2004年以来,鄂尔多斯盆地西南部开展的地质勘探相继在二叠系中发现了三个主要含气砂岩带,目前已成为盆地上古生界致密砂岩储层天然气资源的储量接替区之一。天然气运移通道和储集空间条件是鄂尔多斯盆地西南部上古生界盒8段低孔低渗~致密气藏储层质量的主控因素。储层的原始孔隙度和渗透率主要与砂岩原始组分有关,而成岩作用则会进一步增强、保持或破坏储层的储集性能。前人针对盆地西南部上古生界盒8段砂岩储层成岩演化的相关研究较少考虑物源、沉积体系对碎屑岩组成的控制作用,流体活动成岩响应及其对储层埋藏-成岩-孔隙演化过程影响的相关研究十分薄弱。本研究通过野外露头实地勘察、岩心观察解释、薄片镜下鉴定统计、扫描电镜分析、流体包裹体均一温度及激光拉曼探针成分分析、激光显微取样微区原位碳酸盐胶结物碳、氧同位素测试等方法,以鄂尔多斯盆地西南缘野外露头剖面为突破口,直观地分析输导层中油气、泥岩隔夹层和复合砂体内部夹层的分布状况以及各结构单元的成岩演化特征,进而指导盆内钻井岩心储层构型特征、碎屑岩组成及其变化规律以及输导层关键结构单元成岩演化路径、流体活动特征方面的研究。结合区域埋藏热史资料,构建了盒8段输导层关键结构单元的埋藏-成岩-烃类充注历程,在成岩相尺度上对输导层结构单元进行了孔隙演化定量恢复。研究结果显示,盆地西南缘露头与盆地内部钻井盒8段经历了不同的烃类充注过程。相对于钻井岩心,盒8段露头砂岩中包裹体记录的烃类充注起始时间略早(80℃左右),较大规模的有机碳源成因的碳酸盐胶结物形成于早成岩阶段B期;盆内钻井岩心规模较大的烃类充注发生在烃源岩成熟之后的中成岩A期(120℃左右),有机碳源成因的碳酸盐胶结物主要形成于中成岩阶段A期。盒8段输导层的结构非均质性显著,分流河道及水下分流河道叠置砂体间常发育隔夹层,形成了各类彼此连通或分隔的结构单元,主要包括五种:块状层理含砾中粗砂岩、正粒序层理中粗砂岩、平行层理中细砂岩、平行-板状层理中细砂岩相和泥岩。基于露头与钻井流体活动及成岩响应规律的对比分析,梳理了输导层中不同结构单元的成岩演化过程,并划分出4种主要的成岩相类型:岩屑假杂基化致密相、钙质胶结致密相、粘土矿物-杂基充填相、溶解成岩相。输导层结构单元与成岩相有良好的对应关系:平行层理中细砂岩和平行-板状层理中细砂岩结构单元中成岩相以岩屑假杂基化致密相为主,在成岩-孔隙演化早期致密化,成为低渗透性隔夹层,少量分布的粘土矿物充填相、溶解成岩相没有显著改善此类结构单元的输导能力;正粒序层理中粗砂岩和块状层理含砾中粗砂岩结构单元中粘土矿物-杂基充填相、溶解成岩相占绝对比例,在埋藏-成岩演化过程中,始终具有良好的孔隙度和渗透率,属于有效输导层结构单元。平面上,盒8段有效输导格架位于受控于西南方向物源的辫状河三角洲分流河道与水下分流河道中心地带,以及南、北部物源交汇处辫状河三角洲前缘亚相水下分流河道中心部位。