近年来,位于二连盆地的巴音都兰凹陷持续加大勘探投入,但在陡坡带及缓坡一直未取得大的突破,使油气勘探工作处于徘徊状态之中。前人在海相及较大型的陆相断陷湖盆层序地层及对沉积体系的控制作用的研究相对成熟,但对类似于二连盆地发育的这种受多种因素影响的陆相小型断陷湖盆的层序发育模式及控制因素研究相对薄弱。本文在层序地层学等理论方法基础上,利用该区3D地震大连片处理资料和钻井、录井、测井、测试资料,开展井—震精细标定和地震—地质综合解释,对二连盆地巴音都兰凹陷下白垩统的层序地层格架及其阿四段的沉积体系展布情况进行了详细、系统研究。首先,结合地震和测井资料,对二连盆地巴音都兰凹陷下白垩统开展了精细层序地层研究。根据层序界面划分原则,结合研究区地层发育的实际情况,指出有完整演化旋回的下白垩统是一个一级层序,在此基础上将裂陷期的三个裂陷幕加上裂后期划分为四个二级层序,根据巴音都兰凹陷的不整合面特征,又把四个二级层序细分为六个三级层序。针对目的层阿四段内部,又进一步开展了单井高精度层序划分,划分出上、中、下三个四级层序,一个完整的四级层序包含了水进期和水退期的沉积旋回。其次,依据沉积学理论,通过单井岩芯观察和连井对比分析,认为研究区发育了扇三角洲相、湖泊相及滑塌扇(湖底扇)相三种主要沉积相类型。通过物源分析、地震相识别、地震属性提取与优选等技术手段,对研究区目的层段沉积相展布规律进行了研究,揭示了研究区目的层沉积相纵向演化过程及平面展布特征。最后,对研究区层序和沉积体系的控制因素进行了探讨分析,认为二连盆地巴音都兰凹陷作为一个陆相小型断陷湖盆,构造事件及演化过程对其影响比海相盆地甚至大型湖盆要重要的多,分析了构造演化对沉积体系分布的影响,并总结了构造调节带控源,构造坡折带控砂形成的源-渠-汇理论体系,为研究区及类似地区砂体展布研究具有重要的借鉴意义。