多年来的勘探实践证明了鄂尔多斯盆地是我国天然气勘探最具潜力的盆地之一,针对上古生界气藏在盆地东部(研究区)认识程度非常低的现状,本论文采用地质与野外剖面观测、岩心观察描述与实验室分析鉴定相结合,资料统计、单因素分析与综合作图相结合的研究思路,以石油地质学、储层沉积学、储层地质学、数学统计等学科理论为指导,应用多种分析测试手段,对上古生界沉积相、储层微观特征及油气富集规律进行研究,并提出有利区带。本文对研究区30余口探井的岩性特征和电性特征进行综合分析,结合前人研究资料,对研究区湖田段铁铝岩层、晋祠砂岩、下煤组(8、9号煤)和东大窑灰岩几个重要标志层井下电性特征进行详实描述,并将山西组与太原组分层界限定位于太原组顶部灰岩(东大窑灰岩)之上。从岩石学、粒度分布、沉积构造、遗迹化石特征以及测井相等五方面特征,总结出研究区各类沉积相的相标志,为沉积相的识别和划分提供了有力的依据。通过对相标志的识别和对反映沉积相纵向演化的剖面分析,将研究区上古生界石炭系本溪组—二叠系石千峰组划分为6个沉积体系、13个亚相和若干个微相。其中以稳定的内陆湖泊—三角洲前缘沉积体系为主。盆地的克拉通特性质,决定了盆地内油气藏的富集主要受控于沉积体系内砂体展布的分布规律。本区主力层段千5、盒8、山1及山2段主要发育三角洲前缘水下分流河道,水下分流河道砂体是该区油气储集的骨架。以地球化学指标为主,分析了研究区山西组、石盒子组和石千峰组的沉积环境,泥岩样品的地球化学特征表明,山西组古盐度值平均为4.96‰,B/Ga、V/Ni比值以及B—Ga—Rb三角图均显示研究区山西组沉积水体以混合水为主,石盒子组和石千峰组古盐度值较小,分别为2.59‰和0.09‰,表明石盒子组和石千峰组沉积为淡水环境沉积,说明研究区沉积环境由山西组的海相沉积逐渐演变为石盒子组和石千峰组的陆相沉积。研究区上古生界砂岩以中、细粒石英砂岩沉积为主,胶结物主要是方解石,其次为石英、长石的次生加大、黏土矿物等。碎屑颗粒分选中等-好,颗粒之间以线、点一线接触为主。主力层段盒8、山1、山2段储层经历的储层成岩作用主要有压实作用、胶结作用、交代蚀变作用、重结晶作用和溶解作用。储集空间多以各类孔隙的复合形式出现,以高岭石晶间微孔和次生溶孔为主,原生粒间孔隙居于次要地位。渗透率的变化主要与孔喉大小、孔喉之间的连通程度有关。成岩演化阶段主要为晚成岩B期至C期。本区储层物性降低的主要原因是压实作用和胶结作用造成的。通过统计计算盒8、山1、山2段储层原始孔隙度分别为34.7%、35.8%、35.80%,由于压实作用造成的孔隙丧失分别为15.4%、17.1%、17.7%,由于胶结作用造成孔隙丧失分别为6.3%、5.4%、6.2%,溶解作用使孔隙增加了2.1%、1.5%、1.7%,现今孔隙度分别为8.9%、9.4%、9.3%。从层内、层间、平面上对储层的非均质性进行了研究,通过渗透率变异系数计算,表明该区千5、盒8、山1、山2段储层的非均较强,盒8段非均的程度最强,其变异系数为0.79。沉积环境及成岩作用是造成储层非均质性的主要因素。通过对研究区油气成藏条件的研究,结合目前勘探开发实践,成岩作用、沉积作用和构造作用不仅是油气成藏的重要基础,而且控制了油气富集与分布,根据有利区预测依据及各种因素对储层影响与贡献的大小,对上古生界储层优选了影响储层的9项因素,通过定量评价的模糊判别值将储层划分出三种有利储层类型,即最有利储层、有利储层和较有利储层。优选出古生界各储集层段中千5、盒8、山1、山2段储层有利区块,为下一步勘探开发指明了方向。