针对鄂尔多斯盆地塔巴庙地区上古生界低孔、低渗、低丰度、低压的致密砂岩气藏的特点，在综合前人研究成果和已有勘探资料的基础上，本文综合运用了沉积学、石油地质学等最新理论和进展，立足盆地北部区域地质大背景，以上古生界沉积特征和高渗储层成因为基础，以典型气藏解剖为手段，以天然气运聚成藏为重点，系统分析和研究了本区上古生界致密砂岩气藏的成藏基本地质条件、运聚过程、成藏模式及天然气的富集特点。 在沉积体系研究的基础上，分析了本区太原组到下石盒子组各段砂体的空间展布特征，对含气砂体与微相的关系做了分析；利用岩心及铸体薄片观测及其它先进测试技术得来的数据，结合构造演化史，建立了本区砂岩储层的成岩模式和孔隙演化模式，为高效储层的寻找提供了依据；以区域性生烃史为依据，分析了构造演化对其不利影响，对本区气源条件作了评价；从平面分布特征和封闭机理及其能力的角度出发，对本区上古生界气藏的保存条件做了评估。 以大牛地气田解剖为基础，以压力演化为起点，以天然气的运移聚集为枢纽，以裂缝发育期次为证据，以天然气成藏和分布为目标，提出了本区上古生界气藏的成藏模式。对鄂尔多斯盆地塔巴庙地区上古生界致密砂岩气藏的富集特点有了以下基本认识： 1、沉积相决定天然气的主要富集区带，近南北向展布的分流河道砂体是主要储集体，山西组的三角洲砂体和盒2、盒3段的曲流河砂体是天然气的主要富集层位。 2、相对高效储层是天然气富集的主要场所，低孔低渗的致密砂岩储层在后生成岩作用下形成的次生孔隙带就是“甜点区”。 3、上石盒子组泥质岩是本区天然气富集的必要保存条件，其分布范围广，物性封闭能力强，而且在早白垩世出现过超压封闭。早白垩世末期区域抬升剥蚀后导致古地温降低，气源岩生烃作用十分微弱，最后几乎完全停止生烃。 4、太原组和山西组气源岩在晚三叠世末期开始生气，到早白垩世进入生气高峰期；天然气在异常高压驱动下优先在与它紧密接触的盒1段、山西组及太原组砂岩中运移聚集，形成太2段、山1-2段及盒1段原生气藏；早白垩世末期区域抬升剥蚀，盒1段、山1段中垂直裂缝发育，天然气沿裂缝再运移，原生气藏被破坏形成残余气藏，天然气在盒2段和盒3段砂岩中聚集形成次生气藏。