塔里木盆地轮台S3区块白垩系巴什基奇克组一段致密砂岩储层近期取得了天然气勘探的重大突破,已成为重要的油气资源潜力勘探层段,但是目前对于潜力层段的储层特征及发育主控因素尚不十分清楚,其制约着该区区带评价和目标优选,本文立足已钻井的录井、测井、岩心、岩屑等实物资料,通过岩石薄片、铸体薄片、X-射线衍射、压汞及扫描电镜等技术手段,明确了潜力层段致密砂岩储层的岩石学特征、储集空间类型与物性特征。研究结果表明:(1)巴什基奇克组一段储层以岩屑长石砂岩和长石岩屑砂岩为主,成分成熟度低(石英59.7%、长石23.0%、岩屑17.3%),结构成熟度中等,填隙物(方解石为主)平均7.1%。储集空间以残余原生粒间孔(面孔率2%)和粒间溶孔(平均孔径109.65μm)为主,孔喉半径呈双峰分布(主峰1μm),排驱压力平均0.27 MPa,孔隙度8.6%~11.9%,渗透率(0.64~6.10)×10^-3μm²,整体为低孔低渗特征。(2)沉积环境控制储层非均质性,辫状河三角洲前缘水下分流河道中-粗砂岩(砂体厚度占比42%~91%)为有效储层发育区,高能环境砂体分选优、泥质体积分数低。(3)成岩作用主导储层演化:早期方解石胶结(体积分数7.1%~11.3%)抑制压实作用保存残余粒间孔(孔隙度降低至5%~8%),晚期溶蚀作用形成粒间/粒内溶孔(最大面孔率15%),但局部再胶结加剧非均质性。(4)构造抬升(晚白垩世地层暴露)促进表生溶蚀,差异抬升导致溶蚀作用空间分异。研究认为,巴什基奇克组一段有效储层发育受沉积-成岩-构造耦合控制,东部3~4号砂层组水下分流河道砂体为勘探有利目标,需重点关注方解石胶结物溶蚀发育带及断裂改造区。