四川盆地东北部中—上二叠统发育孤峰组、吴家坪组三段和大隆组一段等3套海相页岩层系，是页岩气增储上产的重要新层系。基于大量岩心测试数据，分析其地球化学特征、储层发育特征，并提出针对性开发策略，以期为中国页岩气的勘探提供理论支撑。研究结果表明：①3套页岩有机质丰度高，有机质类型均为II₁型，成熟度（R_o）均大于2.0%，生烃潜力大。孤峰组以硅质页岩相与钙质页岩相为主，吴三段和大一段则以硅质页岩相和混合质页岩相为主，页岩的脆性指数均分布在70%以上。②3套页岩均以有机质孔为主要孔隙类型，且孔径以介孔为主。吴三段层理缝发育，连通系数最好，孔隙度与含气量最高；孤峰组孔隙度高，连通系数居中，含气量较高；大一段层理缝不发育，连通系数和孔隙度最低，但含气量较高。③相比川南龙马溪组，3套页岩具有“三高一薄一深”的特征，即高TOC、高脆性、高含气量，但单层厚度较薄，埋深更大，需建立针对性开发技术。3套页岩层系页岩气富集有利区主要分布在开江—梁平海槽东南段以及城口—鄂西海槽的城口—奉节—利川—石柱一带。研究成果为四川盆地二叠系页岩气勘探提供了重要理论依据，对深层页岩气开发具有指导意义。

以西湖凹陷平湖斜坡平湖组中段和上段为例，综合国内外海岸沉积体系研究成果，通过整合古地貌特征、潮坪区域沉积特征及海岸沉积模式，探究三者对潮汐动态和沉积体系分布的影响，为后续大规模岩性圈闭的油气勘探开发提供关键依据。应用钻井测井数据、地震资料及沉积过程数值模拟技术，对沉积体系时空演化进行模拟，经定性描述与定量测量，明确了潮道、潮沟、潮汐砂脊、潮汐砂席等独特沉积单元的分布，揭示了海岸地形与海平面变化对潮汐沉积砂体的控制作用，构建了障壁海岸、无障壁水下低凸起海岸和无障壁缓坡海岸3种沉积模式，完善了海岸沉积体系的理论框架。再进一步对数值模拟结果与实际资料进行对比分析，认为低海平面时期障壁海岸砂体呈片状分布，高海平面时期水下低凸起海岸砂体呈条带状分布。首次明确障壁与水下低凸起沉积环境中的大规模潮汐砂脊和受限制潮道砂体为油气勘探的重点目标。

库车坳陷东部迪北地区下侏罗统阿合组致密气资源潜力巨大，是油气增储上产的潜力地区。阿合组致密砂岩储层甜点特征与油气富集的耦合关系不明确，制约了油气藏的高效勘探与开发。基于储层微观表征、地质建模、断裂-裂缝刻画及油气藏解剖，探究了阿合组致密砂岩储层甜点特征及油气富集规律，分析了资源潜力。研究表明：阿合组储层致密层和低孔高渗带横向上间互分布，储层物性受断裂-裂缝改造后孔渗性明显增强，发育4级断裂控制的4级尺度的甜点区。Ⅰ级—Ⅱ级断裂控制的断裂-裂缝-孔隙体以东西向展布为主，规模大、孔渗性好；Ⅲ级断裂及Ⅳ级断裂控制的断裂-裂缝-孔隙体规模小，常常尖灭于致密砂岩之中。阿合组油气藏第1期烃类充注时间为18~12 Ma之间，储层孔隙度为15%~18%，主要为原油充注，在构造高部位聚集形成常规油藏，后期遭到严重破坏散逸殆尽；第2期烃类充注时间为5 Ma至今，储层迅速致密化，孔隙度为6%~8%，天然气沿断层及裂缝在储层甜点区高效充注。Ⅲ级和Ⅳ级断裂带沟通阿合组层内砂体，与侧向致密储层和上覆泥岩形成良好的配置条件，是圈闭有效性和油气富集的关键因素。阿合组致密砂岩油气富集有利面积可达106 km²，主要集中于迪北斜坡的中部平台区和南部平台区，岩性圈闭资源量天然气为1 699×10⁸ m³、石油为778×10⁴ t。

针对塔里木盆地塔中东部巴楚组生屑灰岩段层序架构不明确、沉积演化规律不清晰的核心问题，基于丰富的岩心、薄片、测井及地球化学等数据资料，深入分析了生屑灰岩段的岩石学特征，构建了生屑灰岩段的层序地层结构，并探讨了其控沉控储作用。研究结果显示：①塔中东部生屑灰岩段为海陆过渡背景下的混积碳酸盐岩，主要由泥晶—粉晶灰（白云）岩、砂屑—砾屑灰（白云）岩、混积岩及过渡岩性组成，陆源碎屑含量相对较高。岩性分布呈现出明显的垂向分段和平面分带特征。②生屑灰岩段与下伏东河砂岩段、下泥岩段及上覆中泥岩段共同构成了一个完整的三级层序；生屑灰岩段本身为一个完整的海进-海退序列，中亚段沉积时期水体相对最深。③海平面升降旋回对沉积微相的演化和成岩作用类型具有决定性影响。下亚段和上亚段沉积水体较浅，以蒸发潮坪相潮上带的云坪、灰云坪等沉积微相为主；中亚段随着相对海平面升高，发育潮间带高能碳酸盐岩颗粒滩微相，叠加高频旋回暴露的大气淡水溶蚀作用和准同生白云石化作用，可形成优质的储集体。这种白云石化的颗粒滩与发育针孔状结构的云坪构成了塔中东部生屑灰岩段最有利的储集相带，是未来勘探开发的主要目标。

针对塔北西部上寒武统下丘里塔格组白云岩储层特征及分布规律不清的问题,以柯坪露头区肖尔布拉克剖面为研究对象，基于野外精细测量、描述，开展了系统的薄片、碳氧同位素及激光U-Pb年龄等分析，结果表明：①下丘里塔格组总厚度为350 m，可划分为6段，主要发育颗粒白云岩、凝块石白云岩、叠层石白云岩和藻纹层白云岩，识别出7种主要岩相组合和2个三级层序，自下而上整体反映潮坪亚相向台内丘滩亚相的转换。②基质溶孔、溶蚀孔洞及角砾间孔缝是主要储集空间，柱状叠层石白云岩和凝块石白云岩的物性最好，颗粒白云岩次之，整体具有中高孔隙度、中低渗透率的特征，综合评价1段、2段和6段的储层物性最好，5段次之。③白云岩形成于早成岩阶段，储层发育主要受沉积微相、不整合面以及高频层序界面的共同控制，可划分为不整合岩溶与内幕丘滩相2类白云岩储层。研究成果支撑了塔北西部寒武系白云岩领域有利勘探区带评价，尤其为雄英地区的油藏评价提供了可靠依据。

随着三大海相克拉通盆地油气勘探不断向超深层、古老层系拓展，面临着有利勘探区带不明确的问题，亟需深化重点时期沉积模式的研究。对三大盆地新元古界—古生界构造-沉积差异演化特征进行总结，分析了构造分异对沉积演化的控制作用，指出三大古老海相克拉通盆地“裂—坳—隆”构造分异控制碳酸盐台地经历“孤立台地—缓坡—镶边”演化旋回，裂陷的形成和演化控制了台地沉积分异及纵向上源储盖组合的相似性。建立了4类碳酸盐沉积新模式：①“多类台缘”和“双滩”缓坡沉积模式揭示大陆边缘和裂陷边缘、坳陷边缘、内缓坡相带中古隆起和潟湖周缘是有利丘滩体发育区；②碳酸盐岩与膏盐岩组合体系沉积模式揭示海侵期古隆起周缘是有利滩体发育区；③四川盆地灯影组断阶型台缘沉积模式揭示多组同沉积断裂控制灯二段阶梯状台缘形成，断块高部位发育厚层丘滩体；④塔里木盆地寒武系持续扩展型台缘沉积模式揭示轮南—富满地区台缘带经历了富泥质缓坡→低角度前积缓坡—弱镶边台地→垂向加积镶边台地→侧向前积镶边台地的演化。沉积模式新认识明确了三大古老海相克拉通盆地的古裂陷周缘丘滩带依然是增储上产和资源接替的重要领域，斜坡相重力流沉积、蒸发潟湖相泥灰岩等新领域是值得关注的勘探区带。沉积新模式的建立有力支撑了油气勘探部署，也为未来勘探提供了新方向、新思路。

近年来在鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组内幕（盐间及盐下段）取得了天然气勘探突破，深入研究天然气形成及演化过程对内幕天然气勘探具有重要意义。以大牛地马家沟组气田为研究对象，通过对内幕岩心、薄片中沥青的识别，烃类包裹体的产状及拉曼光谱测试，以及天然气地球化学指标分析，确定马家沟组天然气成因；综合油裂解气的形成条件以及区域埋藏史和热史模拟结果，分析马家沟组内幕油气形成和演化过程。研究表明：大牛地气田马家沟组缝洞储层中见沥青充填，方解石脉中也捕获了油、气和沥青三相烃类包裹体，均证实了存在油裂解气过程。马家沟组内幕天然气以油裂解气为主，主要来源于马三段沉积期膏盐洼海相烃源岩；早侏罗世烃源岩大量生油，早白垩世油裂解生成气，而且油气发生了TSR反应。受区域埋藏史和热史控制，研究区马家沟组烃源岩具有南部成熟早、北部成熟晚的特征，天然气具有沿区域走滑断裂由南向北运聚的趋势。

近年来，在川中地区中二叠统茅二段白云岩领域的天然气勘探获得重大突破，多口井测试获日产气超百万方，揭示了该领域具有巨大的勘探前景。然而，当前关于茅二段白云岩的成因争议依然较大，制约了白云岩储层的分布预测。以合川地区取心探井为重点研究对象，开展了基于岩心、薄片的岩石学特征精细描述，并优选具有代表性的白云岩和石灰岩样品开展了碳氧同位素、锶同位素、稀土元素和U-Pb定年分析，综合地质背景，明确了：①茅二段晶粒白云岩是孔隙的主要载体，厚度为1~25 m，不均匀发育于茅二段中上部。②白云石化流体为海源流体，白云石化作用发生于准同生期—早埋藏期。③茅二段白云岩的发育主要受沉积期台内古地貌相对高部位的滩体控制，滩体受到同生岩溶作用，潜流带发育大型岩溶缝洞系统，缝洞系统中充填的生屑颗粒、灰泥与富Mg²⁺海水在浅埋藏过程中发生白云石化作用形成白云岩。基于白云岩成因新认识，明确了中东部古地貌高部位是茅二段白云岩的有利发育区，为研究区白云岩储层分布预测提供了依据，有效指导了合川地区天然气的勘探部署。

走滑断裂带是塔里木盆地超深层碳酸盐岩领域重要的油气聚集带，近几年发现一种新型油藏——断裂破碎体油藏。断裂破碎体油藏天然能量不足，油藏产量递减快，亟需深化该类油藏的地质认识，探索新的开发方式，探究提高采收率的对策。以塔里木盆地富满油田12号、17号断裂带为解剖对象，通过露头、钻井、地震、岩心薄片、生产动态和试井等资料的综合研究，对断裂破碎体油藏的储集空间类型、内部结构特征及成藏特征进行精细表征，提出适用的提高采收率的对策。研究结果表明：①断裂破碎体油藏属于立式板状油藏，储层发育在断裂的核部及破碎带，其储集空间类型为由破碎作用形成的角砾间孔、空腔和构造缝；②超深断裂破碎体储集体原岩为致密岩相，特低孔渗的先存地层的原始地层水含量较低，后期无大气淡水溶蚀，使断裂破碎体油藏具有高油柱（可达上千米）、不含水或少含水的特征；③在地质认识、油藏精细描述和开发方式上，形成3个方面的转变：断控岩溶储层转变为破碎体储层；断溶体油藏描述转变为断裂破碎体油藏描述；注水开发转变为注气开发。

储层成岩作用影响孔隙发育、分布及储层质量。基于岩心和薄片观察、白云岩有序度分析、流体包裹体和碳氧稳定同位素等资料，系统开展了川西中部雷口坡组成岩作用研究。研究表明：①雷口坡组白云岩主要包括2种岩石类型：泥晶白云岩和泥晶藻砂屑（藻纹层）白云岩。白云石晶体有序度低、形成温度低，为准同生期白云石化作用形成。储集空间主要是沿藻格架、粒间孔及构造角砾间基础上发育的溶孔。②雷口坡组白云岩主要经历了破裂作用、白云石化作用、去白云石化作用、溶蚀作用、泥晶化作用、胶结作用、表生去膏化作用等成岩作用类型，其中构造破裂作用和溶蚀作用对储层物性起着改善作用，而深部溶蚀是深部次生孔隙发育的根本因素。③溶孔发育与构造角砾岩、构造裂缝发育具有强相关性。印支运动晚期，酸性流体沿破裂空间注入砂屑滩、藻纹层骨架等剩余孔隙发育区域形成次生溶孔；喜马拉雅运动早期，形成垂直裂缝和晚期构造角砾岩，发生晚期溶蚀作用及方解石脉体的充填；喜马拉雅运动晚期形成水平裂缝，进一步改善了储层物性。研究明确了川西中部雷口坡组白云岩储层的成岩序列及孔隙演化模式，提出“构造破裂-流体溶蚀-裂缝改造”三阶段的控储机制，为雷口坡组勘探生产提供地质依据。