海相碳酸盐岩地层油气资源非常丰富,自然界中有近50%的油气资源富集于碳酸盐岩地层中。中国南方陆上有近200×104km2的碳酸盐分布区,具有碳酸盐岩分布面积大、层系多、厚度大、分布广的优势和广阔的勘探前景,是实现我国“能源战略”的重要战略接替区。针对湘中拗陷高演化的特点,本文以油气成藏理论为基础,应用层序地层学、构造地质学、碳酸盐岩沉积学、岩石学、储层地质学及地球化学等多学科的理论为指导,深入研究了泥盆-石炭系油气成藏及保存条件,初步理顺了区内构造与沉积演化、烃源岩热演化、油气藏的形成、破坏、再次成藏及晚期成藏的配置关系,以油气藏保存条件为重点,应用含油气保存单元的评价体系对湘中拗陷进行有利区带划分,提出了下步有利勘探目标区,为后继油气勘探工作提供决策依据。以涟源凹陷为重点,深入分析了油气成藏条件。研究了“下组合”的成藏优势。认为构造变形的强度、幅度及沉积相的组合关系是控制天然气富集的主要因素。湘中地区勘探成果和典型气藏解剖结果表明,构造变型较弱、幅度较小的地区天然气保存条件较好,在这些地区槽、台相区之间的斜坡带及滩礁沉积相带是油气藏形成和保存最有利的区域。在综合考虑构造样式和油气的生成、运移、成藏的各个条件基础上,划分出Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级远景区,涟源凹陷中部为Ⅰ级远景区,邵阳凹陷中东部、涟源、零陵凹陷东部为Ⅱ级远景区,其它地区为Ⅲ级远景区,在Ⅰ级远景区优选了杨家山区块、桥头河区块为近期突破靶区。与前人认识相比,本文在以下几个方面显示出一定的特色与创新：(1)应用Vail的经典层序地层学原理和方法,通过野外剖面踏勘和钻井资料的详细研究,首次在泥盆系识别出1个Ⅰ型层序界面和9个Ⅱ型层序界面,结合前人石炭系层序地层学的研究成果,将湘中地区泥盆-石炭系划分为三个Ⅱ级层序和21个Ⅲ级层序。(2)对湘中拗陷生物礁与台盆相的发育规律及相互关系做了深入研究,首次提出泥盆系棋梓桥组与佘田桥组中的生物礁是成带分布的,台盆可能是由于生物礁的快速生长而形成的礁间洼地(礁间槽)。因此,礁间槽的形成、发展与消亡和生物礁带的形成演化关系密切相关。这一模式与现代澳大利亚大堡礁具有很好的可比性。(3)湘中坳陷发育在汇聚型板块边缘,是两个大的陆块碰撞结合部位,构造样式较为复杂。从整体上看,整个工区的关键性构造要素是犁式叠瓦状逆冲断层、紧闭线性褶皱和隔挡式褶皱。结合遥感、航磁、重力等资料,重点对涟源凹陷做了深入研究,将凹陷进一步划分为西部断褶带(西部构造带)、中部褶皱带(中部构造带)和东部褶断带(东部构造带),并探讨了不同构造带的构造样式和形成机制。(4)提出对圈闭有效性研究的方法,指出构造样式、生储盖组合的配置关系及圈闭形成与烃源岩演化的匹配性都是影响圈闭有效性的主要因素,认为保存条件是决定圈闭有效性的首要条件,是决定其勘探价值的首要因素。湘中海相地层经历了印支期后多期、多方式构造运动的改造,具有隆坳相间、背向斜相间出现的特点,稳定的负向构造单元及测水煤系地层的分布区是油气保存的有利地区,在相对稳定的负向构造单元的有效区域盖层分布区主要寻找两类圈闭,即：台滩或台坪相岩性或岩性与构造复合圈闭和断背斜构造圈闭两大圈闭类型。(5)结合流体包裹体均一温度分析和构造演化研究的认识,对湘中拗陷烃源岩的演化和生烃模式的认识取得突破。流体包裹体均一温度分析研究表明,湘中拗陷烃源岩有3次主要的生排烃过程,并建立了“三段生烃”及裂解生气的“四段式”生烃模式。