准噶尔盆地东南部吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组发育重要的烃源岩和致密油储层,并形成了中国最大、最有潜力的致密油田之一。目前,对这套致密油储层特征、成因和成藏机理的研究还较为薄弱。本次研究以典型钻井岩心样品为主要研究对象,进行了岩石学、矿物学、稳定同位素地球化学和有机地球化学等多学科的综合研究,得出以下几点初步认识:（1）芦草沟组致密油储层是一套由碳酸盐矿物、陆源碎屑和火山物质等组成的湖相混积岩。其岩石类型复杂多样,包括白云岩、粉砂岩和凝灰岩。又可进一步细分为粉砂质白云岩、砂屑白云岩、微晶白云岩、白云质粉砂岩、含云粉砂岩、凝灰质白云岩和凝灰岩等。其中,前三类白云岩,特别是粉砂质白云岩是发育最广泛和最主要的储层岩石类型。芦草沟组致密油储层最主要的矿物组分是白云石和长石。芦草沟组发育大量石膏假晶且全岩碳酸盐矿物δ13C值异常高,指示了高盐度、蒸发湖泊环境。（2）芦草沟组致密油储层储集空间可以分为三类:原生的粒间孔和晶间孔（例如砂屑白云岩的粒间孔和微晶白云岩的晶间孔）、次生粒间孔隙和粒内溶孔（例如粉砂质白云岩内长石的溶蚀孔隙和砂屑或长石内的粒内溶孔）和微裂缝（例如树枝状或高角度裂缝）。次生溶蚀孔隙是芦草沟组致密油储层最主要的储集空间类型。芦草沟组成岩演化体系较为封闭,在这种体系下有机流体对芦草沟组致密油储层进行了显著的改造。大量有机酸被烃源岩内部的碳酸盐矿物消耗掉,并最终形成了亮晶方解石,而大量有机CO2随流体进入储层,强烈溶蚀长石和白云石,并产生次生储集空间,但也形成了较多次生碳酸盐矿物。芦草沟组致密油储层中次生碳酸盐矿物占总碳酸盐矿物的比例一般在15%以下,导致了不均一的碳同位素负偏,Δδ13C值大致在1.8‰～4.6‰。另外,由于次生碳酸盐矿物的发育,全岩δ13C和δ18O之间的相关性显著降低。尽管有机流体与碳酸盐矿物（白云石）的相互作用并没有直接改善储层的质量,但是却促进了长石的溶蚀。次生碳酸盐矿物的δ13C和δ18O以及其对全岩δ13C值的影响可以作为封闭体系中有机流体对富碳酸盐矿物储层作用的地球化学指示。（3）芦草沟组烃源岩由六个地球化学特征差异明显的层段组成,自上而下分别为A段至F段。多个生标参数（例如伽马腊烷指数、β-carotane/Cmax、四环萜烷C24/三环萜烷C26等）表明,各段烃源岩均含有较丰富的陆源有机质和水生有机质,但相对比例差异较大。烃源岩整体沉积于高盐度、较还原的环境中（除了 B段和F段）。相似地,根据地球化学特征的差异性,芦草沟组致密油可分为四组,按产出层位自上而下为第1组到第4组。生标参数表明水生有机质和陆源有机质对致密油贡献均较大。油-源对比表明,芦草沟组致密油均源自组内烃源岩。芦草沟组形成了三个次级含油系统且存在两种致密油聚集方式:自生自储,就近成藏（NA模式）;段内垂向混合-横向运移驱替聚集（VLMA模式）。芦草沟组下“甜点”原油主要以第一种模式聚集,而上“甜点”原油主要以第二种模式聚集。