2023年12月,吉木萨尔凹陷新疆油田探区在二叠系井井子沟组二段发现了致密砂岩油藏,但致密储层特征和致密油富集主控因素不清,制约着油气勘探开发进展。为了精细表征致密砂岩储层特征,本文利用岩心、铸体薄片、高压压汞、核磁共振、氮气吸附等方法,开展了储层岩石学特征以及孔隙结构特征研究,从原油生成到聚集过程探讨了致密油富集主控因素,并建立了研究区致密油成藏模式。研究表明:1)储层岩性主要以细砂岩为主,为长石岩屑砂岩,成熟度低;平均孔隙度8.04%,平均渗透率0.04×10-3μm2,主要以溶蚀孔为主,微米级孔隙为主要储集空间,纳米级喉道为渗流通道。2)二叠系井井子沟组上覆芦草沟组优质烃源岩大面积连续分布,Pr/Ph、Pr/n C17以及β/NCmax等地化参数显示井井子沟组二段原油与上覆芦草沟组下部烃源岩相似,证实芦草沟组下部烃源岩为井井子沟组供烃。3)优质烃源岩、断裂、储层、超压等因素联合控制着井井子沟组二段致密油藏的富集。4)基于源储关系、输导体系以及运移动力,建立了“源储紧邻,超压输导,垂侧运聚式”成藏模式。研究成果对二叠系井井子沟组二段致密油勘探及地质研究具有一定的推进作用。