研究区位于伊陕斜坡、天环凹陷、西缘逆冲带的南部、渭北隆起的近全部及六盘山盆地和汾渭地堑的一部分。马家沟组五段地层以白云岩为主，夹硬石膏岩、硬石膏质白云岩和石灰岩。马五段经历的成岩作用主要有压实作用、压溶作用、白云石化作用、胶结作用、交代作用、溶蚀作用、岩溶作用及去白云石化作用，其中白云石化作用、溶蚀作用和岩溶作用对储层是最重要的建设性作用。白云石组分的18O平均值-8.2‰PDB，较中奥陶世海相白云石的18O值明显偏低，说明研究区白云石受到淡水淋滤和埋藏作用的影响。13C平均值-0.69‰，说明碳酸盐没有受到有机来源的CO2的影响。白云石的有序度平均值为0.69。MgCO3含量平均值为48.52mol%，大部分白云石低有序度，MgCO3含量低，系快速沉淀所致。由于埋藏作用和淡水的淋滤而具有较高的Fe含量和较高的Mn含量，明显低的Sr和Na含量。Sr同位素比值的平均值为0.710853，说明系埋藏成岩过程中上覆煤系地层铝硅酸盐矿物的溶解向海相碳酸盐矿物提供放射性成因的锶。研究区的白云石形成于准同生作用阶段或早期成岩阶段的氧化条件下，因而具有暗的阴极发光。白云岩溶孔中方解石的沉淀产生在弱还原条件的早期成岩作用阶段因而具有较鲜艳的阴极发光。白云石化作用发生在局限的盐度较高的陆表海环境下，通过微生物白云石化作用形成。储集空类型主要以硬石膏结核溶模孔和非组构选择性溶蚀孔主，其次是晶间溶蚀孔。孔隙度范围0.08～18.6％，平均2.66％，渗透率范围0.001×10-3m2～1343.4×10-3m2，平均2.54×10-3m2。储层以低孔、低渗、强非均质性为特征。