本文以靖边气田X区奥陶系风化壳及马五段碳酸盐岩储层为研究对象,综合地质理论与勘探实际,利用研究区的钻井、测井资料、岩心、薄片以及物性、试气等资料分析,对靖边气田X区奥陶系马五段储层特征分别进行深入研究。从而通过研究区奥陶系马五段地层划分与对比、沉积相、岩溶古地理重塑、岩石学特征、成岩特征、储层孔隙特征及空间特征,总结出研究区天然气成藏主控因素。根据岩性分布确定了研究区奥陶系马五段碳酸盐岩储层为蒸发潮坪相;建立了完整的潮上-潮间-潮下全旋回模式;划分了奥陶系风化壳八个主要的微相沉积类型;重塑了古岩溶地质模式为层间岩溶、风化壳岩溶及缝洞系岩溶三段式模式,为预测有利储层区带奠定了理论基础。在该基础上,以薄片鉴定为依据,描述了研究区马五段的岩石学特征;确定了研究区奥陶系风化壳成岩作用及成岩相;总结了研究区储层孔隙特征。最后,通过叠合多种地质特征揭示研究区成藏主控因素,分析储层有利发育区间,预测出有利区为:靖边岩溶台地滚动有利勘探区;吉拉-召皇庙-昂苏庙岩溶鞍谷带有利勘探区;X区东部溶坪有利勘探区;榆林-延川岩溶平原南部勘探远景区。