气藏型储气库是国家能源战略部署重点，承担着天然气调峰保供的艰巨任务。圈闭密闭性是保障储气库安全运行的首要前提，但目前针对气藏型储气库圈闭密闭性的评价方法差异较大，尚未建立系统、完整的评价模式。在国内外大量储气库密闭性评价与监测研究的基础上，基于黄草峡储气库圈闭特点，从盖层密闭性与断层密闭性两方面出发，建立了“静态+动态”结合的气藏型储气库圈闭密闭性评价模式，形成了“监测井+微地震”协同监测方法，并根据监测数据及时动态调整储气库工作参数。通过构建的评价及监测模式，对黄草峡储气库圈闭密闭性进行了初步评价与监测部署，认为其圈闭密闭性良好，研究成果对于完善国内外各气藏型储气库密闭性评价与监测体系具有一定参考价值。

页岩油作为非常规油气勘探开发的重要领域之一，已经逐渐成为国内外各大油田主要研究对象。以庆城油田长7段为研究对象，其面临储层非均质性强、纵向隔夹层多、地质甜点刻画难等诸多问题。利用测井资料开展四性评价由来已久，能够从井筒对地质甜点进行定量表征，但随着勘探开发实践的不断深入，仅从井筒角度评价地质甜点已无法满足油田需求。针对这种情况，利用随钻伽马成像分析井眼轨迹与地层的位置关系并计算地层倾角，利用随钻电阻率探边判断地层边界范围、拾取井旁构造产状变化，利用随钻核磁实时精准测量储层孔隙度和流体饱和度，评价储层物性特征，形成了页岩油井周地质甜点评价技术。该技术在庆城油田页岩油水平井地质导向、射孔段簇优选中有着重要的指导意义，此研究思路和应用效果在其他非常规油气藏具有较好的推广价值。

玛北风城组页岩油已成为准噶尔盆地增储上产的重点接替领域，风城组储层基质物性较差，裂缝成为其高产的主控因素，针对不同的裂缝发育程度的储层需要采取差异化的配套压裂工艺。常规井震联合裂缝建模方法精度较低，难以定量表征多尺度分方位裂缝。为此，从以下方面开展研究： 1）依据井上分方位裂缝信息结合地震进行分方位裂缝建模，提高研究针对性； 2）开展构造演化分析及多信息约束的应力场反演，在应力场的驱动下模拟不同时期的裂缝发育情况； 3）通过神经网络深度学习的方法，将测井、地震、应力场三者裂缝信息有效融为一体，实现对于不同尺度、不同期次裂缝的精确表征。通过以上方法的应用，天然裂缝预测符合率提升至80%以上，支撑了M井区6口井的压裂方案设计。已投产井日产能提升22%以上，助力油田实现降本增效。

传统单震源地震勘探存在效率低下和抗干扰能力不足的问题，而多震源技术虽然提高了勘探效率，但因混叠噪声的干扰导致数据质量下降。为此，提出了两种优化方法以解决震源分离问题。方法一：通过融合FISTA算法与ALBM算法构建动态加权混合优化算法（ALFT），在保证精度的同时提升了收敛速度，并结合滤波法与反演法的优势，形成了“初值预判-迭代修正”的流程。实验结果表明，相较于直接迭代方法，该方法可使信噪比提升10%～25%，迭代时间减少33%。方法二：提出了一种CSA-UNet深度学习网络模型，该模型基于U-Net网络架构，引入注意力局部对比度模块以增强对有效信号特征的捕获能力，并结合局部熵离散点抑制机制剔除辅震源干扰。验证结果显示，无论是在模拟数据集（Sigsbee2B）还是真实数据集上，CSA-UNet的分离信噪比明显优于ALFT_a和U-Net，同时有效保护了地层反射信号结构。本文所提出的方法为多震源地震勘探提供了高效且高精度的解决方案，在复杂地质条件下的成像应用中具有重要意义。

常压页岩气地层能量弱，压后液相滞留易引发储层损害，加速单井产量递减，降低采收率。以渝东南常压页岩气为研究对象，基于压裂液损害机理，阐释了解堵增渗思路，进而提出页岩气层压裂液损害的亚临界或超临界水修复思路，将压后大量滞留于基质纳米孔和微裂缝的液相转化为亚临界或超临界水，提高水相流动性，并在水力裂缝周围溶孔促缝，提升气体流动能力。该方法充分考虑压后页岩气藏工程地质特征，可行性强。通过室内实验定量表征了亚临界或超临界水对页岩的溶孔促缝效果，可产生大量亚微米—微米级粒内和粒间溶蚀孔缝，孔隙度和渗透率大幅提升。论文揭示了该方法缓解压后页岩气藏水相圈闭损害的机理，包括高温热致裂和化学溶蚀作用。从与水力压裂产生协同效应和绿色低碳开发两方面，展望了该方法的矿场应用前景。

碳酸盐岩油气田在全球油气资源开发中占重要地位，碳酸盐岩储层油气产量占全球油气总产量的60%以上。以安岳气田磨溪区块灯四气藏为例，该气藏基质孔隙度低、缝洞发育、非均质性强，属于典型低渗缝洞型碳酸盐岩气藏，开发过程中存在气井堵塞频发、水侵与积液风险高、气井稳产能力差异大及储量动用不均衡等突出问题。为实现气藏开发早期稳产，围绕堵塞治理、水侵监控、气井分级分类、配产优化及储量均衡动用等方面开展系统研究。通过建立井口与井下两套解堵技术体系，实施水侵动态监测与积液判别，基于K-means聚类方法开展气井分级分类管控，并结合三维地质建模与数值模拟优化单井配产、部署产能接替井。现场应用表明，解堵措施恢复日产气量148×10⁴ m³，累计增产1.83×10⁸ m³。优化配产后气藏稳产期延长5.2 a，稳产期采出程度由6.14%提高至9.45%；结合剩余储量丰度分布共部署产能接替井16口，为提高储量动用程度和实现接替稳产提供了支撑。

假设油藏为矩形油藏，且封闭水体线性分布于油藏一侧，分别推导和建立了关于裂缝型碳酸盐岩油藏、缝洞型碳酸盐岩油藏的非稳态线性水侵模型。采用现代数学方法对模型进行求解，并编程绘制碳酸盐岩边水油藏的线性水侵曲线，对两类碳酸盐岩边水油藏的水侵曲线进行了对比分析以及绘制了无限大水体时的水侵曲线。此外，通过绘制不同参数下的缝洞型碳酸盐岩油藏水侵曲线，对该类油藏的水侵特征及水侵规律进行了分析。最后，结合塔里木盆地缝洞型碳酸盐岩边水油藏现场数据对水侵模型进行了实例应用分析。研究结果表明： 1）裂缝型碳酸盐岩油藏水侵曲线后期出现一个上升阶段，缝洞型碳酸盐岩油藏水侵曲线后期出现两个上升阶段； 2）窜流系数影响水侵曲线上升阶段出现的早晚； 3）储集系数影响水侵曲线相应阶段位置的高低； 4）水体距离影响水侵曲线后期所有阶段的位置高低；5）充分认识碳酸盐岩油藏边水水侵特征和水侵规律是合理高效开发碳酸盐岩油藏的重要保障。

构建精确表征不同类型储集体强非均质性的地质模型是深层缝洞型油藏高效开发的基础。目前储集体分类建模方法构建的地质模型主要基于静态数据，与实际生产动态不完全相符，存在模型连通特征与实测井间连通性局部不吻合，未充填溶洞物性参数不确定性大，模型计算单井井控储量与动态储量差异大等问题。为了提高深层缝洞型油藏地质模型与生产动态信息的吻合程度，分别以动态连通性和动态储量为约束，构建了基于退火模拟的模型优化方法和流程。利用示踪剂和生产动态判别的连通性特征，建立裂缝示踪剂传导数学模型，构建表征示踪剂传导数据与裂缝属性关系的目标函数，局部优化部分裂缝位置，使模型连通性与动态连通数据“定量地”一致；以单井或井组的动态储量为目标，对其控制范围内储集体进行孔隙度、体积或共同优化，提高未充填溶洞孔隙度精度，减小模型井控储量与动态储量差异。结果表明：典型区块地质模型优化后示踪剂模拟和实测曲线的吻合度达到86.3%，模型中井控储量与动态储量综合符合率提高到88.5%，实现了基于动态信息优化模型的目的，提高了地质模型表征精度，降低了模型不确定性，效果显著。

页岩气开发面临储层改造难度大、渗透率低等挑战，液氮压裂作为无水化储层改造技术可规避传统水力压裂的水敏损害和环境污染问题，但其热冲击效应对页岩力学劣化的影响机制尚不明晰。为研究液氮冻结作用下深层页岩气储层的力学强度变化规律和裂缝形态特征，通过单轴压缩实验与模拟测试了页岩温度、液氮循环次数及层理倾角下页岩的力学强度与破坏模式，分析了液氮冻结前后微观结构变化。结果表明，页岩劣化损伤特征受冷却时间、温差效应度及循环次数控制，表现为微裂纹扩展、裂纹网络复杂化及力学强度下降。高温差可以增强液氮对岩石力学强度的劣化作用。循环次数增加进一步加剧岩石基质损伤和强度弱化，但效应逐步减弱并趋于稳定。不同层理倾角显著影响页岩破坏模式，倾角60°时抗压强度最低，而倾角90°时表现出更高的力学强度。页岩非均质较强的情况，液氮作用能有效形成复杂缝网，降低力学强度。研究建立的“温度-循环-结构”协同损伤模型，为深层页岩储层液氮压裂的时间调控、循环参数优化、层理方位及非均质性效果提供了关键理论支撑。

为解决深埋高温低压系数碳酸盐储层常规酸压反应过快、作用距离短、导流能力低及压后返排困难等问题，在110℃、30 MPa条件下，分别以SC-CO₂、SC-CO₂+地层水对马家沟组致密碳酸盐岩进行浸泡，结合X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、纳米压痕与单轴抗压测试实验，构建矿物-微结构-微观和宏观力学的耦合演化机制。结果表明：纯SC-CO₂以去白云石化并伴随方解石二次沉淀为特征；加入地层水后转为碳酸溶蚀主导，表现为方解石择优溶解、白云石相对富集并可能再结晶。浸泡过程呈阶段性演化，早期去白云石化与次生沉淀，中期方解石溶蚀加剧伴随白云石的相对富集与重结晶，后期孔隙化与连通性增强并出现通道化。SEM显示表面由点蚀向沟槽与孔洞贯通演化，方解石反应性高于白云石。纳米压痕表明硬度与弹性模量呈幂律衰减，早期软化最强，随后短期回弹并再度软化。宏观力学同步劣化，抗压强度与弹性模量显著降低、泊松比升高，承载骨架弱化且塑性增强。

，针对低孔低渗、稠油等油藏，化学驱、气驱等方法受储层等条件限制，可引入纳米颗粒进行技术改进。为使业界进一步了解纳米颗粒如何提高采收率，对其机理进行了详细地阐述，主要包括：降低界面张力、结构分离压、改善润湿性、流体流变性和调剖作用。纳米颗粒吸附于油水界面时一方面可以降低油水界面张力提高采收率，另一方面可以形成位阻屏障提高乳液或泡沫的稳定性。纳米颗粒聚集于油、水、岩石三相接触区域时，依靠布朗运动和静电斥力产生结构分离压迫使油滴从岩石表面剥离，并吸附于岩石表面改善润湿性。纳米颗粒还可以通过吸附沥青质改善原油流变性，以及通过调剖扩大驱替范围。此外，还介绍了纳米颗粒提高采收率的国内外研究发展现状及现场应用。

多层合采是多产层气藏常用的开发方式，合理劈分各层产气量是气藏精细描述与气井单层产能评价的关键因素。已有的产量劈分方法存在一定的不足和缺陷： KH法和突变理论误差较大，适用性差；数值模拟法操作复杂，耗时较长；直接测量法成本高，且无法体现生产过程中各层产量贡献率变化情况。为提高多层合采气井产量劈分结果的准确度，利用气井动静态资料，建立一种新的基于节点分析的产量劈分方法。考虑各层储层性质对产量的约束，运用灰色关联分析法和层次分析法定量评价各层储层性质；基于气井多层合采节点分析方法，通过修正各层产能系数和带有约束的粒子群算法拟合实测产气量，进而求得各小层的产气量和产量贡献率。将该方法应用于延长气田，结果表明，该方法拟合的产量贡献率与产剖测试的误差更小，且能够反映各层产量贡献率随生产时间的变化。该方法适用于生产资料丰富，无产出剖面测试资料的合采气井，为气井单层产能评价提供更为精确的数据。

基于非均匀水平地应力条件下钻孔变形与地应力状态的关系，提出了一种基于钻孔变形的深层水平地应力反演方法。首先，基于经典Krisch井周应力方程和本构模型，推导了利用钻孔变形反演水平地应力的模型；其次，通过有限元方法对反演模型进行了验证；然后，采用有限元方法分析了井筒压力、地层岩性、水平差应力、井眼尺寸、井斜角等对水平地应力反演的影响；最后，以加拿大阿尔伯塔省两口直井实测数据检验了该方法的适用性。结果表明：非均匀水平地应力作用下井眼变形后呈椭圆形，水平地应力反演与椭圆长、短轴相关；有限元模拟验证了反演模型的准确性，最大和最小水平地应力反演误差分别为0.001%和0.052%；不同井筒压力、水平差应力、井眼尺寸和地层岩性对水平地应力反演几乎没有影响，其导致的反演误差<0.1%；但井斜角对地应力反演具有显著影响，当井斜角65°时，水平地应力反演误差<0.4%。两口实例井分析结果表明，最大和最小水平地应力反演误差<5.5%，进一步验证了该方法的准确性。研究为深层油气井水平地应力原位测量与反演提供了新思路和新方法。

竖向荷载作为常见却容易被忽视的危险因素会引起埋地PE管道失效。基于自主研发的管道试验平台，开展了含接头埋地PE管道-基土相互作用的缩尺模型试验，探究了竖向荷载作用下含接头埋地PE管道力学响应以及管-土耦合作用机制。试验结果表明，竖向荷载作用下埋地PE管道系统的破坏易始于接头部位，首先从接头焊缝处萌生微裂纹，随后在外力持续作用下裂纹沿焊缝定向扩展。荷载作用下管道发生的水平位移加剧管道变形，埋地PE管道在地面竖向荷载作用下沿轴线整体出现拉伸变形，管道纵向应变主要表现为管顶拉应变、管底压应变。由于土壤对荷载的消散作用，增加管道埋深可以有效减小地表竖向荷载对管道的破坏作用。

为探究交变压力下水泥环完整性失效过程和破坏形式，采用单（三）轴及循环载荷下水泥石应力-应变本构及力学参数实验结果建立生产套管-水泥环-技术套管三维力学模型，利用全尺寸失效实验分析验证水泥环在交变压力下的力学响应；采用CDP和界面分离准则分别模拟分析水泥环本体完整性和界面完整性。结果表明，水泥环本体损伤程度随压力峰值和循环次数的增加而增大，且拉伸损伤增长速率高于压缩损伤，拉伸损伤值达到最大值后，压缩损伤值随循环次数增加而继续增大，裂纹继续扩展；随着压力峰值的增大，损伤萌生及演变形成微环隙所需循环次数逐渐减少。压力峰值和循环次数增加均会导致水泥环完整性损伤，但压力峰值影响更大，直接破坏其完整性，循环次数是加剧损伤并演变至失效；水泥石的脆性特征及拉压强度差异是损伤程度增长速率出现差异的关键因素。

随着油藏的注水开发与过度开采，油井出水的问题日益凸显，通常采用堵水作业来提升油气采收率及水驱油效率。其中，选择性堵水剂由于其能够实现精准封堵水层，减少对储层的伤害，受到了广泛的关注。但目前现有选择性堵水剂的封堵强度及抗温性能有限，使得其在高温、高压地层中的应用受到了极大的限制。为此，基于倒相法的思路，以植物纤维与高强度聚合共混物为基础，研制了一种新型耐高温、高强度选择性液体堵水剂，该堵水剂能够实现遇水后从低黏液体转变为高强度固体材料的相态转变，从而实现精准封堵水层。同时对该堵水剂的选择性封堵成功率、耐温性能、抗压性能进行了评价。研究表明，该堵水剂具有良好的流动性，且能够实现水层的精准选择性封堵，同时其耐温可高达120℃，承压高达9.99 MPa，且阻水率高达100%。