致密砂岩气已成为全球非常规天然气勘探开发的重点领域,在能源供给中地位显著。目前,我国虽然致密砂岩气的勘探开发取得了可喜的成绩,但是由于致密砂岩气储层具有强非均质性的特点,其分布规律及甜点预测仍是难点科学问题。为了解决上述科学问题,本论文选定鄂尔多斯盆地东南部重要产气层——上古生界山西组一段地层作为研究对象,对其致密砂岩气储层非均质性进行表征,以探讨其分布规律并预测有利甜点区。本论文在结合前人地质认识的基础上,综合野外露头、岩心、录井、测井、铸体薄片、XRD、核磁共振、压汞测试等多种技术手段,详细解析致密砂岩气储层的非均质性特征,并对储层进行岩石相分类,优选有利岩石相类型;在此基础上运用测井信息对不同岩石相进行识别,建立不同岩石相的识别模板;通过上述测井识别模板对工区的精选的勘探井的岩石相识别;最后,以上述识别出的测井岩石相为基础,在相控建模理念的指导下,使用Petrel软件,采用序贯指示模拟方法建立工区三维储层岩石相模型。通过上述工作,取得了以下主要成果和认识:研究区山一段致密砂岩气储层具有强非均质性的特点,根据砂岩组构、物性和孔隙及成岩演化过程的差异,将山1段含气储层分为贫塑性颗粒岩屑石英砂岩、富塑性颗粒岩屑(岩屑石英)砂岩及碳酸盐致密胶结岩屑(岩屑石英)砂岩;在对不同砂岩相分析基础上,将贫塑性颗粒岩屑石英砂岩定为有效储层岩石相;利用主成分分析可以对不同储层岩石相进行有效识别和预测;最后,借助三维地质建模方法,对有效储层展布规律有了更为深入的认识,有效储层在纵向上主要分布在S1~1段,横向上主要分布在水下分流河道相的中部。通过分析和探讨有效储层的分布规律和主控因素,综合评价有效储层特征,对有效储层预测和下一步勘探开发具有指导意义。