古隆起对于沉积盆地的构造演化与油气聚集具有重要意义，沉积盆地边缘的古隆起是探讨盆地构造—沉积分异与造山带演化的重要窗口。基于新的二维、三维地震与深钻井资料，从不整合面解析与古构造复原的角度，发现与厘定了鄂尔多斯盆地西缘中段的马家滩古隆起，探讨了其成因机制。研究表明，鄂尔多斯盆地西缘马家滩地区在浅层（石炭系之上）冲断滑脱构造变形系统之下的原地系统中发育古隆起，为基底凸起之上的同沉积隆起，与之相关的不整合主要发育在长城系与蓟县系、蓟县系与中—下寒武统、寒武系与中—下奥陶统、奥陶系与上石炭统之间。马家滩古隆起发生了3次较大幅度的隆升剥蚀，缺失青白口系、震旦系、上寒武统、上奥陶统、志留系—下石炭统。寒武系、奥陶系、石炭系底部不整合面的时间间隔分别约为94.0 Ma、18.7 Ma与152.9 Ma。长城纪以来，马家滩古隆起经历了3期伸展—聚敛旋回，但拉张与挤压程度不大。长城纪中期正断层活动形成古隆起雏形，蓟县系向其超覆，蓟县纪末期隆升剥蚀并定型；古生代下沉与隆升幕式发展；上石炭统—二叠系的稳定沉积使其埋藏，表现为继承性古隆起。马家滩古隆起对寒武系—奥陶系高能相带及白云岩、岩溶等储集体的发育有重要控制作用，中元古界油气成藏组合与下古生界油气成藏组合为有利的远景勘探目标。

利用流体包裹体岩相学观察和显微测温、定量荧光分析和盆地模拟技术，研究了库车前陆盆地玉东地区白垩系储集层油气成藏过程。结果表明，玉东地区经历了晚期油、气充注和后期调整富集。其成藏过程：①来自库车坳陷中侏罗统的湖相原油在距今4 Ma时充注到玉东地区下白垩统储集层，充注量较少，形成的轻质油包裹体丰度较低，黄色荧光轻质油包裹体记录了该期原油充注；②来自库车坳陷中—下侏罗统的煤型天然气在距今3.5 Ma时充注进来，天然气对早期原油气洗，轻质组分溶解到天然气中形成次生凝析气，重质组分和沥青质富集残留，蓝白色荧光油包裹体和气烃包裹体记录了该期天然气充注；③随着天然气持续充注和库车组沉积晚期构造抬升，天然气与早期原油发生混合作用的同时，在浮力驱动下，向上运移，并在古近系膏泥岩盖层之下富集成藏，形成凝析气藏。现今气水界面位于深度为4 776 m处，该界面之下形成以凝析油、重质油和沥青质为主的残余油藏，残余油水界面位于深度4 798.5 m处，但残余油饱和度较低。

页岩岩相展布及发育主控因素研究是页岩气勘探开发地质评价的基础性工作。基于岩心、岩石薄片、阴极发光、全岩X射线衍射、ECS元素测井、主量/微量元素等资料，运用岩矿三端元法和页岩岩性分级命名方法，识别出了焦石坝地区五峰组—龙马溪组一段海相页岩发育的3大类、8亚类页岩岩相，并揭示了页岩岩相的时空展布规律及发育主控因素。研究区海相页岩垂向演化具有三分性特征，自下至上依次发育有硅质类页岩、混合类页岩和黏土类页岩；页岩横向展布具有南北差异性特征，北部页岩岩相变化较快，其中混合类页岩发育厚度显著大于南部，而南部硅质类页岩岩相厚度相对较大。页岩岩相差异性特征受控于特殊沉积地质事件，其中硅质类页岩发育在一定程度上受控于奥陶纪—志留纪全球性火山事件，混合类页岩受底流作用影响显著，而黏土类页岩主要受陆源碎屑物质供给作用影响。

原位定量分析与统计储层孔隙的毫米—微米—纳米级孔径、喉径等参数，是现阶段深层储层储集空间评价及预测的重要方法与内容。结合铸体薄片分析技术，对14口井40余块储层样品开展了QEMSCAN扫描电镜矿物原位定量评价分析、聚焦电子-离子双束扫描电镜（FIB-SEM）分析以及SEM图像大面积扫描与合成分析，发现库车坳陷克拉苏构造带博孜、大北和克深等井区白垩系巴什基奇克组储层的粒间孔隙内有大量的岩盐与盐泥胶结物，岩盐多呈晶粒状集合体分布于颗粒之间。储集层发育碱性成岩环境下的岩盐—白云石—硬石膏胶结物组合和方解石—岩盐胶结物组合。储层微观孔喉组合在平面上具有"分段分带"的特征，并划分出5种类型。统计表明，孔隙直径十分关键，可能对气层、差气层或干层的性质有较重要影响，而隙和喉道的影响相对孔径要弱。这种分析技术的应用可初步实现储层微观孔喉特征的原位定量测定，为深层储集空间精细表征与天然气增产提供一定地质基础。

依托南黄海盆地科学钻探CSDP-2全取心井岩心资料及其45块烃源岩样品的地球化学分析数据和12块含烃流体包裹体薄片的测温结果，在总结南黄海盆地烃源岩地球化学特征的基础上详细对比了其与上、中、下扬子板块烃源岩品质的异同并分析了其成因，进而结合油气显示和充注特征探讨了南黄海盆地上古生界—中生界的油气勘探前景。结果表明，CSDP-2井上古生界—中生界发育青龙组、龙潭组—大隆组和栖霞组3套区域性烃源岩层。其中，龙潭组—大隆组的有机质丰度以中—好为主且不乏优质烃源岩存在，其生、排烃强度最高达7.95×10⁶t/km²和1.65×10⁶t/km²；栖霞组烃源岩非均质性较强，碳质泥岩和臭灰岩的成烃演化基本处于成熟—高成熟阶段，生、排烃强度分别为6.52×10⁶t/km²和8.61×10⁵t/km²；青龙组泥质灰岩的生烃能力较弱，有机质丰度集中在中—差级别，排烃强度仅为1.27×10⁵t/km²。在沉积环境、有机质母源和生物生产率的共同影响下，南黄海盆地整体烃源岩品质与下扬子板块苏北盆地相当，但较上扬子板块四川盆地略差。同时，研究区海相地层经历了3期油气充注且已在CSDP-2井发现多处直接油气显示和气测高值异常，彰显了较为广阔的油气勘探前景。

古近系咸化湖相烃源岩是柴达木盆地西部地区主力油源。传统认为该地区烃源岩有机质丰度低、类型差、生油潜力有限，劣质的烃源条件与显著的勘探成效极不匹配。此前的研究首次证实了该地区发育优质烃源岩，对于重新认识柴达木盆地西部油气资源潜力、坚定寻找大中型油气田的信心具有重要的意义。本研究在烃源岩地球化学精细解剖基础上，应用岩石学、元素地球化学和有机地球化学等多种手段，探讨了优质烃源岩发育的条件，发现柴达木盆地西部地区咸化湖相沉积具有水体较浅且相对安静、盐度较高、营养物质相对贫乏的特点。受干旱寒冷气候影响，陆源淡水补给有限，水生生物发育程度相对较低。优越的保存条件有利于水生生物等生油母质的快速保存，形成富含氢元素的烃源岩，且可溶有机质含量较高；而较低的古生产力使得有机质丰度总体低于东部咸化湖盆。半深湖区水体盐度相对较低、营养物质较为丰富，是优质烃源岩形成最有利的地区；沉积凹陷区烃源岩厚度较大，但由于水体盐度高，远离物源区，水体分层明显，有机质丰度中等—好。

缝洞型碳酸盐岩气藏非均质性强且孔隙结构复杂，多类型储层内水的形成过程与赋存模式难以确定，影响储层内气体渗流能力与气井生产动态预测。将岩心CT扫描与微电子光刻技术结合，设计并研制了3种储层的微观可视化模型，开展气驱水物理模拟实验，定性研究了水的形成机理与赋存模式，并利用ImageJ灰度分析法定量研究了不同压差下的含水饱和度及残余水膜占比变化规律，综合分析了多类型储层内水的赋存特征及其对气体渗流的影响。结果表明：天然气在不同类型储层中的运移成藏过程不同；多重介质中的水由原生可动水和残余水组成，而残余水又分为次生可动水和束缚水；残余水主要以"水膜"、"水团"、"水柱"和"水珠"4种模式赋存在不同类型储层的不同位置，其主要影响因素有毛细管力、表面张力、气驱压差和通道连通性；可动水、残余水饱和度是与储层物性、孔隙结构和气驱压差直接相关的参数；流动通道尺寸越小，相同气驱压差下水膜占据的空间越大，且水膜占比呈指数性增加；随着气驱压差增大，水膜占比减小，当气驱压差增大到一定程度时，水膜占比基本不再减小，形成"薄膜"型束缚水。

三元复合驱技术提高采收率幅度远高于聚合物驱技术，对于高含水、高采出程度的中国东部老油田具有明显的技术优势。但是三元复合驱技术现场应用时，出现明显的"低界面张力窜流"现象，导致三元复合体系渗流阻力系数小、注入压力低、产出液聚合物浓度高的动态特征。以交联聚合物体系为调剖剂的化学驱全过程调剖技术，具有渗流阻力高、波及能力强的特点，可以克服和弥补低界面张力窜流现象，解决三元复合驱过程中的窜流和后续注水快速指进的问题。现场应用结果表明，全过程调剖技术和三元复合驱技术配套应用，产生良好的协同效应，可以在扩大波及体积的基础上大幅度提高驱油效率，取得优异的增油降水效果，最终提高油藏采收率。

利用压汞法、扫描电子显微镜和X射线衍射仪等分析方法研究了环境响应型聚合物ERP对油井水泥石抗CO₂腐蚀性能的影响，并揭示了其改善水泥石抗腐蚀性能的作用机理。结果表明，聚合物ERP使腐蚀60 d的水泥石孔径分布发生明显变化，有害孔（>100 nm）减少51.13%，微细孔（<50 nm）增大32.07%，总孔隙率降低16.31%，孔径细化；聚合物ERP可在水泥石遇酸表面或者内部形成一层膜状物质，膜状物质有效屏蔽了腐蚀介质与水化产物的直接接触，保持了水泥石结构完整性和水化产物相对稳定性；ERP改善水泥石抗腐蚀性能的作用机理为形成水化产物"包被层"，减少与离子交换源接触机会；腐蚀环境下形成连续分布"膜状物质"，阻断酸性腐蚀介质渗流通道。

水平井电缆牵引器滚轮与管壁之间的压力是进行牵引器结构设计和作业控制的一项关键参数。如果压力施加不当，滚轮将出现打滑或堵转。由于套管细长，滚轮与管壁的接触位置又不断在发生变化，因此压力测量的难度很大。笔者提出在套管上开窗口并用球头立柱支撑压板，使立柱与压板始终处于单面点接触状态，确保压板发生变形时立柱只受到压力。为防止压板从窗口掉入套管，将压板的两个侧立面加工为楔形，与窗口侧立面具有相同的锥度。研究介绍了测力系统的设计和工作原理，提出了有无预紧力2种情况下支撑立柱的压力计算模型，建立了测试系统，并对牵引器在套管内爬行时的压力进行了测量。根据得到的16根支撑立柱的应变值，计算和分析了压板和立柱上的压力分配。

基于异电荷聚电解质之间的分子自组装，以线型阴离子聚电解质APE和超支化阳离子聚电解质CPE制备了一种高性能水凝胶。相行为研究结果表明，APE与CPE在清水中共存时将以络合物的形态析出，大量的NaCl则可通过"聚电解质效应"将络合物解离。流变性测试结果表明，通过与APE之间的强静电作用，CPE增强了APE溶液中被盐破坏的凝胶网络结构，有效改善了悬浮性与剪切稀释性。APE-CPE水凝胶具有优良的高温稳定性，在饱和盐侵下的抗温能力优于一般的阴离子及两性离子聚电解质水凝胶。APE-CPE水凝胶同时具备良好的抑制、包被性能，易被破胶剂破胶且残渣率低。以APE-CPE水凝胶为基础，研制了配方简单、使用NaCl加重的低密度无固相煤层气钻井液。