随着水平钻井及水力压裂技术的普及,以致密油气为代表的非常规油气勘探开发取得了重大突破。国际上非常规油气储层的研究工作主要在泥页岩中展开,对于细粒碳酸盐岩研究较少,对陆源机械成因的碳酸盐岩研究更少。束鹿凹陷位于渤海湾盆地冀中坳陷南部,为一个继承性发育的单断箕状凹陷。束鹿凹陷沙三下陆源碳酸盐岩中有丰富的油气显示,已发现7口工业油流井,成为近期渤海湾盆地非常规致密油勘探的重要探区。束鹿凹陷沙三下亚段陆源碳酸盐岩以巨厚的泥灰岩和碳酸盐砾岩为主,岩性致密,平面和垂向相变快,储集空间类型复杂,研究难度大;同时由于地震资料品质的问题,将整个沙三下亚段划分为一个三级层序,对其内部岩相的展布研究也较为粗略,都制约下一步勘探工作。针对存在的问题,首先利用岩心、薄片、X衍射等资料对研究区岩石类型进行划分;在此基础上,综合各项资料展开层序地层划分工作,建立等时格架;最后,剖析现有油藏,总结成藏控制因素,建立束鹿凹陷致密油藏的成藏模式,提出下一步的可能勘探目标。论文主要取得了以下3点认识:1.本区沙三下亚段岩性可分为以下五类:砾岩、砂岩、粉砂岩、泥灰岩和泥岩。砾岩可进一步分为颗粒支撑陆源砾岩、颗粒支撑混源砾岩、杂基支撑陆源砾岩及杂基支撑混源砾岩四种;砂岩和粉砂岩主要成分均为碳酸盐矿物;泥灰岩可以划分为纹层状泥质灰岩及块状泥质灰岩;泥岩主要为灰质泥岩。2.根据三维地震资料,结合测井、岩心、地化等资料,将束鹿凹陷沙三下亚段划分出5套沉积层序。二、三、四油组各为一个三级层序,一油组可以分出两个三级层序。5套沉积层序的形成受气候和构造运动的共同控制。低位体系域(LST)主要以陆源砾岩为主;湖侵域(TST)主要以纹层状泥灰岩及块状泥灰岩为主;高位域(HST)以纹层状泥灰岩与薄层粉细砂岩互层为主。3.束鹿凹陷沙三下亚段致密油藏具有平面分区,纵向分段的展布特征。油源分析表明束鹿凹陷砾岩-泥灰岩致密油藏具有自生自储和近源成藏特征。烃源岩与后期的构造运动在致密油成藏过程中起到了重要的控制作用。烃源岩的发育受最大湖泛面控制,裂缝的发育受构造运动的控制。下一步有利勘探区应以烃源岩质量好,裂缝发育程度高的地区为目标。