塔里木盆地作为我国最大的含油气盆地,油气勘探层系众多,其中作为海相碎屑岩典型代表的东河砂岩是油气勘探开发的重要对象之一。本论文以塔里木盆地卡1区块东河砂岩为研究对象,通过岩心观察并结合普通薄片、铸体薄片、扫描电镜、阴极发光、压汞分析、及常规测井数据,深入开展层序格架下储层非均质性表征及岩石物理相研究。论文取得如下成果和认识:1、进行了东河砂岩地层单元构成梳理,并确定了发育时代。在系统梳理东河砂岩划分沿革基础上,结合孢子化石组合等前人研究成果,依据岩性段划分了五个岩石地层单元:下砂岩段、中泥岩段、上砂岩段（上述三个单元相当于传统的东河塘组,或东河砂岩段）、含砾砂岩段和下泥岩段（过去划分早石炭世巴楚组）,统称为“东河砂岩”,不同于以往含砾砂岩段和下泥岩段为早石炭世产物的认识。2、构建了东河砂岩层序地层格架。依靠野外露头、岩心观察、测井曲线及地震资料对关键层序界面的识别和划分,把东河砂岩划分出6个三级层序,即砂体分6个期次发育,由下至上分别为SQ1-SQ6,SQ1-SQ3对应于东河塘组下砂岩段、中泥岩段、上砂岩段。SQ4-SQ6对应于东河塘组含砾砂岩段和下泥岩段。在研究区卡1区块由于受构造因素影响,仅仅发育SQ4-SQ6,即发育3个期次砂体。3、明确了层序格架内沉积相类型、特征及演化。通过对岩石颜色、岩相、沉积构造、粒度、剖面结构、测井相、地震相等7类相标志研究,在卡1区块内划分出滨岸和陆棚两类沉积相,认为SQ4-SQ5主要发育滨岸沉积,SQ6主要发育陆棚沉积,表明随着不同层序的发育,东河砂岩沉积面积自西向东逐渐缩小,以此建立了卡1东河砂岩滨岸相沉积模式。4、比较了层序格架内三期砂体非均质性特征。通过分析各期次内宏观非均质性（层内非均质性、层间非均质性和平面非均质性）和微观非均质性指标,综合认定SQ4-SQ5砂体非均质性相对SQ6较弱,其中SQ4最弱,明确了层序格架内砂体优选范围,同时揭示了储层非均质性受控于沉积、成岩作用及构造因素,以沉积、成岩作用为主要因素。5、首次在研究区应用岩石物理相进行优质储层预测。在砂体优选范围内,基于非均质性控制因素,在岩性岩相、成岩相、构造相的叠加和复合原则下对研究区东河砂岩岩石物理相进行命名与划分,得到中等压实中等胶结强溶蚀相-滨岸滩坝细砂岩相-无裂缝相等8种岩石物理相。综合利用测井数据建立了8种岩石物理相测井拟合函数,对东河砂岩储层岩石物理相进行了测井定量划分,解决了未取心钻井岩性识别、储层划分的问题,为寻找优质储层发育部位提供了可靠依据。6、通过研究区岩石物理相划分及对比,依据物性特征将中等压实中等胶结强溶蚀相-滨岸滩坝细砂岩相-无裂缝相（I类）、中等压实中等胶结强溶蚀相-滨岸滩坝细砂岩相-有裂缝相（II类）、强压实中等胶结中等溶蚀相-滨岸滩坝中-粗砂岩相-无裂缝相（III类）划分为优势岩石物理相,大多发育在SQ4层序,集中分布于滨岸滩坝相区内,认为层序格架控制优势岩石物理相发育位置;沉积相是优势岩石物理相物质基础;溶蚀作用是形成优势岩石物理相的关键;裂缝是形成优势岩石物理相的补充。结合本区特征总结了优势岩石物理相测井识别标志,为类似地区岩石物理相研究提供理论指导。