非暖水碳酸盐岩是碳酸盐岩沉积学中的重要组成部分，结合国内外关于碳酸盐岩的最新研究成果，综述了非暖水碳酸盐岩的研究内涵，将表面海水温度<20℃的非暖水碳酸盐岩的沉积环境划分为温暖-温水区（15~20℃）、凉水-温水区（5~15℃）和冷水-极地区（<5℃）。与暖水-热带区碳酸盐岩中含有大量光合自养生物组合不同，非暖水碳酸盐岩中的生物类型主要为非营光合作用的异养生物组合。非暖水碳酸盐岩的沉积速率很低，凉水碳酸盐岩的沉积速率大多不到1m/ka，一般都只有每千年几厘米。由于缺乏造礁生物，非暖水碳酸盐岩的沉积环境缺乏生物礁，主要为无障壁的缓坡以及开阔的大陆架。由于缺乏灰泥支撑，非暖水碳酸盐岩主要为颗粒支撑结构，早期成岩作用中很少见到镁方解石或文石胶结。由于胶结作用大都发生于深埋藏环境，具有大量碳酸盐岩生物碎屑堆积的非暖水碳酸盐岩体系可以保存大量的优质粒内孔和粒间孔等储集空间，可能成为未来油气勘探的新领域。非暖水碳酸盐岩概念的出现，对岩相古地理分析具有重要影响，如果将现代非暖水碳酸盐岩研究、古生物资料以及古海水研究应用到古老碳酸盐岩研究中，则现在划分的古纬度可能将需要进行较大的改变。

综合航磁、地震、地质和地球化学资料，研究了塔里木新元古代裂谷盆地南北分异的表层构造、沉积、分布特征及深层动力学机制，揭示了裂谷盆地演化及其对寒武纪早期沉积盆地和深层烃源岩分布的控制作用。塔里木南部裂谷盆地是罗迪尼亚超大陆裂解早期超级地幔柱活动的产物，开启于南华纪早期（约780 Ma），表现为深入塔里木盆地内部的NE向坳拉槽，而北部裂谷是泛罗迪尼亚大洋板块俯冲产生的弧后裂谷盆地，开启于南华纪后期（约740 Ma），呈近EW向狭长带状横穿整个塔里木盆地。塔里木北部新元古代弧后裂谷盆地与东亚地区晚中生代—新生代弧后裂谷盆地群的形成和演化过程十分相似，均显示向洋迁移的演化特征，但塔里木裂谷盆地从早期的断陷-拗陷最终演化成被动陆缘。塔里木新元古代裂谷盆地不仅决定同裂谷期烃源岩的分布，更控制早寒武世沉积盆地的发育，使得后者"向前相似"，在现今塔北隆起与中央隆起带之间很可能发育近EW向展布的南华系—震旦系同裂谷期和下寒武统玉尔吐斯组沉积期后裂谷期烃源岩。

麦 盖提斜坡是塔里木盆地重要的油气富集区带，石油地质条件优越。根据油气输导断裂与盖层时空匹配及油气分布之间的关系，采用叠合分析方法对麦盖提斜坡及周缘地区断-盖组合类型及对油气聚集与分布的控制作用进行了研究。结果表明，麦盖提斜坡及周缘地区断-盖组合主要有断穿错开型、断穿对接型和未穿型3种类型。断穿错开型组合断距大，盐层错开不对接，油气向上具有持续式运聚特征，运聚效率高，利于盐上油气富集；断穿对接型具有间歇式油气运聚特征，盐上、盐间、盐下均有可能存在油气富集；未穿型断-盖组合油气无法突破盐层向上运移，利于盐下油气聚集。不同的断-盖组合关系对油气勘探方向的选择具有重要的指导 意义。

蓬莱9-1油田作为中国最大的花岗岩潜山油田，储层成因演化复杂，展布范围变化大。利用地球化学、地球物理、实验模拟等手段，结合野外地质观察，深入探讨了蓬莱9-1油田花岗岩潜山储层的成因机制及油气成藏模式。研究表明：蓬莱9-1油田花岗岩潜山为华北板块板内裂解背景下沿断裂主动侵入形成，其侵入时期为侏罗纪160~170 Ma，属于环太平洋构造域的燕山构造幕岩浆活动产物。表生岩溶和构造改造两大主要作用控制了花岗岩储层的形成，燕山期风化剥蚀控制储层宏观发育，新生代构造运动形成的断裂与节理则加速花岗岩内幕储层改造。横向上花岗岩储层厚度展布范围与断裂发育密度呈现正相关性；垂向上可划分为黏土带、砂质带、碎裂带、裂缝带和基岩带，花岗岩潜山中上部的砂质带、碎裂带和裂缝带为有利储层带和主力含油层段。蓬莱9-1油田花岗岩潜山为"似层状"油藏模式，其成功发现丰富了火山岩领域的油气勘探实践，对渤海海域相似地区花岗岩类潜山油气成藏规律研究及勘探具有重要参考价值。

断裂带具有典型的二元结构，即断层核和破碎带。由于断层核、破碎带与母岩间的物性具有一定差异，断裂在低-非孔隙性岩石和高孔隙性岩石中的表现形式明显不同，使其对储层物性具有相反的改造作用。传统观点认为，储层受力变形均会形成裂缝，而实际上高孔隙性储层中发育的是变形带，会降低储层的物性。中国含油气盆地多为陆相盆地，储盖层普遍为砂泥互层地层，受岩石固结程度、泥质含量、物性等因素影响，断裂在砂泥互层地层中具有6种断裂带结构类型：解聚型断裂带、碎裂型断裂带、层状硅酸盐-框架断层岩型断裂带、断层角砾岩型断裂带、断层泥型断裂带和涂抹型断裂带。以松辽盆地大庆长垣葡萄花油层高孔隙性储层和徐家围子断陷营城组致密火山岩储层为例，系统剖析断裂伴生微构造类型及其对储层反向改造作用。通过对大庆长垣杏树岗背斜带过断裂带钻探X7-20-S632井的岩心观察，发现断裂滑动面周围伴生大量变形带，且随着距滑动面距离增加，变形带密度越来越小。微观结构特征研究表明，变形带具有比母岩更低的孔渗性。徐家围子断陷营城组为致密的火山岩储层，储层变形后形成裂缝，徐中、徐东断裂两侧伴生裂缝密度随着距断裂距离增加逐渐减小，统计表明，断裂附近火山岩储层较远离断裂储层的孔隙度明显提高。依据断层核、破碎带的分布规律，建立了理想的地质模型，模拟了断裂伴生微构造的发育对流体流动效率的影响。结果表明，当储层中的变形带或裂缝发育达到一定程度时，对流体流动具有明显的阻滞或输导作用，因此，断裂及伴生微构造对储层物性具有反向改造作用。

铼 （Re）、锇 （Os）元素具有对氧化还原的敏感性和亲有机质特性，富集于烃源岩、油砂、原油、沥青等油气藏相关地质样品中，并被用于油气藏同位素定年。该方法既可通过Re-Os等时线直接获取油气成藏过程的绝对地质年龄，又可利用Os同位素初始值开展油源对比。分析近十余年来油气藏Re-Os同位素年代学研究的进展与不足，指出为推动该定年技术的发展及其在油气勘探实践中的应用，学术界和工业界应密切合作共同探索Re-Os同位素在油气系统中的分馏机理，全面评价硫酸盐热化学还原反应 （TSR）、热解事件等后期地质过程对Re-Os同位素体系的潜在影响；综合运用无机和有机地球化学方法，建立判别油气来源的有效工具，以帮助合理选择满足同源特征的Re-Os同位素定年对象。这些问题的解决将有助于尽快建立油气藏Re-Os同位素定年的实用技术方案，并为业内的终端用户提供完整的使用指南。

对于油气化探异常形成的机理，早期国内外学者提出不同的油气化探异常模型，由于地质条件和烃类微渗漏的复杂性，难以从三维角度进行刻画和论证，同时又未见实验模拟证据的支持，使异常成因解释模糊，影响了化探技术的发展和在油气勘探中的广泛应用。针对上述问题，研制了系统的物理模拟实验装置，对油气聚集成藏后烃类物质穿过上覆地层微渗漏至地表的过程进行了实验室模拟。实验结果较好地反映了烃类垂向微渗漏的空间效应，在一定程度上揭示了油气化探异常由源及表的形成过程和基本规律。发现了烃类微渗漏具有幕式运移特点，揭示了油气垂向微渗漏过程中"羽状"涌流的存在。实验模拟结果与已知油气藏上方化探异常的观测数据具有较好的吻合性，表明"压力驱动、裂隙渗透"可能是油气化探异常形成的主要原因，不存在千篇一律的化探异常模式。取得的认识丰富了油气地球化学勘探的基础理论，促进了化探技术的持续发展，对油气运移、聚集理论的研究有一定的借鉴意义。

致密油储层矿物成分的复杂性和分布的随机性决定了岩石孔隙表面的润湿性是不均匀的。将致密油藏物理模拟实验方法和核磁共振技术相结合，提出了致密油藏混合润湿性测试新方法。在此基础上，确定出混合润湿指数的分类界限，探讨了致密油藏岩心原始润湿性测量方法。研究表明：致密油岩心经过洗油后，所测试的混合润湿指数大多数位于0~0.4，处于弱亲水；而未洗油的新鲜岩样，同一块致密油岩心所测试初始状态下的混合润湿指数要大于原始状态下的混合润湿指数；所测试的致密油岩心在原始地层条件下大部分呈弱亲油，少部分呈弱亲水。这种测试新方法可以对致密油藏有效开发提供可靠的技术参数。

通过室内物理模拟实验和油藏数值模拟的方法，研究了稠油油藏火烧油层吞吐开发的机理和相关油藏工程问题。研究表明：火烧油层吞吐具有热力降黏、原油裂解改质和烟道气溶解降黏等多重作用机理，火烧油层吞吐开发理念在理论上是成立的。结合火烧油层吞吐面临的油藏特征和转火驱的要求，给出了火烧油层吞吐开发模式的井网设计原则、周期注气量和注气速度的优化方法，并指出了火烧吞吐实施过程中对点火工艺和防腐工艺等关键环节的技术要求。研究结果应用于内蒙M8井区火烧油层吞吐矿场试验中，取得了技术上的成功。该技术适合于深层、超深层以及水敏性等难以注蒸汽开发的油藏。

用演绎推导建立了时空自变量微分模型，结合油、水相对渗透率的实验统计分析，对多次幂指数型广义水驱特征曲线预测通式进行了系统深入的研究与应用。预测通式在机理方面揭示了半经验和半理论的统计特征，在应用方面具备了广义性和高效性。广义水驱特征曲线普遍适用于国内外各地质类型的油田和井区，用水驱特征指数快速判定曲线形态及函数类型，用前期开发资料预测可采储量，分析各类油田的水驱油效果和措施增产效果，为油田开发全过程的方案规划制定提供了科学依据，提高了油藏动态预测分析的工作效率。建立了一式多用的微分公式和预测通式，并对一、二类广义水驱特征曲线公式进行互换性研究，确定了水驱特征指数定义域，分析了多次幂指数函数类型特点，系统地研究了各种曲线形态的渗流机理，推导了提高预测精度的简易算法公式，方法具有一定实用性及理论价值。

基于应力-腐蚀介质协同作用原理，结合化学力学效应理论，对高温高压超深井碳钢油、套管在使用过程中面临着CO₂、H₂S等腐蚀介质以及拉、压等复杂载荷建立了结合热应力影响套管腐蚀速率的解析模型，给出了计算应力影响管柱寿命衰减的解析公式，研究了碳钢油井管服役寿命，并对内压力、挂片实验实测腐蚀速率以及壁厚对碳钢套管服役寿命的影响进行了研究。结果表明，解析模型所得结果与文献报道的应力对腐蚀速率的影响结果相符。在井筒载荷及腐蚀工况下，增加壁厚相对于减小套管内压力，增加套管使用寿命效果不明显。初始腐蚀速率对套管的服役寿命影响较大，当管柱所受应力越大，管柱实际寿命衰减得越快。

油气井套管抗挤毁性能与材料屈服强度关系紧密，聚能射流穿孔过程中可能诱发孔眼附近材料相变从而影响射孔套管抗挤强度。首先对射孔后的P110套管取样，通过扫描电镜观察孔眼附近样本组织成分是否发生变化；然后对无孔眼、机加孔眼和射孔孔眼试件进行静力拉伸试验，对比射流冲击影响下试件抗拉性能的变化；最后通过有限元仿真分析了射孔冲击相变区的存在对套管抗挤性能的影响。研究结果表明，聚能射孔会导致材料组织成分变化而影响材料机械性能；当相变对射孔套管抗挤强度起正向增强作用时幅度有限，起负向削弱作时用射孔套管剩余抗挤强度下降显著。

对腐蚀油气管道系统的剩余寿命进行预测可以为优化维修决策方案提供依据。考虑到油气管道不同状态下的腐蚀，将逆高斯随机过程理论引入油气管道腐蚀评估领域，提出逆高斯-状态空间油气管道腐蚀退化过程模型和维修决策优化模型。首先根据其腐蚀机理建立逆高斯-状态空间退化过程模型，运用经验最大化算法与粒子滤波算法相结合的参数估计方法对模型中的参数进行求解，得出腐蚀油气管道的剩余寿命分布函数和概率密度函数；进而建立腐蚀油气管道的维修决策优化模型，计算出模型最优的维修更换时间和最小费用，制定出较合理的维修方案；最后用腐蚀油气管道的实验数据对模型进行验证。应用实例表明，优化模型用于油气管道腐蚀评估和维修优化是可行的。