沙南油田沙102井区位于准噶尔盆地东部隆起的帐北断褶带中部，目的层二叠系梧桐沟组为研究区重要的产油层。本文以沉积学、储层沉积学，测井地质学等学科为理论指导，以钻井取心、测井资料、薄片、压汞等相关资料为基础，参考前人研究成果，对研究区主力储集层开展了小层划分与对比、沉积微相和砂体展布特征、储层特征等研究，并对储层进行分类与评价，指出研究区有利储层的分布区，为油藏的进一步合理开发提供地质依据。参考前人研究成果，研究区梧桐沟组自下而上可划分成梧桐沟组一段和梧桐沟组二段，其中主力储集层为梧桐沟组一段。本文梧一段自上而下分为两个亚段，并结合岩性和测井旋回特征，将二亚段自上而下划分成两个砂层组，并将主力产层第二砂层组（P3wt12-2）细分成四个小层，分析了各层段空间展布特征。结合区域沉积背景和沉积相标志的研究，研究区物源主要来自于南部北三台凸起，为扇三角洲平原－三角洲前缘沉积，其中主力储集层梧桐沟组一段属于扇三角洲前缘，它可进一步划分出水下分流河道、河口砂坝及分流间湾等微相。在此基础上，通过单井相、剖面相研究，明确了梧桐沟组主力储集层的沉积相和砂体的平面展布特征。以岩心、薄片、压汞等多种室内分析化验资料为基础，对储层的岩石学特征、孔渗特征、储集空间类型、孔隙结构特征进行了研究，认为储层岩性以成分成熟度低的中细粒岩屑砂岩、中细粒长石岩屑砂岩为主。孔隙类型以剩余粒间孔为主，其次为粒内溶孔和微量的晶间孔。总体上研究区属于中等排驱压力，孔隙较发育，孔隙连通性较好的中孔、低渗砂岩储集层；从层内、层间、平面三方面对储层的非均质性进行了研究。并在上述基础上分析了储层物性的控制因素。最后综合沉积相与砂体展布特征，储层特征，以及有效储层物性下限，将研究区有效储层分为三类。研究区储层以Ⅱ、Ⅲ类储层为主，Ⅰ类极好储层分布较少，Ⅲ较差储层分布在砂体边部，Ⅱ类较好的储层分布在研究区中部的主水下分流河道内部，成连片分布，位于研究区中东部，规模大，物性好，具有较好的勘探潜力。