四川盆地是我国重要的含油气盆地之一，川东北地区作为重点油气产区对整个四川盆地油气储量起着举足轻重的作用。其中以石炭系黄龙组气藏对产量贡献较大，是重要的勘探开发层位。本文通过对川东北地区石炭系黄龙组储层沉积相、岩石类型、储集空间类型、储层地球化学特征响应以及裂缝特征等研究，总结出川东北黄龙组优质储层成因机理，为川东北黄龙组油气勘探提供依据。本文以沉积学、岩石学、沉积地球化学、储层地质学，数学地质学等多学科理论为指导，在岩心、薄片等宏观特征的基础上，结合录井、测井和地震及析化验资料，对川东北地区石炭系碳酸储层的沉积相特征、岩相古地理平面演化、储层地球化学响应、储集空间类型以及裂缝特征等方面入手，取得以下3点创新点：（1）通过详细的沉积相、亚相和微相研究，结合前人沉积模式剖析，确定川东北地区石炭系黄龙组属于萨勃哈、海湾陆棚沉积环境，建立了川东北地区石炭系滨岸－萨勃哈－海湾陆棚沉积相模式。在此基础上，结合区域构造背景条件分析，编制了黄龙组三个段的沉积微相平面展布图，深入讨论了各岩性段不同沉积相带的几何形态、平面展布、演化规律及其与储层发育关系等特征。（2）通过对黄龙组储层沉积地球化学研究认为，川东北地区黄龙组沉积时期是处于一个有丰富淡水源供给的局限海湾环境，原始沉积物受淡水影响较大，表现为作为背景值泥-微晶灰岩的与泥-微晶白云岩具有低δ13C、δ18O和高87Sr/86Sr比值的特征。古岩溶储层中的各类岩溶岩受大气淡水的影响，原始地层的同位素组成表现出随着溶蚀强度不断增强δ13C、δ18O和87Sr/86Sr比值逐步向大气淡水同位素组成靠近的趋势，这种特征明显受岩溶过程中构造条件、流体性质及同位素来源控制。储层受多期次、多种成岩流体改造的强溶蚀交代次生灰岩，δ13C和δ18O表现为受多种成岩流体影响而并非单一的岩溶流体影响的特征，而87Sr/86Sr比值更能表现出这种类型岩溶岩受到强溶蚀改造的特性。通过对各类岩溶岩的87Sr/86Sr比值的研究可以发现，在溶蚀作用前期成岩流体主要受大气淡水控制。而随着溶蚀作用增强，地层本身灰岩溶解带来的低87Sr/86Sr比值流体也参与到了岩溶过程当中。（3）川东北石炭系黄龙组天然裂缝产状以低角度斜交缝和高角度斜交缝为主，其次为直立缝，水平裂缝少见；黄龙组二段裂缝发育程度最高，黄龙组三段次之，黄龙组一段最差；岩心描述中可见剪性裂缝和张性裂缝两类；有效缝所占比例可达73%，充填物主要以方解石和泥炭质为主，天然裂缝有效性较高。在研究区裂缝发育特征、成因及期次认定的基础上，主要针对印支-早燕山期和晚燕山-早喜山期两个主要裂缝形成期，采用了断层共（派）生裂缝控制函数法和构造主曲率法对两类成因裂缝进行了分布预测，最后综合叠加形成了研究区裂缝分布综合图；结合井剖面岩心裂缝统计、测井裂缝解释结果对裂缝预测结果进行了评价，认为本次裂缝分布预测结果与已有资料吻合性好，预测结果符合地质力学背景。