本文以渤海湾盆地及其周缘二叠系山西组为主要研究对象,综合区域地质、野外剖面、岩心、测井等资料以及前人研究成果,对渤海湾盆地山西组的地层特征、沉积相特征、沉积相展布规律、沉积演化模式以及储层砂体类型进行了系统的研究。通过对渤海湾盆地周缘12条野外剖面进行踏勘,选取秦皇岛石门寨剖面、淄博博山剖面、禹州大风口剖面以及太原冀家沟剖面进行精细测量和观察描述,根据岩性特征、测井曲线特征进行钻井地层分析,山西组地层主要以灰色、灰白色粉细砂岩以及深灰色、黑色、灰绿色、紫色泥岩为主,夹有3-10层近海泥炭沼泽所形成的煤层或煤线,泥岩中有时可见海相动物化石。山西组地层特征具有旋回性,旋回内部具有差异性,早期旋回1岩性主要为灰黑色泥岩、灰色粉细砂岩以及薄煤层,砂质泥岩含量较高,砂岩粒度较细,测井曲线多表现为指形、漏斗型;中期旋回2岩性以灰色、灰白色中细砂岩、灰黑色泥岩为主,砂岩较厚,煤层较发育,层理类型多样,测井曲线以齿化箱型、齿化线形为主。晚期旋回3岩性以灰色砂岩、黑色泥岩、紫杂色泥岩为主,底部常可见一套砂岩,测井曲线多以齿化线性为主。通过岩性、沉积构造以及测井曲线等相标志进行识别,山西组沉积期主要发育三角洲平原亚相和三角洲前缘亚相,共识别出分流河道、分流间湾、水下分支河道、河口坝等6种主要沉积微相类型。平原亚相和前缘亚相交替发育,河口坝在三角洲形成的早期形成阶段被保留下来,河道微相在三角洲中期发育阶段占主体,泛滥平原微相在山西组晚期三角洲转化阶段广泛发育。通过单井相分析、连井相分析以及连剖面对比,编制不同沉积期的地层厚度、砂岩厚度、砂岩百分含量、煤层厚度等单因素基础图件,分析渤海湾盆地山西组不同沉积期平面相分布特征。结合沉积背景,建立山西组沉积期3个沉积演化模式。山西组骨架砂体主要为河道砂体,储集砂体类型主要为长石岩屑砂岩与岩屑长石砂岩,岩石整体较为致密,为致密性储层。