Да, описанный "эксперимент" имеет массу недостатков.
1. Новое топливо заливалось в пустой бак или было смешано с предыдущим?
2. 150 км. очень короткий промежуток.
3. Могли быть просто благоприятные дорожные, погодные и иные условия для уменьшения расхода.

Про себя могу сказать.
Проверял разницу между 92 и 95 бензином. Она точно есть, 92 расходуется больше при одинаковом темпе езды.

Мои тараканы:
а) Иногда балую машину бензином с улучшениями, считаю, что психологически езда улучшается.
б) Вымытая машина едет быстрее.