研究区位于鄂尔多斯盆地陕北斜坡东北部,面积约7120km²,勘探程度较低。其奥陶系马家沟组马五₁、马五₂亚段碳酸盐岩储层地质情况复杂,储层特征与盆地中部靖边气田存在明显差异,目前的地质认识已很难满足该区勘探开发的实际需要。与已往的储层特征研究不同,论文从勘探的角度,以储层评价为目的,分别从储层岩溶特征、成岩作用特征以及储集特征三个方面揭示研究区马五₁、马五₂亚段碳酸盐岩储层特征。以沉积学、岩溶地质学、储层地质学等学科的理论和技术方法为指导,结合前人研究成果,综合分析测井、录井、岩心以及测试资料,对研究区马五₁、马五₂亚段进行地层划分和小幅度构造研究;通过岩心观察、薄片鉴定、阴极发光、扫描电镜等手段,宏观与微观相结合,明确了该区沉积微相展布特征以及奥陶系古岩溶地貌类型;利用锶同位素、碳氧同位素、孔渗测定、高压压汞、包裹体测温等多种实验测试分析,重点开展储层岩溶、成岩和储集特征研究。主要取得以下认识:研究区马五₁、马五₂亚段岩石类型以泥-粉晶白云岩、粉-细晶白云岩、灰质云岩和泥质云岩为主。与盆地中部靖边气田相比,蒸发环境较为局限,潮上膏质云坪马五₁³小层较为发育,其他小层以潮上云坪和潮上灰质云坪为主,从马五₂²至马五₁¹,潮上云坪不断扩大,潮上灰云坪规模逐渐缩小,其次发育潮上泥云坪、潮上云泥坪以及潮上灰坪,均以孤岛状分布于该区各小层。储层岩溶作用强烈,岩溶角砾岩种类丰富。通过锶同位素分析认为,受大气淡水淋滤影响强烈,主要发育表生期岩溶,其次为埋藏期岩溶和同生期岩溶。同生期岩溶主要受到次级海平面下降的控制。表生期岩溶作用形成垂直渗流带、季节变动带、水平潜流带和深部缓流带等四个岩溶带。强烈的岩溶作用不仅改善了储层物性,并造成该地区古地貌以岩溶盆地为主,侵蚀沟槽相对发育,岩溶斜坡仅存在于研究区西北边缘,岩溶斜坡上发育残丘、洼地、坡地和沟槽,岩溶盆地内主要发育（准）平原、残丘和沟槽。储层成岩作用类型多样,其中对储层发育具有重要控制作用的是胶结充填作用、白云石化作用和溶蚀作用。主要受大气淡水和埋藏成岩环境影响,海水成岩环境影响甚微,成岩温度在87.35℃¹43.80℃之间,成岩强度在49.03℃⁹5.50℃之间。研究区马五₁、马五₂亚段总体上成岩强度较高。晶间溶孔、晶间孔、溶洞、充填残余孔、非选择性溶孔、印模孔、构造缝和溶缝是研究区马五₁、马五₂亚段主要的储渗空间类型。马五1亚段储集岩物性比马五₂亚段储集岩物性好。储层类型主要以孔隙型和孔隙—孔洞型为主,溶缝—孔隙—孔洞型储层最好,但区内发育规模小。发育四类碳酸盐岩储层,储层以白云岩和含硬石膏结核白云岩为主,岩溶作用强烈。潮上云坪及潮上膏质云坪因为晶间孔、晶间溶孔、非选择性溶孔、溶洞和溶缝发育可能成为研究区的优质储层。