桑塔木地区作为塔里木盆地塔北地区的重要油气分布区,其石炭系潜力层主要分布在卡拉沙依组砂泥岩段。到目前为止,针对桑塔木地区石炭系已经开展了多轮的层序地层学研究与沉积相研究,并且取得了一定的成果与认识。但是由于砂泥岩段砂岩横向变化较快,单砂体厚度较薄,前人的层序划分精度无法满足现今油气勘探的需求。因此,需结合前人的研究成果,综合利用最新的勘探资料,开展层序地层学和沉积储层方面的研究,为下一步勘探提供依据。本文以高分辨率层序地层学为理论依据,通过地震层序地层界面的识别与追踪,测井资料分析与岩心观察开展层序划分与对比,建立了层序地层格架。以基准面升降旋回为作图单元,通过岩心及测井相分析主要的沉积相类型、发育规模、几何形态,对单井沉积相进行精细描述并建立沉积相连井对比剖面。以沉积旋回对应的亚段为单元对其沉积相的平面展布规律进行总结。结合层序地层与沉积相分布的研究,对有利砂体发育模式和分布规律进行分析,描述砂体展布特征,优选出薄砂层的有利分布区。研究成果表明:研究区内,在砂泥岩段识别出SB1、SB2和F1共3个长期旋回等时界面,自下而上发育MSC1、MSC2、MSC3和MSC4共4个中期旋回,依次对应划分为CK4、CK3、CK2和CK1共4个亚段。砂泥岩段总体为三角洲-潮坪沉积环境。三角洲相主要发育在MSC1、MSC2和MSC3旋回。MSC4旋回主要为潮坪沉积环境。通过统计不同沉积相内砂体的孔隙度特征可知,三角洲平原亚相分流河道砂体与三角洲前缘亚相水下分流河道砂体物性最好,三角洲前缘亚相河口坝与潮坪潮间带潮道微相砂体物性中等,潮坪潮间带砂坪砂体物性最差。有利砂体的展布特征主要受到沉积相控制,其中以MSC1旋回的有利储层最为发育。根据以上结果,将研究区储层划分为I类、II类和III类有利区,其中I类、II类为储层有利分布区。