塔里木盆地哈拉哈塘地区奥陶系碳酸盐岩储层勘探潜力巨大，研究区多口井已获工业油气流并建产，本文以碳酸盐岩岩石学、沉积学、储层成岩理论和方法为指导，以该地区地层、沉积相、储层为主要研究对象，对其开展了较为详细的研究工作。　　本文从地质角度出发，通过多学科理论相结合的研究方法，利用研究区内钻井、录井、测井等资料，结合岩心观察、地震特征响应，分析各层系的岩电性特征及岩石的种类，进一步完善研究区奥陶系碳酸盐岩地层划分，深入研究各层段沉积相类型及其特征，和沉积相发育环境，分析有利储层的沉积相带的纵横向展布及平面分布规律，进而建立研究区沉积演化模式。　　在沉积储层方面，通过对奥陶系碳酸盐岩储层物性分析、成像测井和地震解释等资料，理清储集空间类型及特征，进行了单井储层综合评价，并分析了连井储层对比的纵横向发育规律。在经过沉积环境、岩溶作用、构造作用的储层主控因素深入分析后，结合沉积相带展布及地震剖面特征等，综合研究了奥陶系储层段在不同阶段所受的主要影响，建立了奥陶系碳酸盐岩储层发育演化模式，结合测井、钻井、地质等资料综合分析后认为:储层的原生孔隙和沉积相带是次生孔隙形成的基础;岩溶作用是控制储层发育的主要因素，（准）同生岩溶作用、层间岩溶作用、潜山岩溶作用、埋藏溶蚀作用是奥陶系岩溶储层发育的最主要成因，各种岩溶作用多期叠加、改造形成复合型优质岩溶储层;构造运动产生的裂缝和不整合面是促进岩溶发育、控制储集体发育分布的关键因素。最后通过多种地震储层预测技术的综合分析研究，对研究区有利储层发育区带进行了评价与预测。这为该地区下一步油气勘探提供了理论基础和地质依据。