致密砂岩油作为一种重要的非常规资源逐渐成为油气增储上产的接替领域。致密砂岩储层埋藏演化过程以及油气成藏过程研究对致密砂岩油气藏的成藏机理具有重要意义。东濮凹陷文留地区的致密油勘探处于起步阶段且致密油气潜力巨大。本次研究在采集文留地区沙三段105块岩心样品的基础上,通过岩芯观察、常规与铸体薄片观察、包裹体分析测试等方法,研究了沙三段的储层岩石学特征,并对文留地区致密储层演化过程和油气充注过程进行了分析。文留地区以长石质石英砂岩和长石岩屑质石英砂岩为主,粒度细,多为粉砂岩。储层非均质性强,储层普遍致密且发育部分高孔高渗的“甜点”区。铸体薄片与扫描电镜观察等分析表明文留地区沙三段致密储层大多处于中成岩A₁期至中成岩B期,部分深部储层处于晚成岩期。储层经历了增孔和减孔两个阶段,其中压实作用和碳酸盐胶结作用是减孔阶段主要的成岩作用,而增孔阶段主要受溶蚀作用主导,孔隙类型以溶蚀孔隙为主。有、无烃类充注储层的孔隙发育特征差异表明烃类充注对于胶结和压实作用具有抑制作用,同时促进溶蚀作用的发育。根据储层所经历的成岩作用,建立孔隙演化模型,恢复致密演化史。通过包裹体荧光观察、均一温度测定等分析表明该地区经历了两期油气充注过程,以东营组沉积末期成藏为主,近洼处还经历了明化镇组沉积末期成藏过程。致密史与成藏史耦合关系表明文留地区致密油藏存在“先成藏后致密”与“先致密后成藏”两种成藏过程。本次研究明确了致密油藏成藏过程与致密储层发育情况,对相应地区的勘探提供一定的支持与指导作用。