塔里木盆地寒武系盐下具备形成复式大油气区的成藏条件，是勘探程度最低、勘探潜力最大的战略接替领域。但多年的勘探一直未取得重大突破，关键问题是由于生烃中心、规模性滩体储层控制因素及空间展布不清而导致有利勘探方向和区带不明。鉴于此，综合应用地震和钻井、测井、录井及地球化学等资料，开展寒武系盐下控源、控储、控盖和控藏研究，构建寒武系盐下领域控藏模式，明确有利区带和勘探突破方向。取得了以下几点认识：①古裂谷控制生烃中心。南华系—震旦系形成的断坳结构为下寒武统的发育提供了构造背景，控制了寒武系玉尔吐斯组的沉积，在裂谷控制的负向构造区玉尔吐斯组厚度大，形成生烃中心。②古隆起控制滩相白云岩储层。与南华纪古裂谷同时形成的古隆起控制了肖尔布拉克组高能滩的发育与分布，塔南古隆起南北两侧形成规模性白云岩滩相储层。③古坳陷控制膏盐岩盖层发育。在中晚寒武世由于轮台—古城近南北向镶边台缘的发育造成塔西台地封闭从而形成强烈的蒸发环境，在统一的台内坳陷沉积了广覆式膏盐岩盖层。④“裂—隆—坳”格架控制生储盖时空匹配及油气分布。构建了稳定型“裂—隆—坳”、活动型“裂—隆—坳”、过渡型“裂—隆—坳”3种控藏模式，指出稳定型和过渡型地区是寻找寒武系盐下大气藏的主要勘探方向，明确阿瓦提凹陷和满西凹陷之间的阿满低隆起是寒武系盐下大气田勘探的首选目标区。
明确塔里木盆地秋里塔格构造带东部箱形褶皱的变形特征与形成机制，可为该构造带的演化过程恢复及油气勘探提供重要参考。根据地震资料反映出的深部地质结构以及箱形褶皱内部的断层和裂缝特征，分析了秋里塔格构造带东部地表箱形褶皱的力学机制及构造演化过程，并讨论了褶皱内部断层和裂缝的成因以及对油气勘探的启示。结果表明：秋里塔格构造带地表箱形褶皱是在喜马拉雅中期和晚期自北向南的强烈挤压背景下，在盐上构造层发生共轭膝折而形成的构造，经历了库车组沉积前的构造平静期、库车组沉积早中期的褶皱雏形期和库车组沉积晚期—现今的褶皱定型与抬升剥蚀期3个演化阶段。箱形褶皱前翼发育的北倾逆冲断层和网状裂缝体系形成于库车组沉积早中期，受深部高矿化度地层水影响被石膏大量充填，但断层的后期活动可将充填物错开；核部上端发育北倾张性断层及近EW向张性裂缝，下端发育小型背冲构造和近NS向的剪切裂缝，中性面位于褶皱中下部；后翼发育南倾反冲断层和层间滑脱作用形成的近EW向层间剪切裂缝；褶皱核部和后翼受高矿化度地层水波及较小，发育的断层及裂缝均未见明显的矿物充填。膝折带及附近地层的储集和渗流能力较强，具有形成油气藏的潜力，正确地解释出覆盖区的膝折带，有望拓展原有油气藏的规模或发现新的油气勘探领域。秋里塔格构造带深层和浅层断层体系相互连通使深部油气向浅层运移成藏，潜在的勘探领域包括在古近系薄砂层和下白垩统上部形成的构造—岩性油气藏，以及在盐上浅表背斜砂岩段形成的构造油气藏2类。
寒武系盐下白云岩是塔里木盆地重要的勘探领域，是近年来油气勘探研究热点之一。为明确塔中地区肖尔布拉克组的层序格架、沉积相类型及储层分布特征，综合塔中地区的钻井、地震、岩心等资料，利用井—震标定，对层序的关键界面进行识别，开展层序格架内的沉积相展布研究。结果表明：塔中地区肖尔布拉克组可划分为2个Ⅲ级层序（SQ1、SQ2），SQ1发育海侵体系域与高位体系域，不发育低位体系域，SQ2仅残留部分高位体系域。以塔参1井所在的古梁带将塔中地区划分为东、西两部分，西部属开阔海环境，沉积相带为古陆—滨岸—开阔台地，SQ1海侵期塔中全区基本被淹没，是烃源岩发育期，SQ1高位期与SQ2为台地内丘滩体大规模发育时期，形成规模性储集层；东部属局限海湾环境，沉积相带为古陆—潮坪（混积潮坪—藻云坪）—开阔台地，SQ1高位期与SQ2海平面大幅度下降时期，潮坪相白云岩接受大气淡水溶蚀改造，形成良好储集层。在层序格架内，建立了塔中地区沉积模式，为指导储层预测提供新思路与地质依据。
洼槽区已成为二连盆地富油凹陷增储上产的重要领域，深入认识其成藏条件与成藏模式，是提高勘探成效的关键。通过对乌里雅斯太凹陷南洼槽生烃能力、油气相态、沉积砂体分布、储层特征以及成藏期等分析，探讨了富油凹陷洼槽区油气成藏的主要有利条件及成藏模式。乌里雅斯太凹陷南洼槽洼槽区优质烃源岩较斜坡带更为发育，有效生烃强度大，热演化程度较高，处在油气混相生成阶段。洼槽区砂体来源于西部陡坡带，砂体规模较大，延伸较远，储集空间主要为粒间溶孔、粒内溶孔等次生孔隙，在埋深2 300~2 500 m、2 800~3 000 m区间存在异常孔隙发育带，具备成为优质储层的条件。凹陷存在2期主要生烃及成藏过程：第一期主要在斜坡带发育，烃源岩早期生成的油气聚集成藏；第二期主要在洼槽区发育，成藏动力强，烃源岩中后期生成的油气准连续聚集成藏，形成近源致密油和源内页岩油气成藏模式。乌里雅斯太凹陷南洼槽洼槽区勘探与研究成果对其他富油凹陷洼槽区勘探具有现实的指导意义。
鄂尔多斯盆地临兴地区X区块石盒子组主要发育辫状河三角洲平原亚相沉积，分流河道微相致密储层蕴含着丰富的天然气资源，是目前研究区开发的热点。研究区分流河道砂体横向摆动快、沉积厚度薄、岩性及物性横向变化明显，因此，开展分流河道砂体精细刻画及产能差异分析是井位部署的重要依据。基于岩心、薄片、测井等多种资料，建立了分流河道内部不同叠置样式砂体识别图版，形成3种砂体叠置样式的分类体系：单期孤立型、多期叠置型以及多期互层型。并从地震正演入手，剖析了不同叠置样式砂体的地震响应特征，其中单期孤立型砂体平面规模较小，地震上表现为中低频—透镜状强反射特征；多期叠置型以及多期互层型砂体由于单期砂体横向迁移、垂向叠置，平面规模较大，前者地震相表现为高连续—中低频—强反射特征，后者地震相表现为中低连续—中高频—中弱反射特征；最后根据已钻井测井解释资料，综合对比了不同叠置样式砂体的累计气层厚度、孔隙度、渗透率、含气饱和度以及测试无阻流量等参数，发现单期孤立型砂体顶底发育厚层泥岩段，砂体封闭条件好且内部隔夹层不发育，含气饱和度高，测试后多具自然产能，产水量小，潜力巨大。
针对鄂尔多斯盆地南部上古生界不同类型烃源岩生烃贡献不明确的问题，利用生烃动力学研究方法，考虑不同岩性烃源有机质品质差异、岩石物性、吸附能力等因素，评价了鄂尔多斯盆地南部上古生界煤岩和炭质泥岩的生烃特征。综合煤岩、炭质泥岩在南部的厚度分布，绘制了鄂尔多斯盆地南部上古生界煤岩、炭质泥岩生烃强度、排烃强度图。结果显示，鄂尔多斯盆地南部上古生界在煤层分布局限的情况下，炭质泥岩是主力烃源岩，这与前人仅根据地球化学特征参数而得出南部煤岩为主力烃源岩的认识有很大不同。相关认识对今后盆地南部下古生界天然气勘探开发具有重要的指导意义。
脱羟基维生素E类化合物是一类通常作为未熟—低熟源岩或原油可靠标志的生物标志化合物。然而，在渤海湾盆地东濮凹陷南部马厂地区成熟原油中检测出了较为丰富的脱羟基维生素E类化合物。为了探究成熟原油中脱羟基维生素E类化合物的富集成因模式，详细地分析了其在原油样品中的分布特征，并充分结合马厂地区的构造演化特征、烃源岩分布与热演化史、原油样品的其他有机分子化合物特征以及原油围岩的黏土矿物组合与催化特征，总结出2种成因模式：一是成熟原油中混入了少量携带着脱羟基维生素E类化合物的未熟—低熟可溶物；二是储层中黏土矿物的演化机制降低了脱羟基维生素E类化合物的分解速率和程度。
为探究深层环境“煤系”烃源岩生排烃潜力及生烃机理，利用WYMN?3型高温高压（HTHP）模拟仪对柴达木盆地北缘DMG1井中侏罗统烃源岩（Ⅲ型有机质，炭质泥岩和煤的RO值分别为0.67%和0.64%）进行了半开放体系温压共控条件下的生排烃模拟实验。结果显示：①炭质泥岩和煤的最大总油产率分别为79.38 mg/gTOC和37.30 mg/gTOC，且总油产率整体呈“双峰”型演化规律；②较低演化阶段（T≤300 ℃，P≤42.0 MPa），2类源岩的排出油产率均小于残留油产率，排烃效率较低，但在400 ℃（51.0 MPa）排油/烃率大幅增加，分别达到了76.84%和83.72%；③排出油族组分主要为非烃和沥青质，其族组分产率演化特征也与液态烃产率演化规律总体相似，炭质泥岩排出油族组分产率整体较煤的族组分产率高；④模拟气主要由烃类气和非烃气（CO2、N2）组成，气态烃产率随着热演化程度的增加而升高，2类源岩最大烃类气产率分别为116.46 mL/gTOC和36.85 mL/gTOC；⑤镜质体反射率（RO）均随温压条件的升高而增加，与温度呈良好的一致性变化规律。此次温压共控模拟实验结果表明，温度仍然是有机质热演化的主要因素，流体压力对Ⅲ型有机质烃产物的形成具有“双重”控制作用，“煤系”烃源岩在高过演化阶段仍具有较强生烃潜力。该研究为进一步认识柴达木盆地北缘侏罗系深层“煤系”烃源岩生排烃规律提供了一定的数据参考。
近年来，鄂尔多斯盆地南部（简称鄂南）古生界天然气勘探取得重要进展，展示了良好的勘探前景，但鄂南古生界天然气成因及气源研究相对薄弱，直接制约了下一步的勘探部署。为此通过系统开展富县古生界天然气组分、烷烃气碳氢同位素、稀有气体组分和同位素等地球化学分析，查明了鄂南富县古生界天然气中甲烷占绝对优势，含有一定量的重烃，非烃气CO2、N2含量相对较高，显示其为过成熟阶段生成的干气。鄂南富县古生界天然气以典型油型气为主，煤型气为辅，甲烷和乙烷的碳同位素组成存在倒转现象可能为油型气与煤型气的混合造成，上古生界天然气烷烃气碳同位素组成普遍比下古生界天然气偏重，可能混有相对较多的煤型气。综合运用烃源岩干酪根碳同位素—岩石脱附气碳同位素—天然气乙烷碳同位素、天然气甲烷氢同位素、稀有气体Ar同位素定年等综合地球化学手段，推断出鄂南富县古生界天然气可能主要来源于下古生界马家沟组烃源岩。
鄂尔多斯盆地非常规油气资源丰富，盆地东部石炭系本溪组具有良好的非常规天然气勘探潜力。沉积环境是控制天然气资源分布的重要因素，因此以鄂尔多斯盆地东部石炭系本溪组重点全井段连续岩心为基础，通过对泥页岩地层矿物组成及元素地球化学特征的研究，揭示研究区本溪组泥页岩地层古沉积水体环境特征，探讨沉积相类型对泥页岩发育的控制作用。结果表明：本溪组古沉积水体盐度自下而上先减小后增大，为咸水—半咸水沉积环境；本溪组氧化—还原敏感参数自下而上呈现先增加后降低的趋势，整体反映出本溪组为缺氧—还原环境；古水深（Rb/Zr）研究表明，本溪组古水深自下而上由较小变大再逐渐变小，呈周期性变化；CaO/（Al2O3+MgO）、CIA等古气候指标反映了本溪组自下而上温度逐渐降低，风化程度逐渐减小，其中湖田段、畔沟段、晋祠段均为炎热潮湿气候。通过对比鄂尔多斯盆地东部本溪组泥页岩矿物组成、岩性组合、地球化学特征，认为本溪组泥页岩主要沉积类型为潮间带—潟湖沉积，且泥坪—潟湖混合沉积为本溪组富有机质泥页岩发育的有利沉积环境，并在此基础上对本溪组全段地层沉积模式进行综合分析，认为湖田段为风化淤化体系下的沼泽沉积，而畔沟段、晋祠段均为障壁海岸沉积体系，沉积环境分别为潮坪—潟湖—障壁岛混合沉积与潮坪—潟湖—障壁岛—沼泽混合沉积。
以柴达木盆地第四系疏松砂岩气藏为研究对象，根据气藏纵向多层强非均质、边水活跃等特征，建立多层边水水侵气藏开采物理模拟实验方法。选用气藏天然岩心进行“串并联”组合构建实验模型再现气藏多层地质特征，通过室内仿真模拟气藏衰竭开采全过程，实现气藏无水侵、水侵无绕流和水侵绕流3种情景下一井四层合采生产模拟研究。可视化监测恒压边水水体沿不同渗透率储层水侵过程，分析了气井配产大小对水侵路径及水侵前缘推进速度的影响，明确了边水非均匀水侵发生后对气藏产能、采收率以及残余气赋存特征的影响，揭示了该类气藏边水沿高渗层非均匀突进和水封气形成的机理，为该类气田制定合理控水开发措施提供依据。
根据油气井实际生产过程中普遍存在近似先定产降压、再定压降产的生产特征，开展在有界储层拟稳态阶段改用定压生产模式的产量递减模型研究，为明确油气井产量递减的渗流机理提供一种新的理论依据。依托Hiles and Mott模型，通过理论推导建立了有界储层在拟稳态阶段定压生产的产量递减模型。结果表明：该模型形式上与Arps递减模型具有一致性，但相比Arps产量递减模型，该模型更具一般性，即当Hiles and Mott指数为1时，流体渗流遵循达西定律，拟稳态阶段改变生产方式为定压生产情况下，油气井产量递减遵行指数递减；当Hiles and Mott指数在0.5~1区间时，流体渗流表现为高速非达西渗流，递减模型为幂律递减；当Hiles and Mott指数为0.5时，遵行直线递减模型；当Hiles and Mott指数大于1时，流体渗流为非达西低速渗流条件下，产量递减模型转化为双曲递减模型，并且用Arps形式表征的3个参数之间具有非线性相关性，且满足质量守恒定律，特别是当Hiles and Mott指数趋于无限大时，油气井产量递减模型无限接近于Arps递减模型的调和递减。这就为有界储层采用Arps递减模型开展油气井动态诊断赋予了渗流机理解释，解释了Arps递减模型质量不守恒和调和递减累计产量模型无界性的原因，对深入与扩展Arps产量递减模型的应用具有重要理论意义，也为利用产量递减模型开展储层参数反演提供了科学依据。
针对碳酸盐岩高陡生物礁露头多尺度非均质性研究存在的不足，利用传统野外考察与无人机倾斜摄影数字露头技术相结合，对湖北省西部（鄂西）利川见天村野外多个不同尺度的露头剖面进行了采集、处理与地质解释，基于三维数字露头数据开展了不同尺度的生物礁沉积体系、沉积微相和岩相组合非均质性研究，并对重点露头进行了三维模拟，最后，阐述了生物礁内部有利储层的分布特点。研究表明：①无人机倾斜摄影处理后数字模型具有与图像信息对应的三维坐标，可精准定位任意点坐标和测量地质体规模。依据采集信息精度建立了米级别的见天村宏观模型、分米级别的见天村陡崖剖面和厘米级别的采石场剖面等3个模型，为多尺度生物礁非均质性研究奠定了数据基础。②露头区大尺度沉积相带主要为自西向东发育的开阔台地、局限台地、生物礁和碳酸盐岩斜坡相。中尺度以生物礁发育礁基、生物丘、礁核和礁顶等4个微相为主，其中，礁基以薄层板状灰岩为主，单层厚约20 cm，总厚60 m；生物丘以多层不规则丘状沉积为特征，单层厚约30 cm，总厚45 m；礁核为不规则的凸起块状岩隆，厚度约为80~120 m；礁顶为块状晶粒白云岩，厚度约为20 m；小尺度礁核内部可以进一步细分为5期旋回，受海平面升降影响，不同旋回生物组合和岩性差异明显。③生物礁有利储层以发育晶间孔和晶间溶孔的礁顶晶粒白云岩为最好，其次是发育生物体腔孔和溶蚀孔隙的礁核微相骨架礁灰岩，物性相对较差的为发育黏结格架孔、溶孔和重结晶后的晶间孔礁丘的藻黏结礁灰岩。无人机倾斜摄影技术与传统露头研究方法相结合不仅可以定量表征不同尺度生物礁露头非均质性，而且对指导生物礁型气藏的勘探开发意义重大。
川中北部地区中侏罗统沙溪庙组发育三角洲—河流沉积体系，纵向上发育多期河道砂组，叠置规律复杂，优质储层和富气区分布规律不清。采用“沉积相—物性—含气性”的研究思路，首先明确沙溪庙组砂岩优质储层具有“顶谷底峰”的反射特征；然后厘定23期河道发育期次和边界。结果表明：河道砂组主要由北东向南西条带状展布，河道宽度在100~4 500 m之间；纵横波速度比小于1.68时沙二段河道砂组具有较高的含气概率，富气储层主要分布在河道砂体的边滩部位。研究成果形成了致密河道砂体精细刻画及富气区预测技术流程，为川中北部地区沙溪庙组致密气藏的规模增储和效益上产提供了重要的技术支撑。
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