本文综合利用地震、测井、岩心等多种资料，以层序地层学的基本理论为指导，把饶阳凹陷中北部古近系沙河街组划分为六个三级层序和十八个体系域，对每个层序进行典型特征分析，建立了饶阳凹陷中北部古近系沙河街组层序地层格架。并分析了构造沉降、沉积物供、气候等因素对层序发育的控制作用。然后根据饶阳凹陷构造发育特点，总结出凹陷内层序主要发育简单箕状斜坡模式；早期简单斜坡，后期凹陷带隆起模式；早期双箕状断陷，后期简单斜坡模式；早期双断，后期单斜模式及洼槽带模式等五种层序模式。 在层序格架建立的基础之上，通过岩心观察、岩石薄片鉴定等资料综合分析，识别出凹陷内沙河街组主要发育冲积扇相、河流相、辫状河三角洲相和湖泊相，局部地区发育少量扇三角洲相。并系统分析了各种相的沉积背景、相类型及相标志、砂体展布规律等。然后以三级层序体系域为单位，详细研究了各体系域时期沉积体系空间展布特征，认为层序Ⅰ时期沉积主体为冲积扇相和河流相；层序Ⅱ、Ⅲ时期沉积主体为辫状河三角洲相和滨浅湖亚相；层序Ⅳ时期沉积主体为滨浅湖、半深湖亚相和辫状河三角洲相；层序Ⅴ时期沉积主体为河流相和辫状河三角洲相；层序Ⅵ时期沉积主体为滨浅湖亚相和辫状河三角洲相。最后通过层序地层学原理分析了研究区生储盖组合特征，指出洼槽带及其附近二级构造带内层序Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ的低位域和高位域地层是油气勘探的有利区域及层段。