针对渤海潜山复杂低孔储层下的流体识别难题,探索基于能谱与时间谱耦合响应的流体识别方法。首先,采用正则化解谱算法对脉冲中子伽马能谱进行分解,获得碳氧元素产额比,提高低孔隙度条件下油水信号响应差异的定量表征能力;其次,联合能谱与时间谱参数构建油水识别方法,提高复杂岩性条件下油水判别准确度;最后,引入气层识别参数对气液层进行区分,并与油水识别结果联合形成三相流体识别流程。渤海潜山实钻井应用结果表明,该方法可显著增强低孔隙度条件下油水差异响应,大幅度降低了单一参数解释的不确定性,进而准确区分油气水三相流体,为渤海潜山复杂低孔储层的流体识别提供了有效的解决方案。

针对注水井压力波无线通讯技术在传输成功率和效率等方面的不足,根据有压管流系统中流量扰动的全流域传播特性,通过数值分析与实验研究得到流量波在注水管线中的传输特性;基于该特性,研发相应的信号发生装置、高精度流量计以及流量波通讯混合信号编码体系,研制出地面流量波通讯终端与井下配水器。结合现场实际工况,制定适配于流量波特性的信号传输策略,并融合地面4G移动通讯技术,构建从地面终端至井下配水器的双向无线通讯系统,形成一套基于流量波控制的高效低成本井下无线通讯技术及流量波控制分层注水技术。该技术已在吉林油田17口井中进行了现场试验与应用,不仅验证了其技术可行性、准确性与可靠性,还成功解决了井下多层段流量精确计量与多层同步测调等技术难题,为分层注水开发的数字化转型提供了低成本解决方案。

基于激波管岩心实验的重要发现,即通过平面激波产生的低频声场能在井孔中诱导形成纯净的斯通利波,且其幅度衰减与裂缝宽度及渗透率之间存在确定的相关关系,提出利用轴向极化轴向振动在井中发射低频平面激波、连续诱导产生纯斯通利波的方法原理,推导利用斯通利波幅度衰减计算裂缝宽度及渗透率的方程,并研制出渗透率测井原型机以及包含振幅衰减提取和渗透率计算的采集处理软件。在R91井和LS2井两口标准井中测试检验了仪器的工作状态、稳定性及测量性能;在塔里木盆地SDTK1万米井实际测井中,一次下井测量得到超深碳酸盐岩地层的基质与裂缝渗透率曲线,并用该井相同井段的全直径钻井取心井场近原位核磁共振渗透率测量数据在第一时间做了相互标定。结果表明,该方法在超深碳酸盐岩储层渗透率定量评价中具有良好的应用效果,并为其他类型储层的渗透率测井评价提供了新的技术途径。这一理论技术突破为储层测井渗透率定量评价提供了全新手段。

针对川东北超深层海相页岩烃类成藏规律认识不清的问题,以普光地区铁北1侧HF井二叠系大隆组为例,综合利用岩石矿物学、地球化学及微观表征技术,揭示原始有机质富集机制、页岩成储条件并构建烃类微运移成藏模式。研究表明：①大隆组纵向上主要发育硅质、钙质及混合质页岩3类岩相。硅质页岩干酪根组分以腐泥组为主,具最佳的原始生烃潜力;混合质页岩的TOC（平均值为9.31%）反超烃源岩硅质页岩（TOC平均值为6.85%）,表明现今有机质分布受控于后期烃类重分配而非单一沉积贡献。②识别出多尺度跨岩相复合孔缝体系,硅质页岩提供基础储集空间与水平输导,钙质页岩脉体裂缝充当运移“中转站”,混合质页岩发育构造张性缝与溶蚀孔,共同支撑了超深层背景下的流体输导。③超深层页岩气的微运移成藏机制主要为“源内富集、相控运移”,在油气超压封存箱体内,受生烃超压驱动,烃类沿“硅质页岩（源）→钙质页岩（通道）→混合质页岩（汇）”路径发生阶梯式微运移,诱发了组分的短距离分馏与再分配。

为揭示煤系气中氦气的赋存与运移机理,以取自沁水盆地南部晋城矿区下二叠统山西组3号煤层的无烟煤为研究对象,结合实验分析与分子模拟开展研究。首先利用低温CO₂、N₂吸附实验刻画无烟煤多尺度孔隙结构,据此构建1~10 nm无烟煤狭缝孔模型。采用巨正则蒙特卡罗、分子动力学和非平衡分子动力学模拟方法,系统考察孔径、温压、孔隙水及伴生气体（CO₂、CH₄、N₂、H₂）对氦气吸附、扩散和压力驱动流动的影响。结果表明,氦气在纳米狭缝孔中表现为近壁弱富集与孔心游离气并存,其与煤壁之间的相互作用明显弱于CO₂、CH₄和N₂,与H₂较为接近;孔径、温度和压力均可影响氦气的扩散与流动行为,其中小孔径条件下氦气扩散系数降低、黏度升高,而较大孔径则有利于氦气迁移。孔隙水通过成膜、贯通与界面摩擦削弱连续气相通道,使氦气扩散系数在高含水阶段骤降;强吸附性伴生气体（CH₄、CO₂）会进一步抑制氦气扩散,而H₂作为轻质载体可在一定程度上提升氦气与H₂自身的扩散能力。研究结果可为认识煤系气中氦气的微观赋存与运移特征提供理论参考。

通过四川盆地西部（简称川西）二叠系岩心、薄片、钻测井及地震资料分析,探讨川西地区中、晚二叠世两期火山作用对古构造及沉积的控制作用,进而揭示该区域长期发育一个被忽视的“火山古隆起”地貌单元：成都—三台古隆起。研究表明,川西地区二叠系发育两套火山岩,下部茅口组火山岩以玄武岩和火山角砾岩为主,侧向上被茅口组二段上亚段—茅口组四段碳酸盐岩所超覆;上部龙潭组火山岩则以玄武岩和火山碎屑岩为主,覆盖在茅口组火山岩或茅口组四段碳酸盐岩之上,侧向被龙潭组和长兴组所超覆。火山岩与地层接触关系、古生物及年代学证据约束两套火山岩的喷发时间分别为茅口组沉积中期（263~265 Ma）和龙潭组沉积初期（259±1 Ma）。古地貌恢复结果表明,茅口组沉积中期火山作用首先在川西碳酸盐台地上形成古隆起雏形,龙潭组沉积初期火山喷发物质持续垂向叠加和侧向扩展,最终形成近椭圆状、向北东倾伏的古隆起。该古隆起长轴向北东延伸约200 km,短轴东西跨度70~110 km,隆起高点位于YS1井至YT1井区,相对高差最大可达300 m,受后期构造及持续填平补齐作用,至飞仙关组三段沉积期消亡。该火山古隆起是二叠纪华南板块北向顺时针旋转漂移与地幔热点协同作用的产物,在其隆起期内控制了盆地中西部的古地理格局,不仅导致茅口组沉积中晚期多排滩洼条带间互分布,而且促使长兴组沉积期环火山古隆起周缘发育高能相带,这一认识为四川盆地二叠系油气勘探开拓了全新视角,进一步明确了该火山古隆起及周缘是四川盆地茅口组、长兴组油气勘探的重要目标区。

针对板内小位移走滑断层难以通过常规技术手段进行精确识别及分析的难题,为明确板内小位移走滑断层特征及其变形过程,基于研究区设计构造物理模拟实验,并利用激光扫描方法,以塔里木盆地北部阿满过渡带为解剖实例,精细定量分析各演化阶段的形变特征及差异。研究表明,富满油田F_Ⅰ17断裂带的变形遵循4个演化阶段序列：弥散变形阶段、R破裂（R-fracture）发育阶段、分支断裂连接阶段和主位移带（PDZ）贯通阶段。在走滑断裂带演化过程中,雁列式背斜是R破裂的识别标志,其起伏高度是划分走滑断层演化阶段的重要参数。提出地层“净变形量”方法,能够有效消除走滑断层相关褶皱以外的后生地层变形,得到仅由走滑断层活动产生的褶皱形态和起伏高度,进而量化表征走滑断裂带沿走向的变形强度和贯通性差异,实现地震-地质一体化解释。阿满过渡带的实例分析结果表明,F_Ⅰ17断裂带处于走滑分支断裂连接阶段,沿走向形成部分贯通段和部分未贯通段。研究成果为板内小位移走滑断层的精细解释提供了地质模型,而新解释出的R破裂相关的断溶体圈闭,有望成为新的油气勘探目标。

针对压裂过程中近井筒三维非平面裂缝扩展计算难题,研发基于位移非连续/虚拟应力法（DDM/FSM）和有限体积/有限元（FVM/FEM）混合数值方法的水力压裂模型,提出动态网格裂缝扩展前缘追踪技术,形成井筒边界限定条件下的三维非平面裂缝扩展计算模型并验证其准确性和可靠性;基于该模型,分析应力阴影条件下近井筒裂缝扩展形态与影响裂缝扩展的主要因素。研究表明：远场应力和井筒-裂缝诱导应力共同控制裂缝扩展,裂缝位于3倍井筒半径内时,井筒诱导应力对裂缝起裂和转向具有主导作用,裂缝位于3倍井筒半径外时,远场应力控制裂缝的扩展方向;初始裂缝倾角与裂缝条数对裂缝形态影响显著,裂缝与最小主应力方向夹角越大,裂缝转向距离越大;初始裂缝条数越多,裂缝差异性扩展越强烈,裂缝局部转向行为越明显。

以岩心、测井、地震和碳同位素组成等数据为基础,通过碳同位素组成漂移事件约束年代地层格架,应用旋回地层学方法,建立四川盆地二叠系龙潭组—三叠系飞仙关组高精度等时地层格架;并通过单井沉积演化和井震结合分析,系统揭示龙潭组—飞仙关组沉积期的沉积特征、碳酸盐台地演化规律及其油气地质意义。研究表明：①龙潭组—飞仙关组发育19~22个长偏心率旋回,旋回数量差异的原因为二叠系长兴组顶部在部分地区显著缺失;②沉积速率自盆地西南向北东逐步递增沉积体系整体受控于“高产率、高供给”背景,受海平面变化与陆源物质供给共同控制,长兴组局部呈现出前积式缓坡特征,龙潭组—飞仙关组沉积模式为碳酸盐缓坡沉积;③“构造-气候-天文”多级协同控制碳酸盐台地发育,区域构造背景奠定了台地发育的宏观古地理格局与可容纳空间配置,而沉积充填的节律性及碳酸盐工厂生产强度则明显受到古气候和天文轨道信号的联合调制。三者在时空上呈阶段性协同演化关系,共同驱动了碳酸盐台地的形成、发展与消亡。研究成果可为深入理解四川盆地二叠纪—三叠纪过渡期沉积特征及碳酸盐台地演化规律提供新的沉积模式和依据。

针对四川盆地德阳—安岳台内裂陷周缘震旦系灯影组四段储层非均质性强、优质储层成因和分布不清的问题,基于该裂陷东侧北段的宁强地区灯四段储层特征研究,并与裂陷东侧中段（蓬莱地区）和南段（川中古隆起）对比,取得3项认识：①灯四段储层具相控性,藻叠层/藻格架/凝块状白云岩是储集空间的主要载体,早期白云石化、微生物有机质生酸、长期浅埋-晚期加速深埋及早期油气充注是孔隙保持的主控因素;②储层具差异化发育特征,裂陷南、北段镶边型台缘储层发育潜力优于中段拉张断阶型台缘,北段长期浅埋、晚期加速深埋方式的孔隙保持效果优于中、南段的连续均匀埋藏方式;③灯四段下亚段—上亚段沉积期,台缘微生物丘滩体垂直相带由东向西进积,平行相带由南向北迁移。灯四段下亚段沉积期储层主要分布于裂陷南段和中段,中亚段沉积期储层主要分布于裂陷中段,上亚段沉积期储层主要分布于裂陷中段和北段的阆中—旺苍地区。研究表明,裂陷北段的阆中—旺苍地区与南段的川中古隆起和中段的蓬莱地区一样,灯四段具备很好的储层发育潜力。

基于地震、测井和岩心薄片等资料,开展地震反射类型、断裂期次及展布、沉积相平面分布、储集空间类型、储层成因等分析,识别塔里木盆地满西地区奥陶系台地类型、分析优质储层、油气成藏的控制因素,建立成藏模式,指出勘探方向。研究表明：①满西地区奥陶系为镶边台地沉积,台缘礁滩体面积约5 091 km²;②台缘礁滩体叠加多期岩溶与网状断裂,形成了缝洞型优质储层,呈南北向展布,规模大、储集性能优越;③奥陶系台缘礁滩带位于前寒武系玉满裂陷槽烃源岩、玉尔吐斯组烃源岩、寒武系和奥陶系台缘前端的斜坡相烃源岩叠合形成的供烃中心,规模富集油气带在蓬莱坝组—鹰山组三段呈南北向密集展布、在鹰山组二段—一间房组呈线状分布。基于以上认识部署的庆玉2井在鹰山组二段测试获105.6×10⁴ m³/d的高产气流,油压稳定在107 MPa,实现了满西地区奥陶系台缘带油气勘探的重大突破,形成了油气增储新领域,对塔里木盆地超深层碳酸盐岩油气勘探具有重要指导意义。

基于岩心、铸体薄片、CT扫描、测井、测试及地震等资料,以中阿拉伯盆地A油田下白垩统Yamama组为例,解析碳酸盐缓坡半局限环境沉积成岩特征及有利储层主控因素。早白垩世研究区为碳酸盐缓坡,处于半局限环境,总体为中低能浅水岩相,以大规模潟湖沉积为主,局部发育颗粒滩、点礁、滩后和潮坪等,沉积物中藻类、底栖有孔虫、双壳类、胞网菌和似球粒最为富集。研究区Yamama组在准同生期遭受强烈成岩改造,胶结作用和溶蚀作用耦合控制次生孔隙的形成与保存。储层岩性以粒泥灰岩、泥粒灰岩和粘结岩为主,岩性变化频繁,横向可对比性差;发育孔隙型储层,储集空间以微孔、铸模孔和生物体腔孔为主,原生粒间孔发育程度总体较低,孔喉以中喉和微喉为主;物性主要为中低孔、低渗和特低渗,中高渗储层发育程度低。Yamama组有利储层发育的4个主控因素为：局部高能沉积、易溶生物碎屑富集、强溶蚀作用和地层异常高压。局部高能颗粒滩储层的胶结作用较弱,原生粒间孔保存较好,储层物性好,形成小规模的有利储层;潟湖和滩后等中低能沉积局部富含藻类和胞网菌等易溶生屑,遭受强烈溶蚀改造,形成大量铸模孔或生物体腔孔,有效改善储层物性,形成较大规模的有利储层。Yamama组有利储层主要发育在YA段和YB段,且规模储层均位于研究区中北部,是下步勘探开发部署的重点靶区。