下三叠统飞仙关组在四川盆地含油气海相碳酸盐岩地层中存在着举足轻重的地位,显示出巨大的油气勘探潜力,但研究范围多局限在川东北地区,直到近年来,人们才对川西北地区飞仙关组的研究投入了更大的热情,但整体上而言,仍然处于勘探开发的初步阶段。基于目前的研究现状,本文以现代沉积地质学和储层地质学理论为指导,以江油地区飞仙关组海相碳酸盐岩为切入点,依据野外露头剖面的调查研究,结合江油地区岩石学特征及地化分析数据,完善了研究区沉积相描述,并对飞仙关组碳酸盐岩成岩作用进行了深入的探究,详细分析了成岩演化的各个阶段,并探讨了成岩作用对飞仙关组碳酸盐岩储层的控制作用。江油地区飞仙关组岩性主要以碳酸盐岩为主,含少量碎屑岩。主要岩石类型包括:亮晶鲕粒灰岩、亮晶含云灰岩、结晶灰岩、微晶白云岩、粉晶白云岩、细晶灰质白云岩等海相碳酸盐岩以及泥岩和泥质粉砂岩等碎屑岩。本文通过薄片鉴定和阴极发光分析等描述了飞仙关组碳酸盐岩岩石学特征,结合前人研究资料、野外剖面特征、古生物特征等,识别出该区飞仙关组从下到上主要发育台地边缘相、开阔台地相,以及局限台地相,并划分了相应的沉积亚相。四川盆地江油地区飞仙关组碳酸盐岩经历了复杂的成岩演化过程,成岩作用类型多样,对该区储层的构建参与程度也不尽相同,其中白云化作用、溶蚀作用(早期溶蚀作用、晚期溶蚀作用)对良好储层的发育极具建设性,而压实作用、晚期胶结作用、充填作用对优质储层的发育破坏性也极为明显。成岩阶段可划分为:同生成岩、早成岩、中成岩、晚成岩四个成岩作用阶段,涉及海水成岩环境、大气淡水成岩环境、埋藏成岩环境。依据地化数据分析结果,认为研究区大多数样品较好保留了当时海水或海源流体的信息,同生期-准同生期的海水或海源流体是飞仙关组白云化流体的主要来源,白云石化的机制主要是准同生期-浅埋藏期浅部潜流环境中海水渗透回流机制。研究区飞仙关组鲕粒滩储集层的储集空间主要为溶蚀孔洞及少量裂缝,这些储集空间的形成受到沉积作用和成岩作用的双重控制,其中沉积作用是基础,成岩作用是关键。沉积作用奠定了其能成为储层的基本地质条件;成岩作用形成和改造了储集空间,控制储层发育的整体进程。