鄂尔多斯盆地上石炭统本溪组煤岩气勘探开发处于初期阶段，有关煤岩微观组成、孔隙结构及其对气体赋存状态的控制作用的认识程度较低。利用显微观察、X射线衍射、微米CT扫描、低温CO₂吸附、低温N₂吸附、高压压汞、高压釜-黄金管热模拟等技术，分析了本溪组8号煤层煤岩的显微组分含量、工业组分含量、孔隙结构特征及气体赋存状态。结果表明：研究区8号煤层以光亮煤和半亮煤为主，镜质组平均含量为78.8%，惰质组平均含量为18.2%，壳质组平均含量为1.0%；煤岩固定碳平均含量为70.00%，灰分平均含量为13.90%，属于低灰分煤；微孔、介孔和宏孔对煤岩总孔隙体积贡献率分别为75.7%、14.4%和9.9%，比表面积占比分别为98.3%、1.0%和0.7%，微孔对煤岩总孔隙体积和比表面积的贡献率均最大；煤岩吸附气和游离气占比分别为74.7%和25.3%，吸附气含量与微孔孔体积及微孔比表面积呈正相关关系，游离气含量与宏孔孔体积呈近似正相关关系。

深层—超深层碳酸盐岩已成为塔里木盆地油气增储上产的重要组成部分，也是盆地未来油气勘探的重要方向。通过系统梳理塔里木盆地油气成藏地质理论，以及深度总结勘探成果，将塔里木盆地深层—超深层海相碳酸盐岩油气勘探历程划分为4个主要阶段：潜山勘探阶段（1984年—1996年）、岩溶缝洞勘探阶段（1997年—2015年）、断控缝洞勘探阶段（2016年—2020年）和新领域新类型勘探阶段（2021年至今）。通过系统分析塔里木盆地深层—超深层碳酸盐岩油气成藏地质条件、勘探形势和增储领域，明确了顺北地区断控缝洞带、塔北地区多类型缝洞带、塔中地区复合缝洞带、麦盖提斜坡复合缝洞带和满加尔坳陷西缘震旦系—寒武系深层白云岩是下一步油气勘探的重要领域。

库车前陆冲断带构造建模经历了3个时期的理论变革，但对盐下中生界三叠系—侏罗系滑脱构造的研究并不深入，多滑脱层构造变形模型及机理仍存在较大争议。针对库车前陆冲断带超深层复杂构造带多层滑脱现象，分别从几何学、运动学、动力学角度分析库车前陆冲断带分层滑脱构造变形系统，结合高精度三维地震资料，解析盐下构造变形样式，精细刻画盐下深层多滑脱层构造模型，探讨古隆起、先存断裂和膏盐岩等地质因素对盐下深部构造的影响。研究表明，库车前陆冲断带盐下构造变形主要与5套区域滑脱层相关，具有多级滑脱叠合展布、垂向分层拆离变形、空间差异叠置变形的特征。空间上自南西向北东由基底卷入冲断构造向盖层滑脱构造转变，其中还存在坡-坪式多层滑脱叠置过渡带，总体呈现三段式递进变形。坡-坪式断裂转换处发育有序且大规模分布的冲起构造，盐下中生界具备成排成带发育次级背斜圈闭的可能，具有较好的油气勘探前景。

顺北油气田发育断控缝洞型储集体，储集空间大小不一、结构复杂、非均质性强，且地表沙丘多、储集体埋藏深度大、高陡走滑断裂带发育，地震采集处理难度大，裂缝型储集层预测和描述难度较大。随着地震勘探技术的不断进步，宽方位三维地震采集成为主要采集方法，地震资料解释也从三维转向五维。针对裂缝型储集层发育特征，基于五维地震资料，首先对叠前道集开展噪声压制和剩余时差校正，提升五维道集资料品质；对优化后的数据进行分方位叠加，对不同方位的地震数据提取高精度增强相干，进行方位融合，实现断裂刻画；其次，基于叠前数据，推导傅里叶级数形式的方位弹性阻抗方程，利用二阶傅里叶系数表征裂缝密度，进行方位融合，实现裂缝型储集层刻画；最后，采用基于集成学习的核主成分分析方法对多个属性的预测结果进行融合，实现不同级别断裂的全面刻画。在顺北油气田进行应用，实现了断裂和裂缝型储集层精细刻画，可为同类型储集层预测与描述提供借鉴。

孔隙结构影响泥页岩的储气性能，是页岩气资源潜力评价的重要参数。以黔西地区上二叠统龙潭组煤系泥页岩为研究对象，采用电镜扫描对微观孔隙和微裂缝定性观察并划分类型，通过高压压汞和低温氮气吸附实验对微观孔隙结构与孔隙直径分布进行了定量表征，结合有机地球化学参数与矿物组成分布特征分析了煤系泥页岩储集层孔隙结构特征的控制因素。结果表明：龙潭组煤系泥页岩基质孔隙可划分为残余原生粒间孔、矿物铸模孔、黏土矿物间微孔、晶间孔、粒内溶蚀孔和有机质孔，微裂缝以张性微裂缝、剪性微裂缝、层理缝和成岩收缩缝为主；微孔及过渡孔为主要孔隙空间，特别是直径小于5 nm的微孔；孔隙空间类型以墨水瓶孔和“V”字形孔为主，平行狭缝较发育，孔隙连通性较好；总有机碳含量、有机质成熟度以及矿物组成是黔西地区龙潭组煤系泥页岩储集层孔隙结构的主要控制因素，随着总有机碳含量增大，泥页岩单点孔体积和比表面积增大；热演化程度升高对微孔和过渡孔孔容增加有积极贡献；黏土矿物对储集层孔隙结构影响较为复杂；高脆性指数则对储集层中孔、大孔和微裂缝发育有积极影响，有利于页岩气渗流。

为了明确深层煤岩成煤期成煤环境及其对煤岩微观孔隙结构和储集性能的控制作用，以鄂尔多斯盆地西南部山西组深层5号煤岩为研究对象，开展宏观煤岩观察、煤岩煤质测试、电镜扫描、气体吸附等相关测试，对深层煤岩成煤期煤相特征、煤岩微观孔隙结构特征及储集性能进行了研究。结果表明，山西组深层5号煤岩煤质整体表现为特低水分产率、中灰分产率、特低挥发分产率和中—高固定碳，煤岩平均镜质体反射率为2.38%；煤岩中镜质组含量为42.09%~72.49%，平均为60.60%，惰质组平均含量为27.34%，未见壳质组；基质镜质体、均质镜质体和半丝质体是煤岩主要有机亚显微组分，成煤期成煤环境以潮湿森林沼泽相为主，覆水深度较大、水动力微弱；层理缝、气孔和植物组织胞腔孔是主要的储集空间类型，另有少量的粒间孔和黏土矿物晶间孔；微孔和孔隙半径小于22 nm的介孔为山西组深层5号煤岩储集空间，较大尺寸介孔孔隙结构非均质性更为显著；强覆水、弱流动成煤环境利于镜质组的发育，即微孔是山西组深层5号煤岩的主要储集空间；高凝胶化作用下，煤岩有机质对陆源碎屑的吸附、粘连作用使得较大尺寸介孔的非均质性强。

为确定鄂尔多斯盆地东部石炭系本溪组煤岩气产量影响因素及建产有利目标区域，基于研究区基础地质特征及测试资料，针对8号煤层，开展储集层精细表征及含气主控因素分析，构建其高精度三维地质模型，并优选其甜点区。研究区整体为平缓的西倾单斜，8号煤层发育稳定，厚度为6.0~12.0 m，储盖组合以煤-泥岩为主，煤岩结构多为Ⅰ分型和Ⅱ分型。煤岩平面上呈带状分布，整体含气量较高，平均可达23.17 m³/t，埋藏深度、成熟度、正向构造、裂缝发育程度和储盖组合是影响含气量的主要因素。基于岩相、含气量、岩石力学、地应力、裂缝等，综合资源量、构造、煤层及其顶底板应力等，提出了煤岩气储集层甜点区优选方案，并优选出Ⅰ类甜点区777 km²和Ⅱ类甜点区560 km²。

鄂尔多斯盆地马家滩地区海相页岩气勘探区主力层系为中奥陶统乌拉力克组，储集层以硅质页岩为主，储集层薄，平面非均质性强，地震识别难度大。利用马家滩地区地质、测井、岩心等资料，开展了海相页岩储集层的岩石物理分析，提出了横波预测方法，优选出了表征海相页岩气藏甜点的岩石物理参数。结合钻井试气结果，建立了海相页岩气藏地质甜点和工程甜点的评价标准，并将叠后地震波形指示模拟和自组织神经网络融合技术结合，预测了页岩气藏甜点分布。结果表明，页岩气藏地质甜点和工程甜点主要在研究区西部和中部呈条带状分布。钻井结果证实，该页岩气藏甜点地震预测方法具有较高的应用和推广价值。

塔里木盆地下奥陶统蓬莱坝组白云岩经历了复杂的成岩演化过程，具有多期次、多成因的特征，为了系统研究蓬莱坝组白云岩的岩石学特征、白云石化机理及储集层主控因素，基于露头、岩心、薄片及地球化学测试开展分析。研究表明，蓬莱坝组主要发育粉晶白云岩、细—中晶白云岩、粗晶白云岩及斑状白云岩，其形成受控于准同生—浅埋藏及埋藏环境下的白云石化作用；细—中晶白云岩晶间孔发育，自形程度高，粗晶白云岩保留部分晶间孔，抗压实能力强；白云岩普遍为埋藏条件下的交代或重结晶成因，白云石化流体主要为早奥陶世海水，部分受深部热液及蒸发岩层间热卤水影响；颗粒滩相为储集层发育最有利的沉积相类型，其早期粒间孔系统为白云石化流体提供了良好的运移通道和储集空间，促进了白云石化作用的进行；海平面变化通过改变水动力条件、流体运移特征以及影响岩溶作用发生，影响了白云石化的物理、化学条件；古地貌高点区域白云石化程度高，顺层溶蚀孔洞发育为优质储集层提供了有利条件。研究成果为塔里木盆地奥陶系深层白云岩勘探提供了重要依据，揭示了白云石化机理及储集层主控因素，对进一步勘探开发具有重要的指导意义。

根据塔里木盆地顺北地区走滑断裂带发育背景，结合里德尔剪切模式，利用地质力学理论分析不同走滑构造样式下优势裂缝发育特征，以及不同构造分段裂缝系统有效性的改造作用，同时探讨了裂缝发育特征及地应力对产能的控制作用。研究表明，走滑断裂的组合关系控制局部应力状态及裂缝发育模式；走滑断控储集层油气产能受控于应力场特征、新生裂缝产状与先存优势裂缝产状；剪切走滑构造段派生的裂缝及小规模断裂组合使断裂带有效性变高，该区域井产能普遍较高。

奥陶系碳酸盐岩储集层是和田河气田主力开发层系，以玛4区块为例，综合岩心、薄片、测井、钻井及流体资料开展古岩溶特征研究，分析裂缝与古岩溶、充填作用间的相互关系，评价影响气井生产的主要岩溶因素，明确岩溶储集层下步有利挖潜方向。结果表明：垂直渗流带裂缝发育特征不仅与构造特征有关，还与表层岩溶、充填作用有关；气藏底水活跃性与埋藏溶蚀作用有关；岩溶分带性是岩溶储集层具有二元结构的主要原因，裂缝发育区并非水体活跃区，单井生产效果主要取决于埋藏溶蚀作用及垂直渗流带裂缝发育情况2个因素。

庆阳气田二叠系山1段埋藏深度大，成岩作用复杂，成岩-孔隙演化差异大，对有利储集层认识不清晰。利用铸体薄片、扫描电镜、高压压汞、阴极发光、自生黏土矿物X射线衍射等资料，结合前人研究成果，对庆阳气田山1段成岩作用进行研究。结果表明：庆阳气田山1段从西南至东北依次发育曲流河三角洲平原亚相及前缘亚相，前缘亚相储集层较平原亚相储集层而言，填隙物含量低，孔隙发育，孔喉结构好，物性较高；沉积作用控制了储集层的初始孔隙度，差异性成岩-孔隙演化影响了储集层的致密化程度，前缘亚相储集层初始孔隙度较高，压实-胶结作用降低了36.34%的孔隙度，溶蚀作用升高了4.28%的孔隙度，现今平均孔隙度为7.13%，平原亚相储集层初始孔隙度较低，压实-胶结作用降低了37.72%的孔隙度，溶蚀作用升高了3.65%的孔隙度，现今平均孔隙度为4.43%；前缘亚相储集层经历了中等压实作用降低孔隙度—中等胶结作用降低孔隙度—中等溶蚀作用升高孔隙度的致密化过程，储集层质量较好；平原亚相储集层经历了强压实作用降低孔隙度—中等胶结作用降低孔隙度—弱溶蚀作用升高孔隙度的致密化过程，储集层质量较差。

为了减小储集层敏感性伤害，提高油田采收率，对演武油田下侏罗统延7和延8储集层特征及敏感性主控因素进行研究。利用物性、铸体薄片、扫描电镜、压汞资料及各类敏感性实验，明确储集层特征，评价储集层敏感性，并对敏感性主控因素进行分析。结果表明：演武油田延7和延8储集层分别发育中粒长石岩屑质石英砂岩和中—细粒岩屑石英砂岩；延7和延8储集层的平均孔隙度分别为15.3%和13.7%，平均渗透率分别为498.9 mD和343.0 mD，平均面孔率分别为9.5%和8.7%，平均孔隙直径为别为83.1 μm和51.8 μm；延7和延8储集层均具有弱—中等偏弱速敏、弱盐敏、弱—中等酸敏、强碱敏和无—弱压敏，水敏差异较大，延7储集层具有弱—中等水敏，延8储集层以中等—强水敏为主；延7和延8储集层敏感性受岩石矿物组成、物性及孔喉结构影响，其中，岩石矿物组成是储集层敏感性主控因素；储集层水敏性与伊利石含量及产状密切相关，酸敏性受绿泥石和铁白云石共同影响，强碱敏是由于长石和石英含量较高。储集层改造中，应严格控制注入地层流体的pH值，减小敏感性对储集层的伤害。

常规曲流河储集层表征通常利用直井密井网资料，缺少井间资料，导致曲流河构型单元平面组合不可靠。以苏里格气田二叠系山西组为钻探目标的SSF-AH水平井+大井组为例，利用水平井和直井资料进行曲流河储集层岩相识别及构型解剖。结果表明：研究区岩相划分为4类，从Ⅰ类到Ⅳ类，沉积时期水动力逐渐减弱，Ⅰ类和Ⅱ类是主要的含气岩相，Ⅲ类和Ⅳ类岩相多不含气；水平井钻遇曲流河储集层构型单元组合模式主要有横跨式、纵跨式和穿越式3种；曲流河河道砂体宽度为900~1 100 m，边滩砂体长度为650~800 m，平均为720 m，边滩砂体宽度为800~1 000 m，平均为910 m，废弃河道宽度小于100 m；边滩砂体通常由4~5期侧积砂体构成，侧积体厚度为0.4~1.5 m，平面宽度为120~220 m；侧积泥岩厚度为0.2~0.4 m，垂向密度为0.5~0.8条/m，平面密度为0.011条/m。利用水平井+大井组资料能够提高构型表征结果的精度。

为确定鄂尔多斯盆地平凉北地区延长组长8段油藏油源和成藏机理，综合应用饱和烃色谱、饱和烃色谱-质谱、碳同位素组成等，对研究区长8段原油有机地球化学特征和油源进行分析。研究区长8段原油密度和黏度差异较大，长8段原油遭受生物降解，具有较高的密度、黏度、Pr/nC₁₇和Ph/nC₁₈，重排藿烷类化合物相对丰度较低，ααα-20R甾烷呈不对称“V”字形分布，原油中C₂₇规则甾烷含量较高，原油母质以水生生物为主，形成于淡水—微咸水、弱氧化—弱还原沉积环境。平凉—郭塬地区长8段原油属于低成熟—成熟原油，Ts/Tm、三环萜烷/17α（H）、21β（H）藿烷值低于殷家城地区长8段原油，研究区长7段烃源岩有机质丰度、成熟度和发育规模均低于庆阳地区长7段，三环萜烷/17α（H），21β（H）藿烷值存在差异。对比原油与烃源岩的生物标志化合物特征，结合烃源岩发育特征及成熟度匹配关系，认为平凉—郭塬地区长8段原油与平凉北地区长7段烃源岩匹配较好，原油以垂向运移成藏为主；殷家城地区长8段原油与庆阳地区长7段烃源岩匹配较好，原油以侧向输导运移成藏为主。

受物源输入及沉积旋回的影响，陆相泥页岩体系的岩性复杂多变。为深入揭示陆相泥页岩体系的岩性差异及其对页岩油含量的控制，选取安塞地区延长组长7泥页岩体系开展针对性研究。基于岩石学特征与地球化学特征对比，明确了研究区泥岩、页岩、砂岩及砂纹层页岩的发育特征。基于页岩油含量的定量评价及地质参数的剖析，明确了不同岩性内部页岩油含量的差异及其控制因素。研究表明：页岩内部的页岩油含量最高，但可动性差；砂岩和砂纹层页岩的页岩油含量适中，可动性好；泥岩的页岩油含量最低，可动性最差。页岩、泥岩和砂纹层页岩总有机碳含量和热解峰温越高，页岩油含量越高；有机质类型越好，页岩油含量越高。砂岩孔隙度、渗透率越高，页岩油含量越高。

针对四川盆地西南部井研地区二叠系茅口组断控型岩溶储集层分布不清的问题，利用钻井、地质、地震等资料，建立茅口组断层和断溶体地震识别模式，利用正演模拟技术分析两者地震反射的差异，在此基础上，利用相干、最大似然、倾角、梯度结构张量等地震结构属性识别多期次叠加断层，利用熵、能量等地震纹理属性识别层间断溶体，准确识别了茅口组断控型岩溶储集层的分布情况，并建立了地质发育模式。结果表明，研究区主要发育多期次叠加断层断溶体和层间断溶体2种断控型岩溶储集层，其中，多期次叠加断层断溶体主要发育在研究区南部，层间断溶体主要发育在研究区东部，地震结构属性对地震波形连续性差异变化明显的高陡、直立多期次叠加断层断溶体识别精度较高，地震纹理属性对地震波形反射振幅能量变化明显的平缓、低角度层间断溶体识别精度较高，预测结果与钻井结果吻合，研究结果可指导下一步勘探部署。

鄂尔多斯盆地天环坳陷南段发育多个侏罗系油藏群，展现了较大的油气勘探潜力。以演武地区为例，综合三维地震、钻井、岩心及开发动态资料，开展断裂研究，分析了断裂对侏罗系延安组油藏的控制作用。结果表明：演武地区中生界发育北西—南东向、北东东—南西西向及近东西向3组断裂，以近直立的走滑断裂为主，断裂具有横向分带、纵向分层的特点；三叠系延长组发育的少量北西—南东向断裂形成于印支运动期，侏罗系延安组发育的北东东—南西西向和近东西向断裂主要形成于燕山运动期，且在侏罗系中密度最大，不连续小断裂在燕山运动晚期—喜马拉雅运动期贯穿连接，形成主断裂带；北东东—南西西向走滑断裂垂向沟通烃源岩和储集层，有利于油气在侏罗系聚集成藏，断裂主位移带附近的控圈断裂断距大，多期活动致使油气逸散，不利于油气藏保存，断裂尾端或叠接区发育裂缝，断缝体易导致水线突进，对油藏注水开发影响较大。

吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组是中国陆相页岩油勘探的重要层系之一，但当前仍存在地质甜点主控因素不明确、甜点评价体系不完善、开发层段分布不连续等问题。厘清甜点段的形成机制与识别标准，对于完善页岩油勘探理论体系、指导高效开发具有重要意义。利用岩心、测井及实验分析资料，从储集性、含油性、可动性和可压性4个维度系统分析了芦草沟组页岩油甜点的主控因素。研究结果表明：芦草沟组可划分为上、中、下3个甜点段，其中，中甜点段尚未大规模开发，潜力显著；粉砂岩和碳酸盐长英质页岩宏孔发育、游离烃含量高、可动性好，是优质甜点岩相；总有机碳含量适中、成熟度适中、脆性矿物含量高的层段更利于形成可压裂甜点。基于“四性”耦合评价，指出中甜点段具备良好开发前景，并通过JHW85-71井的成功实践验证了其高产潜力。该研究为吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油甜点识别与开发部署提供了科学依据。

中国陆相页岩油已获重大突破，但陆相页岩普遍非均质性强，源储耦合关系复杂，页岩油甜点形成机理仍不够明确。以准噶尔盆地风城组为例，综合运用大视域薄片扫描、场发射扫描电镜-能谱分析、激光共聚焦观测、有机地球化学分析等技术，重点从页岩纹层特征及其对页岩油甜点的控制开展研究。结果表明，以风城组为代表的陆相页岩纹层发育，可划分为粉砂级长英质纹层、泥级长英质纹层、粉晶白云质纹层、粉晶方解石纹层、球粒状硅质纹层和碱类矿物纹层6种类型，主要有粉砂级+泥级长英质纹层和粉晶方解石/白云质纹层+泥级长英质纹层2类纹层组合页岩。不同纹层源储特征差异显著，泥级长英质纹层和球粒状硅质纹层有机质含量高，发育层状结构藻、红藻果孢子等优质生烃母质，是主要的生油层；粉砂级长英质纹层发育石英/长石晶间孔、长石粒内溶蚀孔等微纳米孔隙，游离油占比高，为优势储集层。多种类型纹层叠置，通过控制页岩有机-无机相互作用、储集空间特征和烃类微运移过程，最终导致不同层段页岩油差异富集，其中，粉砂级+泥级长英质纹层为最佳源储配置，整体含油性好且分布广泛，构成泥生砂储的富集模式，是勘探开发的有利目标。