本次研究在系统收集研究区钻测井、岩心、古生物等资料和前人研究成果的基础上,充分运用沉积学、层序地层学、有机岩石学和有机地球化学等基础理论,研究了西湖凹陷平湖组和花港组成煤环境类型,煤层展布特征,聚煤模式,有机岩石学和有机地球化学特征,以及沉积有机相特征。主要获得的认识如下:利用钻测井、岩心和古生物等资料,在西湖凹陷平湖组和花港组共识别出砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩和煤5种主要岩石类型,16种岩相类型,并将其划分为5种岩相组合;西湖凹陷古近系平湖组和花港组共划分为潮坪、受潮汐影响三角洲、辫状河三角洲、曲流河三角洲、湖泊5种沉积体系。结合地震层序划分成果,结合钻测井资料识别关键层序地层界面,将西湖凹陷古近系平湖组和花港组划分为6个三级层序,其中层序Ⅰ对应于平湖组五段;层序Ⅱ对应于平湖组四段;层序Ⅲ对应于平湖组三段;层序Ⅳ对应于平湖组一、二段;层序V对应于花港组下段;层序Ⅵ对应于花港组上段;通过对典型钻井及连井剖面的沉积相及层序地层展布特征的分析,平湖组沉积时期主要以潮坪和受潮汐影响三角洲沉积体系为主,花港组沉积时期西部斜坡区主要以辫状河三角洲沉积为主,中央洼陷区以辫状河三角洲和湖泊沉积体系为主。层序Ⅰ和层序Ⅱ时期主要聚煤古地理单元为潮上和潮间带,煤层具有单层厚度薄,累计厚度大,其分布呈现不均一性特点,累计厚度呈现增加趋势;层序Ⅲ和层序Ⅳ沉积时期主要聚煤古地理单元为受潮汐影响的三角洲、潮上及潮间带,煤层同样表现出单层厚度薄,累计厚度大的特点,但累计厚度呈减小趋势,分布范围呈现扩大的趋势;花港组沉积时期,煤层的分布范围进一步扩张,聚煤中心表现为向中央洼陷区南部迁移的趋势。基于Matlab对西湖凹陷不同构造带典型钻井进行小波分析,识别出偏心率长周期,并据此将平湖组划分为24个四级层序,在每个四级层序内,煤层的发育位置通常位于基准面上升的晚期至下降中早期,由于在该位置附近为日照量最大时期,而相应的气候比较温暖湿润,有利于成煤植物的生长及泥炭的堆积,尤其是对应于三级层序中最大海泛面附近的四级层序应为西湖凹陷煤层最为发育的位置;而在基准面上升的早中期或下降的晚期,则主要发育以砂岩为主的储层。通过对聚煤作用控制因素的分析,西湖凹陷在始新世到渐新世时期由“温室期”转变为“冰室期”,因此认为古气候的转变是西湖凹陷平湖组煤层发育程度优于花港组的主控因素;通过分析正断层的演化过程,并结合可容空间的时空变化特征,指出不同的构造演化阶段可容空间的变化是造成西湖凹陷平湖组煤层由早期不均匀分布,到后期普遍分布的主要原因;综合典型钻井小波分析所划分的四级层序结果,从可容空间增加速率与泥炭堆积速率比值(AR/PPR)入手,探讨了西湖凹陷薄煤层成因,指出低可容空间和海平面的高频旋回背景下,沉积相带的频繁迁移,是造成薄煤层发育的主要原因。综合沉积环境、聚煤条件及煤层分布等分析结果,归纳西湖凹陷同向断阶控制下多洼陷聚煤模式、地堑式复合断阶控制下多洼陷聚煤模式及垒状复合断阶控制下多洼陷聚煤模式。由西湖凹陷古近系煤显微组分鉴定结果,可以看出镜质组是占绝对优势的组分,平均含量可达88%,镜质组中以基质镜质体和均质镜质体为主,其次为结构镜质体;壳质组平均含量可达10.6%,壳质组含量在(0.42%～33.24%),主要以树脂体为主(0～17.28%),角质体(0～13.76%),孢子体(0～9.71%),藻类体(0～15.13%);惰质组含量极低,平均含量为1.4%。西湖凹陷最典型的特征就是富壳质组,贫惰质组,且壳质组分中树脂体含量最高,具有较高的生烃潜力。通过对各个有机地球化学参数的分析明确了建立西湖凹陷煤的评价指标体系的思路,即以生烃潜量(Si+S2)为基础,同时兼顾氢指数(HI),并辅以有机碳(TOC)和氯仿沥青“A”参数。据评价指标对西湖凹陷煤进行评价,评价结果表明花港组上段和下段生烃潜量变化范围较大,处于差—好之间;平湖组二三段生烃潜力最好,一段五段次之,四段最差;西湖凹陷煤的分子地球化学特征显示西湖凹陷煤的母质以氧化条件下的陆源高等植物为主,并混有少量的低等生物;有机质成熟度基本处于成熟阶段,只有少部分位于低熟和高熟阶段。综合沉积学、有机岩石学和有机地球化学的研究结果,提出了西湖凹陷平湖组和花港组4种沉积有机相类型:间歇性干燥森林沼泽沉积有机相、森林沼泽沉积有机相、活水沼泽沉积有机相及开阔水体沉积有机相;岩石热解结果显示间歇性干燥森林沼泽沉积有机相生烃潜力最高,森林沼泽沉积有机相和活水沼泽沉积有机相次之(两者相差很小),开阔水体沼泽沉积有机相相对较差。根据划分的四级层序,提出了低可容空间背景下西湖凹陷沉积有机相分布模式,在基准面上升半旋回,随着AR/PPR 比值的增加,沼泽也随之慢慢形成,在沼泽化表面之上,逐渐进入泥炭窗,泥炭开始聚集并保存,最先保存下来为间歇性干燥森林沼泽沉积有机相,随着水体继续加深,依次发育森林沼泽沉积有机相,活水沼泽沉积有机相,到基准面上升到最高位置处,则主要发育开阔水体沉积有机相;在基准面下降半旋回,则沉积有机相的发育顺序刚好与上升半旋回相反。并归纳出西湖凹陷间歇性干燥森林沼泽沉积有机相—森林沼泽沉积有机相—活水沼泽沉积有机相—开阔水体沉积有机相的分布模式,并指出其相应的沉积相序列为下三角洲平原上部,潮上带;下三角州平原下部,潮间上部;下三角州平原下部,潮间下部;潮下带,湖泊。据此指出各个层序内部有利成烃的区域,在层序Ⅰ内最有利成烃的区域位于孔雀亭地区,其次为宝云亭井区,两者沉积有机相带均以间歇性干燥森林沼泽沉积有机相和森林沼泽沉积有机相为主;层序Ⅱ时期,最有利成烃区域主要位于平湖油气田地区,其沉积有机相带主要以间歇性干燥森林沼泽沉积有机相和森林沼泽沉积有机相;层序Ⅲ时期,最有利成烃区域位于杭州构造带北部、孔雀亭和宝云亭地区,其沉积有机相带以间歇性干燥森林沼泽沉积有机相和森林沼泽沉积有机相,层序Ⅳ时期,最有利成烃的区域位于平湖构造带、杭州构造带南部和天台构造带北部,其沉积有机相带均以间歇性干燥森林沼泽沉积有机相为主;层序V时期,最有利成烃区域位于中央洼陷区南部残雪和黄岩井区,其沉积有机相带以活水沼泽沉积有机相为主;层序Ⅵ时期,生烃有利区主要位于平湖构造带,其沉积有机相带主要以森林沼泽沉积有机相和活水沼泽沉积有机相为主。