通过岩心观察、薄片鉴定、电子背散射、二次成像及能谱分析等多种实验手段，对松辽盆地古龙凹陷白垩系青山口组页岩油储层中的微米孔和微米缝进行了研究。研究结果表明：①古龙凹陷页岩油储层岩性为以页岩为主的细粒碎屑岩，矿物成分以黏土和长英质为主，在结构上显示出泥岩或页岩的特点，整体为长英质页岩；储层中微米孔、缝发育，类型多样。②研究区微米孔直径一般为 1~2 μm，最大可达70 μm，多呈近圆形、扁圆形、多角形和不规则形，按成因可分为压实应力屏蔽孔、成岩自生孔、溶蚀孔、生排烃扩张孔、有机质孔和硅藻残留孔 6 类；压实应力屏蔽孔多发育在刚性矿物的两侧；成岩自生孔常发育在白云石、绿泥石、伊利石等成岩自生矿物中，以晶间孔为主；溶蚀孔多发育在碳酸盐矿物中，内部可见次生菌丝状絮凝体；生排烃扩张孔多呈垂直或近垂直成列产出，与轻质油形成的二次生烃和排烃有关；有机质孔发育在有机质内部，与植物的残留细胞及轻质油和天然气的充填有关；硅藻残留孔主要发育在硅藻内部和边缘，孔径较大，一般为数微米至数十微米。③研究区微米缝以顺层为主，宽一般为 1~10 μm，最大可达100 μm，长主要为数微米至数十微米，可见毫米级；可分为成岩收缩缝、溶蚀缝、生排烃扩张缝和构造/剪切缝4类，成岩收缩缝以张性缝为主，缝弯曲，缝壁参差不齐；溶蚀缝宽度可达 60~70 μm，裂缝内可见自生黏土，缝两侧有黄铁矿、磷灰石和白云石等自生矿物；生排烃扩张缝两侧多锯齿状参差不齐，绕过刚性矿物；构造/剪切微米缝一般平直，有与剪切相关的其他裂缝伴生。④研究区不同尺度的孔、缝之间连通性较好，形成了“纳米孔+纳米缝、微米孔+微米缝、毫米孔+毫米缝”三级储集和输导体系。

湖相细粒沉积多具有连续性，能记录和保存显著的天文旋回信号，是进行天文旋回分析的理想地层。通过对渤海湾盆地沾化凹陷重点井沙三下亚段自然伽马数据进行 MTM 频谱分析和 FFT 进化谐波分析，建立了“浮动”天文年代标尺，并在单井上进行了天文旋回地层划分及连井地层对比，为全区搭建了地层格架。研究结果表明：①渤海湾盆地沾化凹陷沙三下亚段记录了显著的天文旋回信号，匹配出最优沉积速率为 9.0×10³ cm/Ma；由长偏心率、短偏心率、斜率和岁差周期产生的旋回地层厚度分别为 42.3 m，9.0 m，2.4~4.7 m 和1.3~1.9 m；②沙三下亚段比较稳定的记录了 6 个长偏心率旋回、25 个短偏心率旋回，可将短偏心率曲线作为地层划分依据来进行高精度地层对比。③运用天文旋回理论进行岩相发育规律、岩相空间配置关系的预测，可为湖盆沉积中心页岩油气地质“甜点”的精细勘探提供依据。

以川南长宁地区 NX22 井五峰组—龙马溪组低电阻率页岩气储层为例，利用岩心矿物组分、扫描电镜、总有机碳（TOC）含量、含水饱和度测试及测井曲线等资料，确立了低电阻率页岩气储层岩石体积物理模型，采用随机法构建了三维数字岩心模型，进而利用有限元数值模拟方法模拟计算各矿物组分含量、含水饱和度及有机质石墨化的电阻率响应特征，并分析其主控因素。研究结果表明：①长宁地区五峰组—龙马溪组低电阻率页岩气储层岩石体积物理模型由骨架（石英、长石、方解石和白云石等）、黏土矿物、黄铁矿、未石墨化有机质以及石墨化有机质、孔隙 6 个部分组成。②三维数字岩心模型的长、宽、高分别为 100×100×100 像素，融入了上述物理模型中的 6 个部分，并采用不同的颜色对导电组分进行标识，可以显示不同方向上的切片，表征低电阻率页岩气储层的组分特性。③黏土矿物含量、黄铁矿含量、含水饱和度以及有机质石墨化程度等 4 个参数增大都会造成页岩气储层的电阻率下降，而有机质的高石墨化程度（25%）和高含水饱和度（88.0%）使页岩气储层的电阻率从正常电阻率（大于 15 Ω·m）降到低阻甚至超低阻（小于 5 Ω·m），是导致研究区页岩气储层超低阻响应的 2 个核心因素。

利用改进的 U-Net 网络小断层识别技术，对准噶尔盆地玛湖凹陷玛中地区三叠系白碱滩组的小断层进行了识别。研究结果表明：①构造导向滤波预处理能有效改善地震资料的品质，提高断层识别的准确率。加入了跳跃连接和中继监督、正态标准化和聚焦均方损失函数的 U-Net 网络方法，对小断层的精细识别能力有所提升。②使用 200 组训练样本集和 20 组验证样本集，模型地震数据由反射系数与雷克子波褶积生成，断层由人工标注而成。选取最优的网络模型参数，并在合成的含噪地震数据上分别利用相干属性、常规 U-Net 网络方法及改进的 U-Net 网络方法进行测试，构造导向滤波有效突出了断层的边界，且增强了同相轴的横向连续性，改进后的 U-Net 网络方法对于 7 m 以上断距的断层可进行有效识别。③对于玛湖凹陷玛中地区三叠系白碱滩组高角度走滑断裂和伴生小断距次级断裂的识别，改进后的 U-Net 网络方法的识别精度明显高于相干属性和常规 U-Net 网络方法，研究区大侏罗沟断裂北翼的③号与④号砂体，是拓展 MZ4 井区三叠系白碱滩组高效勘探的有利区。

结合岩心、薄片及分析测试等资料，对川中蓬莱气田震旦系灯影组二段储层的主控因素及分布规律进行了详细研究。研究结果表明：①蓬莱气田震旦系灯二段储层主要由凝块石白云岩、泡沫绵层白云岩及砂屑白云岩组成，储集空间包括孔隙、溶洞及裂缝，以残余格架孔和中小型溶洞为主，孔隙多发育于微生物黏结白云岩及颗粒白云岩中。灯二上亚段储层孔隙度为 2.0%~11.0%，平均为 4.43%，渗透率为 0.005~10.000 mD，平均为 1.190 mD；灯二下亚段储层孔隙度为 2.00%~6.98%，平均为 3.64%，渗透率为 0.030 9~2.600 0 mD，平均为 0.950 0 mD。②微生物丘滩体展布及准同生期岩溶作用、表生期岩溶作用共同控制了研究区灯二段储层的分布及品质，优质储层多发育于灯二上亚段中上部和灯二下亚段顶部。③研究区灯二下亚段总体属海进半旋回产物，仅上部发育孔洞/缝洞型储层，中部及下部储层欠发育。灯二上亚段多为海退半旋回产物，其 1 小层为次级海侵背景，丘滩体厚度薄，以孔隙型储层为主；2 小层在海退背景下发育连片分布的丘滩体，储层厚，以孔洞型储层为主（多为Ⅱ类储层），为区内主力产气层段；3 小层总体为海退晚期浅水台坪沉积，葡萄花边构造发育，岩溶改造作用较明显，储层多为缝洞叠加岩溶型储层（Ⅲ类储层）。

通过开展系统的构造特征、沉积环境、油气富集规律分析，在钻探新发现的新资料基础上，对下扬子北缘逆冲推覆构造后缘凹陷油气富集规律和有利勘探方向进行了研究。研究结果表明：①下扬子北缘逆冲推覆构造后缘凹陷中油气显示表现为“三气两油”特征，即二叠系大隆组和孤峰组页岩气、龙潭组煤层气和致密砂岩气、大隆组页岩油和三叠系殷坑组灰岩裂隙油。②以宣城凹陷为代表的下扬子北缘逆冲推覆构造后缘凹陷带油气富集受3个关键要素控制，即后缘凹陷块体稳定，已形成的油气体系具有较好的保存环境；该地区二叠系大隆组（P₃d）和孤峰组（P₂g）沉积环境属深水陆棚环境，是有利的沉积相带，发育2套富有机质的烃源岩层系；顶、底板有效封存条件均较好，烃源岩上部有三叠系泥灰岩地层覆盖，下部有栖霞组生物碎屑灰岩为垫层，顶、底地层控制了纵向油气的散逸。③研究区下三叠统—上二叠统自上而下依次富集泥灰岩裂隙油、页岩油、页岩气、煤层气、致密砂岩气，整体呈“上油下气”多种非常规油气同生共存的特征，形成了特殊的油气富集模式。④宣城凹陷与南陵凹陷、句容凹陷和常州凹陷具有相似的地质条件，是下一步页岩油气勘探的首选有利区。

鄂尔多斯盆地延安地区二叠系山西组页岩气勘探潜力较大。通过分析钻井、录井以及测井资料，结合泥页岩样品的分析化验资料，深入分析了延安地区二叠系山西组页岩气源储特征及成藏过程，并探讨页岩气聚集机理。研究结果表明：①鄂尔多斯盆地延安地区二叠系山西组大面积分布的泥页岩有机碳（TOC）含量较高，平均质量分数为 2.12%，干酪根类型主要为Ⅲ型，R_o为2.0%~3.7%，处于高成熟—过成熟阶段，为优质烃源岩。②研究区山西组泥页岩矿物组成整体上具有富黏土特征，黏土矿物平均质量分数为 56.7%，有利于吸附气的赋存；主要发育无机矿物孔、有机孔和微裂缝 3 种储集空间类型；岩石含气性受不同岩性组合的影响而差异较大，山 2 段相较于山 1段具有较高的含气量（平均质量体积为1.38 m³/t）。按照源储配置关系，可划分为厚层泥页岩夹薄砂层、泥页岩与粉砂岩和细砂岩互层、泥页岩与煤层混层 3 种类型，不同的源储配置具有不同的含气特征。③研究区页岩气主要以吸附态、游离态赋存，在成藏过程处于动态平衡的状态，随着地层条件的变化而不断转化。其聚集过程可分为 3 个阶段：早侏罗世，有机质开始生成气态烃，页岩气开始吸附聚集；中—晚侏罗世，气态烃大量生成膨胀造隙，气态烃排出，裂缝关闭，循环运移聚集；早白垩世，有机质达到高—过成熟阶段，进入最后一个生排烃时期，直至地层抬升，生烃终止。泥页岩良好的封盖作用为页岩气藏的形成提供了坚实的保障。

基于钻井岩心和三维地震资料，从物源岩性、分水岭和古水系、搬运通道3个方面对渤海湾盆地庙西北地区物源特征和沉积相展布进行了分析，并通过沉积区古地貌恢复和剥蚀物源区古地貌回溯重建了古近系沙河街组三段（沙三段）沉积时期的源-汇系统。研究结果表明：①渤海湾盆地庙西北地区古近系沙三段发育一个完整的近源搬运型源-汇系统，庙西北凸起为物源区，渤东凹陷为主要沉积区；庙西北凸起物源岩性包括中生界花岗岩、下元古界石英片岩及下元古界角砾岩；主分水岭沿凸起长轴呈近南北向展布，古水系散布其间，搬运通道主要为5个古沟谷和2个古断槽；渤东凹陷沙三段主要发育快速堆积的扇三角洲—湖泊相沉积，岩性主要为含砾砂岩、细砂岩及泥岩，分选性和磨圆度均较差，岩石成分及矿物组合均与庙西北凸起石英片岩及花岗岩较为匹配，扇三角洲沉积体呈近东西向展布，在渤东凹陷北部以连片朵状扇三角洲为主，南部为孤立朵状。②沙三段沉积期，庙西北凸起剥蚀作用具有“西强东弱”的特征，古分水岭逐渐向西迁移，凸起中部及北部物源面积大、垂向高差大，物源供给能力更强；渤东凹陷沙三段厚度为100~600 m，具有东南薄、西北厚的特征，沉积中心位于区域北部，且北部地层剥蚀作用更强，向东部延伸长度可达3.2 km；扇三角洲的发育位置受控于物源区搬运通道，其发育规模则受控于物源区域面积，渤东凹陷北部及中部扇三角洲沉积体规模更大，是勘探有利区。

准噶尔盆地石炭系火山岩油气藏是油气勘探的重点领域之一。根据录测井资料、地球化学分析数据及岩石薄片鉴定资料，结合地球物理方法，厘清了准噶尔盆地盆 1 井西凹陷石炭系火山岩油气成藏的主控因素，总结出深层火山岩气藏富集规律，明确了有利勘探方向。研究结果表明：①准噶尔盆地盆 1 井西凹陷风城组烃源岩厚度为 100~300 m，面积约为 5 400 km²，整体进入生凝析油—干气阶段，生气强度大于 20×10⁸ m³/km²，为凹陷提供了丰富的天然气源。②研究区石炭系火山岩岩性复杂，爆发作用形成的安山质火山角砾岩受到风化淋滤作用，可形成物性较好的风化壳型储层。石炭系—二叠系大型不整合面和广泛发育的深大断裂是重要的输导体系，二叠系上乌尔禾组泥岩作为区域盖层，为凝析气成藏提供了保存条件，油藏主要分布在高部位，气藏分布于低部位。③通过“两宽一高”（宽方位、宽频带、高密度）技术，提高地震成像精度，联合时-频电磁技术（TFEM），实现了石炭系火山岩的精细刻画，为深层油气藏的勘探提供了有力支撑。石西 16 井的重大突破，证实了盆 1 井西凹陷石炭系火山岩具有巨大的勘探潜力。

以三维地震精细解释为基础，通过构造剖面恢复，系统分析了渤东凹陷新生代伸展-走滑叠合断裂的时空差异演化特征及控藏作用。研究结果表明：①渤东凹陷新生代广泛发育以 NNE 向为主干、NE向为派生、NW 向为叠加的伸展-走滑叠合断裂体系，可划分为强伸展-弱走滑断裂和强走滑-弱伸展断裂 2 类；整体具有深浅分层、南北分段的特征，纵向上，古近系主要发育强伸展-弱走滑断裂，断裂大而稀，新近系—第四系主要发育强走滑-弱伸展断裂，断裂小而密；平面上，同一断裂在不同段的构造组合样式存在差异。②研究区新生代伸展-走滑叠合断裂的演化主要表现为北部断裂活动强度“早强晚弱”，中部断裂继承性持续发育，南部断裂活动强度“早弱晚强”；演化模式分为初始断陷（孔店组—沙四段沉积期）、强烈断陷（沙三段—东营组沉积期）和走滑坳陷（馆陶组—平原组沉积期）3 个阶段，初始断陷阶段，NNE—NE 向强伸展与弱走滑叠合，NE 向强伸展-弱走滑断裂为主控，NW 向先存断裂活化，分割凹陷；强烈断陷阶段，NNE—NE 向强伸展与弱走滑叠合，NNE 向强伸展-弱走滑断裂变为主控，NW 向断裂活动减弱或停止；走滑坳陷阶段，NNE 向强走滑与弱伸展叠合，断裂不控制沉积，但对地层展布具有调整作用。③研究区伸展-走滑叠合断裂的发育演化与油气成藏密切相关，整体具有“早期伸展控源、晚期走滑控运、多期叠加控圈”的特征，东部斜坡带是油气运聚的有利区。

根据野外露头及岩心的分析化验资料，在源-汇系统分析的基础上，对鄂尔多斯盆地二叠系盒 8 段的古气候环境及沉积相特征进行了详细研究。研究结果表明：①鄂尔多斯盆地二叠系盒 8 段 Sr/Cu 的值多大于 10，V/Cr 值多小于 2.0，地层厚度差小于 30 m，未出现明显的突变，古沉积坡度为 0.5°~1.0°，古地貌开阔平缓且无明显坡折带，沉积水体较浅，是在古气候干旱、古地形平缓的背景下，受阶段性洪水作用主导的事件沉积。②盒 8 段沉积期，盆地不存在大面积汇水区，沉积体系中河流并未进入湖泊水体，而是向东南流出盆地或是消失在内陆干旱地区，全盆地以洪泛平原沉积为主，表现为河道与泛滥平原交互分布的沉积格局，形成了河流扇沉积模式。③湖水进退往复，洪水期与枯水期间歇发育，洪水期多期次决口河道接力搬运使得粗粒级砂岩向湖盆长距离延伸，枯水期发育厚层泥质沉积可作为区域性盖层，形成了良好的储盖组合，勘探潜力大。

辽河坳陷陈家断裂带油气资源丰富，是辽河西部凹陷北段重要的含油气区带之一。基于构造演化解析，结合砂箱物理模拟实验，分析了辽河坳陷陈家断裂带的变形机制和演化过程，并指出其对油气成藏的控制作用。研究结果表明：①辽河坳陷陈家断裂带具有分段发育特征，且活动时期具有“先北后南”的演化特征，受断层分段性影响，陈家断裂带主要发育压扭背冲构造样式和走滑压扭构造样式。②物理模拟实验结果显示，台安—大洼断裂上盘在压扭作用影响下首先形成压扭性质的雁行小断裂，随着位移增大，小断裂逐渐连接，最终形成了贯穿型走滑断裂带，即陈家断裂带。③台安洼陷为新生代多期次构造变形叠加形成的洼陷，深层发育主力烃源岩层系，具备发育大规模油气藏的物质基础，洼陷边缘的钻井岩心分析结果显示，烃源岩TOC 值为 4.79%，R_o为 0.3%~0.4%，属于好—较好烃源岩，推测洼陷中心厚度更大，质量更优。陈家断裂带中北部下盘发育断鼻构造，具备陈家洼陷和台安洼陷双源供烃的特点，是油气聚集的有利场所。

基于岩心分析、成像测井分析和三维地震资料，对四川盆地南缘昭通示范区罗布向斜龙一 1亚段和五峰组的多尺度离散裂缝网络建模方法进行了研究。研究结果表明：①将蚂蚁体属性中的强响应部分确定性提取成面，可得到大尺度离散裂缝网络模型；用蚂蚁体沿层切片显示的带走向趋势的裂缝参与小尺度离散裂缝网络建模，降低了小尺度裂缝走向模拟的不确定性。②罗布向斜龙一₁亚段和五峰组裂缝以高角度剪切缝为主，多被方解石充填，裂缝走向为北东—南西向，成像测井解释的裂缝走向与附近地震解释的断层走向一致。③大尺度离散裂缝网络模型与钻井的断层位置相符，小尺度裂缝发育部位与钻井液漏失部位吻合，多尺度离散裂缝网络模型可较好地表征罗布向斜龙一₁亚段和五峰组的裂缝发育特征。④罗布向斜 Y12H 井应用多尺度离散裂缝网络模型优化压裂方案，压裂缝网复杂度高，试气产量较邻井提高了近 41%，优化小尺度裂缝走向后的多尺度离散裂缝网络模型实际应用效果较好。

通过有机碳、岩石热解、氯仿沥青“A”、饱和烃色谱-质谱和流体包裹体等的分析，对辽河坳陷清水洼陷古近系沙河街组深层烃源岩特征和油气成藏模式进行了详细研究。研究结果表明：①辽河坳陷清水洼陷古近系沙河街组深层烃源岩主要发育在 E₂s^₃2亚段、E₂s₃³亚段和 E₂s₄段，其中 E₂s₃²亚段Ⅱ小层泥岩最为发育，主要为深灰色厚层泥岩，整体厚度约 170 m。②研究区深层烃源岩总有机碳质量分数平均可达1.60%，生烃潜量平均值为 2.82 mg/g；有机质类型以Ⅱ₁—Ⅲ型为主，主要为浮游植物与高等植物混合贡献，为弱氧化—弱还原的湖相咸水沉积环境；烃源岩有机质丰度为 0.5%~1.5%，普遍达到大量生烃阶段，部分已达到高成熟演化阶段。③研究区深层烃源岩在距今 38 Ma 时进入生油窗，距今 20 Ma 时开始生成天然气；流体包裹体显示研究区存在 2 期油气充注，分别为 38~26 Ma 和 20 Ma~现今，与生烃演化史匹配。

运用铸体薄片、扫描电镜、黏土矿物 X 射线衍射、电子探针、阴极发光、高压压汞、物性测试等资料，对鄂尔多斯盆地西南部合水地区三叠系延长组长 7 段夹层型页岩油储层特征及储层致密化主控因素进行了研究，建立了储层定量评价标准，并预测出有利储层分布。研究结果表明：①鄂尔多斯盆地合水地区三叠系长 7 段夹层型页岩油储层主要为岩屑长石砂岩与长石岩屑砂岩，成分成熟度低、填隙物含量高、孔喉结构复杂，具有高孔低渗特征。②胶结作用是研究区长 7 段夹层型页岩油储层致密化的主控因素，储层平均视胶结率为 86.3%，达到强胶结程度，以自生黏土矿物中的伊利石胶结为主；压实作用对储层致密化起次要作用，储层平均视压实率为 46.0%，为中等压实程度；溶蚀作用降低了储层的致密化程度，但储层渗流能力较低，酸性流体难以大规模溶蚀，平均视溶蚀率仅为 13.8%，为弱溶蚀程度。③受中等压实—弱溶蚀—强胶结成岩作用的影响，储层非均质性较强，成岩系数差异较大。Ⅰ类储层成岩系数大于 2.4，Ⅱ₁类储层成岩系数为 1.8~2.4，Ⅱ₂类储层成岩系数为 1.2~＜1.8，Ⅲ类储层成岩系数小于 1.2，Ⅰ类与Ⅱ₁类储层为有利储层。区域上中部混源区有利储层发育规模最大，是勘探的主要目标区。

通过地层层序研究、古地貌恢复、锆石测年和地震资料分析等，从物源体系、古地貌、坡折体系和湖平面变化等方面探讨了辽中凹陷西斜坡古近系东营组三段（东三段）湖底扇的发育模式，并对油气藏的特征及成藏模式进行了研究。研究结果表明：①辽中凹陷西斜坡东三段湖底扇砂体表现为“物源-坡折带-湖平面”控制的富砂模式；物源主要来自燕山褶皱带，其次为辽西凸起，大规模的物源供给和变质岩的母岩区为湖底扇的形成提供了碎屑物质和优质的储集砂体；沉积坡折带控制湖底扇重力流卸载位置，断裂坡折带形成的微古地貌变化控制局部砂体搬运方向和差异富集程度；湖平面变化与物源体系变化耦合形成的三角洲、湖泊和湖底扇沉积在空间上反复叠置发育，为岩性圈闭的形成提供了良好的保存条件。②旅大10-6油田湖底扇岩性主要为中—细粒长石岩屑砂岩，颗粒粒度较小，以重力流沉积为主；孔隙类型主要为原生粒间孔和溶蚀粒间孔，见少量粒内溶孔，孔隙发育一般，连通性较差；湖底扇发育具有垂向上多期叠置、平面上连片的特征，位于斜坡中部的中扇亚相具有明显的滑塌变形构造，是最有利的勘探相带。③旅大10-6油田湖底扇油藏是辽中凹陷西斜坡从构造圈闭勘探转为岩性圈闭勘探的重大发现，实现了渤海油田斜坡带古近系湖底扇型岩性油气藏勘探领域的重大突破，共发育11个油藏和9个气藏，油气藏相互独立、储量规模大、丰度高，探明油当量为3000×10⁴t，原油物性好、探井测试产能高，为“汇聚脊-通源断层-顺向砂体”三元耦合成藏模式。

利用岩心、测井与地震资料，采用地震解释、平衡剖面以及包裹体检测等技术，恢复了川东地区高陡构造带的构造演化史，并对平桥、建南、梓里场构造的天然气来源、运聚与保存条件进行了分析。研究结果表明：①川东地区平桥断背斜圈闭东翼的单条逆断层使得下盘的龙马溪组烃源岩与上盘的洗象池群储层发生了侧向对接，天然气可穿过断裂带向上盘储层运移，具备较好的输导条件，且圈闭盖层未受到断裂作用破坏，保存条件良好，有利于天然气的聚集成藏。②建南断背斜圈闭翼部的多条平行的逆断层虽然实现了部分源-储对接，但是多条断层组合降低了其侧向输导能力，天然气未能大规模聚集。③梓里场断背斜圈闭的源-储配置与输导条件优良，但盖层的封盖能力较差，大多被断层破坏，钻探显示储层为水层。④川东地区高陡构造带寒武系洗象池群天然气聚集成藏的主控因素包括：断层或断层组合控制下的源-储配置、侧向输导条件以及盖层的封盖能力。

基于钻井岩心的地球化学及其他实验分析结果，结合生产测试资料，对四川盆地仪陇—平昌地区侏罗系凉高山组页岩油地质特征及富集条件进行研究，并划分了勘探有利区。研究结果表明：①仪陇—平昌地区凉高山组为早侏罗世第3次湖盆扩张期的沉积产物，整体经历了凉下段滨湖—浅湖、凉上段中—下部深湖—半深湖及浅湖、凉上段上部三角洲前缘和浅湖的沉积环境变化。②研究区凉高山组页岩可分为长英质页岩、钙质页岩、黏土质页岩等3种；页岩有机质丰度高，TOC值为0.50%～3.39%，平均值为1.30%，有机质类型以Ⅱ₁和Ⅱ₂型为主，热演化程度高，镜质体反射率（R_o）为1.00%～1.90%，处于高—过成熟阶段。③凉高山组页岩物性较好，孔隙度为0.48%～7.17%，平均为3.61%，发育无机成因孔、有机孔和构造缝等储集空间类型；含油性较好，以轻质组分为主，整体呈零散状、点状分布，局部呈团块状富集；凉上段下部富有机质页岩更发育，是目前勘探的重点层位。④凉高山组页岩油气的富集受控于前陆盆地过渡期的弱沉降环境、大面积分布的深湖相沉积、较高的热演化程度以及普遍发育的微裂缝。中南部为页岩油气潜力区，页岩储层厚度一般大于15m，TOC值大于1.50%，孔隙度大于4.00%，R_o大于1.30%；凉高山组页岩油资源量为26.75×10⁸t、页岩气资源量为1.72×10¹²m³，有望成为四川盆地石油产量增加的主力层系。

采用数据驱动的方式，提出了一种基于随机森林机器学习算法训练出含气饱和度地震预测方法，并将该方法应用于中国西部复杂天然气藏中，分别对单井资料和二维地震资料进行了含气饱和度预测与分析。研究结果表明：①抽取井旁道纵波速度、横波速度和密度3个弹性参数叠前地震反演结果作为基本特征变量样本，引入边界合成少数类过采样技术对基本特征变量样本和对应的含气饱和度样本进行平衡化处理；利用扩展弹性阻抗结合数学变换自动生成一系列的扩展变量；再利用随机森林对特征变量进行含气饱和度预测重要性排名，并优选重要性较高的特征变量进行含气饱和度随机森林训练。②该方法大幅减少了特征变量提取和优选的人工工作量，且有效减少了信息冗余以及因含气饱和度样本不平衡导致的训练偏倚问题，有效增强了随机森林算法在含气饱和度地震预测方面的能力。③实际单井应用中预测的含气饱和度与测井解释的含气饱和度的相关系数可达0.985 5；在二维地震资料应用中，该方法比基于常规未平衡化的11个弹性参数作为随机森林输入预测出的含气饱和度精度更高。

煤层孔隙结构对煤层气的吸附与扩散具有显著影响。通过气体吸附、核磁共振、扫描电镜等实验，对鄂尔多斯盆地神木地区侏罗系延安组煤岩开展煤层孔隙结构多尺度、多参数的联合表征研究，厘清了煤层气解吸—扩散—渗流的规律。研究结果表明：①神木地区延安组煤层平均孔隙度为6.89%，平均渗透率为4.82 mD，属典型的特低渗煤层，主要发育方解石、黏土矿物以及非晶质组分等，其中方解石平均质量分数为54.8%，黏土矿物平均质量分数为35.7%，非晶质平均质量分数为15.0%。②研究区煤层主要储集空间为狭缝形和墨水瓶形等，包括气孔、屑间孔、胞腔孔、铸模孔和少量微裂缝，孔隙以2～50 nm的介孔为主，大孔次之，微孔最少，但微孔是孔比表面积及孔容的主要贡献者，表明煤层气主要吸附在微孔中。③研究区煤层孔喉尺寸为纳米—微米级，对渗透率的贡献主要来自于亚微米—微米级的孔喉，其孔隙连通性好。煤样可动流体饱和度为38.72%～65.06%，退汞效率为0.84%～44.30%，均质系数为1.86～10.95，且不同深度煤层孔喉半径对渗透率的贡献存在较大差异，表明该区煤层具有较强的非均质性。

通过钻井、岩心、测录井及地震资料的综合分析，系统研究了四川盆地蓬莱—中江地区震旦系灯影组二段气藏的成藏特征。研究结果表明：①四川盆地灯影组沉积期，随着海水侵入，古陆多被淹没或侵蚀夷平，盆地逐渐演变为碳酸盐岩台地。灯二上亚段沉积期，川中北斜坡蓬莱—中江地区以发育台地边缘滩相和台地边缘丘相为特色，并可细分为滩核、滩缘、滩间海、丘核、丘缘、丘间海6种亚相，是储层发育的有利相带。②研究区灯二上亚段储层以藻云岩、藻砂屑云岩为主要储集岩，发育残余粒间孔+粒间溶孔型、粒内溶孔+藻格架孔型、裂缝型与孔洞型4种类型的储层，储层厚度分布特征与沉积相分布特征较吻合，位于台地边缘丘滩核的储层累积厚度大。③研究区灯二上亚段气藏的天然气主要来源于筇竹寺组烃源岩，烃源岩厚度大、有机碳含量及热演化程度高，气藏具备较好的烃源条件和封盖条件，具有“上生下储上盖”和“旁生侧储上盖”2种较好的生-储-盖配置关系。④研究区油气充注主要发生于三叠纪—白垩纪，为多期“准连续”型，灯二上亚段气藏主要经历了奥陶纪—志留纪古油气藏聚集阶段、志留纪—石炭纪古油藏破坏阶段、二叠纪—三叠纪再次生烃成油藏阶段和三叠纪—侏罗纪原油裂解生气阶段。

根据地质剖面野外考察、重点样品的重矿物含量及碎屑锆石U-Pb年龄测定，结合区域构造背景、周缘地质体年龄、地层展布特征及古水流等资料，对川东北地区上三叠统须家河组的物源进行了分析。研究结果表明：①川东北地区上三叠统须家河组沉积期的物源来自北东和南东2个方向，盆地腹部的七里乡地区须家河组沉积物是由东北部山前带的大巴山地质公园和东南部山前带的复平镇黑天池汇入，从山前带到腹部，沉积物粒度由粗变细，ZTR指数由小变大。②研究区须家河组沉积物主要来自北东方向的秦岭造山带和南东方向的江南造山带，碎屑锆石年龄总体呈现出210～282 Ma，400～ 500 Ma，650～850 Ma，1 500～2 000 Ma，2 265～2 600 Ma共5个年龄区间，峰值分别为～213 Ma，～427 Ma，～725 Ma，～1 694 Ma，～2 352 Ma，须家河组沉积年龄应不早于～213 Ma。③～213 Ma与勉略缝合带形成相对应，主要源自南秦岭造山带；～427 Ma与商丹洋俯冲关闭相对应，主要源自北秦岭造山带；～725 Ma与Rodinia超大陆裂解有关，江南造山带西段最可能成为该年龄段的物源；～1 694 Ma年龄段锆石可能形成于Columbia超大陆拼合、裂解过程，该年龄段锆石主要来自华北板块南缘和江南造山带西段等外源区；含量较少的～2 352 Ma的锆石来自再旋回物源。④研究区须家河组储层主要发育于北东和南东两大物源供给体系下的辫状河三角洲—滨浅湖沉积体系中，2个方向的物源控制着储层岩石类型和孔隙发育情况，使其具有较强的区域性。

基于岩心、成像测井及裂缝网络建模结果，应用拓扑学理论，对滨里海盆地东缘北特鲁瓦油田石炭系碳酸盐岩储层裂缝网络的连通性进行了评价，并分析了其对油田开发的影响。研究结果表明： ①滨里海盆地东缘北特鲁瓦油田石炭系碳酸盐岩储层裂缝切割类型可划分为高高切割、高低切割和低低切割，研究区A2，A3，G1，G2，G3及G4小层裂缝切割较为发育，且主要分布在构造高部位。②裂缝网络连通性可通过连通体面积占比、裂缝体密度、裂缝的平均长度和平均节点数4个参数进行定量评价，根据连通体面积大小、裂缝体密度大小及裂缝类型可对裂缝连通体进行定性分析和命名，研究区A2小层主要发育低低大连通体、高中大连通体和高高大连通体。③裂缝网络连通性和储层物性的耦合作用是油田水窜的原因，裂缝网络连通性主要与裂缝长度和裂缝体密度有关。

综合利用地震、测井、岩心以及动态生产资料，对塔里木盆地顺北1号断裂带断控型碳酸盐岩储集体的内部结构进行了层级划分；基于层级划分，通过地震资料属性提取与转换、深度学习、基于目标示性点过程模拟以及离散裂缝网络模拟（DFN）等方法建立了三维地质模型，并以模型进行油气储量和油藏数值模拟，将拟合结果与实际生产数据进行对比。研究结果表明：①顺北1号断裂带奥陶系断控型储层按层级由大到小分为走滑断裂影响带、断控体、类洞穴、类洞穴内簇充填和裂缝带共5个层级。②走滑断裂影响带受应力差异影响具有分段性，可细分为挤压段、拉分段和平移段；断控体在拉分段发育断裂交会型、单支走滑型，在平移段发育双断裂交错型和两断裂交会型，在挤压段发育双断裂扭曲型和双断裂交会型，共有6种平面组合样式；类洞穴在地震剖面上呈串珠状反射特征；类洞穴内部分为栅体与栅间（基岩），其中栅体又可进一步分为簇（角砾带）、簇间（裂缝带），整体表现为栅状结构，簇的物性更好；裂缝带为类洞穴的主要储集空间，在簇内部比簇间更发育，在一间房组比鹰山组更发育，一间房组和鹰山组均以发育高角度裂缝为主，在两者连接处则以发育水平缝为主。③地质模型预测的油气储量与地质分析储量误差为1.75%，模型模拟的生产井地层压力及累产液结果与生产动态吻合度较高，拟合误差小于10%。

火山碎屑岩油气藏作为重要的非常规油气藏，对油气增储上产具有重要的意义。通过岩心观察，综合薄片鉴定、QEMSCAN扫描、X射线衍射、物性分析、包裹体测温及碳氧同位素分析等资料，系统分析了四川盆地简阳地区二叠系火山碎屑岩储层特征及其成岩演化过程。研究结果表明：①简阳地区二叠系火山碎屑岩储层岩石类型主要包括火山角砾熔岩、凝灰熔岩和熔结火山角砾岩，整体物性都较好，孔隙度为0.78%～32.00%，平均为16.67%，渗透率为0.001～2.680 mD，平均为0.125 mD，属于高孔低渗储层，储集空间以次生孔隙和裂缝为主，包括脱玻化孔、基质溶蚀孔及溶蚀缝等类型。②研究区发育多种成岩作用，主要有熔结、压实、脱玻化、胶结及溶蚀作用等。③研究区经历了同生成岩、表生成岩与埋藏成岩3个阶段，成岩演化受深部热液、大气淡水及有机酸流体的共同影响，一方面流体活动造成热液矿物或碳酸盐胶结物的沉淀对储层物性起破坏性作用；另一方面热液流体促进油气运移，酸性流体的溶蚀改造作用对储层孔隙发育起建设性作用。

河流相砂体储层构型对致密砂岩中相对优质储层的分布规律和天然气开发具有重要意义。通过野外地质剖面和钻井岩心观察，结合测井、录井和岩心分析测试资料，对鄂尔多斯盆地大牛地气田大12井区二叠系山西组致密砂岩的砂体构型要素、叠置模式及油气开发意义进行了研究。研究结果表明： ①鄂尔多斯盆地大牛地气田大12井区二叠系山西组发育六级复合辫流带和五级单一辫流带，其中单一辫流带包括河床（分流河道）和河漫共2个四级构型单元，河道内单个心滩沉积包含有三级增生体和落淤层；②辫状河三角洲平原五级单一辫流带中的四级泛滥平原沉积较辫状河河漫沉积更加发育，辫状河心滩沉积中落淤层欠发育；③山西组上部山2-2亚段辫状河单一辫流带内砂体呈“河道-心滩”连续沉积，泥质不发育，砂体叠置程度高（多呈复合式叠置）、连通性好，优质储层多；④山西组中下部山1段和山2-1亚段三角洲平原沉积中，西部河道连片性好，砂体以复合式和侧拼式叠置样式为主，连通性和生产效果均较好，东部砂体多为孤立式和侧接式，砂体钻遇率低，单井产量差。

基于现有的研究成果和存在的问题，探讨了分支河流体系（DFS）研究中的关键科学问题、主要研究内容、研究方法和工作流程。研究结果表明： ①DFS研究中最关键的3个科学问题是明确河网结构和河型演变规律、构建沉积标志和沉积模式、分析其形成和分布的控制因素。②DFS研究的主要内容包括建设形态沉积学数据库、现代沉积机理研究、分类研究、建立沉积模式、储层建模与储层预测等5个方面。③DFS研究中的关键技术包括基于遥感图像的形态数据采集、形成机理的水槽和模拟实验、河网重构、顶点位置预测与河道分汊点自动生成方法、储层建模知识库平台等。④DFS研究的基本工作流程是先建立形态沉积学数据库，搭建数据库软件平台，在此基础上选择具有代表性的DFS进行现代沉积解剖，然后综合现代沉积调查、露头解剖和模拟实验成果，形成分类体系，总结各类DFS的识别标志和沉积模式，分层次建立储层预测模型，形成沉积结构储层预测模型的建模软件平台，从而预测沉积体系中有利储层的分布。

通过岩石力学实验、声发射实验和地震资料综合解释，利用有限元数值模拟方法，对涪陵南地区奥陶系五峰组—志留系龙马溪组海相页岩古构造应力场进行了数值模拟，并结合岩心实测结果，预测了构造裂缝的发育特征。研究结果表明： ①涪陵南地区裂缝主要形成期（燕山晚期）构造应力和裂缝的分布受断层、岩石力学性质和构造应力的影响，断层广泛发育的区域容易出现应力集中，并引起较大的应力梯度。②利用库伦-莫尔破裂准则预测了研究区构造裂缝的发育，同时引入剪切破裂指数R定量表征裂缝发育的强度，其值越大反映裂缝发育程度越高。窄陡断背斜和断层附近裂缝发育，以高角度剪切裂缝为主，而在宽缓向斜部位裂缝发育程度最弱，研究区五峰组—龙马溪组底部硅质页岩应力集中，裂缝最发育。③涪陵南地区海相页岩气保存有利区主要为3个区带：远离大断层的凤来向斜内部，主要构造变形期未遭受大的破坏作用，其位于应力低值区，具有良好的保存条件，为Ⅰ类有利区；白马向斜内部小断层发育，应力值位于中等水平，保存条件中等，为Ⅱ类较有利区；石门—金坪断背斜遭受到强烈改造作用，容易产生大规模剪切裂缝，破坏了保存条件，为Ⅲ类不利区。

准噶尔盆地腹部地区沙湾凹陷超深层蕴含丰富的油气资源。根据烃源岩热演化模拟实验分析了沙湾凹陷二叠系上乌尔禾组烃源岩生烃产物类型，结合地层流体高温高压物性实验数据，运用相图判别法和经验参数法对沙湾凹陷征10井地层流体相态进行深入研究。研究结果表明： ①沙湾凹陷征10井上乌尔禾组油气主要来自于下乌尔禾组泥质烃源岩，其有机质类型为Ⅱ₁型，镜质体反射率（R_o）为1.05%～1.46%，岩石热解峰温（T_max）为433～446℃，处于成熟—高成熟演化阶段，目前处于生轻质油阶段。②上乌尔禾组地层流体成分表现为凝析气藏的流体组成，地层温度为166.0℃，介于临界温度和临界凝析温度之间，地层压力为155 MPa，远高于露点压力，地-露压差大，表明地层条件下流体呈凝析气相特征，但地下油气相态与地表采出流体相态具有一定差异。相图判别法和经验参数法烃类流体相态分析结果均显示，征10井上乌尔禾组气藏为含大油环的凝析气藏。③沙湾凹陷上乌尔禾组具有优越的成藏条件，紧邻下乌尔禾组烃源岩，油气近源垂向输导，向局部隆起区运聚，巨厚的三叠系及上乌尔禾组中上部区域盖层起到重要的封盖作用，最终在局部隆起区形成岩性-构造凝析气藏。

根据钻井、测井、野外露头及地球化学资料，参考盆地周缘构造环境、盆地构造沉降特征及沉积相展布，恢复了鄂尔多斯盆地中—晚二叠世不同时期构造-沉积环境，探讨了盆地性质及演化过程。研究结果表明： ①中—晚二叠世鄂尔多斯盆地南缘和北缘经历了洋盆俯冲消减过程，以强烈的挤压构造环境为特征，上二叠统石千峰组沉积期盆地北缘古亚洲洋闭合进入陆陆碰撞阶段，盆地内构造沉降速度缓慢。②中—晚二叠世鄂尔多斯盆地为大型的克拉通内坳陷盆地，中二叠统石盒子组沉积期基准面呈下降趋势，盆地主体延续山西组沉积期南北高、中部低的古地理格局，南华北地区地势相对更低；周缘隆起区快速抬升且范围逐渐扩大，为坳陷盆地内提供物源，盆地内发育冲积扇、冲积平原、三角洲和浅湖相，向南发育残存潮坪—潟湖，呈南北向展布；晚二叠世基准面趋于稳定，湖相范围扩大，主要发育于盆地南部，潮坪—潟湖环境向南缩小。③研究区油气成藏受控于沉积环境，中二叠世发育的陆相三角洲沉积体系有利于形成储集层和盖层，且和下部煤系地层组成中二叠统良好的生-储-盖组合；上二叠统为氧化干旱的古气候，沉积水体较浅，形成的泥岩厚度小，生烃潜力有限，无法形成大规模气藏。