塔里木盆地塔北地区奥陶系广泛发育稳定的碳酸盐岩沉积,已发现国内最大的碳酸盐岩岩溶型油气田。该论文选取了柯坪地区野外露头和塔河地区钻井为研究对象,在野外露头、钻井岩心、测井、地震以及相关样品等资料分析的基础上,明确了奥陶系中下统碳酸盐岩层序界面特征,建立了高精度层序格架,并在该格架内开展了内幕岩溶储层发育机制的研究。碳酸盐岩低级序层序界面识别难度大。野外观察中引进了元素枪、伽马仪等测试仪器,并进行米级旋回叠加样式分析。室内结合牙形石、地球化学、测井、地震响应特征等综合分析。在层序界面和海泛面识别的基础上,建立了该地区3个三级层序以及6个四级层序的高精度层序格架。层序格架内发育有典型沉积相指示的叠层石、藻纹层灰岩和藻丘灰岩等,分别发育在局限台地潮间-潮上,泻湖,开阔台地等沉积环境。可以识别出两种沉积环境（潮缘和潮下）5种类型米级旋回。其中海侵体系域主要发育比平均厚度小的潮下米级旋回,而高位体系域主要发育比平均厚度大的潮缘米级旋回。Fischer图解对比反映了鹰山组下段沉积可容纳空间减小,上段沉积可容纳空间逐渐增大的过程。内幕岩溶储层是指发育在非潜山地区,和不整合、古地貌、断裂等相关的岩溶储层。具有埋藏深、分布广、控制因素多样的特征,包括准同生岩溶、层间岩溶、顺层岩溶和断控岩溶等储层类型。在高精度层序格架内分析了内幕岩溶储层形成条件,主要受层序界面、潜水层、断裂、成岩作用等多种因素的影响。其中三级层序界面影响下,主要发育顺层岩溶、层间岩溶等储层,多见于鹰山组上部。四级别层序界面影响下,主要发育层间岩溶、准同生岩溶等类型的储层,主要发育在鹰山组下段和蓬莱坝组。米级旋回界面影响较为普遍,主要发育准同生和埋藏溶蚀储层。该地区中下奥陶统岩溶发育演化划分为3个阶段,为加里东中期的准同生岩溶与层间岩溶、加里东晚期-海西早期顺层岩溶与断裂岩溶和海西晚期的热液溶蚀发育阶段。高能相带主控的准同生岩溶、不整合主控的层间岩溶提供了早期岩溶发育的基础,顺层溶蚀是最终形成规模岩溶储层的关键。依据建立的岩溶储层发育模式,对中下奥陶统各个层序的内幕岩溶储层的有利分布区进行了预测。