本发明公开了一种超深层碳酸盐岩储层的识别方法，涉及油气开发领域，包括获取目标区域的岩石物理参数和地震数据，通过Xu.Payne模型建立岩石物理模型；将所述岩石物理模型中的多个参数进行交汇分析，筛选出敏感参数，建立岩石物理解释量版；获得所述目标区域的常规属性参数场；对所述常规属性参数场的每一参数场和所述岩石物理解释量版分辨赋初始权重值，计算得到常规属性参数场和岩石物理解释量版的权重；得到目标地层的多属性综合属性分布图；获得所述目标区域的储层分布情况等步骤。本发明在进行储层识别的过程中，引入岩石物理参数，并通过Xu.Payne模型建立岩石物理模型，使其适用于超过7000m的超深碳酸盐岩储层。