全油气系统理论自提出以来受到了石油工业界和学术界的广泛关注,是当前石油天然气地质学的前沿研究领域。全油气系统理论不仅涵盖了传统油气系统概念,还扩展到非常规油气的地质规律与资源开发,是含油气系统理论的发展。对全油气系统理论的基本原理进行了阐释,并总结了全油气系统理论在发展过程中的研究进展,包括:①准噶尔盆地二叠系全油气系统的研究进展与勘探实践；②常规油气—非常规油气序列分布规律中的差异富集现象与“源-储耦合”控制下的成藏富集机理；③全油气系统中的油气运移形式；④发育多套烃源岩的沉积盆地的全油气系统分析；⑤基于全油气系统理论的新一代盆地模拟技术及成因法油气资源评价方法的研发。

引入智能方法解决钻采过程中参数优化、状态识别等技术中的效率和可靠性等问题是目前的研究热点,并展现了广阔的发展前景。但在油气钻采智能化工程技术的研发过程中,智能优化算法和预测模型尚存在时效性和鲁棒性差、可靠性不足等问题,导致人工智能方法在油气钻采工程中的应用尚不理想。对国内外油气钻采领域内钻完井工程设计与施工参数优化、水力压裂改造效果评价与工艺参数优化、人工举升井故障诊断、油气藏物性和产能预测等方面的人工智能方法及智能化技术的发展现状进行了概述,并对人工智能模型的训练过程对标签数据依赖严重、可解释性不足以及小样本学习能力欠佳、工程适用性与可靠性验证不足,以及智能方法解决优化问题时效性差、多目标优化决策方法灵活性不足等主要问题进行了归纳分析。结合中国石油工业钻采技术研究现状及上述问题提出了油气钻采工程中人工智能方法发展建议:①建立标准化行业共享数据库体系,解决智能模型对比与验证难题;②加强学习范式研究,缓解标签数据依赖问题;③加强智能优化方法研究,提高决策精准性与时效性;④强化物理约束的数据驱动模型研究,增强物理—数据双驱动模型的可靠性;⑤推进样本均衡与增强技术研究,提升少数类识别准确性与模型稳定性;⑥加强多模态数据融合与处理方法研究,提升智能模型预测精度与工程鲁棒性;⑦发挥通用及行业大模型优势,提高油气钻采多场景智能优化决策可解释性与准确性。

南海东部油田多年来的累计油气产量当量近4×10 ⁸t,为中国能源安全和经济建设做出了突出贡献,但历经40余年的勘探开发,其常规层系的油气勘探潜力殆尽,深层已成为储量和产量接替的重大战略领域。针对深层油气勘探面临的成盆、成烃、成储、成藏等关键问题,利用三维地震、钻井、岩心分析化验等资料,从富烃凹陷/洼陷形成机制、有效储层发育机理和油气富集规律等方面对深层—超深层油气的成藏条件开展系统研究,形成了复合陆缘岩浆弧结构控制大型湖盆的形成及演化、富钾流体改造控制高地温碎屑岩的有效储层发育、张扭型断裂体系封堵-运移机制控制油气运聚及富集等新认识,指导了惠州19-6构造的整体评价和集束钻探,在中国海上深层—超深层碎屑岩中发现了亿吨级油田。惠州19-6油田的发现进一步揭示了珠江口盆地深层是未来油气储量和产量增长的重要接替区,也展示了中国近海高地温、强活动型复合陆缘盆地深层的巨大勘探潜力,对相似构造背景下的含油气盆地勘探具有重要借鉴和启示意义。

全油气系统理论突破了传统的勘探理论框架,以“源-储耦合、有序聚集”为核心内涵,有效指导了中国北疆地区常规与非常规油气的协同勘探实践。北疆地区发育侏罗系、二叠系、石炭系—泥盆系3套富有机质烃源岩,总资源量达250×10 ⁸t油当量。在全油气系统理论指导下,准噶尔盆地、吐哈盆地和三塘湖盆地实现了多层系立体勘探重大突破:准噶尔盆地相继发现玛湖凹陷风城组页岩油、吉木萨尔凹陷致密油-页岩油等亿吨级储量区;准噶尔盆地石钱滩凹陷石炭系海相残留地层、吐哈盆地台北凹陷侏罗系煤系以及三塘湖盆地条湖凹陷—马朗凹陷二叠系的勘探成果系统揭示了多类型油气藏的有序分布规律,成功实现了常规与非常规油气藏的协同开发。研究表明,北疆地区的油气成藏具有明显的空间分带特征,呈现源内页岩油气、斜坡区差异饱和度致密油气、盆地边缘常规油气的完整分布序列。其成藏机制涵盖浮力驱动、自封闭作用以及源-储压差等多重动力系统,充分体现了全油气系统的动态演化特征。未来的研究需聚焦源内非常规油气资源开发,突破纳米级储层改造关键技术,深化“成烃—成储—成藏”全过程的动态机理研究,构建完善的全油气系统综合评价技术体系。北疆地区的勘探实践不仅验证了全油气系统理论的科学性与实用性,更为复杂含油气盆地勘探提供了创新范式,对保障国家能源安全具有战略意义。

准噶尔盆地风城组烃源岩作为主要的生油源岩,针对其生气过程的研究相对薄弱,制约了天然气的高效勘探。为了进一步厘清准噶尔盆地西部风城组烃源岩的全过程生气模式与天然气成藏特征,基于生烃模拟实验,结合烃源岩的地球化学特征、生烃演化过程和烃类包裹体观测,综合分析了研究区风城组在不同成熟阶段烃源岩的产物特征。研究结果表明：①根据风城组烃源岩生气过程中气油比的差异,可将准噶尔盆地西部风城组烃源岩的生气过程划分为生物气、未成熟—低成熟油伴生气、黑油伴生气、轻质油伴生气、凝析油气、湿气和干气共7个生气阶段,并由此建立了风城组烃源岩的全过程生气模式；②明确了风城组烃源岩全过程生气地球化学特征,即随着烃源岩的成熟度逐渐增大,风城组烃源岩所生成天然气的碳同位素和部分轻烃参数整体上呈现逐渐递增的规律性演化,乙烷碳同位素从-38 ‰逐渐增加到-28 ‰,石蜡指数逐渐增加到6以上；③准噶尔盆地西部轻质油伴生气、凝析气、湿气和干气的充注强度均较大,源内和源外天然气勘探均存在巨大潜力。研究成果可进一步丰富准噶尔盆地全油气系统地质理论并推动盆地天然气高效勘探。

中国在深层煤岩气勘探领域取得重大突破,实现了从传统浅部煤层气向深层煤岩气的战略性转变。煤岩作为优质烃源岩,具有有机质丰度高、全演化过程持续生气、储集性能强等显著特征,可形成吸附态与游离态共存的煤岩气藏。基于"煤系全油气系统"新理 论,揭示了煤岩气在煤系地层中的成藏机制与资源潜力。初步评价表明,中国埋深大于1 500 m的深层煤岩气资源量超过100× 10 ¹²m ³,约为常规天然气资源的2倍,具备形成超级大气田的资源基础。鄂尔多斯盆地大吉区块通过"水平井+体积压裂"技术实现了规模化开发,单井的平均日产量达12×10 ⁴m ³,累计探明储量达1 452×10 ⁸m ³,展现了良好的开发前景。目前,中国已形成实验测试、优快钻完井、压裂改造和体积开发等关键技术体系,支撑了煤岩气的高效开发。然而,煤岩气的发展仍面临理论体系不完善、沉积演化机制不明、成藏机理研究不足等挑战。为此,建议系统开展全国资源评价,加强重点领域勘探,优化矿业权管理,推动理论技术创新与示范应用,为实现天然气增储上产,提升能源的自主保障能力提供战略支撑。

准噶尔盆地盆1井西凹陷二叠系风城组是盆地天然气勘探的重点层系之一,前期的源边勘探偶有突破,但规模不大。2023年,在莫索湾凸起带部署的湾探1井(WT1井)获得高产工业气流,证实了风城组的勘探潜力,同时为寻找规模天然气接替新领域提供了依据,具有重要的理论及实践意义。为进一步扩大盆1井西凹陷的天然气勘探成果,基于高精度地震资料与多井钻探成果,开展了天然气成藏要素与成藏机制研究。研究结果表明：①盆1井西凹陷风城组源边凸起区发育风城组三段(风三段),储层岩性为砂砾岩,而源内斜坡区发育风城组二段(风二段)和风城组一段(风一段),其中,风二段以泥岩为主,为主力烃源岩层,风一段的储层为低位域砂岩及白云质砂岩；②盆1井西凹陷源内斜坡区风城组发育退积型辫状河三角洲沉积储层,发育超覆背景下的源边地层-岩性常规气藏和源内连续型致密砂岩气藏。盆1井西凹陷已将勘探战场延伸至源内斜坡区,锁定有利勘探区面积超过3 000 km ²,天然气资源潜力超过4 000×10 ⁸m ³,有望成为准噶尔盆地天然气勘探开发的主战场之一。

当今世界进入第6次科技革命、第4次工业革命和第3次能源革命"三大革命"叠加发展的新时代。为应对全球气候变化与能源绿色安全转型的新挑战,人类必将抓住突破传统单能源接替发展局限与能源系统间壁垒的新机遇,加快构建煤炭+石油+天然气+新能源+碳中和+人工智能的"煤-油-气-新-碳-智"六位一体的多能协同智慧融合发展新模式。能源科学是立足地球系统演化,从时间和空间尺度研究各类能源的形成分布、评价选区、开发利用、有序替代、发展前景等内容的科学。从中国建设"能源强国"的角度出发,基于全球能源绿色转型、气候变化、碳中和目标、中国能源资源禀赋特征与能源绿色安全转型的研究,提出了"全能源系统"的概念、理论框架、技术路径与发展举措。全能源系统是指地上地下能源形成亲缘有序、叠合共生、协同融合、利用接替的高效安全智慧的大能源系统。倡导树立大能源系统观,其发展思想是构建全油气系统、全煤岩系统、新能源系统、多能源系统、超级能源系统、碳循环系统的"六个子系统";其发展思路是洁煤降碳、稳油增气、强新增储、多能互融、智能经济、绿色安全;其发展技术是聚焦煤炭清洁化、页岩煤岩地下原位转化、风能、光能、氢能、储能、地热、可控核聚变和智慧管控九大关键方向;其发展路径是按照在筑基融合期夯实多能互补基础、在转型加速期突破核心技术、在体系成熟期建成智慧能源生态的"三步走"规划;其发展意义是或将破解化石能源"不可能三角"固有矛盾,驱动构建以新能源为核心的新型能源体系,助力实现碳中和目标,赋能能源强国建设,在全球能源绿色转型、绿色地球建设中贡献"中国方案"。

全油气系统地质理论的提出大力提升了油气成藏理论认识,助推中国多个盆地取得一系列重大勘探突破。为进一步发展和完善全油气系统地质理论,指导国内外油气勘探开发工作,以准噶尔盆地的勘探开发为例,从分析全油气系统对地震勘探技术提出的新挑战入手,详细阐述了地震勘探技术的研究进展,预测了地震勘探技术的发展趋势。研究结果表明：①全油气系统地质理论对地震勘探技术提出了3方面的挑战,即实现超高炮道密度采集与海量数据处理,面向多样性的目标对象与多尺度数据耦合的问题,以及提升更高的地震分辨率与预测精度；②在准噶尔盆地勘探实践过程中形成了4项重要进展,即地震资料采集技术实现了由常规三维向“两宽一高”(即宽频带、宽方位角、高密度)采集技术的“节点化、智能化及高效化”跨越式发展,地震资料处理技术实现了高分辨率、高保真、高精度处理技术的深化,基于地震采集和处理新技术实现了盆地级高精度地震数据平台的搭建,以及基于离散元数值模拟技术、地震相智能刻画技术、多属性走滑断裂融合解释技术、地质+工程“双甜点”储层预测技术和地震地质—工程一体化等解释技术的进步为全油气系统中的“构造体系、沉积体系、输导体系、聚集体系和工程支撑体系”研究提供了新方法；③明确了全油气系统地震勘探技术的3个发展趋势,即以超高密度与多波多分量为核心的地震采集技术,智能化、高性能计算和高分辨率成像协同发展的地震资料处理技术,以及智能化、定量化、动态化的地震解释技术。

准噶尔盆地玛湖凹陷发育典型全油气系统,常规与非常规油气藏有序分布,对石油地质学理论发展具有重要研究意义。基于玛湖凹陷全油气系统成藏要素系统分析,总结了油气富集规律:碱湖烃源岩类型特殊全过程持续生烃、储层类型丰富全粒序发育、输导体系立体分布高效输导、油气藏类型丰富多样有序聚集等。源-储配置与时空耦合是形成全油气系统的核心要素。二叠纪末期以来,风城组烃源岩持续深埋并多期生/排烃,为油气成藏提供了充足的资源基础;砂砾岩至白云质粉砂岩、泥页岩的全粒序储层发育控制了常规—非常规油气藏的规律分布。玛湖凹陷全油气系统具有连续-有序充注特征,表现为远源常规油气藏早期成藏、源内非常规页岩油气藏晚期成藏的时序特征。研究揭示了全油气系统全过程成藏机制,明确了源内非常规油气是深层勘探的重要领域,对完善全油气系统理论及指导勘探实践具有重要价值。

钻头作为油气钻井的核心装备,其技术性能直接影响钻井效率和成本。通过系统梳理国内外油气钻头技术发展历程,厘清从刮刀钻头、牙轮钻头、金刚石钻头、复合钻头到智能钻头的技术演进路径,为钻头设计研发提供基础理论和方向指引。分析表明,钻头技术创新是钻井技术不断进步的根本保障,同时,钻头技术变革又来源于日益复杂的钻井需求。钻头技术进步主要体现在:设计方法从静态到动态,从单因素到多因素,从经验向数字化发展;钻头品种由以牙轮钻头为主到以PDC钻头为主,钻头产品研发也从牙轮钻头的批量化到PDC钻头的个性化设计制造转型;牙齿材料从普通碳钢升级为高性能硬质合金、金刚石超硬复合材料;齿形由平面齿向新型异形齿突破;水力结构技术从物理实验发展到计算流体动力学精细化模拟;实验评价技术从基础台架实验发展至钻头与配套工具的协同实验乃至模拟原位条件的破岩实验;制造工艺从传统机械制造到自动化、智能化等现代制造技术转变等。针对深层/超深层等复杂油气钻井需求,未来钻头研究将聚焦新方法、新结构、新材料、精准个性化设计、一体化科学使用与智能化技术创新,研制出适应各种钻井条件的高性能钻头,支撑复杂油气钻井提速增效的重大需求。

陆相页岩储层非均质性强,页岩油微观赋存特征复杂、自封闭机理不明,限制了页岩油富集理论认识。以准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组为例,基于场发射扫描电镜、二维核磁共振、激光扫描共聚焦显微镜、低温N ₂吸附实验、索氏分步抽提-傅里叶变换红外光谱等分析手段,对页岩油赋存特征与自封闭机理进行了研究。结果表明：①页岩油具有“洋葱皮”状赋存模型,即在大孔(孔径≥2 μm)内有轻质组分和孤立状孔隙水赋存于孔隙中心,而重质组分则以薄膜状赋存于孔隙表面,在小孔(孔径＜2 μm)内充填重质组分；②页岩油甜点储层的含油孔径下限为油分子级,可达2~3 nm；③陆相页岩储层内的流体微观赋存模式受生烃超压微运移-油水竞争性吸附置换-多期油气连续充注以及流体与孔隙的相互耦合共同控制,页岩油自封闭作用包括孔隙界面吸附自封闭和孔隙结构-流体赋存相互耦合自封闭。陆相页岩油的衰竭式开采在可动用孔隙尺度及流体组分上具有梯次性和阶段性特点。

玛湖凹陷二叠系风城组是准噶尔盆地的主力生油层系,其在早二叠世为典型的碱化湖泊环境。选取玛北斜坡带X203井作为主要研究对象,通过岩心、岩石薄片观察来识别风城组内部的岩相填充与组合模式,划分了沉积体系域,并结合地球化学分析结果恢复了沉积古环境,建立了风城组的沉积演化模式,分析了烃源岩的发育机理。研究结果表明:风城组包括1.5个三级旋回,其中,湖侵体系域(TST)由下至上依次发育三角洲前缘亚相、浅湖亚相、半深湖亚相沉积,最大湖泛面(MFS)发育深湖亚相水平纹层泥岩,湖退体系域(RST)的水体变浅,由半深湖亚相过渡至滨/浅湖亚相。结合热演化、氧化还原、盐度、气候以及生产力等地球化学指标分析认为,风城组沉积的湖水环境演化分为P1、P2、P3共3个阶段。P1阶段为湖侵初期,风城组沉积水体的盐度较低,之后受水解反应影响,湖水逐渐咸化;P2阶段,风城组沉积水体为弱还原环境,同时由于持续的水解作用和干燥的气候条件,湖水的盐度在此阶段最高并在湖盆形成碱矿沉积;P3阶段对应风城组水体的相对湖平面持续下降,但气候变化导致淡水注入量增加,使得湖水的盐度下降并呈氧化环境。整体而言,风城组在P2阶段的咸化、低能水体促进了嗜盐微生物发育,为优质烃源岩的形成提供了物质基础;其次,P2阶段较深水体的还原环境使得有机质得以有效保存,是风城组烃源岩形成的必要条件。

目前非常规储层水力压裂存在压裂缝网空间展布形态与裂缝支撑程度不明确的问题,为此长庆油田率先开辟了庆城页岩油水力压裂试验场(HFTS)项目。对取心流程进行了分析,并根据各类裂缝缝面特征,建立了裂缝性质判识标准,主要分为层理缝、构造缝、人工压裂裂缝、诱导裂缝等。提供了两种识别支撑剂的途径:一是岩屑录井阶段对岩屑中的支撑剂识别;二是岩心观察期间识别裂缝壁面的支撑剂。HFTS共取心661 m,发现裂缝767条,其中人工裂缝326条,岩心壁面的染色支撑剂薄层或嵌痕数量为27条,录井岩屑中支撑剂普遍存在。从裂缝空间展布方面看,水力裂缝半长可达220 m,裂缝高度可达66.6 m,同时在距离压裂井175 m处以及缝高方向49.3 m的范围内的取心井人工裂缝中观察到支撑剂,但整体上铺置浓度较低。裂缝主要呈条带状平行状、集群式分布,裂缝复杂程度不高,对储层覆盖程度不足。

绵阳—广安浅水陆棚是继开江—梁平海槽后,四川盆地在二叠系—三叠系开展天然气勘探的又一个重点区域,目前的勘探主要聚焦于其两侧的遂宁—广安生屑滩发育区,而对陆棚内部集群发育的生物礁未给予足够关注。部署于陆棚内的蓬深10井于2023年在二叠系长兴组试气,取得了206.36×10 ⁴m ³/d的高产工业气流,展示了绵阳—广安浅水陆棚生物礁领域具有巨大的油气勘探前景。基于岩心样品、固体沥青样品以及地震-测井资料,通过岩石学和地球化学分析,对蓬深10井长兴组的地层和沉积特征、油气成藏条件、油气成藏期次和成藏模式进行了系统研究。研究成果表明:1蓬深10井长兴组发育浅水陆棚相塔礁亚相沉积,礁体储层发育大量溶孔和裂缝,与上覆的飞仙关组泥岩形成了良好的储-盖组合。②储层内固体沥青的地球化学特征表明天然气具有来自二叠系龙潭组和寒武系筇竹寺组烃源岩的贡献,蓬深10井区发育了贯穿震旦系灯影组与二叠系长兴组的深大走滑断裂,是油气垂向输导的关键通道;蓬深10井长兴组圈闭主要为岩性封闭,构造运动对圈闭有效性的影响较小。③包裹体均一温度与储层埋藏史-热演化史揭示,油气充注主要发生在早三叠世、中侏罗世和晚侏罗世,结合油气充注时期的断裂及圈闭发育情况,最终建立了多源供烃、断裂沟通、构造-岩性圈闭内聚集调整的油气成藏模式。蓬深10井的勘探突破揭示该井为浅水陆棚生物礁领域有效规模成藏的代表,为四川盆地二叠系—三叠系礁滩领域天然气的勘探部署指明了新方向。

在全球 能源转型与"碳达峰、碳中和(双碳)"目标背景下,新能源进入规模化与高质量发展阶段,但跨技术、跨系统与跨空间的协同发展仍面临瓶颈。围绕绿电、绿氢、绿储、绿热("四绿")新能源系统,提出了"技术-系统-空间-制度"四维评估框架,系统梳理了风光发电提效与度电成本变化、钠离子/液流电池与长时储能的成本-寿命特征、电解槽效率与绿氢一体化示范以及地热的工程化进展,并以近年 来(2022—2025年)的权威数据与案例加以验证。研究结果表明,陆上大型兆瓦级与深远海风电、隧道氧化物钝化接触电池(TOPCon)/异质结电池(HJT)及叠层光伏加速量产,钠离子/液流电池与压缩空气储能(CAES)在不同时域互补,质子交换膜(PEM)/固体氧化物电解池(SOEC)配合绿氨/绿醇等形成链式价值,增强型地热系统(EGS)在注采效率与微震监测方面取得实证进展。面向"安全-经济-清洁-韧性-协同"的"可持续三角",提出容量电价与辅助服务协同、绿氢全生命周期认证、地热注采与循环寿命认证以及"三线一单(生态保护红线、环境质量底线、资源利用上线和生态环境准入清单)+四水四定(以水定地、以水定城、以水定产业、以水定人口)"的用地、用水协同等落地路径。研究为中国在"十四五"(2021—2025年)至"十五五"(2026—2030年)阶段实现新能源系统价值兑现与可复制扩散提供了结构化方法与政策-工程结合的实施建议。研究认为:"十四五"(2021—2025年)时期新能源发展以探索与攻关为主线,完成技术验证、示范工程与制度打底;"十五五"(2026—2030年)时期新能源进入规模化与高质量发展阶段,实现"成本、性能、认证"三位一体,推动系统价值兑现与复制扩散,为中国在保障能源安全前提下实现新能源高质量跨越提供理论支撑与可操作的制度与工程路径。

玛湖凹陷是准噶尔盆地重要的生烃凹陷,发育下二叠统风城组等优质烃源岩,已发现的原油主要来自风城组。为了指导下一步勘探实践,在前人研究的基础上,应用大量有机地球化学和无机地球化学分析化验资料,开展了风城组烃源岩生烃潜力、沉积环境和有机质富集等方面的分析。研究结果表明：①玛湖凹陷风城组烃源岩主要由Ⅱ ₁—Ⅱ ₂型干酪根构成,以生油为主,总体属于中等—极好烃源岩。风城组二段和风城组三段烃源岩的有机质类型和丰度要好于风城组一段。烃源岩的成熟度主要处于生油窗内。2风城组主力烃源岩沉积期,气候炎热干旱、水体相对较深,水动力条件较弱,为高盐、强还原环境,耐盐的藻类和细菌大量发育。受研究区内火山作用影响,富含基性火成岩的风化产物。3炎热干旱的气候条件为风城组高盐碱湖的形成提供了宏观背景,耐盐生物大量繁殖,火山灰携带的大量营养物进一步促进了生物的勃发。盐度导致水体分层,加之古水深较大,形成了高pH值、低Eh值的强还原环境,促进了有机质的保存。研究成果对提升玛湖凹陷风城组烃源岩的成因机理认识和指导页岩油勘探有重要借鉴意义。

准噶尔盆地沙湾凹陷北部超削带二叠系发育盆地级不整合面,上乌尔禾组与下伏地层呈削蚀不整合接触,在风城组、夏子街组和下乌尔禾组中均见良好的油气显示。近期,TT1井在上乌尔禾组低位域砾岩取得勘探新突破。为进一步总结沙湾凹陷二叠系油气的成藏规律,通过系统研究储层特征、沉积相带和控藏要素,获得以下认识:①沙湾凹陷上乌尔禾组底部的角度不整合面控制了油气富集,上乌尔禾组具备大面积成藏条件,是规模效益勘探的主力层系。②中拐扇体物源充足且规模大,其远端仍发育有效储层;在上乌尔禾组的退覆式扇三角洲沉积体系中,上乌尔禾组二段薄砂层和上乌尔禾组零段砂体构成了主要储集体。③建立了沙湾凹陷北部超削带二叠系"不整合控运-鼻隆控富-超压封存"的成藏模式,其中,上油下气分布格局是油气运聚与超压封存系统动态耦合的结果。TT1井在上乌尔禾组低位域发现砾岩油藏,这不仅实现了"泥下找砂"勘探思路的突破,更为沙湾凹陷未来勘探领域的拓展和勘探思路的优化提供了参考。

尽管全油气系统理论已受到广泛关注,但目前仍缺乏有效的评价表征体系。以"要素-演化-分布"为核心研究思路,构建了全油气系统的研究框架,并以松辽盆地齐家—古龙凹陷青山口组全油气系统为研究对象,系统揭示了其演化过程与分布规律,创建了"六图一表"(静态要素综合柱状图、埋藏史图、成藏事件图、重点层系油气有序分布图、剖面分布图、平面分布图和油气汇总表)表征体系。取得的主要成果包括:①系统提出"要素-演化-分布"一体化研究思路,以齐家—古龙凹陷青山口组为典型实例,建立了适用于陆相盆地的全油气系统研究框架,为同类地质背景下的全油气系统研究提供了范式。②阐明了青山口组全油气系统内部常规—非常规油藏动态演化过程,明确了青山口组烃源岩在嫩江组沉积末期进入排烃高峰阶段,此时储层尚未致密,常规油率先成藏;在嫩江组沉积末期—明水组沉积末期,源-储协同演化,储层逐渐致密化并捕获高成熟度原油形成致密油藏;页岩油滞留关键期在嫩江组沉积期—古近纪早期。③从层系内部分布与系统整体分布2个层次揭示了齐家—古龙凹陷青山口组全油气系统的空间分布特征,在青山口组内部,从湖盆中心向边缘依次发育页岩油藏、致密油藏和常规油藏,呈现出有序分布的格局。④首次构建了"六图一表"表征体系,从地质要素组合、地质演化过程、成藏时空耦合和空间分布特征等多维度实现了对全油气系统的全面刻画。该研究深化发展了全油气系统理论,为陆相盆地的油气勘探提供了理论与技术支撑。

页岩的自封闭性是页岩油气富集成藏的关键因素,然而目前对页岩油气自封闭成藏机制的认识仍不够深入,这严重制约了中国非常规油气地质理论的发展和勘探工作的推进。深入研究典型海相页岩气的自封闭机理及差异,有助于完善非常规油气成藏理论,指导非常规油气勘探开发。以四川盆地龙马溪组页岩为研究对象,综合运用石油地质理论、纳米水膜理论和吸附热力学理论,通过气藏解剖、储层精细表征和理论计算等方法,取得了3方面的研究成果:①明确了四川盆地龙马溪组页岩气自封闭体系的地质特征,揭示了页岩纵向总有机碳(TOC)含量、孔隙结构和流体特征的变化规律及其差异性。这些因素是形成页岩气自封闭体系的重要地质基础。②揭示了页岩气自封闭的微观机理。页岩储层具有致密性和孔隙连通性差的特征,这有利于形成物性自封闭作用。页岩复杂的有机-无机孔隙系统及其气-水分布特征共同构成了毛细管力自封闭作用,该作用受孔隙结构和含水饱和度双重控制。同时,页岩本身具有一定的吸附能力,可形成吸附力自封闭作用,该作用主要与页岩的比表面积和TOC含量相关,在富有机质页岩中表现得尤为显著。③分析了页岩气自封闭作用在纵向上的差异性。上部气藏以毛细管力自封闭作用为主导,物性自封闭作用次之;而下部气藏则呈现出物性自封闭作用、毛细管力自封闭作用和吸附力自封闭作用三者并存的复合特征。研究成果以期为完善非常规油气成藏理论体系和指导勘探开发实践提供借鉴。