针对具有复杂地质特征的大规模油藏反演建模难题,研究整合深度学习模型与数据同化算法的自动历史拟合方法。提出奇异值分解-深度变分自编码模型,基于奇异值差分谱估计油藏模型参数的本征维数,并以此作为潜变量维数;编码器对油藏模型参数进行特征提取并降维至低维潜变量空间,解码器将低维潜变量重构生成与先验地质统计特征一致的油藏模型;结合多次迭代同化的集合光滑方法,更新低维潜变量并解码重构至对应的油藏模型参数,进行生产历史拟合。结果表明:保留90%信息估计的模型参数本征维数作为潜变量维数,能够保持清晰的相边界;相比传统的奇异值分解降维方法深度变分自编码模型能够有效地处理复杂离散地质特征;提出的方法能够准确地预测河流相分布。