川东南地区位于四川盆地东南部,横跨四川、重庆、贵州、湖南、湖北等地区,构造主体位置属于四川盆地川东高陡构造带和川南中低缓构造带,处于华蓥山脉西南侧与大娄山脉东北侧之间。四川盆地奥陶系虽然有零星的油气显示,但研究程度相对薄弱,对整个盆地油气勘探潜力认识不足,因此本文以地层学、碳酸盐岩岩石学、构造地质学以及沉积学理论为指导,通过野外和室内、宏观和微观相结合的方法,对川东南地区奥陶系的地层格架、相标志、沉积相划分、平面分布规律及有利勘探区带分布进行了研究,取得了如下成果:(1)川东南地区奥陶系地层特征为:下奥陶统桐梓组,主要发育深灰色泥岩,深灰色亮晶鲕粒灰岩、灰-深灰色泥晶白云岩、灰质泥晶白云岩;厚度约67-153m。下奥陶统红花园组,发育深灰色生屑灰岩、深灰色鲕粒灰岩、砂屑灰岩;厚度约4-89m。下奥陶统湄潭组,以粉砂质泥岩及泥岩为主;厚度约162-288m。中奥陶统十字铺组,发育灰白色含泥灰岩夹泥灰岩;厚度约3-21m。中奥陶统宝塔组,发育灰色生屑灰岩、含泥灰岩、泥灰岩;厚度约21-61m。上奥陶统临湘组主要发育灰黄、灰绿色中厚层瘤状灰岩、泥质灰岩或瘤状泥灰岩;厚度约4-20m。上奥陶统五峰组,为灰黑色粉砂质页岩、灰岩为主;厚度约2-10m。(2)通过对周缘野外露头剖面的系统测制,测井资料分析等,详细研究了川东南地区奥陶系的相标志,将川东南地区奥陶系划分为碳酸盐台地、陆棚和混积台地3种沉积环境。台地相划分为局限台地、开阔台地和台地边缘3个亚相带及相应的8个微相;将陆棚相划分为浅水陆棚1个亚相带及相应的3个微相;将混积台地划分为1个亚相带及相应的2个微相。(3)沉积演化研究表明,川东南地区桐梓期主要发育澙湖沉积、局限台地内部点滩和开阔台地滩间;红花园沉积期相对桐梓期水体相对较深,主要为开阔台地环境,浅滩沉积分布较广;湄潭组沉积早期,盆内发生大规模的海侵,岩相转换特征明显,为泥、页岩覆盖在灰岩之上,如林1井、丁山1井、石柱漆辽等,全区基本发育以泥岩沉积为主的泥质浅水陆棚相沉积。湄潭组沉积中期,海平面下降,岩性转换界面明显,表现为泥质粉砂岩、生屑灰岩覆盖在下部泥岩之上,为粉砂质泥质浅水陆棚和混积陆棚沉积。湄潭组沉积晚期,海平面又持续上升,发育泥质浅水陆棚和混积陆棚-混积台地为主;十字铺组-宝塔组沉积期,盆地经历一次完整的海平面升降旋回,基本不受物源影响,发育镶边碳酸盐台地;临湘组沉积期主要发育碳酸盐岩台地,其中建深1井-三星1井-习水土河场一线以东、秀山溶溪以西地区为较深的台洼沉积,其它地区为开阔台地滩间沉积,局部发育点滩,如临7井、丁山1井发育低能生屑滩。通过沉积相分析,建立了奥陶纪不同时期的沉积模式。(4)根据本次研究,川东南地区奥陶系白云岩和灰岩主要发育于桐梓组和红花园组,其孔渗测试分析表明具有一定的储集性。综合沉积相、地震相、储层特征及储层预测研究成果指川东南地区有利勘探沉积区带主要集中于桐梓组局限台地亚相的鲕粒滩微相和红花园组开阔台地亚相中的浅滩微相之内。桐梓组Ⅰ级有利储集区带位于林1井-丁山1井-隆盛1井之间,面积为5451.255km~2。