由于缺乏系统的沉积与层序地层研究，这在很大程度上制约了沅江凹陷油气勘探的总体规划和部署。本文运用沉积学和层序地层学原理，利用钻井、测井、地震等多种资料对沅江东次凹古近系桃源组—汉寿组地层进行了层序地层与沉积体系的综合分析。根据沉积相识别标志，选取具有典型特征的井段建立岩—电—相转换模型，对研究区内的24口井进行了单井沉积相解释，从中识别出湖泊、三角洲、扇三角洲、冲积扇以及河流5种沉积相，并细分为12种亚相。根据地震反射终端类型的不同，可将古近系地层分为2个地震层序和6个地震亚层序，并对各地震亚层序进行了地震相分析。在沉积相和地震层序研究的基础上，将古近系桃源组～汉寿组地层划分为7个层序及16个体系域。其中，SQ1和SQ4层序底界面为Ⅰ型层序界面，发育低位体系域、湖侵体系域和高位体系域；SQ2、SQ3、SQ5、SQ6和SQ7层序底界面均为Ⅱ型层序界面，只发育湖侵体系域和高位体系域，不发育低位体系域。以体系域为单位，分析了古近系SQ1～SQ7层序各体系域内部沉积体系组合及演化特征，以及地层厚度变化和砂体分布特征。通过以上分析，得出控制沅江东次凹古近系层序发育的主要因素是构造运动和气候。