本文以塔北地区寒武系碳酸盐岩为研究对象,运用碳酸盐岩层序地层学、地震地层学、沉积学以及储层地质学等理论,结合区域地质、岩芯观察描述、室内镜下薄片分析、地震剖面、测井曲线、录井等资料,开展本区寒武系层序、沉积相和储层研究,通过储层发育分布与层序、沉积相关系探讨,结合储层发育控制因素,研究工区白云岩储层发育分布。井震充分结合,建立钻井剖面和地震剖面寒武系三级层序格架,本次研究认为塔北地区寒武系以划分为10个三级层序为宜,其中,玉尔吐斯组划为2个三级层序为宜,肖尔布拉克组划为2个三级层序为宜,吾松格尔组划为1个三级层序为宜,沙依里克组划为1个三级层序为宜,阿瓦塔格组和下丘里塔格组划为4个三级层序为宜。三级层序可以实现全区对比,结合地震剖面层序分析,建立研究区寒武系三级层序对比格架。通过岩石镜下薄片观察,根据白云岩结构、构造、颜色、组分的差异,结合研究区岩相古地理、沉积格局,分析得出研究区下寒武统玉尔吐斯组沉积相划为陆棚、盆地相沉积;下寒武统肖尔布拉克组划为盆地、缓坡相沉积,缓坡相又可进一步划分为外缓坡、中缓坡、内缓坡;从下寒武统吾松格尔组到上寒武统下丘里塔格组时,研究区寒武系发育碳酸盐岩台地模式,钻井剖面上沉积相划分为盆地、台地边缘、局限台地,台地边缘又进一步划分为滩间、台缘滩、潮坪微相,局限台地又进一步划分为潮坪微相、泻湖微相、台内滩微相。通过地震剖面划分出沉积相带边界,结合厚度图及已知井点沉积相,玉尔吐斯组平面上沉积相整体上为盆地相;肖尔布拉克组平面上沉积相为缓坡、盆地相;吾松格尔组平面上沉积相为局限台地、缓坡、盆地;沙依里克组平面上沉积相为局限台地、开阔台地、台地边缘、斜坡、盆地相;阿瓦塔格组平面上沉积相为蒸发台地、局限台地、开阔台地、台地边缘、斜坡、盆地相;下丘里塔格组平面上沉积相为局限台地、开阔台地、台地边缘、斜坡、盆地相。通过岩芯、薄片观察和白云岩有序度分析,得出研究区寒武系白云石化作用主要为蒸发泵白云石化机制、渗透回流白云石化机制、浅埋藏白云石化机制、热液白云石化机制。结合录井、测井分析可知,研究区白云岩储层主要为裂缝型储层和溶蚀孔洞型储层。大部分的原生孔隙已消耗殆尽,断裂破碎作用、热液溶蚀作用、风化壳溶蚀作用是研究区寒武系储层发育的主要机制。白云岩储层发育区主要在天山南与岩溶作用有关的储层发育区、受构造断裂控制的热液白云岩储层发育区、寒武系台缘相地区。