由于江汉盆地潜江凹陷中西部的周矶-返湾湖地区油田勘探开发较早,随着钻井数的增加和地质储量的减少,以目前在沉积相、储层和开发方面取得的成果,不足以满足现阶段滚动开发的需要,因此需要对周矶-返湾湖地区油田进行深入的老区挖潜。本文以高分辨率层序地层学为理论依据,充分运用沉积学、测井地质学及地震沉积学等理论,通过深入分析江汉盆地潜江凹陷周返地区古近系潜江组潜二段-潜四段的基础地质资料,结合前人研究成果,综合岩芯资料、测录井资料、地震资料以及测试分析资料,对研究区沉积相特征进行了系统的研究。通过地层厚度、岩石特征、砂岩成熟度以及砂地比等资料分析,并结合前人研究成果,明确了研究区潜江组物源方向主要来源于研究区西北部。根据高分辨率层序地层学相关理论,结合岩芯、测录井以及内部研究报告,明确研究区潜二段-潜四段高分辨率层序地层划分方案,即3个长期旋回、11个中期旋回、56个短期旋回。在此基础之上通过对研究区13 口取芯井的观察,结合区域地质背景、钻井资料、测井相和地震相分析,认为研究区潜二段-四段主要发育三角洲-湖泊沉积体系,进一步识别出三角洲前缘亚相、前三角洲亚相、浅湖亚相(淡-半咸水湖)、浅湖亚相(盐湖)、半深湖-深湖亚相(盐湖)等5种亚相,以及水下分流河道、河口坝、远砂坝、前缘席状砂、滩坝等14种沉积微相,并且对每一种沉积微相进行详细的描述。与此同时,在以短期基准面旋回为对比单元的层序地层格架内进行沉积相对比,通过地层厚度、砂地比和砂岩厚度等值线图确定沉积微相延伸范围,并绘制了沉积微相平面图。最终在重点井沉积相划分、连井沉积相对比图及沉积相平面图的基础上,结合构造演化特征,得出了周返地区古近系潜江组潜二段-四段发育三角洲前缘-前三角洲-浅湖(淡-半咸水湖)-浅湖(盐湖)-半深湖-深湖(盐湖)的沉积模式。在上述研究基础之上,结合前人研究成果和勘探开发现状,分析研究表明该地区水下分流河道微相砂体储集性能最好,其次为河口坝和远砂坝微相砂体,而滩坝微相砂体储集性能最差。