碎屑岩地层普遍具有非均质性。然而，在勘探尺度的油气运聚和成藏研究中，输导层内部成分、结构和物性等方面的非均质性被忽略，致使输导层的非均质性特征及其对地层流体和油气运聚的作用没有得到应有的重视。碎屑岩输导层的非均质性受沉积构造控制，在浅层埋藏过程中即已发生明显的差异性成岩作用，其中渗透性岩石被低渗透性隔夹层所分隔，具有一定的空间结构特征。在结构非均质性输导层中，油气运移路径的分布极不均匀，与传统上物性表现为宏观均质性的输导层模型相差甚远。结构非均质性输导层中的油气总体向上倾方向运移，在原先认为应发生垂直运移的层段运移的油气受隔夹层阻碍，运移路径变得十分复杂，侧向运移则可发生在输导层的上、中、下任意部位，但处于上倾方向的圈闭仍然是油气运移的最终指向和有利目标。在运移途中，油气可在任何地方聚集，其单个油气量较小，但数量众多，分布范围很广，总量可能远大于处于高点圈闭中的油气藏。结构非均质性输导层中，油气的运移路径和聚集方式与传统认识不同，为油气运聚和成藏过程的认识带来许多启示，勘探应该具有更为广泛的目标选择，洼陷区和斜坡区都可能成为有利勘探区域。

上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组页岩生物地层研究中，笔石作为全球公认的主导门类，为五峰组-龙马溪组页岩的精细划分提供依据。在四川盆地及其周缘地区，五峰组-龙马溪组的WF2-LM4笔石带页岩是页岩气的富集高产层段，目前主要通过岩心鉴定来划分笔石带，但取心井数量少限制了这一技术的大规模推广应用。为了克服现有技术的不足，有必要开发一种基于笔石带特征的页岩等时地层测井划分方法及系统，以达到快速、精准评价页岩气高产层段的目的。技术上，可通过标准井的笔石鉴定确定研究区的笔石带类型与自然伽马（GR）测井曲线的对应关系；对于研究区的新井，可根据GR测井曲线的各个局部峰初步确定各个笔石带的位置；某个局部峰在向上（浅层）方向上邻近的局部极小值或极大值所对应的半幅值可确定为该局部峰值所对应笔石带的上边界，也即上覆笔石带的下边界。平面上可依据沉积环境和沉积相首先划分出不同的地层分区，再在每个分区分别建立标准井笔石带与GR测井曲线的对应关系。页岩笔石带的测井划分方案能够对五峰组-龙马溪组页岩气富集高产层段的纵向和平面分布进行快速划分，为预测和评价页岩气勘探开发的富集高产层段提供技术手段。

油气成藏年代学研究是揭示油气成藏过程的关键。以渤海湾盆地东营凹陷为例，通过厘定方解石脉的发育期次，采用激光原位U-Pb同位素定年技术测定含原生烃类包裹体的方解石脉的绝对年龄，结合砂岩储层样品的流体包裹体分析，最终可综合确定油气成藏年代。流体包裹体岩相学、荧光特征和显微测温结果指示东营凹陷沙河街组存在2期油充注，但由于东营组沉积末期地层抬升剥蚀造成温度下降，采用流体包裹体方法解释的第1期油充注时间存在多解性。通过激光原位方解石U-Pb定年技术可消除第1期油充注时间的多解性，厘定第1期油充注时间在距今24~20 Ma东营组抬升剥蚀期，第2期油充注时间在距今4~3 Ma。激光原位方解石U-Pb定年技术结合流体包裹体分析可很好地用于约束油气成藏时间，提升油气成藏定年的精度，为含油气盆地特别是多旋回叠合盆地的油气成藏年代学提供更为可靠的研究方法。

库车坳陷克深井区白垩系储层是埋深超过6 km的超深层碎屑岩储层，其具有典型的孔缝型储层特征。裂缝的发育与分布是储层储集性能改善的重要因素。深层储层内裂缝体系下流体活动活跃，主要表现为多尺度、多组分、多期次的胶结充填效应，但有关流体的活动特征目前尚未有清晰的认识。综合利用岩心观察、薄片鉴定，阴极发光等研究方法，结合碳、氧同位素实验分析与流体包裹体测温实验，针对研究区裂缝充填情况以及对裂缝充填物的期次分析，明确了克深地区不同井区的充填程度以及充填物的特征规律。研究结果表明：裂缝具有两期方解石充填的特点，两期大规模流体迁移活动均发生在新近纪以来的喜马拉雅运动中期。第1期发生在距今12.2~7.4 Ma，对应地层快速下降再缓慢抬升的过程；第2期发生在5.5~3.8 Ma，地层发生快速沉降，流体进入裂缝发生胶结充填效应。

塔里木盆地塔河地区深层碳酸盐岩断溶体圈闭作为一种新型的圈闭类型，在油气勘探开发实践中已被业界广泛认可，但尚需细致划分。基于断溶体圈闭的形成条件，根据断裂的级别、构造样式、破碎程度和岩溶强度等控制因素分析，塔河地区奥陶系碳酸盐岩断溶体的圈闭类型可划分为主干断溶带圈闭、分支断溶带圈闭和内幕断溶带圈闭3大类，以及纺锤状圈闭、板状圈闭、"X"或"Y"字形圈闭、"卜"字形圈闭、夹心饼状圈闭、菱格状圈闭和团块状圈闭7个亚类。圈闭的成因机制、发育特征以及相应的生产特征表明：主干断溶带圈闭受深大断裂控制，岩溶作用强，储集空间以溶洞为主，圈闭规模大；分支断溶带圈闭受分支断裂控制，岩溶相对较弱，储集空间以缝-洞为主，圈闭规模较大；内幕断溶带圈闭受内幕断裂控制，岩溶相对较弱，储集空间以裂缝为主，圈闭规模较小。断溶体圈闭的细致划分可进一步丰富深层碳酸盐岩油气圈闭理论，深化塔里木盆地碳酸盐岩岩溶圈闭及其他类型圈闭的研究，为油气圈闭的勘探与开发提供可靠的地质依据。

冲积扇由于其成因机制和控制因素极其复杂而难以用统一的沉积模式来表征其内部结构，因此需针对特定地质条件下的扇体分析沉积特征及建立演化模式。以和什托洛盖盆地北缘现代白杨冲积扇为例，通过对其各部位露头剖面的精细解剖及测量，并结合卫星图像及区域地质资料等，对干旱气候条件下受阵发性洪水控制的河流型冲积扇扇体的岩相特征、微相类型及其展布进行研究，并在此基础上建立了沉积模式，分析了沉积演化的控制因素。研究表明：白杨冲积扇建造过程可划分为洪水期、洪退期及间洪期3个期次，而扇体以洪水期厚层粗粒的席状化流体建造为主。洪水期自扇根到扇缘发育下切洪流微相、片流微相及非限制性洪流微相，同时在扇缘出现扇面水洼微相，且扇体周缘可发育饱水湿地。洪退期，扇体发育砾质/砂质带状河道微相，并可形成分流河道体系，但随着洪退过程的持续，分流河道数目及规模不断减小。间洪期，整个扇体以扇面改造再沉积作用为主，包括侵蚀滞留砾石层微相、风成砂微相、流沟微相及河流阶地微相，这一阶段扇体可完全废弃也可转变为河流沉积。各演化阶段洪水流体的性质及沉积微相的转变或扇体的建造/废弃均受控于阵发性洪水过程中洪水流量及沉积物负载量的变化。

以塔河油田10区的典型井组为研究对象，在明确断裂主控岩溶的背景下，分析岩溶作用过程与缝洞空间分布的关系，揭示了研究区缝洞体内幕结构及油气生产差异机理。通过对钻井、地震、示踪剂等动态和静态资料的分析，将研究区缝洞储集体划分为洞穴型、孔洞型、裂缝-孔洞型和裂缝型4种类型。结合地球物理描述与相似露头观察，分析断控岩溶作用下溶洞的发育过程，并建立基于成因演化的缝洞空间分布模式。岩溶作用下储层的发育具有分带性，依据该模式从内向外划分出4个溶蚀相带，分别是大型溶洞带、溶蚀孔洞密集区、缝洞联合发育体以及最外围的裂缝破裂带。不同的溶蚀相带其发育的主要储集体类型、储集物性、井震特征以及储量和产能情况有较大差异。在此基础上，结合生产动态资料所揭示的不同井之间的响应和连通情况，明确了研究区不同钻井分别钻遇了不同发育程度或演化阶段的缝洞溶蚀相带，且主要存在溶洞连通、缝洞连通和裂缝连通3种沟通方式。通过对缝洞溶蚀相带空间配置关系的有效刻画，采用确定性建模方法建立岩溶储层三维地质模型，并取得较好的数值模拟效果。

利用一种易求解的水驱特征曲线对应的含水变化规律描述凸形、S形、凹形含水变化规律，不仅方便对比影响不同类型注水开发油藏含水快速上升的油藏物性因素，而且也有利于对比影响同类相似注水开发油藏含水快速上升的人为开发因素。在对比分析纳扎洛夫与西帕切夫水驱特征曲线函数结构特点的基础上，提出一种新型水驱特征曲线，该曲线在n=0时简化为纳扎洛夫水驱特征曲线，在n=1时简化为西帕切夫水驱特征曲线，且该曲线对应的含水率变化式在n→0时表现出凹形含水变化规律，在n取较大数值时为凸形含水变化规律，在n取0.3~0.4时可以描述S形含水变化规律。利用Welge方程，导出了新型水驱特征曲线的渗流特征方程。结果显示，含水率与出口端含水饱和度关系比较特殊、复杂。油田实例和实验数据验证结果表明，新型水驱特征曲线对应含水变化关系式可以描述不同形态含水变化规律，水驱油实验结果符合其对应渗流特征方程。

碳酸盐岩储层非均质性强，基质酸化时常形成酸蚀蚓孔。蚓孔作为优势通道能够有效沟通裂缝系统、增加酸化作用距离。限于计算精度和模型收敛条件，多数学者往往在厘米尺度对裂缝性地层酸化进行小规模研究。但酸化尤其是深部酸化的作用距离通常在米级，油田现场亟需一种适合大尺度地层的高效酸化模拟方法。基于经典的双尺度连续模型，利用离散裂缝网络模型，求解了径向流裂缝性地层蚓孔扩展问题；提出的分步算法可忽略近井已酸化区域的溶蚀扩孔过程，仅需考虑不同酸化阶段对蚓孔产生实际影响的裂缝，并可追踪主蚓孔的生长动态。研究表明，有限的计算域边界将为模拟结果带来较大误差，在酸化区域外设置一定的渗流阻力区，可以有效模拟蚓孔在无限大地层中的生长过程；同时流场分析表明，裂缝周围存在局部控制域，控制域尺寸与裂缝在酸液注入方向上的投影有关，与裂缝位置无关；蚓孔的生长轨迹由控制域覆盖蚓孔尖端的裂缝决定，与其他裂缝无关；入口压力和主蚓孔位置的酸液浓度与注酸时间的对数成线性关系；提出的分步算法具有较高的计算效率，可逐步模拟蚓孔在大尺度、复杂裂缝地层中的生长过程。

针对筛管受地层中围压作用压溃失效缺乏通用计算分析模型的问题，利用ABAQUS软件建立了考虑初始椭圆度影响的平行布孔筛管有限元模型，研究外压作用下筛管的压溃行为。通过与文献中的实验结果对比表明，该有限元模型可准确地预测筛管的压溃强度。基于不同几何特征、材料特性以及布孔参数等筛管压溃强度数值模拟结果，建立了筛管压溃强度的简化计算公式。利用该计算公式，计算不同几何尺寸和材料属性的筛管压溃强度，与实验结果相比平均误差为7.0%。为了便于工程应用，分析了利用DNV，API等标准规范确定该公式中筛管对应的布孔前套管的静水压溃强度的可行性。结果表明，所建立的防砂筛管压溃强度计算公式可为实际工程中防砂筛管的强度预测与参数优化提供理论支持。

为解决钻井平台避台作业时悬挂隔水管的安全性问题，针对现用的软悬挂与硬悬挂技术各自的局限性并结合二者优势，提出一种设有动载主动补偿功能的新型柔性隔水管悬挂系统方案。在传统的硬悬挂装置的基础上设置运动补偿液压缸和增程系统，利用有限补偿行程最大程度降低隔水管动载；提出位移比例补偿法和加速度削峰法两种补偿方案，并开展了适应性对比研究；建立Simulink仿真模型，进行系统仿真分析。计算分析表明，提出的隔水管柔性悬挂系统方案具有良好的动载补偿功能，其中加速度削峰法优于位移比例补偿法。