通过地质、地球物理和地球化学资料的综合分析,对四川盆地武胜—潼南地区二叠系茅口组二段下亚段(简称茅二段下亚段)白云岩薄储层的特征和形成机制进行研究。结果表明:(1)茅二段下亚段储集岩以花斑状孔洞型白云岩、灰质白云岩或白云质灰岩为主,具有典型的早成岩期岩溶特征,岩溶系统边缘和充填物中的白云石皆具溶蚀港湾,且白云岩角砾周缘具泥晶套和环边胶结等现象,指示白云石化作用早于早成岩期岩溶。(2)中等盐度海水渗透回流白云石化作用是滩相薄层状白云岩的主要成因,成储关键因素为生屑滩沉积叠合渗透回流白云石化作用和早成岩期岩溶作用,局部受裂缝和热液作用改造。(3)白云岩孔洞型储层发育与向上变浅序列密切相关,主要发育于四级旋回的高位晚期,且白云岩规模与地层厚度密切相关,集中分布于地层厚薄转换处,其次为厚度薄值区。(4)结合三级旋回高位晚期地貌高地可容纳空间不足、颗粒滩向地貌低地迁移的认识,提出滩控白云岩规模储层具有“沿高环坡”的分布规律,建立了沉积期微地貌与海平面升降变化联合控滩-控云-控溶的成储模式。在此基础上,井震结合恢复茅二段下亚段沉积期古地貌并进行了储层分布预测,最新探井和试油结果验证了预测结果的准确性,这为类似地质背景下的白云岩薄储层预测提供了借鉴。