济阳坳陷上古生界是重要的油气储层,本文以济阳坳陷孤北区为研究区,以上古生界石炭-二叠系地层为研究对象,在对石炭-二叠系地层进行高分辨率层序地层划分的基础上,系统分析了研究区石炭-二叠系沉积特点、沉积序列,进而探讨了石炭-二叠系沉积相发育与演化以及有利储集层的发育特征。通过综合分析孤北区石炭-二叠系的测井、岩心和录井等基础数据,建立了石炭-二叠系的高分辨率层序地层格架。在石炭-二叠系中共识别出3类层序界面,划分出了 5个长周期基准面旋回(LSC1-LSC5)、19个中周期基准面旋回(MSC1-MSC20)及至少31个短周期基准面旋回。短周期基准面旋回包括向上变浅型、向上变深型和对称型3种类型,而长周期、中周期基准面旋回则主要为以下降半旋回占优势的不对称型旋回;不同长周期旋回的对称性和地层厚度变化呈现出各自的规律性。在高分辨率层序地层格架下,分析了济阳坳陷孤北区石炭-二叠系的沉积相演化特征,从早到晚依次发育潮坪障壁-潟湖相、三角洲相、河流-湖泊相、河流湖泊复合相,并进一步分析了各类沉积亚相的发育与分布特征。通过对研究区主要层序的储集空间的物质基础、砂岩储层的成岩作用、储层物性特征、储层的非均质性及骨架砂体进行分析,得出二叠系砂岩储层多属于特低孔低渗储层,而孝妇河段底部砂岩及中部砂岩因厚度大,连通性较好,储层孔、渗性也较好,是一套较好的中低孔低渗储层。储层的平面非均质性、层内非均质性和层间非均质性在研究区均有出现,通过对比奎山段及万山段砂岩发现奎山段由于砂岩发育较好,也保持了不错的连续性,而相比于奎山段砂岩,万山段砂岩的层间非均质性较强。本文重点分析了长周期基准面旋回5的不同体系域砂体空间展布特征和规律。通过上述研究发现,砂岩储层在长周期基准面旋回2、3、4段较为集中,并且呈现出南北向分布,东西向分区分布规律,上石盒子组奎山段为最佳储层,万山段、孝妇河段底部和中部及下石盒子组砂岩储层次之。为进一步查明孤北区石炭-二叠系储层的发育与分布及其空间展布规律奠定了基础。