鄂尔多斯盆地上古生界石盒子组—太原组储层是成岩作用强烈、低孔低渗且非均质性很强的致密砂岩储层,为了厘清储层的发育特征及主控因素,通过岩石薄片、铸体薄片、X射线衍射、扫描电镜和物性实验等,系统研究上古生界石盒子组—太原组储层的发育特征以及不同组分、结构在成岩过程中的差异性演化,分析储层的主控因素。旬宜地区上古生界石盒子组—太原组发育了高塑性岩屑砂岩、富石英低塑性岩屑砂岩和石英砂岩+岩屑石英砂岩3种储层类型,平均孔隙度分别为5.67%、2.79%和5.64%,平均渗透率分别为1.37 mD、0.30 mD和0.27 mD;孔隙类型以粒间溶孔和粒内溶孔为主,其次为原生粒间孔和黏土矿物晶间孔;填隙物主要为自生黏土矿物,其次为自生石英和方解石。研究结果表明,甜点储层物源方向主要为研究区西南方向;晚侏罗世至中白垩世储层溶蚀作用造成次生孔隙大量发育,为石盒子组—太原组甜点储层的主要控制因素;黏土矿物对储层的保护及改善,是石盒子组—太原组甜点储层的次要控制因素,主要表现为石盒子组的自生绿泥石薄膜对储层原生孔隙的保护,在山西组、太原组伊蒙混层中蒙皂石向伊利石转化过程中形成的晶间孔隙改善了储层。