构造变形与烃类运聚模拟实验是人们探索和研究地质构造变形现象和机制以及对油气运聚成藏影响和相互关系的重要手段，而如何综合考虑各种影响因素，应用模拟实验的手段反演断层构造对油气成藏的控制作用，对远景油气勘探，特别是寻找断块型油气藏有着重要的理论价值和现实意义。本文就是在汲取目前国内外相关实验设备基础上，针对模拟实验系统存在的问题，对构造变形下烃类运聚模拟装置关键技术开展研究，将构造变形和烃类运聚物理模拟实验综合考虑，研制一体化的构造变形下烃类运聚试验平台。论文对构造变形与烃类运聚物理模拟实验所遵循的相似条件进行分析和研究，建立了构造变形与烃类运聚模拟实验相似数学模型，通过定义评价物理模拟实验结果的目标函数，运用数值分析方法对比了模拟实验相似条件的主次关系，确定了实验过程中必须满足的主要相似条件，并对相关的实验参数进行计算确定了实验的关键参数，从而为实验装置关键部件的选型和设计提供理论依据。从实验装置设计的角度对典型断裂体系的成因机制进行分析，提出了动力加载单元的技术要求，确定了构造变形系统的应力加载条件，形成了实验装置的整体概念设计方案，运用模块化设计思想，研制了模型系统、充注系统、控制系统、构造变形系统和辅助系统等关键模块，完成了一体化的构造变形下烃类运聚模拟实验装置的研制。通过资料调研和试验测试，分析了东营凹陷沙三段地层特点、岩石类型、结构特征、断裂样式及其形成机制，明确了东营凹陷沙三段岩石的变形方式及岩石结构特征，应用相似理论建立了地层组成和岩石变形的相似性计算模型，确定了岩石相似性模型和力学参数的相似因子，构建了沙三段泥岩和各类砂岩模拟材料配比序列，建立了满足模拟实验要求的地质模型。为了获得地质模型内部烃类运聚路径的信息，论文通过优选和对比分析各种检测方法，设计了基于高密度电阻率层析法的检测方案，确定了二维电场数学模型，将二维电场满足的基本方程变换到了付氏域，建立了物理模拟过程数据后处理数学模型，在基于最小二乘法的基础上将正演获得的数据进行了反演，确定了反演流程，并将各种介质电阻率的差异以直观图像的形式显示出来，初步形成了适于构造变形下断裂带内部烃类运移的检测方法和数学模型，形成了具有自主知识产权的实验装置控制、测量、处理一体化软件，实现了非接触式模型内部烃类运移路径的实时检测，为试验结果评价提供重要的技术依据和实验数据参考。本文研制的构造变形下烃类运聚模拟试验装置，于2010年9月在中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司地质科学研究院安装调试完成，其中构造变形系统可实现不同断裂样式组合的模拟试验研究，动力加载单元运行稳定精度高，烃类运聚物理模拟系统可实现断裂控藏作用下烃类运聚成藏的模拟试验，现场测试和试验结果表明研制的构造变形下烃类运聚模拟实验装置达到了设计要求，满足地质模拟的需要。