中三叠统雷口坡组是四川盆地西部近年来海相天然气勘探的热点层系之一，业内对其成藏条件和气藏类型的认识存在较大分歧。研究表明，川西地区雷口坡组四段油气成藏条件优越，潮坪相白云岩储层大规模稳定展布，二叠系和中三叠统雷口坡组2套烃源岩发育。雷四段在川西坳陷由西向东发育3种成藏模式，即跨层烃源断裂+裂缝复合输导的下生上储式构造气藏，小型烃源断裂+层内裂缝“接力式”输导的下生上储式构造—地层气藏，以及层内裂缝输导的自生自储式岩性气藏。除了目前已获得超千亿方探明储量的川西龙门山前雷四段构造气藏外，坳陷东侧雷口坡组四段尖灭线附近为探索构造—地层气藏的有利区域，坳陷东侧斜坡带中下部（广汉斜坡带）是探索岩性气藏的有利区域。
综合利用岩心、铸体薄片、阴极发光、X?射线衍射、扫描电镜、包裹体分析和孔渗数据等资料，对四川盆地川西坳陷须三段致密砂岩储层成岩作用和孔隙演化进行了分析。研究发现川西坳陷须三段主要发育岩屑石英砂岩和岩屑砂岩，结构成熟度与成分成熟度差—中等；储集空间类型主要为以岩屑粒内溶孔和长石粒内溶孔为主的次生孔隙，孔隙度多小于6%，渗透率多小于1×10-3 μm2，属于典型的致密砂岩储层。须三段砂岩主要经历了压实、溶蚀、胶结和交代等成岩作用改造，具体演化过程为压实作用→早期大气淡水溶蚀→早期石英、长石、高岭石等黏土矿物、方解石和白云石胶结→中期有机酸溶蚀→中期石英、高岭石等黏土矿物、铁方解石和铁白云石胶结→晚期粗晶—巨晶方解石充填裂缝。通过定量计算研究区砂岩储层的成岩演化过程可知，砂岩原始孔隙度为37.30%，经压实作用孔隙度减小为9.55%，早期溶蚀使孔隙度增至12.15%，此后因早期胶结作用孔隙度减小为9.49%，随后有机酸溶蚀使得孔隙度增至10.14%，最后经中期胶结作用和晚期粗晶—巨晶方解石充填裂缝，现今孔隙度减小为3.95%。尽管溶蚀作用产生次生溶孔（增孔率8.71%），但压实作用和胶结作用导致的减孔效应（减孔率分别为74.39%和23.72%），为须三段砂岩储层致密化的关键因素。
为明确川中地区须家河组的气藏特征和富集主控因素，并有效地指导含气有利区预测，以安岳—磨溪地区须家河组二段为例，开展气藏特征和富集主控因素综合分析，针对性地采用一种有效的地球物理方法检测气层，进行含气有利区预测。研究认为：①安岳—磨溪地区须家河组二段主要为裂缝发育型岩性气藏，较发育低孔低渗的孔隙型或裂缝—孔隙型储层，具备有利的生储盖组合条件，平面上呈大面积、整体含气的分布特征；②气藏的富集高产主要受烃源岩条件、优质储层、局部构造和中、小断裂分布的影响，含气有利区受优质储层和中、小断裂分布的集中控制；③采用近道、远道反射特征对比与AVO主振幅主频率技术相结合的方法能有效地预测含气有利区分布，此方法可以在该类气藏的有利目标勘探中发挥显著作用。
近几年，随着角探1井、南充1井、潼探1井、高石18井、磨溪42井等在中二叠统茅口组和栖霞组勘探获得高产工业气流，使得川中地区中二叠统成为了天然气勘探的热门层系。研究表明：川中地区中二叠统天然气的供烃层系主要为下古生界和中二叠统自身的烃源岩，天然气大多表现为混源气的特征。当前对于四川盆地下古生界海相烃源岩的研究程度较高，但对于中二叠统海相烃源岩的研究程度较低，因此明确中二叠统海相烃源岩的展布及生烃潜力成了当下亟待解决的问题。为了精细刻画川中地区中二叠统海相碳酸盐岩烃源岩的特征及生烃潜力，分别从烃源岩地球化学特征、烃源岩测井响应特征、以及烃源岩展布特征进行详细描述，在此基础上对川中地区中二叠统海相烃源岩的生烃潜力进行了系统评价。结果表明：①川中地区中二叠统海相烃源岩主要为差—中等品质烃源岩，茅口组烃源岩品质要优于栖霞组；烃源岩有机质类型主要为Ⅱ1型，其次为Ⅱ2型，均处于过成熟阶段；②川中地区中二叠统沉积时为具有一定盐度的还原性沉积水体环境；③烃源岩总有机碳（TOC）测井响应特征明确，TOC含量与自然伽马（GR）和声波时差（AC）相关性最好，可以据此针对川中地区中二叠统开展TOC预测；④纵向上，烃源岩主要发育在栖霞组中下部（栖一段）和茅口组中下部（茅一段—茅二c亚段）；横向上，呈现出向北东方向逐渐增厚的特征；⑤川中地区茅口组生烃强度优于栖霞组，主要介于（10 ~50）×108 m3/km2之间，由南西向北东方向逐渐增高，茅口组总生烃量为57.38×1012 m3。
四川盆地二叠系火山岩具有良好的勘探前景，而盆地东部地区多口钻井显示钻遇火山岩，但都没有展开相应的研究。基于测录井及地震等资料分析，对四川盆地东部龙会场-龙门地区二叠系火山岩识别模式及分布特征进行综合研究。结果表明：在地震剖面上，当龙潭组内部多形成一个波峰反射时，代表着火山岩发育；区内火山岩以溢流相玄武岩为主，少见凝灰岩；垂向上可划分为2个喷发期次，主要发育在龙潭组中下部；平面上火山岩分布受古地貌和基底断裂共同控制，在古地貌低洼处和基底断裂附近是火山岩主要堆积部位，厚度较大。
鄂尔多斯盆地东缘大宁—吉县地区二叠系山西组山2段为海陆过渡相沉积，其中山23亚段具有页岩厚度大、夹层少而薄的特点，是目前中国海陆过渡相页岩气勘探开发的重点目标层段，但其储层特征等相关研究相对较少，特别是优质储层发育的主控因素有待进一步明确。综合利用有机地球化学分析、矿物成分分析以及储层微观刻画等技术手段，对大宁—吉县区块山23亚段的储层特征进行系统研究并探讨优质储层发育的主控因素。研究结果表明：山西组山23亚段上部潟湖相（底部）页岩层段具有高TOC含量、高脆性矿物含量、高BET和高BJH的特征，是最优质的页岩气储集层段；山23亚段页岩孔隙构成以黏土矿物晶间孔为主体，占总孔隙体积的76.9%，有机质孔占18.7%；扫描电镜观察显示不同矿物组分的孔隙大小分布特征不同，其中有机质孔和方解石溶蚀孔以中孔为主，黏土矿物与石英则主要发育中孔与宏孔，黄铁矿与长石孔径范围分布广，且分布较为均匀。单因素分析显示黏土矿物含量是影响山23亚段海陆过渡相页岩孔隙发育的第一控制要素，有机质含量对页岩孔隙发育存在着一定影响，有机质类型则对页岩孔隙发育的影响不明显。
针对鄂尔多斯盆地东缘山西组海陆过渡相页岩单层厚度薄、岩性复杂且频繁互层导致地层横向对比多解性强的难题，建立了一种将高分辨率层序地层与旋回地层相结合的地层划分方法。主要通过测井曲线辅助岩心及野外露头等资料，采用最大熵频谱分析技术对测井曲线处理得到的INPEFA曲线，结合小波变换提取的时频特征，完成了山西组2段（山2段）海陆过渡相页岩高分辨率层序界面识别及多井等时对比。相比常规自然伽马曲线（GR），GR?INPEFA曲线的整体和局部趋势拐点可明显提高中期及短期旋回界面识别的准确度；不同尺度因子的小波系数曲线和时频图谱分析则能够实现中期及短期旋回界面的识别与对比。综合INPEFA曲线和小波变换技术将山2段划分为3个中期旋回（自下而上依次为MSC1、MSC2和MSC3）及12个短期旋回（自下而上依次为SSC1-SSC12），3个中期旋回与山西组内部山21—山23亚段对应较好，短期旋回与沉积相序演化特征耦合关系较好。高分辨率层序、矿物成分及储层特征的耦合研究表明MSC1中期旋回中SSC1短期旋回对应优质页岩富集层段。通过多尺度多方法融合测井技术对岩性复杂区构建层序地层格架具有一定借鉴意义。
中国海陆过渡相页岩气的开发正处于起步阶段，而开展页岩岩相划分及储层特征的研究则有利于页岩气的进一步勘探开发。通过薄片鉴定、X?射线全岩衍射、扫描电镜等一系列方法对鄂尔多斯盆地东缘山23亚段海陆过渡相页岩进行精细研究。结合矿物成分、TOC含量将山23亚段页岩划分为8种不同的岩相，其中主要发育4种岩相：富有机质黏土质硅质页岩（I2）；富有机质含钙黏土质硅质页岩（I3）；富有机质含钙硅质黏土页岩（II 3）；富有机质含钙含硅黏土页岩（II 4）。不同岩相储层品质具有较大差异，富有机质含钙硅质黏土页岩（II 3）TOC含量最高，孔隙之间连通性好，孔比表面积最大，相对应赋存的吸附气含量也较高，发育有良好的纹层状构造，易于压裂形成渗流通道，为最优页岩相；富有机质黏土质硅质页岩（I2）发育层状构造，易于压裂，孔体积最大，相对应的游离气的聚集含量就越高，为次优页岩相；富有机质含钙黏土质硅质页岩（I3）及富有机质含钙含硅黏土页岩（II 4）纹层发育情况一般，储层发育程度均低于另外2种岩相，为中等页岩相，不利于勘探开发。
利用有机岩石学、干酪根碳同位素、X?射线衍射、场发射扫描电镜等实验测试资料，阐述了川东南—黔西北地区上二叠统龙潭组海陆过渡相页岩烃源岩品质、储层发育及含气性特征，并探讨了孔隙类型和含气性的主控因素。研究表明，川东南—黔西北地区龙潭组泥页岩总有机质丰度高（TOC值平均为3.50%）、热演化程度高（RO值平均为2.23%），有机显微组分以镜质体为主，惰质体次之，以Ⅲ型干酪根为主，是一套优质气源岩。页岩储层具有较好的物性（孔隙度平均为5.56%），孔隙类型以黏土矿物孔为主，其中伊/蒙混层间微孔隙较发育，主要为介孔—微孔，有机质孔基本不发育。泥页岩吸附气含量和总含气量变化较大。有机显微组分是控制龙潭组高成熟富有机质页岩有机孔隙发育的首要因素，有机质丰度是控制页岩吸附能力和含气性的重要因素。
以沁水盆地中的暗色页岩为主要研究对象，在盆地北部Y2井、中部Y5井、中南部Y3井3口调查井资料分析、钻孔采样、实验测试等相关工作基础上，分层段系统研究了沁水盆地煤系页岩气有机地球化学及储层物性特征。结果表明：研究区钻孔煤系页岩样TOC平均值大于2.0%，干酪根类型均以Ⅲ型干酪根为主，页岩显微组分主要为镜质组与惰质组，同时页岩有机质热演化程度较高，在地史时期中已有大量的热解气生成。研究区页岩形成于海陆过渡相沉积环境，矿物成分中黏土矿物含量较高，石英含量较低。各层段页岩脆性系数一般在30%~40%之间，脆性系数Ⅳ>III>Ⅰ>Ⅱ；气测异常层、含气层和气层厚度比例分别为30.80%、16.09%和53.11%，气测显示以气层为主，气测显示级别依次为IV>II>III>I。综合煤系页岩有机碳含量、有机质成熟度、页岩有效厚度、脆性特征和含气性特征等参数得出各层段页岩气的勘探开发潜力有利顺序依次为II>IV>III>I。
为探讨页岩储层中微孔、介孔和宏孔分形特征以及当前广泛应用的各分形模型的适用性，以鄂尔多斯盆地海陆过渡相太原组页岩气储层为研究对象，通过高压压汞实验和低温氮气吸附实验测试泥页岩孔隙结构参数。利用MENGER海绵模型计算高压压汞测试结果中宏孔分形维数，Frenkel-Halsey-Hill（F-H-H）模型计算低温氮气吸附测试结果中介孔分形维数，并尝试引入Volume-Specific Surface Area（V-S）模型计算低温氮气吸附测试结果中微孔分形维数。以拟合优度R2值为评价指标，与前人基于不同计算方案的结果相互论证，借此探讨不同尺度孔隙的最佳分形维数计算模型。结果表明：微孔分形维数（D1）介于2.013 6~2.294 4之间，平均为2.113 2，介孔分形维数（D2）介于2.579 3~2.762 2之间，平均为2.640 5，宏孔分形维数（D3）介于2.786 3~2.998 5之间，平均为2.933 9。随孔径增大，分形维数值呈增大趋势，孔表面愈发粗糙。F-H-H模型和V-S模型是泥页岩中介孔和微孔分形维数的最佳计算模型，拟合优度R2值大于0.99，前者R2值大于0.998；MENGER海绵模型对宏孔分形维数的计算过程同样体现出了高拟合优度，但R2值和稳定性明显差于前两者。研究结果对海陆过渡相页岩气储层中孔隙分形特征的研究有一定的参考意义。
鄂尔多斯盆地南缘洛南和周家河地区发育下寒武统高丰度海相烃源岩，岩性主要为页岩，局部发生了动力变质作用，为泥板岩。有机地球化学分析结果表明，该套烃源岩厚度约为0~80 m，有机碳含量（TOC）介于0.10%~13.75%之间，均值为3.32%，其中91%的样品TOC含量大于1%，52%的样品TOC含量大于2%。有机质类型以II1型为主，部分为I型。烃源岩总体达到了较高的热演化程度，沥青等效镜质体反射率介于2.25%~2.71%之间，甲基菲比值F1为0.46~0.60，评价为优质气源岩。尽管鄂尔多斯盆地寒武系—奥陶系时期，受到加里东和怀远运动的影响而遭受抬升剥蚀，但庆阳古隆起及以南地区寒武系—奥陶系的地层产状总体保持向南倾斜，故北秦岭—洛南地区发育的下寒武统海相烃源岩生成的油气能向庆阳古隆起方向运聚成藏。鄂尔多斯盆地南部寒武系天然气与四川盆地高磨地区寒武系油型气在同一区域，为反序列油型气。寒武系天然气中乙烷碳同位素值在鄂尔多斯盆地下古生界天然气中最低，甲烷碳同位素值与下寒武统烃源岩干酪根碳同位素值分布相似，这为揭示下寒武统烃源岩对鄂尔多斯盆地南部天然气的成藏的贡献提供了直接证据。其次，盆地南部发现的寒武系储层沥青与下寒武统烃源岩的亲缘关系则为寒武系天然气成藏的间接证据。
鄂尔多斯盆地彭阳地区侏罗系延安组原油伴生气含有一定量的H2S，其成因研究对预测盆地中生界H2S的分布具重要意义。研究区侏罗系延安组原油主要来自于延长组7段（长7段）主力烃源岩，而具有相同油源的长10段—长3段原油伴生气中均未检测到H2S。因此，延安组原油伴生气中H2S的形成可能与储集和成藏因素有关。分析表明，侏罗系地层水具高矿化度且富含二价硫，抑制了硫酸盐还原菌的发育，因此生物还原硫酸盐生成H2S的可能性较小。延安组原油伴生气中H2S的δ34S值均大于25‰，明显不同于火山热液、有机质及微生物还原生成物的δ34S分布特征，而与地层水中二价硫同位素值相近，比地层水中硫酸根离子的δ34S值偏低约为10‰，具有TSR生成H2S的硫同位素分布和分馏特征。研究区侏罗系延安组储层岩石包裹体测温显示，油气初次充注温度高于100 ℃，最大成藏温度高达150 ℃，延安组地层水中含有大量的来自于硬石膏或埋藏时赋存的硫酸根离子，满足了发生硫酸盐热化学还原反应的条件，同时地层水中丰富的镁离子催化了反应的发生。因此，鄂尔多斯盆地彭阳地区侏罗系原油伴生气中H2S为TSR成因。
近年在川西北地区九龙山气田飞仙关组获重大突破，龙016?H2井获天然气产量131.90×104 m3/d，无阻流量270.96×104 m3/d，展示其良好的勘探开发前景，对天然气成因及来源研究可为下步扩大勘探开发成果提供地质依据。根据野外和井下样品分析化验资料，对天然气组分、碳同位素组成分析，结合烃源岩—储层沥青生物标志化合物对比，认为九龙山气田飞仙关组天然气CH4含量高，重烃C2+含量低，干燥系数（C1/C1+）大于0.99，属典型的干气，呈高演化特征；天然气δ13C1、δ13C2值较高，属于高—过成熟阶段原油裂解气和II型干酪根裂解气的混合气，且以干酪根裂解气为主；储层沥青生物标志化合物与上二叠统吴家坪组和大隆组烃源岩相似，表明九龙山气田飞仙关组天然气为混源气，来源于吴家坪组和大隆组。
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