二连盆地巴音都兰凹陷南洼槽阿四段发育一套岩性复杂且粒径不等的致密砂砾岩储层,这套复杂岩性的砂砾岩层在二连盆地其他凹陷见良好油气显示,但在巴音都兰凹陷南洼槽地区仍未获较大的油气突破,本次论文以阿四段致密砂砾岩储层特征及优质储层主要控制因素为核心科学问题,以巴音都兰凹陷下白垩统阿尔善组四段致密砂砾岩储层为研究对象,在调研、总结前人研究成果的基础上,基于研究区取芯井及相关地质资料,采用岩心精细描述、常规-非常规储层定量表征实验、测井-地震资料综合对比和理论分析的研究思路,针对致密砂砾岩储层发育的不同流体水动力岩相特征、沉积相特征以及成岩作用对不同岩相成储差异作用开展系统性的定性-定量分析测试。针对研究区发育的复杂岩性致密砂砾岩,刻画了研究区致密砂砾岩岩相成因,建立不同类型岩相分类识别模式,通过多手段-多尺度对不同岩相储层孔喉结构进行了定性描述及精细定量表征,量化了不同岩相内发育孔隙空间及储集能力的差异性,总结了优势储层沉积特征以及成岩作用类型,并通过多岩相、多井位的样品对比,总结优质储层孔喉空间类型及发育规模,阐述了“沉积-成岩”两种作用对致密砂砾岩储集空间发育的影响,刻画不同岩相发育的孔隙空间的成因差异,最后从沉积环境、岩相类型、成岩作用类型、孔喉特征、连通性及储层物性的角度形成了研究区致密砂砾岩优质储层的评价方案,研究结果表明:由于研究区阿四段时期的多物源、短期快速沉积的特点,使得研究区目的层发育的扇三角洲致密砂砾岩沉积体系具有相带变化快,非均质性强、含油气性分布不均等特点,针对阿四段扇三角洲内沉积微相发育的不同流体水动力沉积特征,在研究区内目的层内识别出碎屑流沉积、牵引流沉积和浊流沉积3大类水动力成因岩相,具体又可细分为砾质碎屑流、砂质碎屑流、泥质碎屑流、砾质牵引流、砂质牵引流、高密度浊流、低密度浊流及羽流共计8小类。同时,根据不同流体水动力成岩特征共识别出22种岩相类型（砾岩相B1-B8、砂岩相S1-11、泥岩相L1-L3）,并划分出19种岩相组合（砾岩相A-C、砾-砂岩相D-G、砂岩相H-L、砂-泥岩相M-N以及泥岩相P-S）。研究区目的层为一套经受过多期压实、水体环境先碱性后酸性、碳酸盐矿物大面积胶结后又被溶蚀的复杂成岩过程的致密砂砾岩储层。恢复阿四段沉积时期成岩序列为:轻度压实→碱性环境石英溶解、碳酸盐矿物胶结→强烈压实→生烃作用排出有机酸→水体酸化,石英重结晶→方解石胶结物和长石溶蚀。研究区目的层主要发育有粒间溶孔、粒内溶孔、粒缘微缝和构造微缝等8种孔隙类型,同时,通过取芯井段精细描述、岩心铸体薄片、高压压汞、纳米CT及扫描电镜等多种手段,实现孔隙的多尺度观测,综合孔隙尺度、空间分布情况、形态特征以及成因的定性-定量表征,揭示了研究区致密砂砾岩储层主要发育孔喉结构、二维平面特征以及三维空间空间连通特征,建立了研究区致密砂砾岩优质储层划分标准,将不同岩相按发育孔隙类型、孔喉连通性及储层物性差异分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 3类储层,判定Ⅰ类储层内发育超大溶蚀孔和高级连通域以及粗喉道的砾质牵引流岩相砂体为研究区优质储层。研究区阿四段优质储层的形成受沉积作用及成岩作用的“多期叠加-复合制约”所影响,不同的流体水动力沉积是储层具有岩石结构差异、物质组分差异、颗粒分选性差异及孔隙结构差异的主要控制因素,合适的流体水动力为细砾岩提供了适宜的沉积基础,颗粒支撑的细砾岩具有较强的抗压实能力,原生孔隙保存性较好;而不同沉积环境决定了储层孔隙空间的后期改造程度,研究区水上环境发育的砾质碎屑流（B1-B2）杂基-泥质充填严重,主要以泥质胶结为主,而水下环境发育的岩相普遍发育钙质胶结作用,但不同岩相受沉积物粒径、分选性等因素控制导致地层压实作用对其影响程度也不尽相同。本次研究系统的揭示了巴音都兰凹陷阿四段发育的致密砂砾岩储层特征及优质储层形成控制因素,实现了致密砂砾岩储层孔隙多尺度精细定量表征,建立了复杂岩性致密砂砾岩相识别分类模式,对不同岩相发育的孔隙进行多方法交叉对比量化,总结了优质储层成储控制因素及评价方法,为实现二连盆地致密砂砾岩储层的精细化研究提供了科学方法与依据。