白庙地区是东濮凹陷重要的含油气区之一,深层勘探潜力巨大。由于对深层储层认识程度不够,制约了深层油气的勘探。本论文以白庙地区沙三段储层(>3500m)为研究对象,综合运用岩心观察、薄片鉴定、扫描电镜观察、流体包裹体分析、粘土矿物分析、镜质体反射率测试等多种技术方法,结合构造演化史、油气成藏史等前人研究成果,对研究区沙三段储层特征进行了系统研究。白庙地区沙三段储层经历了复杂的成岩演化,主要的成岩作用有压实作用、胶结交代作用、溶蚀作用以及沥青充填作用等。划分了成岩阶段,认为研究区储层处于中成岩B期—晚成岩阶段。划分出四种成岩相类型:杂基充填压实成岩相、溶蚀成岩相、碳酸盐胶结成岩相、石英次生加大成岩相,并建立了成岩相的分布模式。在成岩事件研究和成岩阶段划分基础上,结合地层埋藏史、构造演化史等资料,建立了白庙地区沙三下亚段储层改造模式,认为储层环境经历了早期弱碱性-中期酸性为主到酸碱交替-晚期弱碱性的演化过程。白庙地区沙三段储层储集空间划分为原生孔隙、次生孔缝和混合孔隙三大类。根据毛管压力曲线特征,划分出四种孔隙结构。纵向上,划分出三个次生孔隙高异常带,并分析了各自的成因机制。研究区储层除了受沉积、成岩作用影响外,烃类充注、异常高压也影响显著。在上述研究的基础上,结合区域沉积相分布与物性展布,对储层进行了分类评价。认为沙三中亚段储层多属于Ⅰ~Ⅱ类储层;沙三下亚段储层多属于Ⅲ~Ⅳ类储层,少数为Ⅱ类储层。