由于常规油气勘探已经不能满足经济发展需要,非常规油气藏研究和勘探势在必行,油气勘探领域向深层发展已大势所趋。惠州凹陷古近系深层储层由于埋深大、复杂地表和地下地质条件,造成地震勘探在地下深处得到地震资料信噪比低等问题,制约了对地下地质的深入认识,如何应用新的技术手段来进一步扩大勘探成果和发现新的含油气区块,已成为该区勘探中亟待解决的问题。通过岩心、录井、测井等资料综合研究,确定出惠州凹陷珠海组为海相三角洲、滨岸与陆棚沉积体系,恩平组为扇三角洲、辫状河、湖泊及湖泊三角洲等沉积体系,并建立珠海组河控三角洲—滨岸沉积模式和恩平组河流—湖泊—三角洲沉积模式。利用高分辨率层序地层学理论和技术方法,综合测井、地震和岩芯资料对惠州凹馅古近系珠海组和恩平组进行高分辨率层序地层学分析,从中识别出短期、中期、长期3个级别的基准面旋回层序,进一步分析短期旋回层序结构,划分出向上“变深”非对称型、向上变浅非对称型、对称型3种基本结构类型。依据等时地层对比法则并利用地震资料约束进行不同级次基准面旋回层序的联井对比,建立了珠海组和恩平组的等时地层格架,在等时地层格架内进行了单砂体的对比、储层时空展布规律和储层质量控制因素分析;以中、长期高分辨率层序地层格架为约束建立低频模型,对地震剖面进行GR拟声波地震地层反演;依托3D INTERWELL多井约束地震反演软件对地震可识别的砂体(或砂组)的层位进行准确标定,并建立追踪控制网进行横向追踪,克服了目的层位波阻抗特征复杂特征,解决常规波阻抗反演难以准确预测砂体问题。采用高分辨率层序-岩相古地理编图技术、地震相组合与地震属性解释相结合的储层综合预测技术,实现地震—地质一体化分析,可以减小地震相和地震属性解释的多解性,大大提高了预测储集层、隔层的准确性,更有效地识别隐蔽油气藏。最后,综合沉积相、砂体分布面积、砂体厚度、砂体孔渗及产油气状况等因素,对惠州凹陷深层储层有利层位和区块进行预测评价,指出了研究区内有利的层位和勘探区带,为研究区下一步深化研究和勘探开发提供了地质依据。