煤岩气是近年来发现的新类型天然气资源,一般埋藏较深,部分学者也称之为深部(层)煤层气等。该类天然气勘探开发进展迅速,产量增长显著。初步研究表明,深层煤岩气在气藏特征和开发方式等方面与传统煤层气、页岩气及致密气等存在显著差异,具备成为中国天然气战略接替资源的潜力,为此新一轮油气勘探开发国家科技重大专项将针对深层煤岩气开展系列科技攻关研究。基于对前期勘探开发实践的系统分析,提出了当前深层煤岩气勘探开发亟需解决的3大基础性科学问题,并明确了未来10个重点研究方向:①基础性地质科学问题为煤岩气成藏机理与煤系全油气系统构建,其主要研究方向包括煤岩的全过程生/排烃机理与富集下限、煤系沉积与源-储耦合效应、煤岩的多重储集类型结构、煤系全油气系统及油气分布;②基础性开发科学问题为煤岩中流体的渗流机理与运移规律,其主要研究方向包括煤岩气赋存状态与运移机理、煤岩储层中流体协同产出的控制因素、多(薄)储层复杂流体系统的立体开发模型;③基础性工程科学问题为煤岩的力学特征与裂缝扩展规律,其主要研究方向包括煤岩储层的力学特性与致裂机理、煤岩-压裂介质的相互作用机理、煤岩储层失稳机理。对上述重大科学问题和重点研究方向的剖析将为深层煤岩气的高效勘探开发提供重要支撑,并为完善中国特色煤岩气及煤系全油气系统地质理论奠定基础。

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。

智能钻头是未来智能钻井系统的核心装备之一,通过集成可在高温高压环境下稳定工作的传感器、智能自适应控制算法及优化的钻头结构,实现井下工况的实时监测、动态调整和精准执行,从而提升钻井效率。随着油气资源向超深层和非常规复杂难钻地层拓展,钻头将面临更加恶劣的地层条件。传统钻头在高温高压和复杂地质条件下面临钻头磨损快、寿命短、钻井成本高等挑战,亟需高性能钻头技术的发展及应用,这进一步凸显了智能钻头作为未来钻井提速增效的重要发展方向。通过系统总结和分析智能钻头的研究现状、核心技术及产品方面的进展,包括耐极端井下环境的多参数检测传感技术和基于机器学习与深度学习的自适应控制算法、智能钻头的结构及控制机构等研究进展,结合国内外在智能钻头领域的一些典型案例,进一步揭示了智能钻头在提高机械钻速、延长钻头寿命和减少非计划停工方面的优势。展望未来,智能钻头研究将朝着更高自主化、更广适应性以及与数字化平台深度融合的方向发展,有望在智能钻井技术体系中发挥更大的作用。

东海盆地西湖凹陷是中国近海面积最大的含油气凹陷,也是中国海上天然气勘探开发的主战场之一。近5年,基于"正韵律河道砂甜点"地震预测随钻监测技术、"渗透率分级-甜点厚度占比"高效井型设计与产能评价技术和油基泥浆长裸眼产能释放技术开展地质工程一体化技术体系创新与有效实践,西湖凹陷在多个低渗—特低渗领域获得商业性气流,展现出良好的低渗—特低渗天然气增储上产潜力。综合岩心、录井、测井、地震等地质资料和典型气藏勘探开发实践剖析,系统分析了西湖凹陷低渗—特低渗天然气藏的成藏特征及资源潜力。西湖凹陷始新统平湖组发育斜坡带三角洲平原—潮坪亚相煤系烃源岩和凹陷区潮坪—潟湖亚相含腐泥腐殖型烃源岩两类烃源岩,平湖组潮坪沉积体系发育"自生自储自盖"的天然气近源富集条件,天然气成藏条件优越。受"东西分带、南北分块"构造格局的控制,西湖凹陷中央背斜带发育3类天然气差异富集新模式。西部斜坡带平湖组岩性油气藏具有"纵向叠置、横向连片"的油气分布规律。优选中央背斜带北部的大型构造圈闭、中南部背斜翼部的岩性圈闭、南部深层平湖组和西部斜坡带近洼区为西湖凹陷低渗—特低渗气藏的重点勘探方向,天然气资源量超5千亿立方米。

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。

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。

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。

为了对渤海湾盆地冀中坳陷保定凹陷和饶阳凹陷的勘探方向提供理论指导,以全油气系统理论为指导,结合研究区的油气地质特征对保定凹陷和饶阳凹陷的油气资源类型和运移分布特征进行了分析。基于不同层系烃源岩的生、排烃模型,计算了各类油气的资源量,建立了不同层系的油气成藏模式。研究结果表明:保定凹陷沙河街组一段烃源岩的油气具有早生早排的特征,在镜质体反射率为0.35%和0.45%时分别达到生烃门限和排烃门限;保定凹陷和饶阳凹陷的全油气系统在纵向上既有各自的边界,又在高阳低凸起附近达到统一,高阳断层附近的油气藏是二者相互影响的结果;保定凹陷和饶阳凹陷不同层系烃源岩的总生烃量为73.94×10 ⁸t,而页岩中的滞留烃量达48.67×10 ⁸t,有巨大的勘探潜力;综合考虑全油气系统理论方法的划分结果,形成了保定凹陷渐新统东营组浅层"双源供烃、断层调整、浅层富集"的油气成藏模式、饶阳凹陷中深层"沿斜坡-断层运移、环洼陷分布、潜山局部富集"的油气成藏模式,以及保定凹陷—饶阳凹陷致密油气、页岩油气"近源运移、源内滞留"的成藏模式。

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。

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。

川南地区筠连煤层气田作为中国南方浅层改造区内已实现规模商业开采的山地煤层气田,其煤层气产量已连续8年达到1×10 ⁸m ³/a以上的稳产。筠连煤层气具有"地处复杂山地,发育于浪控潮坪薄煤层,早期深埋藏高煤阶生烃,晚期浅层改造成藏调整并赋存,煤岩为低渗透,赋存常压型吸附气"的山地煤层气特征。与国内外其他煤层气田相比,筠连煤层气田的高效勘探和效益开发面临着"两无"(无高原山地薄互煤层高阶煤层气勘探开发经验、无成熟的喀斯特岩溶地貌钻压采技术借鉴)和"四难"(乌蒙山地区甜点评选部署难、在喀斯特地貌表层岩溶地质条件下钻压技术实施难、低产水降压智能精细排采难、低产低压低成本山地集输难)的严重挑战。基于筠连煤层气田面临的薄互煤层遭受浅层改造的特点及技术难题,通过系统开展煤层气成藏规律及关键技术研究,明确了川南地区上二叠统乐平组煤层气储层具有"浅层化、过成熟高煤阶、层薄、低渗、低压、低含水"等特征,揭示了山地浅层薄互煤层气藏"潮坪沼泽控煤层、早期深埋-热演化控生烃、晚期浅层化调整控气藏、现今滞留水-承压水区控甜点富集"的赋存富集机理,建立了在盆山耦合浅层改造作用下残留型构造坳陷内"宽缓向斜富气"的甜点模式。攻克了"在碳酸盐岩裸露区喀斯特地貌表层岩溶地质条件下浅层高煤阶薄煤层"山地煤层气勘探开发的技术难题,建立了复杂山地浅层煤层气以"低成本、实用、高效"为特色的一体化甜点评价与部署设计、工厂化优快钻井压裂、智能化精细控压排采以及产销一体化地面集输等浅层低压煤层气连续有效开采技术系列。筠连煤层气田的成功开发标志着中国南方煤层气产业迈出了关键步伐,其勘探地质理论与开发关键技术推动了"筠连模式"的形成和应用,为中国南方乃至其他地区同类型浅层薄互层高煤阶煤层气资源的高效利用和产业链发展提供了重要示范。

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。

渤海海域石臼坨凸起东段斜坡区的主要含油层系为新近系明化镇组下段(明下段)。传统认为,新近系馆陶组输导层中的油气"过而不留",且明下段以小型河道沉积为主,勘探成效较差。基于钻井、地震和地球化学等资料,结合油气运移物理模拟实验,对石臼坨凸起东段斜坡区明下段的油气富集规律开展了研究。研究结果认为:①石臼坨凸起东段紧邻渤中凹陷和秦南凹陷,凹陷内烃源岩的有机质类型好、成熟度高,其中,渤中凹陷古近系沙河街组为主力供烃层系;②石南1号断裂在晚期的活动速率较大,断层下降盘普遍发育的古近系扇体成为油气"中转站",断层与扇体的配置促进了油气在垂向上的规模运移;③在石臼坨凸起东段,馆陶组输导层处于宽缓斜坡背景,其地层坡角普遍小于1.0°,这为输导层中的原油滞流提供了良好的条件;④在先存的1号、2号走滑断裂控制下,石臼坨凸起的浅层形成了晚期走滑调节断层,其中,2号走滑断裂的活动强度较大,其对应的走滑调节断层长度也较大,有利于原油由馆陶组向明下段的垂向运移;⑤明下段沉积期,在干旱气候背景下物源的供给能力增强,河道易于频繁决口,河道冲决作用形成了以河道沉积为主的大型连片砂体岩性圈闭。基于上述认识,建立了石臼坨凸起斜坡区"馆陶组输导层缓坡原油滞流、走滑调节断层控制运移、明下段河道冲决成圈"的油气运聚模式,在明下段成功发现了亿吨级的秦皇岛27-3油田。针对新近系明下段大型连片砂体连通性判别的关键勘探技术为秦皇岛27-3油田的高效评价提供了重要的技术支持。油田勘探过程中的地质新认识和关键技术可为渤海湾盆地斜坡背景下的源外层系勘探提供良好的借鉴。

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"。

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。

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。

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。

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。