石油地质的定量研究给油气勘探和开发开辟了一条新的认识途径。为了利用现代化的计算技术再现含油气盆地的地史演化发育过程(特别是盆地发育过程中与油气有主要关系的地层在时间空间概念下的动态变化过程)，以便进一步定量化研究油气的生成、运移和聚集的历史以及预测油气分布规律、分布范围，为石油地质学家提供一个快速、准确、定量、综合的研究手段，本文就含油气盆地的地史演化发育过程为主要研究对象，应用分布参数系统辨识与最优控制理论讨论了地史数值模拟模型及在深盆气藏圈闭判识及聚气量预测中的应用，主要工作如下： 为揭示油气形成机理、地质储量及其分布，必须查明油气藏地质特征在地史过程中的演变情况，孔隙度是这一地质过程中的重要参数，也是地史研究的主要内容。论文的第二章根据沉积埋藏机理和石油地质的物理化学原理，以地层孔隙度为研究对象，引入数学物理方程概念，建立了多种岩性沉积、压实的二阶非线性抛物型偏微分方程描述的泥岩三维孔隙度场方程及其定解条件，给出了方程动边界的处理方法。 论文的第三章依研究问题的地质背景，经过合理近似，变换该非线性抛物型偏微分方程为线性抛物型偏微分方程，并建立了基于该线性三维孔隙度方程的分布参数系统辨识模型。由区域分解理论及各岩层分片光滑性，对边值条件进行适当近似，给出了以三维孔隙度场方程为系统状态方程、当今地质实测数据为拟合准则的最优控制模型并论述了最优性条件，构造了三维地史数值模拟算法。 作为计算实例，论文的第四章将该算法应用于国家重点基础研究发展规划973项目“中国叠合型盆地油气形成富集与分布预测”中，结合深盆气藏的力平衡圈闭理论和物质平衡圈闭理论，对吐哈盆地小草湖洼陷八道湾组进行深盆气圈闭判识及聚气量预测，得到了很好的数值结果，证明了算法的高效性和精确性。 最后在论文的第五章，基于我们建立的三维地史数值模拟模型及分布参数系统辨识与最优控制算法，结合深盆气力平衡圈闭与物质平衡圈闭理论，开发了深盆气藏分布范围与聚气量预测软件系统。