塔里木盆地是我国最大的含油气盆地,塔北地区又是塔里木盆地发现油气最多的地区,但受限于勘探难度大、勘探成本高等,快速、高效且经济的油气微生物检测等新技术日益受的重视。因此,针对塔北地区的土壤和微生物特点,进行相关的油气微生物检测研究,对于提高塔里木盆地的油气勘探效率、降低成本,发展、完善油气微生物勘探理论,具有重要的理论和现实意义。本研究选取塔北地区已知油气区为实验区块,以适合于塔北地区的油气微生物检测技术为主要的研究手段,以土壤微生物异常特征与油气分布的关系为研究对象,以未知区顺8井北未知区的油气有利区预测为落脚点,进行了一系列实验和分析。研究的过程中,共分析土壤样品374个,根据塔北地区土壤人为干扰少、有机质含量贫乏、微生物含量低的特点,建立了三种适合于塔北地区的油气微生物检测的技术和方法,为研究区土壤微生物信息的提取和异常特征评价,奠定了技术基础。通过对482个样品的进行平板培养计数,验证了塔北地区的油气分布与甲烷氧化菌和丁烷氧化菌异常分布相关性均较好,尤其是丁烷氧化菌。通过对242株细菌单菌落进行了16S r RNA测序,共鉴定塔北地区土壤微生物38种,查清了塔北地区甲烷氧化菌的优势菌种为甲基杆菌、罗尔斯顿菌和假单胞菌,丁烷氧化菌的优势菌种为诺卡式和红球菌,建立了14种微生物的实物菌种库。在免培养条件下,通过直接提取211个土壤中所有微生物的基因组,进行高通量分析,发现了塔北地区土壤中属水平排名前10的微生物和5种潜在的油气指示菌,并对油气指示微生物的相对丰度以及群落结构特征进行分析。传统的平板培养法与新型的高通量群落解析技术应用于塔北地区得到了相似的实验结果,即油气微生物的异常特征与油气分布具有一定的对应关系。综合微生物数量异常特征、物种多样性特征以及群落结构特征等,推测出顺8井北未知区的潜在油气有利区（异常区）4个,其中在未知区的西部,微生物异常值较高,油气潜力较大。