鲁克沁地区位于吐哈盆地吐鲁番坳陷的中部,二叠系梧桐沟组是该区主力产油层和勘探重点层位。自梧桐沟组勘探以来,其主要沉积相类型的确定存在分歧、沉积相的空间展布不清,尤其无井区难以研究。本文针对这些问题综合利用地质、地震、测井和岩心分析化验等资料开展了包括油层组和小层划分与对比、岩石相标志分析、地球物理相标志分析、沉积相展布分析、沉积演化与沉积模式在内的全面系统的沉积体系研究,取得的主要成果及认识有以下几个方面:(1)重新确定梧桐沟组顶、底界限,将梧桐沟组3个油层组进一步细分为7个小层,其中,1油组2个小层、2油组2个小层,3油组3个小层;通过井、震结合验证分析,确定了3个油组的超覆、剥蚀界限。(2)基于沉积背景分析,认为梧桐沟组沉积期为断陷凹陷,受到同沉积正断层控制,鲁西凸起和库木凸起分别从西南和东南两个方向提供沉积物源控制沉积。岩石相标志反映沉积时水体深度不断变化、沉积水动力复杂多变;测井相标志和地震相标志都反映出典型的陆相湖泊扇体沉积特征。(3)研究认为主要的沉积相类型有5种:水下冲积扇、扇三角洲、冲积扇、滑塌浊积扇、浅湖-半深湖。其中,水下冲积扇发育扇根、扇中和扇端3种亚相,以扇中亚相的辫状水道微相为主;扇三角洲发育内前缘、外前缘和前扇三角洲3种亚相,以分流河道控制的内前缘发育最为广泛;冲积扇发育扇根、扇中和扇端3种亚相,以扇中亚相为主,扇根亚相发育少。(4)基于K-均值聚类算法的多属性地震相分析叠合(砂)砾岩体百分含量,可准确划分出沉积相平面展布范围,确定相边界。揭示了梧桐沟组沉积相展布特征,纵向上,呈现多期次的扇体冲刷叠置特征,小层局部沉积部位有水道、水道间间互出现的沉积特点;平面上,呈现两大扇形推进沉积特点,各沉积期均以扇中亚相平面分布范围最广。(5)研究认为梧桐沟组沉积演化可分为四个阶段:第一阶段为梧桐沟组断陷最初沉积期;第二阶段为发生水进、水域不断扩大的扩张退积沉积期;第三阶段为水域最广、水体最浅的干旱沉积期;第四阶段为水域稳定,浅水湖泊的平稳沉积期。建立了梧桐沟组每个沉积演化阶段的沉积模式,即为断陷湖盆末期的水下冲积扇沉积模式、抬升过程中的扇三角洲和冲积扇沉积模式以及稳定凹陷的扇三角洲沉积模式。