本文以巴楚地区石炭纪一早二叠世南闸组为研究层位，采用层序地层学理论，结合测井、钻井和露头资料，以及单井沉积相分析，将塔里木盆地巴楚地区石炭系划分出5个三级层序，二叠系南闸组为1个三级层序，并描述了各层序及体系域的特征。 运用现代沉积学的新理论、新观点与新方法，对本区开展了细致的地层划分对比、沉积相类型特征和沉积环境分析、沉积相模式建立以及沉积相区域分布的研究工作。通过对巴楚地区近20口井的岩芯、测井和录井资料的分析，识别并阐述区内蒸发台地相、局限台地相、开阔台地相、碎屑潮坪相、河流相、陆架型扇三角洲相等六种沉积相。 通过对研究区内储层特征与沉积相的研究，结合已建立的层序地层格架，区内主要的储层分布明显地受层序格架的控制，海侵体系域是储层最发育的层位。 根据对研究区沉积、层序地层、储层的综合研究表明，区内储层发育的主要控制因素为沉积作用，其次为成岩作用和构造作用.并对有利的储集区带进行预测，指出了有利的储集区带和勘探方向：本区西部(群5-麦10-琼003-巴探3-巴5井区一带)和南部(古董1-玛2-玛4井区一带)最为有利，是下一步油气勘探首选有利区块。