近年来,湖相碳酸盐岩油藏作为致密油藏的重要组成部分,逐渐成为了勘探热点。优质储层成因机制是制约湖相碳酸盐岩油气勘探的关键问题之一。本文以济阳坳陷古近系沙四上亚段的湖相碳酸盐岩为例,选取四扣洼陷和东营凹陷南斜坡作为重点解剖对象。在建立精细层序地层格架的基础上,运用沉积学、储层地质学、地球化学等多学科的理论与技术,对湖相碳酸盐岩优质储层的成因机制进行了系统的研究。济阳坳陷古近系沙四上亚段湖相碳酸盐岩的平面分布与周缘的古生界基岩具有明显的相关性。湖盆内泥晶灰岩样品的碳、氧同位素数值与同时期海水的具有较大的差别,放射性锶同位素比值与周缘的古生界碳酸盐岩基岩的锶同位素比值一致,表明古生界基岩为湖盆内碳酸盐岩的形成提供了物质基础。济阳坳陷湖相碳酸盐岩优质储层由礁滩型储层、岩溶型储层和泥晶白云岩储层组成,发育7种孔隙类型,物性的平面分布受控于岩相展布,垂向的分布受顶部不整合面和高频沉积旋回的联合控制。湖相碳酸盐岩储层主要经历了咸化湖水、大气淡水、表生和埋藏四种成岩环境。溶蚀作用、白云石化作用和构造作用提高了储层的物性,而胶结作用、泥晶化作用和压实作用降低了储层的物性。沉积作用和成岩环境控制了缓坡带内浅滩型储层的质量和分布。沿岸带内浅滩主要由生物碎屑云岩和鲕粒云岩组成,经历了较强的淡水溶蚀和弱的压实作用,主要发育原生粒间孔、粒内溶孔和铸模孔,颗粒云岩的δ13C值为0.84~3.03PDB,δ18O值为-10.52~-2.08PDB,与湖盆内自生泥晶灰岩相比,整体具有低δ13C和δ18O。深部热流体沿基底断裂进入部分沿岸带的浅滩内,形成粗晶方解石胶结物,造成了δ18O值的增大。近岸带内浅滩主要受咸化湖水影响,胶结作用和压实作用较强烈,仅发育少量与有机酸有关的埋藏溶蚀孔隙,全岩的δ13C值为2.79~5.02PDB之间,δ18O值为-6.6~-3.57PDB,与湖盆自生泥晶灰岩相似;受白云石化作用和构造作用的影响,远岸带内的泥晶云岩发育大量的晶间孔和裂缝。由岸向湖盆方向,斜坡带内碳酸盐岩储层受大气淡水影响逐渐减弱,湖盆内流体的影响增强,储层物性逐渐降低,孔隙类型由微米级常规孔隙向纳米级微孔转变。湖相碳酸盐岩岩溶型储层的形成受控于同生期、表生期和埋藏期的溶蚀作用。裂缝和晶洞是同生期岩溶储层的主要孔隙类型,其发育规模受控于储层的原始沉积厚度;表生期岩溶储层主要发育大尺度的溶洞,单个溶洞由顶部垂直溶蚀带,内部充填角砾岩带和底部弱溶蚀带组成,未被充填的顶部垂直溶蚀带和岩洞内部带可以作为良好的储集空间。埋藏岩溶储层的孔隙呈现为“蜂窝状”或“针孔状”,且常充填棕色原油或黑色的沥青。同生期岩溶储层主要分布与湖侵体系域的湖岸上超带和高位体系域时期水退形成的前积型浅滩顶部;表生岩溶储层主要分布于不整合面之下;埋藏岩溶储层的分布受控于酸性流体的有效运移路径。济阳坳陷湖相白云石的垂向分布具有明显的旋回性,由岸向湖盆方向,白云石的含量增大。泥晶白云石多与粘土、石膏和黄铁矿相伴生,粒径为3-10微米,呈自形和他型结构。白云石不仅可以交代颗粒组分和泥晶基质,也常以纹层状或环边状胶结物的形式出现在颗粒周围,与其它成岩事件的先后关系表明白云石为成岩早期的产物。锶同位素比值资料表明周缘的碳酸盐岩古生界母岩为白云石化作用的发生提供了Mg2+离子。干旱气候条件下,湖盆内形成大量的膏岩和岩盐,使水体具有较高的Mg/Ca比,促进了白云岩化作用的发生。颗粒白云岩和泥晶白云岩为交代成因,而鲕粒的包壳、等厚环边状胶结物和纹层状泥晶云岩的出现,表明可能存在原生沉淀的白云石。白云石在埋藏过程中发生了重结晶作用造成了部分白云石具有较负的δ18O和高的有序度。