大牛地气田下古生界奥陶系风化壳是该区块寻找储量接替区的勘探层系，到目前为止没有重大突破，因此加强对其储层发育特征的研究具有非常重要的现实意义。论文以碳酸盐岩沉积学、储层地质学等相关理论为指导，综合运用测井、岩芯、铸体薄片等资料分析了储层的地层、岩溶发育以及物性等特征，制定了储层有效厚度的划分标准，最后对研究区储层主力产层的有利区进行了预测。在吸收前人研究成果的基础上，充分利用各项资料对研究区地层进行划分，并通过小层对比详细描述了地层发育特征，资料显示研究区奥陶系马家沟组为潮坪沉积环境，在此基础上，本文结合测井曲线及岩芯资料并对其沉积微相进行了进一步划分。岩溶岩是鉴别古岩溶的重要标志。通过对研究区内岩溶岩的识别和描述，参考了Loucks（1999）对岩溶角砾的分类方案，利用岩溶岩角砾之间的相互关系，将研究区划分出四种岩相。通过从单井及连井上对岩溶纵向发育的描述，认为研究区马五1—马五4发育了两期岩溶。通过数据的收集以及对相关图件的编制，利用综合法对岩溶古地貌的三级古地貌进行了初步恢复，划分出了五个三级地貌。通过岩芯观察以及铸体薄片资料分析，对研究区储层特征进行了详细的研究，认为研究区的储集空间主要有晶间孔、晶间溶孔、溶蚀孔洞以及裂缝和微孔，其储集空间组合类型有孔隙型、溶蚀孔洞型、裂缝—孔洞型以及裂缝型四种。根据储层物性相关性分析可知，研究区储层孔隙度、渗透率相关性较差，属低孔、特低渗致密储层。根据收集到的产能测试数据，对比分析了气层与干层的各项参数，借助长庆油田碳酸盐岩储层分类标准，确立了储层有效厚度的划分标准。储层划分了3类，Ⅰ类储层为好储层，岩性主要为细晶或膏质白云岩，测井表现为低自然伽玛、低到中值电阻率，日产气万方以上；Ⅱ类储层为中等储层，岩性主要为微—粉晶白云岩，测井响应与Ⅰ类储层较相似，日产气两千方—万方之间；Ⅲ类为差—非储层，岩性多为泥质白云岩或紊乱角砾岩，测井表现为高自然伽玛、高电阻率，日产气两千方以下，并在此基础上分析了有效厚度和平均孔隙度的纵向分布和平面展布特征。最后综合多项参数对研究区主力产层进行了有利区预测，其中马五1+2的有利区面积为435km2，马五41的有利区面积为443km2。