本文综合应用储层地质学等理论和方法，通过钻井岩心观察、测井资料解释、薄片鉴定、扫描电镜和储层岩性物性分析等手段，对伊盟地区上古生界山西组-下石盒子组储层地质学特征进行了较深入研究。伊盟地区上古生界目的层段有利的储集主砂体有三条，在盒8段分布最广泛。烃源岩在纵向上主要分布于石炭系一二叠系山西组山1段，有机质丰度相对较高、有机质性质以Ⅲ型为主。由于沉积水体咸度相对较高，对泥岩有机质具有一定的保护作用，上古生界泥岩可溶有机质与煤岩可溶有机质性质具有明显地差别。热模拟试验结果表明：上古生界煤岩具有一定的液态烃生成能力、暗色泥岩和煤岩均具有较高的气态烃生成能力。岩石类型主要是岩屑砂岩与石英砂岩。岩石成分成熟度和结构成熟度中-低。粒度以中-粗粒为主。填隙物组分含量高，但变化稳定，主要为粘土矿物伊利石、高岭石、绿泥石以及碳酸盐类矿物如铁方解石、方解石、白云石、菱铁矿以及部分硅质胶结。不同地区之间储集层岩石学特征有一定差异性。储层孔隙类型主要为粒间溶孔、粒内溶孔、晶间孔发育。微观孔隙组合主要为溶孔+微孔型、粒间孔+晶问孔型、溶孔型及其复合型这4类。孔隙结构有孔隙型和微裂缝—孔隙型，并主要以中门槛压力—粗喉道型为主。孔隙结构演化受控于成岩作用。目的层在杭锦旗地区处于早成岩阶段晚期—晚成岩阶段早期，南部地区为晚成岩阶段早—中期。储层物性主要受沉积微相、构造背景和成岩作用三大因素控制。总体上主要分布在河道及三角洲平原分流河道砂体较发育的地区。储层物性随石英和长石含量的增加而变好，随岩屑含量的增加而逐渐变差。整体上，石英砂岩物性最好，其次是岩屑砂岩，长石岩屑砂岩，岩屑长石砂岩。石英砂岩中粒间孔及微孔隙发育。岩屑砂岩微孔隙发育。伊盟地区上古生界下石盒子组物性较山西组好。在区域上，以北部杭锦旗地区物性最好，向南逐渐变差。储层非均质性较强。综合分析储层孔渗参数，参考前人研究，将研究区储层分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四类，其中北部以Ⅰ类储层为主，南部地区以Ⅱ、Ⅲ类储层为主。区内储盖组合以自生自储式、下生上储式为主，有利圈闭主要为岩性—构造圈闭及岩性圈闭。在上述分析的基础上提出有利区预测，为下一步勘探开发提供了地质依据。