渤中凹陷是渤海湾盆地最富油、也最富气的凹陷，凹陷位于渤海海域中部，面积近9 000 km²，新生界厚度最大超过10 km，是渤海湾盆地面积最大、厚度最大的凹陷。渤中凹陷经历了古近纪断陷和新近纪区域拗陷两大阶段。古近纪断陷期双向伸展，形成"四洼一突"格局，断陷经历了由分隔洼陷到汇聚统一的演化过程；拗陷期持续沉降，形成古近系和新近系-第四系"双厚型"结构。渤中凹陷发育沙河街组三段、沙河街组一段及东营组三段3套优质烃源岩层系，优质烃源岩主要发育在沙河街组三段中-上部、沙河街组一段及东营组三段下部，上覆层巨厚，烃源岩演化程度高。基于统计分析重新构建了渤中凹陷不同层系烃源岩的生/排烃模型，从预测结果可以看出，渤中凹陷烃源岩排油量为512.5×10⁸m³、排气量为311.64×10¹¹m³。渤中凹陷潜山和孔店组储层油气源条件好，有近源特点。区域盖层为古近系下部厚层泥岩，成岩程度高、封堵能力强。潜山地层时代老、岩性硬、经历多期构造运动、裂缝发育、受强溶蚀、物性好、产量高，孔店组砂砾岩抗压实能力强。深层圈闭成群成带发育，规模大，勘探前景大，因此渤中凹陷深层具有形成大气田的条件，是发现大气田的有利领域。

运用成藏物理模拟实验、铸体、荧光薄片、场发射和环境扫描电镜分析了四川盆地中部侏罗系致密油的二次运移机制和富集主控因素。研究揭示致密油在巨大的运移动力作用下，在低效运移通道中以低速非达西流运移，并依次经历"滞流"、"非线性流"、"拟线性流"3个运移渗流阶段，呈现微观上孔、缝复合输导，宏观上大范围短距离运移的运移模式。致密油有利区带的展布受优质烃源岩的分布控制，生烃强度4.0×10⁵t/km²是研究区致密油有利区带分布的边界，孔隙度和渗透率较高的储层形成致密油甜点，高产井则与裂缝的发育程度关系密切。

酒泉盆地酒西坳陷属于勘探程度非常高的典型含油气坳陷，其中青西凹陷青南次凹是主要生烃凹陷。随着探井数量增多和勘探深度不断加深，揭露的下沟组下部和赤金堡组越来越多，为重新认识该凹陷主力烃源岩及其生烃潜力提供了十分有利的条件。通过对青南次凹30多口探井大量烃源岩样品系统的地球化学分析和研究发现：下白垩统不同层段烃源岩的有机质丰度由上至下逐渐增高，中沟组和下沟组上段为一般烃源岩，而下沟组中段、下段和赤金堡组烃源岩有机质丰度高，且以Ⅱ₁型有机质为主，属于好和很好的优质烃源岩。下白垩统烃源岩有机质丰度总体上呈现中部最高，南、北两端略低的趋势，优质烃源岩主要分布于凹陷中部-东北部地区，下沟组中段、下段和赤金堡组均为主力烃源岩，而凹陷南部只有下沟组下段和赤金堡组属于好烃源岩，也是南部主力烃源岩；青南次凹下白垩统下沟组中段处于大量生油阶段，下沟组下段处于生油高峰阶段，赤金堡组处于成熟生油窗后期-高成熟生成凝析油气阶段；下沟组中段、下段和赤金堡组烃源岩生成并排出了大量原油，是青西凹陷主力生烃源岩，青南凹陷北部和中部中-深层具有良好的油气勘探潜力。这一认识对酒西坳陷油气精细勘探部署具有重要的指导作用。酒西坳陷的实例对中国其他高勘探程度盆地的精细勘探与研究也具有一定的启示作用。

奥陶系碳酸盐岩潜山是歧口凹陷重要的油气勘探对象，由于其储层的非均质性强，勘探进展缓慢。在分析宏观构造背景、钻井、录井、常规测井、成像测井、试油和地震等资料的基础上，明确了北大港构造带奥陶系潜山的储层特征和储层主控因素，提出了多期次岩溶发育模式。北大港构造带潜山储层的岩性主要为白云岩和膏溶角砾岩，储集空间以溶洞、粒间溶孔、晶间孔和裂缝为主，储层发育主要受控于岩性组合，以及晚加里东期-早海西期、印支期-燕山期和喜马拉雅期3期古岩溶的综合改造。基于恢复的岩溶古地貌、试油表现、溶洞充填物和构造背景，建立了3期古岩溶改造模式，即晚加里东期-早海西期的准平原化岩溶残丘-斜坡-洼地改造模式、印支期-燕山期总体岩溶斜坡背景下的次级残丘-洼地模式、喜马拉雅期的断裂岩溶改造模式。其中，晚加里东期-早海西期是北大港构造带最重要的储层改造阶段，印支期-燕山期古岩溶储层的改造作用仅在千米桥潜山带较明显，而喜马拉雅期的古岩溶改造仅发育于古近系凹陷的边界断裂带，改造了晚加里东期-早海西期的古岩溶地层。

分析富有机质页岩的纳米孔隙结构是评价页岩储集性能和页岩气资源勘探开发潜力的基础。利用纳米CT及三维重构技术评价四川盆地焦石坝地区下志留统龙马溪组页岩的孔隙特征及连通性，结果表明：①纳米CT可以展现页岩孔隙的三维空间结构，结合其他实验方法更有利于表征页岩的孔隙特征；②基于纳米CT可将焦石坝页岩样品的组分分为基质矿物、有机质、孔隙和高密度矿物（如黄铁矿），其体积比分别为89.20%、6.22%、2.71%和1.87%；③焦石坝页岩的孔径分布范围为79~4 700 nm，以100~500 nm为主，包括有机孔隙和无机孔隙；④焦石坝页岩孔隙的非均质性较强，总体具有较好的连通性，以Ⅲ级连通域为主。

通过对辽东湾坳陷辽西凸起北段5块样品的磷灰石裂变径迹测年和热演化史模拟，结合区域地质背景和钻井资料，分析了辽西凸起北段新生代的演化过程。辽西凸起北段在新生代整体发生了大规模的隆升和剥蚀，具有分块性和阶段性抬升剥蚀的特征。西块区存在2个剥蚀期，即65.0~45.8 Ma和25.3~18.6 Ma，平均剥蚀厚度分别为1 737 m和1 020 m；东块区的2个剥蚀期为65.0~36.7 Ma和25.1~19.6 Ma，平均剥蚀厚度分别为1765 m和711 m。辽西凸起北段的新生代构造演化整体划分为6个阶段，但在东、西块区存在明显的差异。新生代构造的时空演化差异主要受控于辽西2号断裂和3号断裂的垂向活动时代和强度。辽西凸起北段西块区的锦州25-1油田经历了2期油气成藏，早成藏期为25.4~24.2 Ma，晚成藏期为10.7~4.5 Ma。

生物采气技术在美国粉河盆地试验成功，使枯竭的低阶煤层气田重新高产，证实生物采气是高效开发低阶煤层气的有效途径之一。为了有效地开发中国低阶煤层气，在二连盆地吉尔嘎朗图凹陷的煤层开展了检测菌群类型、了解生气途径和生物产气潜力模拟实验。实验结果表明，吉尔嘎朗图凹陷的煤样和煤层水中均含有大量的产甲烷菌，乙酸裂解和CO₂还原共同参与煤层甲烷的生成，在原位条件下所有煤样均具有产甲烷潜力，Ⅳ煤组在5个月内煤样产生甲烷为11±1.4 μmol/g（相当于0.25~0.28 m³/t），在添加外源菌种的实验中，Ⅲ煤组样品产气量为18.40 μmol/g（相当于0.41 m³/t）。研究认为，二连盆地吉尔嘎朗图凹陷具备生物采气的条件，尤其是含气量低的Ⅲ煤组，Ⅳ煤组可在采用常规方法采气枯竭后，再利用生物采气技术作为重新提高单井产量和采收率的有效手段。二连盆地被优选出6个与吉尔嘎朗图煤层气地质条件相似的有利凹陷，资源量为4 180×10¹²m³。

延安致密砂岩气田具有纵向主力开发层系多、层间跨度大、有效砂体分布范围广、储层非均质强、区域差异明显等特征，需要采用"因层制宜、因区制宜"的组合立体井网高效动用技术进行开发。通过"分级约束"的立体井网设计思想，基于地面环境约束、宏观约束、局部约束以及属性约束的四级约束条件，建立从宏观到局部、从空间到属性、从地面到地下的多维度、多尺度、多因素耦合的立体井网优化设计体系。在该设计思想的指导下，结合延安气田地质特征，划分出了"河道富集区多层系"、"非河道低富集区双层系"、"非河道低富集区三层系"以及"河道低富集区多层系"4个开发区域，并给出了相应的"大井组直/定向井"、"大井组直/定向井+水平井"相结合的4套混合井网模式。另外，提出致密砂岩气田富集储层以采收率为主要约束函数、低富集储层以单井产气量为主要约束函数的井网密度优化标准，据此给出了延安气田最优井网密度为富集储层1 000 m×800 m，低富集储层1 200 m×1 000 m。

高频磁耦合有缆钻杆能够提高随钻测量数据的传输速率，其使用同轴电缆减少信道的高频损耗，利用磁耦合感应实现钻杆之间的无线信号传输。为了确定信号载波频率、实现不同有缆钻具间的阻抗匹配以及降低信道衰减，使用2种不同模型完成了信道建模与仿真分析。首先使用标准二端口网络元件级联模型仿真，虽然基于测量数据的"黑箱"网络元件无法给出物理解释，也没有用于优化的设计参数，但仿真结果有利于有缆钻杆工艺改进的验证性实验。其次使用集总参数电路和传输线混合模型仿真，其中集总参数电路有可测量的设计参数，在提供物理解释的同时能够优化设计，而传输线仿真了高频条件下长度不能忽略的同轴电缆。混合模型使用分级网络的链接参数完成散射参数的计算，设定了耦合系数、绕组电感及磁滞损耗3个调谐参数，仿真结果与测量结果相吻合。

综合考虑柱塞运动规律、阀球运动规律、阀隙瞬时流量与油井流入特性等因素的影响，建立了流体进泵规律与泵筒内瞬时压力的仿真模型，以此为依据改进了抽油杆柱纵向振动底部边界条件的仿真模型，进而建立了基于抽油杆柱纵向振动与流体进泵规律耦合的抽油机井示功图动态仿真模型；基于流体瞬时进泵规律，建立了抽油泵充满系数、漏失系数的仿真模型，从而改进了排量系数计算模型。对比仿真结果表明，所建立的系统动态参数仿真模型具有通用性，可以提高低沉没度供液不足油井示功图、排量系数与系统动态参数的仿真精度。仿真优化算例表明：①大泵径、长冲程与低冲数的抽汲参数设计原则仍然适用于低产抽油机井的节能设计，但最低冲数存在界线，同时最低冲数界限也限制了泵径上限；最低冲数界限随泵间隙的增加而增加；②对于严重供液不足油井，通过合理降低冲程与冲数，可以确保在油井产液量下降率低于5%的条件下，使系统效率最高提高近120%；③在油井产液量一定、下泵深度相同的条件下，优化冲程、冲数与泵径组合可以显著提高系统效率，仿真算例的系统效率变化范围为9.43%~17.48%；④在油井产液量与流压一定条件下，综合优化下泵深度、冲程、冲数与泵径可以显著提高系统效率，优化算例的系统效率由10.56%提高到31.49%。

针对金属矿采空区难治理问题，以地下空间利用为出发点，结合国家能源战略储备需求，提出以充填采矿为手段，在金属矿大型采空区构建充填储库，用于储备石油、天然气等能源。结合金属矿充填采矿法的特征，提出采矿-充填-建库（MBS）协同系统理念。依据采矿、充填、建库的工艺特点，构建了采矿-充填-建库协同系统结构体系，研究了该系统的协同特征，主要包括时间协同性、空间协同性、工艺协同性、环境协同性。明确了充填储库这一新型储库形式，按功能特征将充填储库分为充填储物库、充填储气库、充填石油储库3类；对充填储库尺寸和形状特征进行分析，将充填储库按形状分为方形、圆柱形、椭球形3类，并对其特点进行分析。以充填石油储库为例，研究了充填储库结构及高强-低渗功能充填材料特征，描述了充填储库群串并联结构特征，确定了充填石油储库工作原理；对充填储库稳定性进行分析，建立了充填矿柱安全距离判据，推导了充填储库顶板受力的计算模型。