的原油生产能力逐年递增。1978年原油产量是353万t，1983年是427万t，1986年是550万t，1990年是702万t，1995年是1595万t，2007年是1217 t。这个地区具有同样构造的还有其他油田，例如乌尔禾，那里只是发现了第一层，储油层是上三叠统、中侏罗统和下侏罗统。准噶尔油田（克拉玛依、独山子、石西、玛北、乌尔禾、夏子街）油气总储量预计为15亿t。
图14.19 独山子构造剖面
图14.20 克拉玛依矿床示意图
（2）沙奇隆起
位于盆地东部，面积是8000m2。广泛分布着石炭纪沉积，在隆起部不整合，经过侵蚀的二叠纪和三叠纪岩层叠加而成。侏罗纪和白垩纪沉积广为分布。这个区域分为二叠纪和三叠纪的几个产油层。油气储量为2.3亿t。发现的油田有五彩湾、彩南、火烧山、北三台。
（3）准噶尔中央地段
最大的正向构造单元，横穿盆地中部，面积是4000km2，基底埋藏深度是4000～10000m。含油层是二叠纪、三叠纪和白垩纪的沉积层，厚度是800～1000m。储油量是8亿t。这是准噶尔盆地最有前景的产油区。
（4）玛湖中部坳陷
与中部地段平行分布，是一个深大断裂。二叠纪的沉积厚达7000m，侏罗纪的沉积厚度达1300～1800m。二叠纪、三叠纪、中晚侏罗世岩层是储油层，其厚度达800～1000m。石油储量是12亿t。
（5）三水隆起
这是盆地北部一个古老的巨大隆起，面积为18000km2。其北部有中生代沉积层的深度下降，面积是2000～5000m，而南部是新生代沉积。储油层是二叠纪、早中侏罗世的砂岩。储量为12亿t。已经探明的大型油田有石西和石南。
（6）乌伦古坳陷
乌伦古坳陷位于盆地最北部，面积是16000km2。沉积层主要形成于石炭统和早二叠世，总厚度为4000～6000m，其中二叠系为2000m，三叠系为1000m，侏罗系为2500m。储油层在三叠系、下侏罗统和中侏罗统。储油层厚度为100～200m，储量为4200万t。
中国学者认为，准噶尔盆地符合油气田的主要形成指标。根据国家矿产资源委员会的通报，2006年在准噶尔盆地发现了克拉美丽特大型天然气田，探明储量为1000亿m3。
最后应该指出的是，准噶尔油田的油气体系与石炭纪、晚二叠世、晚三叠世、早侏罗世和中新世沉积层有关。其中以二叠系为主。