沾化凹陷是我国东部重要的含油气凹陷,油气资源十分丰富。沾化凹陷在古近系孔店组早期至东营组末期受多组、多期断裂活动控制,形成了新生代初期“洼凸相间”的复式半地堑断陷,构造格局复杂。凹陷内部发育北东向张性、张扭性大断裂、北东东向张扭性大断裂及一系列近东西向断裂。其形成的断裂体系说明沾化凹陷的构造演化处于拉张环境,并直接控制凹陷现今的构造样式。现今构造特征在一定程度上反映现今的地应力场分布,而地应力是油气勘探开发中不可或缺的数据。因此研究沾化凹陷的构造特征以及地应力分布以及本区进一步的油气开发勘探进展具有十分重要的意义。本文在对沾化凹陷构造物理模拟的基础上,进行义176井区渤深断阶带的构造解释工作。在岩石物理测试的基础上,利用Flac3d进行有限元仿真,研究地应力分布情况,为本区进一步的勘探开发提供一定的依据。首先利用沾化凹陷的区域特性,根据几何学、运动学的相似性原理抽象出砂箱物理模型。实验设置了两组拉张构造物理模型,分别是高拉伸量拉张模型和低拉伸量拉张模型。通过三维扫描和PIV(粒子图像测速系统)对实验过程和实验结果进行记录,并对物理模拟实验结果进行切片分析(观察剖面特性)。进而利用物理模拟实验的结果指导义176井区渤深断阶带的构造解释。最后在此基础上采用岩石力学参数,通过Flac3d软件进行有限元仿真,建立义176井区渤深断阶带多个关键属性模型,对沾化凹陷的地应力分布进行初步的预测。综合沾化凹陷构造物理模拟实验、义176井区渤深断阶带构造解释以及沾化凹陷地应力分布,发现研究区块的地应力沿断陷盆地内部水平向两侧均匀过渡,呈现中间弱,两侧强的特点,同时边界断层始终控制断陷盆地内部断层的生长。沾化凹陷应力矢量图揭示出强应力矢量集中在断陷边界,沿断陷内部向两侧呈线性分布,其内部构造的发育受到边界断层的影响。这与高拉伸量拉张物理模拟的PIV平均速度场观测结果吻合,证实沾化凹陷地应力分布预测的可靠性。