Дан анализ изменения физико-литологических свойств различных типов осадочных пород в термобарических условиях нефтегазоносных бассейнов. Показано влияние залежей углеводородов и гидротермальной деятельности на развитие наложенных процессов в зоне катагенеза. Установлены глубинно-катагенетические уровни вторичных коллекторов на примере нефтегазоносных толщ Западно-Сибирского, Каракумского, Охотско-Камчатского и Южно-Охотского бассейнов. На ряде месторождений этих бассейнов и на месторождении Кожасай в Прикаспии установлена зональность структурно-минеральных новообразований под влиянием перемещения водно-углеводородных контактов. Рассчитаны градиенты изменения пористости коллекторов и вариации коэффициента уплотнения различных типов пород. Выявлены нелинейные тенденции преобразования формаций и возникновения зон переуплотнения-разуплотнения на различных глубинах вод под влиянием наложенных процессов. Предложена модель типов вторичной минерализации, позволяющая прогнозировать тенденции изменений пород-коллекторов в недрах нефтегазоносных бассейнов.