致密砂岩储层非均质性强,孔隙结构复杂,微弱地质信号增加测井解释的多解性,油水层识别难度大。以鄂尔多斯盆地宁县地区延长组6段砂岩储层为研究对象,采用岩性、物性、孔隙结构、流体性质及其赋存状态实验,分析研究区复杂油水层成因;采用BP神经网络法建立储层物性、含油性测井解释模型,采用交会图版法和随机森林法建立流体性质识别模型。结果表明:黏土矿物附加导电、碳酸盐胶结物和炭质沥青堵塞孔隙、原油以束缚态和半束缚态形式存在,是研究区延长组6段致密油储层油水关系复杂的主要因素;采用BP神经网络法建立的储层物性、含油性测井解释模型,可提高储层参数计算精度;采用交会图版法可有效识别油层、油水同层和水层(包括含油水层);采用随机森林法建立的流体性质识别模型,可精确区分油层、一类油水同层(日产油2 t以上)、二类油水同层(日产油2 t以下)及水层(包括含油水层),提高测井解释符合率。该结果为鄂尔多斯盆地宁县地区延长组6段储层的经济开发和有效动用提供支持。