超深层碳酸盐岩缝洞储层是塔里木盆地油气增储上产的重要接替领域,其规模发育规律与分布预测是影响油气勘探成效的关键科学问题。为进一步厘清盆地该类储集体的类型及主控因素,深化该储层发育规律认识并指导勘探选区。基于盆地地表露头、钻井、测井和三维地震资料,采用地质、地球物理与人工智能相结合的研究方法,对储集体特征及控制机制开展了系统研究,识别出不均匀带状缝洞储集体、串珠状缝洞储集体和层状裂缝储集体3类储集体,提出了岩石力学层纵向上对缝洞储集体的控制作用。研究结果表明:(1)不均匀带状缝洞储集体主要受主干走滑断层控制,其规模与非均质性受断层分段活动性影响,叠接段的规模与非均质性明显大于平移段;(2)串珠状缝洞储集体主要受次级走滑断层控制,发育程度因断层部位而异,以交汇区规模最大,转折区次之,端部最小;(3)层状裂缝储集体则受区域构造应力场控制,广泛分布于不同级次走滑断层间,非均质性较强;(4) 3类缝洞储集体在纵向上的分布主要受岩石力学层控制,高脆性岩石力学层更有利于缝洞储集体的发育。结论认为,不均匀带状缝洞储集体是目前塔里木盆地超深层碳酸盐岩油气勘探开发的主力目标对象,串珠状缝洞储集体是主干走滑断层之间油气勘探的首选对象,层状裂缝储集体则是下一步值得探索的潜在对象。