渤海湾盆地辽河坳陷雷家地区沙河街组四段（沙四段）为陆相湖盆裂陷期形成的一套以油页岩、泥岩和泥质碳酸盐岩薄互层组合为主的沉积,是该地区的主力烃源岩。近年来,随着国内外非常规油气勘探的不断深入和发展,沙四段所蕴含的致密油气资源得到了极大的重视,对其沉积特征和储层性能开展详细的研究具有重要的理论和实践意义。本文以沉积学、储层地质学、非常规油气地质等学科的理论为指导,综合利用钻井、测井、录井、地震及各项分析化验资料,对辽河坳陷雷家地区沙四段的地层及沉积特征进行了详细的研究;根据岩心分析、薄片鉴定、测井分析,结合铸体薄片、扫描电镜、压汞、CT扫描等手段对沙四段储层的岩石学特征、储集空间类型、孔隙结构、物性分布、岩石脆性特征等进行了分析和描述;针对沙四段致密油储层中出现的白云岩,对其成因机理进行了深入分析;探讨了沉积作用、成岩作用等因素对储层发育的控制作用。综合以上研究结果,结合储层脆性条件、烃源岩条件研究等成果,利用多因素叠合法对沙四段致密油储层的分布和发育情况进行了综合评价和预测。具体成果如下:（1）碳酸盐岩致密储层岩石类型与特征根据岩心观察和描述,雷家地区沙四段白云岩类型主要为粒屑云岩和泥晶白云岩。粒屑云岩通常为灰色、灰白色或灰绿色,多见油气显示,并与灰绿色及浅灰色、灰褐色泥岩互层沉积;泥晶白云岩褐灰色或灰白色、中厚层状,多为纹层状或团块状结构,与深灰色泥岩或褐灰色油页岩间互层且局部出现黄铁矿晶体。（2）碳酸盐岩致密储层特征探索了核磁共振、高压压汞、低温氮气吸附、恒速压汞和扫描电镜方法在泥页岩储层中的适用性,定性-定量表征了泥页岩储集空间的微观结构,包括形态学特征、矿物组成、孔隙度（面孔率）、孔径分布等。就物性特征而言,高升组为更优质的储层,更有利于致密油的可动和开采。（3）碳酸盐岩致密储层形成机理碳酸盐岩致密储层的形成主要受沉积作用与成岩作用的影响。沉积作用方面,在古地貌的控制下,沙四段的沉积产物在平面上具有明显的分带性沉积环境上,沉积水体属于咸水或微咸水,为浅湖—半深湖还原沉积环境,水动力条件较稳定,白云岩成因为准同生白云岩;在成岩作用方面,研究区主要的成岩作用为压实作用和白云化作用。（4）致密储层有利区的预测基于本次研究可动油量、脆性矿物及渗透率数值,计算了雷家地区27口井杜三段和高升段碳酸盐岩储层综合权重因子。通过分析综合权重因子分布特征,本次研究将其分为两级:致密油勘探开发有利层（U≥50）、致密油勘探开发低效层（U＜50）,结果表明,致密油勘探开发有利层主要分布在杜三段,高升段仅分布在部分层段。因此,致密油有利层系主要分布在雷家地区杜三段。