黄桥地区位于下扬子中、新生代残余盆地与苏南新生代隆起的转折部位,构造特征复杂。该区拥有我国陆上开发利用最大的CO2气田之一,与CO2伴生的还有少量凝析油产出,是CO2和凝析油共生的特殊油气藏。作为我国重要CO2气产区,其中富CO2流体对上二叠统龙潭组砂岩储层的改造问题备受关注。富CO2流体-砂岩相互作用是砂岩储层次生孔隙的重要形成机制。为了揭示富CO2流体的作用特征及其对储层的影响,本文对黄桥地区典型钻井开展了系统的岩心描述和岩矿鉴定,并进行了微区原位观测和相关地球化学分析。发现龙潭组砂岩储层非均质性强,含油气性变化很大,储层特征差异显著。不仅在岩石学特征、矿物学特征、储层物性上表现出极大差异,还发育着不同的溶蚀改造现象。结果表明,在靠近CO2流体活动强烈的断裂带部位(特别是断层上盘),砂岩中碳酸盐胶结物基本溶蚀殆尽,仅存少量交代成因菱铁矿,同时钾长石类碎屑溶蚀非常强烈,并伴随着高岭石等矿物沉淀,以及石英次生加大,还发育片钠铝石等指示高浓度CO2作用的特征矿物,形成了与CO2流体作用相关的特征矿物组合(片钠铝石+高岭石+次生石英+菱铁矿);而在远离断裂的部位,受CO2流体影响较弱,溶蚀作用也较弱,相反有较多的次生方解石沉淀,形成了以方解石+菱铁矿为主的自生矿物组合。前者次生孔隙发育,后者则更加致密。据此提出了深源断裂主控下、与富CO2流体作用相关的储层发育模式。此外,为厘定黄桥CO2-油气藏成藏期次,分析油气成藏的主控因素及成藏过程,对研究区储层样品进行了流体包裹体研究。发现下扬子黄桥地区龙潭组砂岩储层样品包裹体较发育,数量、类型众多。其中,有机包裹体以气液两相类包裹体为主,可根据其分布、产状特征和包裹体显微测温等研究,厘定出三个期次:Ⅰ期有机包裹体均一温度70～75℃,Ⅱ期有机包裹体均一温度分布区间广,主要集中在120～130℃,Ⅲ期有机包裹体均一温度60℃左右。部分Ⅱ期、Ⅲ期有机包裹体与含CO2盐水包裹体伴生。将黄桥地区龙潭组砂岩储层包裹体的数量、分布及均一温度特征,结合埋藏史-热史、构造演化及成岩演化过程分析,认为研究区油气充注具有多期次特征,以晚期充注为主,并伴随着含CO2流体的作用。将黄桥地区龙潭组有机包裹体的均一温度范围投影到埋藏史-热史图上,得到油气成藏可能的时期,第一期约为85～80 Ma晚白垩世早期,以油气充注成藏为主;第二期为约49～41 Ma古近纪,除了油气充注外,还伴有CO2气运聚成藏;第三期约为25 Ma的新近纪,油气伴随CO2气充注,并驱替了早期聚集的烃类。综合黄桥油气藏分布、油气成藏特征分析,发现研究区成藏主控因素主要有三个方面:构造是油气成藏的主要控制因素;储层性质是控制油藏分布的直接因素;富CO2流体的作用是影响油气成藏的重要因素。据此提出了构造条件控制下,储层性质与富CO2流体作用共同控制优质储层的多因素模式,即认为优质储层的发育不仅受原始沉积相、储层物性控制,更受后期富CO2流体改造作用的制约。基于富CO2流体受深源断裂控制的事实,以及越向深部富CO2流体作用强度越大的预测,在二叠系之下深源断裂附近,具有一定封盖条件的长英质砂岩层或碳酸盐岩层段,特别是志留系坟头组顶部和栖霞组顶部,有可能成为富CO2流体局部集中作用的部位,有利于优质储层的形成,值得下一步勘探工作关注。据此提出了向深部寻找优质储层的方向,为油气勘探和开发提供了新的思路。