乌夏地区作为准噶尔盆地西北缘的一个二级构造单元,油气资源非常丰富。经过50多年的勘探,三叠系和侏罗系已进入成熟勘探阶段,二叠系具有风城组和乌尔禾组两套含油气系统,但勘探程度很低,所以有必要对二叠系进行系统的研究,总结油气富集规律,弄清楚油气成藏控制因素,建立油气成藏模式,指明下一步勘探部署方向,为油田增产增收提供地质依据。根据层序地层学原理,采用井—震结合的手段,将二叠系划分为10段,乌尔禾组3段,夏子街组2段,风城组3段,佳木河组2段,并建立了二叠系等时地层格架,二叠系地层整体上呈现“北厚南薄,西厚东薄”的特点。综合应用岩心、测井、录井等资料,通过单井相、连井相分析,结合砂砾岩百分含量,以段为单位,对二叠系沉积体系进行分析。二叠系早期以较稳定的湖泊相沉积为主,中晚期发育扇三角洲相,以扇三角洲前缘广泛发育为特征。二叠系具有两套主力烃源岩,油源充足;储层岩性多样,主要有3类储层:陆源碎屑岩储层、火山岩储层和白云质岩类储层。陆源碎屑岩储层主要分布在乌尔禾组和夏子街组,火山岩储层和白云质岩类储层分布在风城组。自下而上发育四套储盖组合,根据生储盖三者在时间上的相互配置关系,将生储盖组合划分为三类:自生自储自盖式、正常式和侧变式生储盖组合。通过油气藏解剖,研究区二叠系主要发育2大类油气藏:构造油气藏和构造-岩性油气藏。在平面上,油气藏主要分布在以乌尔禾大背斜为构造背景的乌尔禾断褶带;纵向上,油气藏主要富集在夏子街组和风城组。油气成藏的影响因素有四个方面:构造背景决定了油气的相对聚集,断裂控制了油气垂向运聚,不整合控制了油气侧向运聚,有利储层控制了油气富集程度,其中有利储层是二叠系油气成藏主控因素。在总结油气成藏模式后认为,斜坡区寻找地层油气藏和岩性油气藏有利,断裂带上寻找构造油气藏或与构造相关的复合油气藏为主。在上述综合研究的基础上,预测2个有利目标:乌尔禾组风南3断块,夏子街地区风城组火山岩圈闭,为乌夏地区二叠系下一步勘探部署指明了方向。