本文以临南洼陷沙三段为主要研究层系,运用层序地层学、沉积岩石学等理论和方法,综合利用地质、地球化学和各项分析化验等资料,运用高分辨率层序地层学对临南洼陷沙三段的层序地层进行细分,结合层序对临南洼陷沙三各亚段段的沉积体系类型与分布规律建立其沉积演化模式,以储层物性特征和储层成岩作用对沙三各亚段储层特征进行研究,做出综合储层评价,为研究区的油气藏的勘探提供借鉴。在层序地层学基础理论的指导下,通过对沙三各亚段界面的识别,结合最大熵谱与小波分析的方法将沙三段细分为三个亚段,将沙三段划分为一个长期旋回和六个中期旋回层序,从而确定沙三段高分辨率层序地层划分方案,建立研究区高分辨率层序等时地层格架。通过利用岩心的元素分析数据以及对研究区的岩心观察,作为判别沉积环境的指标,确定出临南洼陷沙三下亚段时期气候较为干旱,古盐度较高,湖盆中的水体蒸发严重,相对湖平面较低,水流作用不明显。沙三中亚段时期气候条件较为湿润,古水深最深,岩性主要为砾质砂岩,水流作用较为明显,在水流的牵引作用下,沉积物不断在地势较低处堆积。沙三上亚段时期气候干燥,水体面积不断扩大,深度不断减小。研究区主要发育有三角洲与扇三角洲沉积类型,并且存在重力流沉积影响。通过分析沙三各亚段的储层物性,结合分析化验资料,确定出研究区的岩石构成、孔隙类型、成岩作用、成岩演化、等相关物性。利用模糊评价与单井评价结合的方法,分析出沙三下亚段时期埋深较深,储层发育相比沙三中亚段时期较为不好,沙三中亚段时期受气候地貌等方面的影响是临南洼陷沙三段的主要优质储层区域,而沙三上亚段时期受成岩作用的影响较大,对储层产生了不利的影响。