南川复杂构造带常压页岩气藏受多期构造运动影响，地质条件复杂加大了效益开发的难度。针对储层构造复杂导致“甜点”钻遇率低、机械钻速低和地应力复杂导致压裂改造效果差等难题，提出了适用于南川复杂构造带常压页岩气地质特点的地质工程一体化做法。围绕常压页岩气效益开发要求，充分利用物探、地质、钻完井及压裂等多学科知识进行综合研究，建立了地质与工程相互找问题促进步、地质与工程相互找依据促增效两个维度交互融合的一体化流程，形成了以物探、地质、工程一体化为核心的复杂构造带常压页岩气关键开发技术。通过现场实践应用，复杂构造带水平井机械钻速和靶窗钻遇率大幅提高，压裂成本不断下降，气井改造效果和产能持续提升，实现了南川常压页岩气的效益开发，为渝东南盆缘复杂构造区常压页岩气藏高效开发提供了可借鉴的技术和经验。

为解决四川盆地川西坳陷须家河组五段（以下简称须五段）细粒沉积岩岩性复杂、“甜点”类型难以明确的问题，利用X射线衍射、岩石薄片、扫描电镜、物性、有机碳、元素分析等多种地质资料，结合岩心观察，在分析岩相类型和沉积古环境演化关系的基础上，划分了14种岩相类型，并基于页岩气评价参数对比分析，确定了发育“甜点”的主要岩相类型，为须五段陆相页岩气勘探指明了方向。结果表明：①川西坳陷须五段主要发育块状黏土质粉砂岩、块状混合沉积岩，其次为纹层混合沉积岩、纹层黏土质粉砂岩和块状粉砂质黏土岩；②须五段沉积环境经历了微咸水—浅水—干热、淡水—水体较深—湿润、微咸水—浅水—干热的演化过程，陆源输入先减少后增加，须五段中部是有机质富集的有利层段；③纹层黏土质粉砂岩和纹层混合沉积岩有机质含量较高，储集空间以碎屑颗粒溶孔为主，脆性矿物含量较高，可压裂性较好，是“甜点”发育的有利岩相类型。

以新场构造带须二段占比高、角度低、成因争议大，俗称“饼状”缝或“千层饼”缝的一类特殊形态裂缝为研究对象，采用精细岩心观察、薄片鉴定及宏微观特征对比分析方式对“饼状”缝进行分类，明确相应岩相特征及成因，并结合含气性差异探讨了其油气地质情况。分析认为“饼状”缝有3种：薄层“酥饼”缝发育在粗粒、高石英含量、顶底突变的单期水下分流河道中；中厚层不等距缝发育在细、中粒、粗粒高长石含量的叠置型水下分流河道中；中厚层等距缝发育在细、中粒富碳酸盐砂与贫碳酸盐砂互层沉积的水下分流河道或河口坝微相中。其中，前两者既改善了储层的渗透性，也增强了溶蚀作用，含气性较好，后者仅提高了渗透率，对基质孔隙影响较小，含气性差。“饼状”缝不是单纯的构造剪切缝或沉积层理缝，也非应力卸载缝，而是在沉积环境、构造应力和差异成岩的共同控制下形成的一种复合成因缝，因此，构造部位高，储层物性好的地区配合有效缝网压裂改造技术是未来很有潜力的勘探目标。

资阳东峰场地区须五段发育多期叠置河道，河道砂岩沉积相相变快、储层非均质性强、砂岩阻抗与泥岩阻抗差异小、储层地震响应特征复杂，且叠前地震道集资料品质差、缺少横波测井，前期利用常规叠后属性对河道砂体边界及优质储层分布特征刻画精度不高。针对以上问题，利用道集噪音压制、道集拉平、道集拓频优化处理技术获得了高品质叠前道集；采用基于改进XU-WHITE岩石物理理论模型的优化方法预测了横波速度，结合岩石物理分析，创新性构建了岩性和物性指示因子，并通过叠前三参数同时反演获得了岩性和物性地震预测体，精细刻画了砂体边界及展布，在有利相带控制下，利用物性预测属性，预测了致密砂岩储层“甜点”分布区。研究结果表明: ①基于高保真的道集优化处理可以获得可靠和符合AVO（振幅随偏移距变化）规律的叠前道集，为叠前反演奠定高质量基础资料；②基于改进XU-WHITE模型的横波速度预测技术，能够获取更精确的横波速度，更有利于岩石物理分析；③岩性和物性指示因子构建及反演技术可有效地实现致密砂岩储层岩性和物性精细刻画。该技术在资阳须五气藏致密砂岩刻画及储层“甜点”预测中获得了较好的效果，具有一定的推广应用价值。

川西坳陷合兴场气田须家河组二段（以下简称须二段）砂岩为超低孔、超低渗致密砂岩储层，裂缝较为发育且类型多样，裂缝的发育程度对天然气的运移、成藏及产能具有重要影响。为了优化研究区的勘探开发，综合利用岩心观察、薄片观察、成像测井分析、裂缝充填物包裹体分析等，对须二段裂缝发育特征及控制因素开展了研究。研究区的裂缝按照成因可分为构造裂缝、成岩裂缝和异常高压裂缝3大类，对应的发育时期分别为印支晚期、燕山中晚期和喜马拉雅期。构造裂缝具有裂缝延伸长、宽度大、充填程度较低的特征；成岩裂缝以层理缝为主，发育少量缝合线；异常高压裂缝发育较少，与生烃增压有关。在此基础上进一步明确了裂缝发育主控因素，构造裂缝的发育程度主要受构造变形、断裂、岩层厚度和相变等多方面因素的影响；成岩缝的发育程度主要受岩石相和岩层厚度的影响；异常高压缝发育程度主要受生烃增压的影响。结合研究区须二段构造样式和岩性组合，建立了须二段裂缝成因模式，研究区须二段的裂缝发育区在构造转折端、南北向断层附近的单层砂岩厚度适中带（砂泥互层、厚砂薄泥型）、南北向岩相变化带、异常压力发育区。

川西坳陷ZJ、XC、SF等气田的侏罗系气藏陆相砂岩储层致密，主要发育于三角洲平原—前缘分流河道中。物性相对较差的③类储层与围岩波阻抗叠置严重，往往形成中弱反射特征，地球物理特征隐蔽，精细刻画隐蔽河道分布是重要攻关方向。开展储层岩石物理特征分析及AVO（振幅随偏移距变化特征）道集正演，明确了不同类型储层与AVO类型之间的关系，确立了FN（远或近偏移距）叠加方法，在道集优化处理基础上，优选远或近道优势偏移距叠加，隐蔽河道识别能力明显提升。利用体分频像素成像技术开展隐蔽河道精细刻画，河道成像效果明显改善。技术应用准确落实了隐蔽河道分布，精细刻画出河道的外形及边界，发现多条新河道，并被实钻所证实，拓展了新的勘探开发阵地。

川西坳陷新场须家河组二段致密砂岩储层具有非均质性强、储层薄等特点。前期直接通过地震属性和反演技术转换得到的岩性和物性结果受个人认识和解释精度的限制，其解释结果常常无法满足气藏精细开发需求。针对上述问题，以叠前岩性和物性敏感参数作为学习标本，将叠前反演技术与机器深度学习技术相结合，利用机器深度学习算法构建解释模型，最终实现砂岩厚度和储层量化预测。该方法有效提高储层预测分辨率、预测精度，其预测结果为沉积微相研究、成藏分析及井位部署等提供了有效的支撑，在新场须家河组二段气藏开发中取得较好的应用效果，为岩性和储层量化预测提供了新思路，对其他气田气藏开发起到良好的借鉴作用。

中江气田沙溪庙组气藏勘探开发潜力较大，但以特低孔特低渗储层为主，储层非均质性较强。针对前期岩性和含气性识别可靠性不高、储层孔隙度和厚度预测结果精度较低等问题，开展了较系统的地震岩石物理分析。主要通过正演模拟、流体替换和岩石物理量版等技术手段，进行了储层预测可行性分析，明确了地震弹性参数与气藏岩性参数、储集参数的具体关系，优选了岩性、物性和含气性敏感参数，建立了储层定性预测模式和定量预测模式，即采用最大波谷属性、最小波阻抗属性和最小纵横波速度比预测储层展布。采用纵横波速度比-纵波阻抗交会识别岩性和含气性，并且用纵横波速度比拟合或协模拟定量预测泥质含量，在砂岩内采用纵波阻抗拟合或协模拟定量预测孔隙度，在含气砂岩内采用Lamda/Mu（拉梅系数/剪切模量）拟合或协模拟定量预测含气饱和度，为研究区沙溪庙组储层精细预测夯实了基础。

由于对裂缝发育程度预估不足，严重地影响了威荣页岩气田的勘探开发效果，加强裂缝预测方面的研究已刻不容缓。应用叠后地震倾角方位属性对WY23平台开展了裂缝检测，并对检测效果从地质、地震、测井以及工程4个方面进行了可信度评价。结果表明，裂缝具有层控特点，大致以③小层顶面为界，裂缝可划分出上下2套裂缝系统，这2套裂缝系统在剖面上均相向而倾，且走向集中在310°，倾角均小于20°，是北东—南西向挤压作用的结果。应用该方法进行裂缝检测，可信度较高，可在WY23以外的开发平台推广和应用。

页岩气藏水力压裂后大量压裂液滞留在基岩孔隙和压裂诱导裂缝内。目前页岩气藏压裂液微观赋存机理认识不清，导致难以准确认识返排过程中页岩气井压裂液返排率差异。建立页岩气藏多尺度孔缝介质压裂液微观赋存分析方法，揭示页岩气藏压裂液微观赋存机理。建立同时考虑岩石-流体作用力和气水界面毛管力的单孔隙气水赋存分析方法，进一步拓展至孔隙网络，采用侵入逾渗研究基岩压裂液赋存模式。基于水力压裂诱导裂缝CT扫描成像结果，采用水平集气、水界面追踪方法计算不同返排压力下气水分布，研究诱导裂缝压裂液赋存模式。研究结果表明：基岩系统返排率呈现缓慢上升—快速上升—趋于平缓的趋势。压裂液主要呈现水相饱和孔隙赋存、角落水相赋存、水膜状赋存3种赋存模式；压裂诱导裂缝系统返排率主要受诱导裂缝周围孔隙连通性影响，呈现快速上升后趋于平缓趋势。滞留压裂液主要赋存在水力压裂诱导裂缝周围盲端基质孔隙。

吸附气是页岩气赋存在页岩中的主要方式之一，而且吸附气是页岩气后期产量的主要来源。吸附气主要赋存在页岩有机质干酪根和黏土矿物中，而有机质干酪根中吸附比例较大。因此，研究页岩有机质干酪根的特征及其吸附机理对页岩气开发有重要作用。以四川盆地龙马溪组页岩干酪根为研究对象，通过固体核磁共振谱分析实验、傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析实验、X射线光电子能谱（XPS）实验相结合的方法表征干酪根的微观结构，构建了干酪根的分子结构模型。利用磁悬浮重量法实验、巨正则系综蒙特卡洛（GCMC）和分子动力学（MD）的分子模拟方法，分析CH₄在龙马溪组页岩干酪根的吸附机理及特征。研究结果表明：龙马溪组页岩实验样品干酪根的分子式为C₂₃₇H₂₁₉O₂₁N₅S₄；CH₄在干酪根中的超额吸附量随着压力的增加先升高后降低；相同孔径和压力条件下，随着温度的升高，CH₄的超额吸附量和总气量逐渐变小；干酪根中的C原子和S原子是造成CH₄吸附的主要原因；靠近干酪根孔壁的CH₄呈现吸附态，远离干酪根孔壁的CH₄呈现游离态，随着孔径的增加，CH₄密度的两峰之间的距离逐渐变宽，峰值逐渐下降。

针对常压页岩气井产气递减规律不明确、预测困难等问题，将产量递减模型与机器学习方法相结合，建立了一种新的页岩气井产量递减模型与LSTM（长短时间记忆神经网络）模型耦合预测方法。首先，依据页岩气井产水特点将南川常压页岩气井分为2类，类型1气井早期气水同产，后期产水明显减少，类型2气井长时间气水同产；其次，基于双对数诊断曲线和特征曲线明确气井的流动阶段，并采用7种常用的气井产量递减模型对不同类型页岩气井进行产量分析；最后，将递减模型的误差作为LSTM模型的输入，叠加得到耦合方法下产量预测。结果表明：拟稳态流动阶段的类型1的X1气井，优选递减模型为改进双曲递减模型和AKB递减模型，线性流动阶段的类型2的X2气井，优选SEPD（扩展指数递减）模型和Duong递减模型；对于递减模型误差较大时，耦合LSTM模型后，页岩气井产量预测精度明显提高，而递减模型误差较小时效果不显著。

针对不同条件下的双井同步水力压裂裂缝扩展及演化规律尚不明确，裂缝之间的相互作用会引起裂缝重新定向，影响水力压裂效果等问题。通过离散元法，研究不同因素影响下裂缝扩展规律及破坏模式。结果表明：当井间连线与最大主应力夹角θ为0°时，在水平应力差的影响下井壁周围应力分为2个阶段：裂缝相交前稳定阶段以及裂缝相交后急剧上升阶段。随着水平主应力差减小，破坏模式由单一裂缝转变为多裂缝破坏。当θ不为0°时，由于地层的地应力场发生改变，进而引起裂缝偏转，形成连通两井的倾斜裂缝。在压裂过程中裂缝的扩展对周围区域施加较大的应力，而局部应力状态大小和方向的改变都因主裂缝的扩展而改变，使裂缝偏离最大主应力方向扩展。

四川盆地东南缘（简称川东南）地区五峰组—龙马溪组发育以武隆残留向斜型常压页岩气藏和涪陵背斜型高压页岩气藏为代表的2种页岩气藏类型。基于地质工程一体化思路，利用页岩埋藏史、钻井及水平井压裂参数等资料，根据常压页岩气地质特点，开展常压页岩气藏成因分析及形成机理研究，结合2口页岩气水平井的实际生产效果，优化了常压页岩气藏压裂工艺参数，并得出结论：①川东南地区五峰组—龙马溪组常压页岩气藏主要经过燕山期和喜山期两期构造作用破坏调整形成；②构造抬升导致的页岩气逸散是形成常压页岩气的主要原因；③武隆常压页岩气藏与Marcellus（马塞勒斯）常压页岩气藏地质特点相似，但开发效果差异较大，压裂规模模拟表明武隆常压页岩气藏需进一步优化水平井分段压裂参数、提高单井产量、降低开发成本，有望实现有效开发。

由于目前缺乏可靠的致密油水平井温度剖面预测模型、对致密油水平井温度剖面影响规律认识不清，导致基于分布式光纤的致密油水平井产出剖面定量评价仍是一项技术难题。鉴于此，创建了考虑多种微热效应的致密油水平井温度剖面预测模型，探究了井筒温度剖面受不同单因素变化的影响，通过正交试验，确定不同因素的敏感性由强到弱依次为：产量、裂缝半长、储层渗透率、井筒直径、水平倾角、裂缝导流能力、储层总导热系数（Q>x_f>K>D>θ>F_CD>K_t），明确了影响致密油水平井温度剖面的主控因素为裂缝半长和储层渗透率。研究成果为定量分析致密油水平井井筒流动剖面、人工裂缝等参数提供了可用温度模型和理论支撑。

压驱注水井底压力分析对压驱效果评价与储层参数反演具有重要的意义。为了获得压驱注水井井底压力响应和压驱注水产生的动态裂缝参数，从裂缝扩展角度出发，运用渗流力学理论与数值模拟方法，在考虑裂缝扩展、裂缝形态、注入流体滤失等因素影响的基础上，形成了考虑压驱注水诱发裂缝影响的注水井压力分析模型，获得了压驱注水井井底压力响应，分别分析了注入流量、产液量、地层渗透率和井距因素对压力的影响，并将其运用于实际压驱井，以验证模型的准确性。研究发现：压驱注水井流体流动分为5个流动阶段，分别为压驱起裂初期阶段、裂缝扩展阶段、线性流动阶段、过渡流动阶段和边界控制流动阶段；随着注入流量的增大，裂缝扩展阶段越明显，且产液量越大，在压驱注水后期双对数压力分析曲线上翘幅度越小。该研究对压驱注水开发低渗透油藏不稳定渗流机理的研究和认识具有重要的意义，对注水井动态裂缝对水井井底压力的影响研究具有一定意义。

受作业环境限制，海上水平井分段压裂技术仍处于探索阶段，水平井实施后的压裂效果对水平井产能有着显著影响，如何评价压裂效果以指导水平井的压裂开发，是当前急需解决的问题。首先介绍了东海平湖区块低渗透储层地质概况及该区块第1口裸眼水平井分段压裂的施工过程，其次采用SPEE（国际石油工程评价委员会）最新的压裂效果评价方法对该口多段压裂水平井的压裂效果进行评价，通过对该井压裂施工参数的分析及压裂前后EUR（最终可采储量）的对比，得出该口水平井压裂后的气采收率较压裂前提高了9.3 %，油采收率提高了6.6 %，证明了该压裂效果评价方法的正确性与可靠性。东海平湖区块第1口裸眼水平井分段压裂及压裂效果评价的成功，为今后海上低渗透储层水平井分段压裂开发奠定了基础。