鄂尔多斯盆地东缘的神木气田太原组为特征性的碎屑岩与碳酸盐岩互层含煤岩系。近期天然气勘探证实其具有良好的开发潜力。为指导神木气田太原组开发和盆地太原组储层勘探,根据测井、录井、常规薄片、铸体薄片、物性和粒度资料,结合岩芯描述,研究了神木气田太原组地层组合、沉积特征、沉积环境演化、砂体宽度以及沉积相对储层控制作用。太原组地层发育了碎屑岩型、灰岩型和互层型3种组合。地层颜色、粒度、成分、结构、沉积构造、岩石相、测井相、含有物以及沉积序列特征反映其为潮控三角洲与低能碳酸盐台地沉积,主要发育三角洲平原分流河道、分流间洼地微相,三角洲前缘远砂坝、分流间湾微相,以及碳酸盐灰坪、灰泥坪微相。太原组下部(太二段)以三角洲平原沉积为主,分流河道砂体发育,但宽度较窄(7.1~131.9 m),上部太一段为三角洲前缘与碳酸盐潮坪沉积,反映其经历了一个沉积水体总体逐渐加深的海侵过程和/或碎屑供应逐渐减少的沉积过程,而太一段碎屑岩与灰岩的互层沉积则反映了太原组晚期沉积水体的振荡性加深→变浅和/或陆源碎屑供应的周期性缺乏。储层主要发育在太二段高能量的三角洲平原分流河道中、粗砂岩中。