大牛地气田位于鄂尔多斯盆地东北部,为我国“西气东输”的主要供气基地之一,在我国天然气发展战略中占有重要地位。其上古生界(石炭系太原组、二叠系山西组和下石盒子组)为一个巨大的复合岩性气藏,具明显的“相控储层、近源成藏”特征,并以构造稳定、多层叠合和大面积横向连片分布的气藏特点成为气田的主力产气层位。针对大牛地气田上古生界岩性气藏的特点,本论文以现代沉积地质学和石油地质学理论为指导,以大17井区为研究对象,在系统的沉积相分析基础上,对上古生界砂体从宏观发育特征和内部砂体构型差异两个方面进行精细刻画。得到以下几点认识:在充分利用野外露头剖面、钻井岩心资料、测井资料及各类测试分析资料的基础上,建立了大牛地气田大17井区6类沉积微相识别标志,对大17井区太原组、山西组及盒1段沉积微相类型特征进行了深入研究,太原组为潮坪沉积相,山西组为三角洲沉积,盒1段为辫状河沉积。在单井及井间沉积微相对比研究基础上,系统研究了大17井区太原组、山西组及盒1段10个小层沉积微相平面分布及垂向演化特征。在沉积微相类型及平面分布特征研究基础上,结合岩相、测井相识别方法,确立了大17井区太原组、山西组、盒1段潮坪→三角洲→河流沉积演化过程中发育3种储集砂体类型划分出6种成因砂体类型。其中,太原组潮汐砂坝砂体划分为砂坝主体砂体和砂坝侧翼砂体,山西组主分流河道砂体和次级分流河道砂体以及盒1段辫状河高能心滩砂体和低能心滩砂体。砂坝主体、主分流河道和高能心滩砂体为研究区最有利的储集砂体,均具有光滑箱型-(含砾)粗砂岩的岩相-测井相特征。在不同砂体成因类型划分基础上,通过连井剖面对比,野外露头剖面砂体精细描述,分析了不同成因类型砂体的内部构造特征,认为太原组砂坝主体砂体由多套砂体叠置组成,砂体粒度粗,山西组主分流河道砂体和盒1段高能心滩砂体由多期砂体叠置组成,砂体粒度粗。并结合砂体的物质组合和发育规模对太原组砂坝砂体、山西组分流河道砂体和盒1段心滩砂体进行了精细刻画。在大牛地气田大17井区首次开展了不同成因类型砂体的三维地质建模,对砂体的三维空间发育特征进行展示。通过小层内砂坝(河道)发育特征分析和河道连井剖面对比的方法,分析了太原组砂坝及砂坝主体、山西组分流河道及主分流河道砂体,盒1段心滩及高能心滩的发育及分布规律。最终建立了潮汐砂坝砂体、三角洲平原分流河道砂体、辫状河心滩砂体发育识别模式。