沁水盆地是位于华北板块上的一个三级构造单元,目前是我国天然气资源勘探开发的重点区域之一。在煤层气的勘探开发过程中发现该盆地上古生界石炭纪—二叠纪地层中还有大量砂岩储层发育。如果地质条件配置有利,煤系本身及其上覆地层能够形成具有工业开发价值的致密砂岩气藏。本次研究以沁水盆地山西组砂岩致密储层为主要研究对象,在储层评价工作整体的研究思路和技术路线的指导下,在沉积相研究的基础上,借助铸体薄片分析、扫描电镜、压汞分析、物性分析等资料,对砂岩储层的碎屑组分、填隙物特征、孔隙类型、成岩作用和孔隙结构进行了深入研究;通过对比不同井间的储层孔隙度,渗透率、分选系数、均质系数、泥质含量和砂体最大单层厚度等指标,利用灰色关联理论法对沁水盆地山西组砂岩储层进行定量评价,从而确定整个盆地山西组储层优劣,为下一步寻找有利勘探目标提供理论依据。研究表明:沁水盆地山西组主要发育陆相湖泊及三角洲体系沉积环境为主,属于浅水三角洲沉积体系,包括三角洲平原和三角洲前缘成因组合。研究区主要的岩石类型有砂岩、砂质泥岩、泥岩和煤层。砂岩常见棕褐色、灰色中一细粒砂岩为主,磨圆度以次圆为主,胶结类型主要以孔隙式胶结为主,颗粒间接触关系为点接触和线-点接触为主,粒度分选性好到中等,综合考虑,研究区的砂岩结构成熟度为好-中等。通过对铸体薄片分析结合扫描电镜分析,识别出山西组砂岩的孔隙类型有粒间孔、长石溶孔、岩屑溶孔、晶间孔、粒间溶孔和裂缝。储层成岩作用主要发育胶结作用和溶蚀作用,且胶结作用为主,因此使得研究区储层储集物性较差,孔隙度、渗透率均较低,孔隙结构类型主要以中小孔—微细喉道为主,属于特低孔低渗储层。在储层物性的各个因素研究的基础上,利用灰色关联法理论对沁水盆地山西组砂岩储层进行定量评价,并将研究区储层分为三类:相对I类(相对有利储层)、相对II类(相对较为有利储层)、相对III类(相对差的储层)。其中相对I类有利储层多为三角洲平原沉积为主,相对II类较为有利储层则多以前三角洲和分流间湾沉积,相对III类差的储层则一般是湖泊相沉积。