为实现吐哈探区油气勘探由中—浅层向深层、由常规向非常规转向，推动其深层油气资源勘探，通过对吐哈盆地、三塘湖盆地和准噶尔盆地准东地区的构造-岩相古地理演化的分析，对其含油气系统特征和勘探潜力评价，梳理主要勘探方向，优选战略突破领域。石炭纪—二叠纪，吐哈探区为统一沉积盆地，具有相似的沉积环境和沉积建造；三叠纪—侏罗纪，研究区被分割，形成独立的前陆盆地；与构造-岩相古地理演化相对应，形成了石炭系海相—海陆过渡相、二叠系湖相和侏罗系湖相—煤系3套烃源岩，构成三大含油气系统。勘探思路的转变促进了深层油气勘探的重大进展，准东地区石钱滩组海相碎屑岩油气藏、二叠系页岩油藏、常规砂岩油藏以及吐哈盆地中—下侏罗统大面积致密砂岩气藏勘探取得了重大突破，发现了大规模优质储量，实现了战略资源的有序接替；应按照战略准备、战略突破和战略进行3个层次的勘探，聚焦10个有利油气勘探方向。

在塔里木盆地开辟了超深层走滑断控油气藏勘探开发领域，但断控油气藏极为复杂，难以效益开发，亟需加强油气藏基础地质研究。走滑断控油气藏具有非均质性强、储集层与流体分布复杂、油气产量变化大及采收率低的共性，不同地区走滑断控油气藏的断裂、储集层、成藏与流体存在较大的差异，面临一系列勘探开发难题。建立了差异成因的走滑断裂破碎带及其控储模型，揭示了沿走滑断裂带“相-断-溶”三元复合控储、连片差异规模发育的成储机制；构建了“源-断-储-盖”四元耦合成藏、“小藏大田”的走滑断控油藏模型，揭示了超深层走滑断控油藏的形成与保存机理。突破了克拉通盆地弱走滑断裂难以形成走滑断控大规模储集层与大油气田的理论认识局限，明确了克拉通盆地走滑断裂系统大规模发育的成因机制、走滑断裂破碎带差异成储成藏机理与油气富集规律。

为明确鄂尔多斯盆地伊陕斜坡二叠系太原组碳酸盐岩气藏的分布规律，以钻井、测井、录井、试气等资料为基础，通过野外露头、岩心、岩石薄片、电镜扫描、高压压汞、包裹体测温等分析，对太原组碳酸盐岩气藏储集层的沉积微相、岩石学特征、物性特征、孔隙结构、裂缝分布等进行对比剖析。结果表明：太原组碳酸盐岩气藏为低孔低渗岩性气藏，有利储集层控制气藏的分布和天然气富集，气藏主要分布于生物丘和生屑滩沉积微相发育区；生物丘分布于研究区东部佳县、子洲及清涧一带，生屑滩分布于研究区西部横山、靖边及坪桥一带，自西向东相带分布明显；太原组碳酸盐岩发育泥晶生屑石灰岩和藻粘结石灰岩，生物体腔孔、晶间孔、溶孔和微裂隙为有利储集空间；裂缝是油气运移的良好通道，其发育对气藏富集起积极作用。

为明确吉木萨尔凹陷芦草沟组上、下甜点段页岩油生烃母质差异和生烃机理，采用场发射扫描电镜、电子探针和傅里叶红外光谱实验，对芦草沟组烃源岩超微生物特征进行研究。上甜点段页岩油主要生烃生物为层状藻（微囊藻），母质以直链脂肪族为主；下甜点段以结构藻（塔斯马尼亚藻）为主，生烃母质富集富支链脂肪族、芳香族和亚砜官能团。由于长直链饱和烃断裂所需的活化能远高于分支链及碳硫和碳氮低键能，因此，下甜点段页岩油的生烃母质活化能低于上甜点段，发生早期生烃，在低成熟度下形成高非烃沥青质的高密度原油，是下甜点段原油性质偏重偏稠的主要原因。

为建立石钱滩凹陷上石炭统石钱滩组标准剖面，给凹陷内井下地层划分对比及油气勘探提供依据，以野外调查为重点，利用地质探槽，根据岩性特征、沉积建造、接触关系、标志层、生物化石等综合分析，进行石钱滩组层序划分和沉积相恢复及区域地层对比。石钱滩组由洪积扇（扇三角洲）沉积开始，经扇前湖泊沉积，于海湾潟湖沉积结束，构成3次海侵退积型层序，可划分为3段。下段下部为砾岩和砂砾岩，夹砂岩和粉砂岩，中部为中—细砾岩、杂砂岩与泥岩和粉砂质泥岩互层，上部为粉砂质泥岩、泥岩夹砂岩和粉砂岩；中段下部为砾岩、含砾砂岩和砂岩，夹粉砂岩，上部为钙质粉砂质泥岩、泥岩、粉砂岩和泥质灰岩；上段下部为砾岩、砂岩与粉砂岩和粉砂质泥岩互层，中部为紫褐色、砖红色泥岩和泥质粉砂岩，夹含砾粗砂岩和砾岩，上部为深灰色泥岩和粉砂质泥岩夹灰岩。宏观上为下段、中段及上段上部为深灰色，上段下部为浅褐—砖红色，各段均为正粒序。扇前沼泽—海湾潟湖相暗色泥岩为有利烃源岩，扇中、扇端砂岩和砾岩为储集层，生储配置好，油气地质条件优越。

页岩储集层的油气储集能力取决于其复杂的孔隙结构，而不同页岩岩相具有不同的孔隙结构特征。为了明确不同页岩岩相对孔隙结构的控制作用，以川中地区侏罗系自流井组大安寨段页岩为例，基于总有机碳含量和X射线衍射全岩矿物分析，确定大安寨段页岩岩相，对不同页岩岩相进行薄片、扫描电镜、低温氮气吸附和高压压汞分析，确定其孔隙结构特征。结果表明，川中地区大安寨段页岩主要发育6种岩相：富有机质黏土质页岩、含有机质黏土质页岩、贫有机质黏土质页岩、含有机质混合质页岩、贫有机质混合质页岩和贫有机质钙质页岩，孔隙形态以平行板状和狭缝状为主。黏土质页岩主要发育黏土矿物层间孔、有机质孔和生烃增压缝，混合质页岩主要发育残余粒间孔，钙质页岩发育少量溶蚀孔。各类页岩岩相的孔体积和比表面积与黏土矿物含量呈正相关，富有机质黏土质页岩大孔孔体积与总有机碳含量呈正相关。其中，富有机质黏土质页岩大孔孔体积最大，孔径分布呈三峰特征，是川中地区大安寨段页岩油储集最为有利的页岩岩相。

塔里木盆地奥陶系超深层碳酸盐岩储集层受控于高能相带、区域不整合面及多期次和多类型断裂破碎作用改造，内幕流体及压力系统分布异常复杂。分析认为，沉积、构造、化学反应等因素均影响了塔北、塔中地区奥陶系碳酸盐岩异常高压的形成、保存与分布。厚层膏盐岩延缓了烃源岩热演化，阻滞应力传递，不整合面为构造应力和欠压实压力传递、晚期油气充注提供通道，均有利于异常高压形成;后期硫酸盐热化学还原反应一定程度上削弱了异常高压的发育程度并影响其垂向分布层位;厚层泥岩、致密石灰岩等优质盖层有利于异常高压保存。异常高压主要分布于生烃坳陷周缘、远离主干断裂或活动性较弱的次级断裂。其中，塔北地区异常高压主要由构造挤压与欠压实作用形成，呈多点散状分布于断裂复杂的跃满地区和鹿场地区;塔中地区由流体膨胀形成的异常高压集中分布于塔中10号构造带，储集层一般规模较小且定容。

煤炭地下气化是对传统采煤技术的变革，气化炉选址好是煤炭地下气化成功的先决条件。通过煤层厚度、煤层埋藏深度、煤岩煤质、地质构造、煤层顶板岩性及水文地质条件分析，评价三塘湖盆地侏罗系西山窑组煤炭地下气化地质条件。结果表明，西山窑组煤层煤阶较低，灰分和挥发分较高，倾角和埋藏深度适中，顶板岩性为泥岩、粉砂岩和砂岩，断层发育程度低，发育较好的隔水层，具备煤炭地下气化地质条件；同时，优选出构造复杂程度、埋藏深度、煤层厚度等18个有利区三级评价参数，建立适用于三塘湖盆地煤炭地下气化评价的多层次数学模型，将全盆地按照煤炭地下气化潜力划分为Ⅰ类区、Ⅱ类区和Ⅲ类区，其中，马朗凹陷北斜坡和条湖凹陷东缘为煤炭地下气化的有利区域。

沸石在沉积岩中广泛发育，受多种因素影响，沸石成因类型多样，成岩演化特征复杂。在沉积环境、成岩条件等因素控制下，不同成因类型沸石形成于不同的成岩序列，并具有不同的组合特征、产出形式和骨架结构。沸石类型有原生沸石、热液成因沸石、火山物质蚀变沸石和矿物转化沸石；其骨架结构可以用Si/Al表征，据此被分为高硅沸石和低硅沸石。沸石对烃源岩生烃有较强的催化作用，高硅沸石的催化活性低，但是失活速率小，择形性良好；沸石的胶结与溶蚀对储集层分别起建设性和破坏性作用，不同成岩序列下，沸石对储集层物性的影响有所差异；黏土矿物转化方沸石会增强页岩的脆性和水敏性，脆性增强使储集层的可压裂性增强，水敏会降低储集层的渗透率。

苏里格气田中区苏36-11区块已开发17年，开发程度和储量动用程度均高，储集层非均质性强，储量动用不均衡，剩余气分布复杂，剩余气分布的确定及挖潜是气田稳产的关键。通过储集层构型精细表征，明确剩余气分布的主要影响因素，确定不同类型剩余气分布规律，提出对应的挖潜对策。研究结果表明：研究区含气砂体主要分布在4级构型单元心滩坝与点坝中，整体规模小，宽度为150~500 m，长度为300~800 m，连通性差，受各级次渗流屏障影响大，区块北东—南西向主砂带开发程度最高，地层压力低，剩余气主要分布在区块西北部盒8段下亚段；剩余气分布主要受储集层非均质与开采非均匀影响，可分为井网未控制型、复合砂体阻流带型、水平井未动用次产层型、直定向井未射开气层型和投产未采出型5类；提出井间加密、老井侧钻、查层补孔和老井挖潜4种动用措施，调整方案后，预测可稳产7年，采收率可达45%。

胜北洼陷风险探井沁探1井在西山窑组以下致密砂岩中见22层荧光级油气显示，需对所钻遇的烃源岩进行评价，确定致密油来源层系。西山窑组烃源岩在台参2井附近大部分层段为非—差烃源岩，但4 700.00~4 900.00 m层段为好烃源岩，在洼陷区的沁探1井则为中等—好烃源岩；三工河组为中等—好烃源岩。中—下侏罗统有机质整体为Ⅱ₂型—Ⅲ型，在西山窑组为成熟，在三工河组和八道湾组为高成熟。烃源岩可溶有机质中链烷烃碳数分布宽，C₂₇-C₂₈-C₂₉αααR构型甾烷呈反“L”型，表明以陆源高等植物输入为主的混合型有机质来源。西山窑组有机质中伽马蜡烷含量低，姥植比相对偏高，其沉积水体为相对低盐度的弱氧化—弱还原条件；三工河组和八道湾组有机质中低姥植比，富含伽马蜡烷，其沉积水体盐度较高，还原性较强。β-胡萝卜烷在三工河组全层段发育，且在部分层段颇为丰富，含量与主峰碳相当，表明这些层段具嗜盐细菌的贡献，为还原性水体沉积。据C₂₇/C₂₉αααR甾烷、姥植比、C₁₉₊₂₀/C₂₃₊₂₄三环萜烷、C₂₄四环萜烷/C₂₆三环萜烷、重排藿烷、β-胡萝卜烷相对含量等，可推断出三工河组原油来源于自身烃源岩；西山窑组底部原油经过二次运移，源自三工河组富含β-胡萝卜烷烃源岩层系，西山窑组中—上段油砂抽提物则与西山窑组烃源岩相关。

库车坳陷克拉苏构造带盐下白垩系巴什基奇克组储集层分布了一批高产、稳产的天然气藏群，其储集层为超深、高温、超压致密砂岩储集层，孔隙度越高，氯盐含量越高，储集层视电阻率越低，储集层中氯盐的分布严重影响流体识别，其对盐下致密砂岩物性的影响较明显。利用岩心观察、铸体薄片、扫描电镜、氯盐含量、常规测井曲线分析等，系统分析了库车坳陷盐下白垩系巴什基奇克组储集层氯盐的分布特征。根据氯盐含量、电阻率、氯盐来源等的差异，提出盐下储集层氯盐分布具有顶渗、侧渗和局部封存3种模式。顶渗模式与侧渗模式的电阻率仅受氯盐含量的影响，顶渗模式储集层氯盐含量呈垂向分带特征，随氯盐含量的降低，电阻率升高；侧渗模式储集层氯盐含量呈横向分带特征，电阻率自构造带边缘向中心表现出由高到低再升高的趋势；局部封存模式电阻率受应力和氯盐含量的共同影响，氯盐含量分布具有偶发性，电阻率变化幅度大。根据测井响应特征划分了各模式的分布段序列，顶渗模式自上而下发育盐层段、泥岩封隔段、饱和氯盐强影响段、未饱和氯盐强影响段、未饱和氯盐影响过渡段和氯盐未影响段；侧渗模式在顶渗模式基础上多发育过饱和氯盐影响段；局部封存模式从上到下划分为盐层段、泥岩封隔段、强挤压应力氯盐未影响段、氯盐应力混合影响段和氯盐应力未影响段。

准噶尔盆地东部石钱滩凹陷为残留海相凹陷，近年来多口井在石钱滩组获高产天然气，且凹陷各部位不同层系均见到油气显示，揭示了其良好的油气勘探潜力及全油气系统特征。基于地震、钻井、测井、有机地球化学等资料，对石钱滩凹陷形成及演化、全油气系统形成条件及油气成藏模式进行了研究。晚石炭世的北天山洋壳俯冲及海水侵入，使得石钱滩地区发育陆源供给的海相中等—优质烃源岩，该烃源岩处于成熟—高成熟阶段；储集层类型齐全，发育石炭系火山岩、石钱滩组海相碎屑岩和二叠系金沟组陆相碎屑岩，在这几类储集层中均有油气成藏；受石钱滩组烃源岩生烃演化及多类型储集层特征的控制，形成了凹陷区页岩气藏—斜坡区致密油气藏—高部位常规油气藏的分布模式，具有非常规油气藏与常规油气藏有序共生的全油气系统特征。基于全油气系统理论，针对石钱滩凹陷，应在近源斜坡区寻找致密油气藏，在源上断阶带及构造高部位寻找构造-岩性油气藏及火山岩风化壳油气藏，在源内寻找海相页岩天然气藏；北疆石炭系近源有利岩性相带、山前冲断掩伏构造、盆内古隆起和斜坡区是有利的勘探区域，应围绕凹陷区页岩油气藏、环凹陷区致密砂岩油气藏、高部位常规油气藏和隆起区火山岩风化壳油气藏展开勘探。

陆相混合沉积岩岩性复杂，储集层物性差异大，其孔隙结构及其主控因素，是揭示陆相混积型页岩储集层物性的关键。通过岩石薄片、铸体薄片、扫描电镜、高压压汞、恒速压汞、X射线衍射等，识别了吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组页岩储集层岩性，分析了不同岩性的孔隙结构特征及其与成岩作用的关系。芦草沟组页岩储集层主要发育泥晶白云岩、粉砂质砂屑白云岩、石灰质粉砂岩、石灰质泥岩、粉砂质凝灰岩和石灰质凝灰岩6种岩性。粉砂质砂屑白云岩、石灰质粉砂岩和粉砂质凝灰岩压实程度中等，溶蚀孔发育，孔喉半径大，孔隙连通性及孔喉分选好，储集层物性好;石灰质凝灰岩压实作用中等，主要以方解石、自生石英及方沸石胶结为主，储集层物性中等;泥晶白云岩和石灰质泥岩成分单一，压实作用较强，溶蚀作用弱，孔喉半径小，物性差。

为确定鄂尔多斯盆地陇东地区HQ区块东部长8致密砂岩储集层成岩相及其演化规律，综合铸体薄片、岩石物性、岩心、测井等资料，在划分单砂层岩心成岩相和测井相后，采用优势相法，对研究区长8含油层系成岩相进行分类，筛选出对油气勘探有利的成岩相，预测其有利成岩相带展布。依据成岩作用的影响，可将目的层成岩相划分为5类：剩余粒间孔与长石溶蚀相、绿泥石胶结剩余粒间孔相、绿泥石与伊利石强胶结相、自生碳酸盐胶结相和黏土杂基压实相。剩余粒间孔与长石溶蚀相为研究区最利于油气储集的成岩相类型，有利成岩相总体上呈条带状展布，连续性较好，分布面积较大，研究区中部是有利成岩相带的主要发育区。

吐哈盆地台北凹陷胜北洼陷中侏罗统三间房组油气资源丰富，但该组储集砂体致密，非均质性较强，制约了油气的勘探开发。以胜北洼陷中侏统三间房组砂岩储集层为研究对象，在岩心观察的基础上，结合薄片观察、电镜扫描、高压压汞测试等，研究致密砂岩储集层成岩作用和孔隙演化规律。结果表明，胜北洼陷三间房组储集层以长石岩屑砂岩为主，其次为岩屑砂岩，孔隙类型以次生孔隙为主，平均孔隙度为6.44%，平均渗透率为0.18 mD，属于低孔低渗储集层；成岩演化过程为压实—自生黏土矿物胶结、绿泥石环边胶结—石英Ⅰ期次生加大、长石溶解—钠长石化—绿泥石环边胶结—碳酸盐岩胶结—长石溶解—高岭石伊利石化，目前处于中成岩阶段B期。胜北洼陷三间房组储集砂岩平均初始孔隙度为34.66%，早成岩阶段A期压实作用平均减孔14.05%，胶结作用平均减孔0.50%；早成岩阶段B期压实作用平均减孔3.21%，胶结作用平均减孔0.75%；中成岩阶段A期压实作用平均减孔7.02%，胶结作用平均减孔4.26%；中成岩阶段B期压实作用平均减孔1.08%，胶结作用平均减孔0.75%。中成岩阶段A期溶蚀作用是研究区增孔的关键，平均增孔量为3.38%。

下侏罗统自流井组大安寨段为四川盆地陆相页岩油开发的最有利层段，页岩油勘探潜力巨大，然而对该地层的热演化史缺乏系统研究。利用含油气盆地模拟系统，对比分析了川中地区北部与中部大安寨段页岩热演化及生烃差异，并探讨其对页岩油富集的影响。研究区大安寨段页岩现今热演化程度由西南向东北逐渐增高，平面上可分为高成熟区和成熟区。高成熟区位于研究区北部，镜质体反射率为1.3%~1.7%，主要发育Ⅲ型有机质，在晚侏罗世早期进入早期生油阶段，晚侏罗世末达到生烃高峰，存在2期生烃作用；成熟区位于研究区中—南部，镜质体反射率为0.9%~1.3%，主要发育Ⅱ₁型—Ⅱ₂型有机质，侏罗系沉积厚度相对较小，有机质成熟时期较晚，晚侏罗世末进入早期生油阶段，早白垩世进入生烃高峰，仅有1期生烃过程。相较于北部地区，中部地区沉积了大套的富有机质页岩，是大安寨段页岩油坚实的物质基础，但古近纪以来的构造抬升与地层剥蚀，对该区的油气保存具有一定的破坏作用。

针对火山活动发育层系细粒岩成分复杂、胶结致密、非均质性强等特点，系统梳理了细粒岩概念和分类方法，结合岩石薄片鉴定、全岩X射线衍射、电镜能谱等实验，开展了三塘湖盆地芦草沟组细粒岩岩石学特征、储集空间类型及储集空间成因分析。结果表明，芦草沟组细粒岩储集层岩石以细粒碳酸盐岩类和细粒火山碎屑岩类为主；储集空间主要为裂缝和孔隙，裂缝以构造缝和层间缝为主，细粒火山碎屑岩类显孔普遍较发育，主要有火山尘溶孔、岩屑溶孔、晶屑溶孔和方解石脉溶孔；细粒碳酸盐岩类显孔不发育，微纳米孔较发育，主要为白云石晶间孔、方解石晶间孔、黏土矿物晶间孔等；火山物质富集是火山活动发育层系细粒岩储集性能好的物质基础，多种细粒岩纹层交互发育有利于微孔—微裂缝储集空间形成。

塔里木盆地塔河油田中—下奥陶统海西运动早期地表及地下岩溶形态多样，地下岩溶缝洞系统中油气资源丰富。根据高精度地震资料及钻井资料，统一地下及地表水系统，构建了塔河油田中—下奥陶统海西运动早期岩溶水系统。研究结果表明：塔河油田中—下奥陶统在海西运动早期发育4个岩溶台地，总体呈东高西低阶梯分布，岩溶水差异化排泄和溶蚀作用造成各岩溶台地发育峡谷、伏流、深切曲流、宽谷等不同水文地貌形态；岩溶水系统的边界主要为地表分水岭、排泄基准面、地层岩性组合、断裂和弱溶蚀带；塔河油田岩溶水系统划分为4个相对独立的二级岩溶水系统，分别为高原峡谷水系统、伏流峡谷水系统、深切曲流水系统和宽谷水系统；岩溶水系统层级结构的划分为深化塔河油田岩溶缝洞系统和岩溶缝洞单元认识提供地质依据。

准噶尔盆地玛湖凹陷风城组为碱湖相沉积。靠近碱湖中心发育大量碱性矿物，碱性矿物中天然碱为主要矿物类型，而天然碱作为重要的工业资源具有较大的开发价值。目前，主要采用交会图法对天然碱层段进行定性评价，需要建立天然碱的定量评价方法。根据岩心分析和薄片鉴定资料，结合前人研究成果，将风城组碱性矿物分为天然碱、碳钠钙石、碳钠镁石和硅硼钠石4类，并总结了4类碱性矿物的物理性质以及对储集层物性、含油性的影响。分析了天然碱含量对测井响应特征的影响，并利用深浅电阻率比值建立了天然碱含量预测模型。经过未参与建模的岩心资料的验证，模型预测天然碱含量与岩心分析天然碱含量吻合度较高，平均相对误差为5.67%，满足了矿物含量精确计算的要求。最后，基于11口井的天然碱测井评价结果，明确了玛湖凹陷风城组天然碱分布。研究成果可为天然碱资源评价提供理论和技术支撑。