本发明提供了一种古老碳酸盐岩储层成岩‑孔隙演化恢复方法。该方法包括：获取工区代表性岩样，其具备如下特征：岩样孔洞发育、孔洞中充填碳酸盐胶结物、存在碳酸盐胶结物相互交割；明确岩样中碳酸盐胶结物的期次，对各期次碳酸盐胶结物进行团簇同位素测试获取其形成温度；获取工区古地温模型和埋藏史模型，结合各期次碳酸盐胶结物的形成温度，将各期次碳酸盐胶结物反演到地质历史时期的某时间点上，确定各期次碳酸盐胶结物形成的地质时间；基于工区代表性岩样，统计各岩样的现存孔隙面孔率、各期次碳酸盐胶结物的面积百分比和各期次溶蚀增孔量；基于统计结果，结合各期次碳酸盐胶结物形成的地质时间，重建定时定量的成岩‑孔隙演化史曲线。