❶ 石油钻井技术
《中国国土资源报》2007年1月29日3版刊登了“新型地质导向钻井系统研制成功”的消息。这套系统由3个子系统组成：新型正脉冲无线随钻测斜系统、测传马达及无线接收系统、地面信息处理与决策系统。它具有测量、传输和导向三大功能。在研制过程中连续进行了4次地质导向钻井实验和钻水平井的工业化应用，取得成功。这一成果的取得标志着我国在定向钻井技术上取得重大突破。
2.3.1.1 地质导向钻井技术
地质导向钻井技术是20世纪90年代发展起来的前沿钻井技术，其核心是用随钻定向测量数据和随钻地层评价测井数据以人机对话方式来控制井眼轨迹。与普通的定向钻井技术不同之处是，它以井下实际地质特征来确定和控制井眼轨迹，而不是按预先设计的井眼轨迹进行钻井。地质导向钻井技术能使井眼轨迹避开地层界面和地层流体界面始终位于产层内，从而可以精确地控制井下钻具命中最佳地质目标。实现地质导向钻井的几项关键技术是随钻测量、随钻测井技术，旋转导向闭环控制系统等。
随钻测量（MWD）的两项基本任务是测量井斜和钻井方位，其井下部分主要由探管、脉冲器、动力短节（或电池筒）和井底钻压短节组成，探管内包含各种传感器，如井斜、方位、温度、震动传感器等。探管内的微处理器对各种传感器传来的信号进行放大并处理，将其转换成十进制，再转换成二进制数码，并按事先设定好的编码顺序把所有数据排列好。脉冲器用来传输脉冲信号，并接受地面指令。它是实现地面与井下双向通讯并将井下资料实时传输到地面的唯一通道。井下动力部分有锂电池或涡轮发电机两种，其作用是为井下各种传感器和电子元件供电。井底钻压短节用于测定井底钻压和井底扭矩。
随钻测井系统（LWD）是当代石油钻井最新技术之一。Schlumberger公司生产的双补偿电阻率仪CDR和双补偿中子密度仪CDN两种测井系统代表了当今随钻测井系统的最高水平。CDR和CDN可以单独使用也可以两项一起与MWD联合使用。LWD的CDR系统用电磁波传送信息，整套系统安装在一特制的无磁钻铤或短节内。该系统主要包括电池筒、伽马传感器、电导率测量总成和探管。它主要测量并实时传输地层的伽马曲线和深、浅电阻率曲线。对这些曲线进行分析，可以马上判断出地层的岩性并在一定程度上判断地层流体的类型。LWD的CDN系统用来测量地层密度曲线和中子孔隙度曲线。利用这两种曲线可以进一步鉴定地层岩性，判断地层的孔隙度、地层流体的性质和地层的渗透率。
旋转导向钻井系统（Steerable Rotary Drilling System）或旋转闭环系统（Rotary Closed Loop System，RCLS）。常规定向钻井技术使用导向弯外壳马达控制钻井方向施工定向井。钻进时，导向马达以“滑行”和“旋转”两种模式运转。滑行模式用来改变井的方位和井斜，旋转模式用来沿固定方向钻进。其缺点是用滑行模式钻进时，机械钻速只有旋转模式钻进时的50%，不仅钻进效率低，而且钻头选择受到限制，井眼净化效果及井眼质量也差。旋转导向闭环钻井系统完全避免了上述缺点。旋转导向钻井系统的研制成功使定向井钻井轨迹的控制从借助起下钻时人工更换钻具弯接头和工具面向角来改变方位角和顶角的阶段，进入到利用电、液或泥浆脉冲信号从地面随时改变方位角和顶角的阶段。从而使定向井钻井进入了真正的导向钻井方式。在定向井钻井技术发展过程中，如果说井下钻井马达的问世和应用使定向钻井成为现实的话，那么可转向井下钻井马达的问世和应用则大大提高了井眼的控制能力和自动化水平并减少了提下钻次数。旋转导向钻井系统钻井轨迹控制机理和闭环系统如图2.5所示。
目前从事旋转导向钻井系统研制的公司有：Amoco、Camco、Baker Hughes Inteq、Cambridge Drilling Automation以及DDD Stabilizers等。这些公司的旋转导向闭环钻井系统按定向方法又可分为自动动力定向和人工定向。自动动力定向一般由确定钻具前进方向的测量仪表、动力源和调节钻具方向的执行机构组成。人工定向系统定向类似于导向马达定向方法，需要在每次连接钻杆时进行定向。两种定向系统的定向控制原理都是通过给钻头施加直接或间接侧向力使钻头倾斜来实现的（图2.6）。按具体的导向方式又可划分为推靠式和指向式两种。地质导向钻井技术使水平钻井、大位移钻井、分支井钻井得到广泛应用。大位移井钻井技术和多分支井钻井技术代表了水平钻井技术的最新成果水平。
图2.5 旋转导向闭环系统
（1）水平井钻井技术
目前，国外水平钻井技术已发展成为一项常规技术。美国的水平井技术成功率已达90%～95%。用于水平井钻进的井下动力钻具近年来取得了长足进步，大功率串联马达及加长马达、转弯灵活的铰接式马达以及用于地质导向钻井的仪表化马达相继研制成功并投入使用。为满足所有导向钻具和中曲率半径造斜钻具的要求，使用调角度的马达弯外壳取代了原来的固定弯外壳；为获得更好的定向测量，用非磁性马达取代了磁性马达。研制了耐磨损、抗冲击的新型水平井钻头。
图2.6 旋转导向钻井系统定向轨迹控制原理
（2）大位移井钻井技术
大位移井通常是指水平位移与井的垂深之比（HD/TVD）≥2的井。大位移井顶角≥86°时称为大位移水平井。HD/TVD≥3的井称为高水垂比大位移井。大位移井钻井技术是定向井、水平井、深井、超深井钻井技术的综合集成应用。现代高新钻井技术，随钻测井技术（LWD）、旋转导向钻井系统（SRD）、随钻环空压力测量（PWD）等在大位移井钻井过程中的集成应用，代表了当今世界钻井技术的一个高峰。目前世界上钻成水平位移最大的大位移井，水平位移达到10728m，斜深达11287m，该记录是BP阿莫科公司于1999年在英国Wytch Farm油田M-16井中创造的（图2.7所示）。三维多目标大位移井也有成功的例子。如挪威Gullfalks油田B29大位移井，就是将原计划用2口井开发该油田西部和北部油藏的方案改为一口井开采方案后钻成的。为了钻成这口井，制定了一套能够钻达所有目标并最大限度地减少摩阻和扭矩的钻井设计方案。根据该方案，把2630m长的水平井段钻到7500m深度，穿过6个目标区，总的方位角变化量达160°。
图2.7 M-16井井身轨迹
我国从1996年12月开始，先后在南海东部海域油田进行了大位移井开发试验，截至2005年底，已成功钻成21口大位移井，其中高水垂比大位移井5口。为开发西江24-1含油构造实施的8口大位移井，其井深均超过8600m，水平位移都超过了7300m，水垂比均大于2.6，其中西江24-3-A4井水平位移达到了8063m，创造了当时（1997年）的大位移井世界纪录。大位移井钻井涉及的关键技术有很多，国内外目前研究的热点问题包括：钻井设备的适应性和综合运用能力、大斜度（大于80°）长裸眼钻进过程中井眼稳定和水平段延伸极限的理论分析与计算、大位移井钻井钻具摩擦阻力/扭矩的计算和减阻、成井过程中套管下入难度大及套管磨损严重等。此外大位移井钻井过程中的测量和定向控制、最优的井身剖面（结构）设计、钻柱设计、钻井液性能选择及井眼净化、泥浆固控、定向钻井优化、测量、钻柱振动等问题也处在不断探索研究之中。
（3）分支井钻井技术
多分支井钻井技术产生于20世纪70年代，并于90年代随着中、小曲率半径水平定向井钻进技术的发展逐渐成熟起来。多分支井钻井是水平井技术的集成发展。多分支井是指在一个主井眼（直井、定向井、水平井）中钻出若干进入油（气）藏的分支井眼。其主要优点是能够进一步扩大井眼同油气层的接触面积、减小各向异性的影响、降低水锥水串、降低钻井成本，而且可以分层开采。目前，全世界已钻成上千口分支井，最多的有10个分支。多分支井可以从一个井眼中获得最大的总水平位移，在相同或不同方向上钻穿不同深度的多层油气层。多分支井井眼较短，大部分是尾管和裸眼完井，而且一般为砂岩油藏。
多分支井最早是从简单的套管段铣开窗侧钻、裸眼完井开始的。因其存在无法重入各个分支井和无法解决井壁坍塌等问题，后经不断研究探索，1993年以来预开窗侧钻分支井、固井回接至主井筒套管技术得到推广应用。该技术具有主井筒与分支井筒间的机械连接性、水力完整性和选择重入性，能够满足钻井、固井、测井、试油、注水、油层改造、修井和分层开采的要求。目前，国外常用的多分支系统主要有：非重入多分支系统（NAMLS），双管柱多分支系统（DSMLS），分支重入系统（LRS），分支回接系统（LTBS）。目前国外主要采用4种方式钻多分支井：①开窗侧钻；②预设窗口；③裸眼侧钻；④井下分支系统（Down Hole Splitter System）。
2.3.1.2 连续管钻井（CTD）技术
连续管钻井技术又叫柔性钻杆钻井技术。开始于20世纪60年代，最早研制和试用这一技术钻井的有法国、美国和匈牙利。早期法国连续管钻进技术最先进，1966年投入工业性试验，70年代就研制出各种连续管钻机，重点用于海洋钻进。当时法国制造的连续管单根长度达到550m。美国、匈牙利制造的连续管和法国的类型基本相同，单根长度只有20～30m。
早期研制的连续管有两种形式。一种是供孔底电钻使用，由4层组成，最内层为橡胶或橡胶金属软管的心管，孔底电机动力线就埋设在心管内；心管外是用2层钢丝和橡胶贴合而成的防爆层；再外层是钢丝骨架层，用于承受拉力和扭矩；最外层是防护胶层，其作用是防水并保护钢丝。另一种是供孔底涡轮钻具使用的，因不需要埋设动力电缆，其结构要比第一种简单得多。第四届国际石油会议之后，美国等西方国家把注意力集中在发展小井眼井上，限制了无杆电钻的发展。连续管钻井技术的研究也放慢了脚步。我国于20世纪70年代曾开展无杆电钻和连续管钻井技术的研究。勘探所与青岛橡胶六厂合作研制的多种规格的柔性钻杆，经过单项性能试验后，于1975年初步用于涡轮钻。1978年12月成功用于海上柔性钻杆孔底电钻，并建造了我国第一台柔杆钻机钻探船。1979～1984年勘探所联合清华大学电力工程系、青岛橡胶六厂研究所和北京地质局修配厂共同研制了DRD-65型柔管钻机和柔性钻杆。DRD-65型柔管钻机主要有柔性钻杆、Φ146mm潜孔电钻、钻塔、柔杆绞车及波浪补偿器、泥浆泵、电控系统和液控系统等部分组成。研制的柔性钻杆主要由橡胶、橡胶布层、钢丝绳及动力线组成。拉力由柔杆中的钢丝骨架层承担，钢丝绳为0.7mm×7股，直径2.1mm，每根拉力不小于4350N，总数为134根，计算拉力为500kN，试验拉力为360kN。钻进过程中，柔性钻杆起的作用为：起下钻具、承受反扭矩、引导冲洗液进入孔底、通过设于柔性钻杆壁内的电缆向孔底电钻输送电力驱动潜孔电钻运转、向地表传送井底钻井参数等。
柔性钻杆性能参数为：内径32mm；抗扭矩不小于1030N·m；外径85～90mm；单位质量13kg/m；抗内压（工作压力）40kg/cm2，曲率半径不大于0.75m，抗外压不小于10kg/cm2；弯曲度：两弯曲形成的夹角不大于120°；额定拉力1000kN；柔杆内埋设动力导线3组，每组15mm2，信号线二根；柔杆单根长度为40、80m两种规格。
Φ146mm型柔杆钻机由Φ127mm电动机、减速器、液压平衡器和减震器组成。动力是潜孔电钻，它直接带动钻头潜入孔底钻井。Φ146mm孔底电钻是外通水式，通水间隙宽5mm，通水横断面积为2055mm2。
与常规钻井技术相比，连续管钻井应用于石油钻探具有以下优点：欠平衡钻井时比常规钻井更安全；因省去了提下钻作业程序，可大大节省钻井辅助时间，缩短作业周期；连续管钻井技术为孔底动力电钻的发展及孔底钻进参数的测量提供了方便条件；在制作连续管时，电缆及测井信号线就事先埋设在连续管壁内，因此也可以说连续管本身就是以钢丝为骨架的电缆，通过它可以很方便地向孔底动力电钻输送电力，也可以很方便地实现地面与孔底的信息传递；因不需拧卸钻杆，因此在钻进及提下钻过程中可以始终保持冲洗液循环，对保持井壁稳定、减少孔内事故意义重大；海上钻探时，可以补偿海浪对钻井船的漂移影响；避免了回转钻杆柱的功率损失，可以提高能量利用率，深孔钻进时效果更明显。正是由于连续管钻井技术有上述优点，加之油田勘探需要以及相关基础工业技术的发展为连续管技术提供了进一步发展的条件，在经过了一段时间的沉寂之后，20世纪80年代末90年代初，连续管钻井技术又呈现出飞速发展之势。其油田勘探工作量年增长量达到20%。连续管钻井技术研究应用进展情况简述如下。
1）数据和动力传输热塑复合连续管研制成功。这种连续管是由壳牌国际勘探公司与航空开发公司于1999年在热塑复合连续管基础上开始研制的。它由热塑衬管和缠绕在外面的碳或玻璃热塑复合层组成。中层含有3根铜质导线、导线被玻璃复合层隔开。碳复合层的作用是提供强度、刚度和电屏蔽。玻璃复合层的作用是保证强度和电隔离。最外层是保护层。这种连续管可载荷1.5kV电压，输出功率20kW，传输距离可达7km，耐温150℃。每根连续管之间用一种特制接头进行连接。接头由一个钢制的内金属部件和管子端部的金属环组成。这种连续管主要用于潜孔电钻钻井。新研制的数据和动力传输连续管改变了过去用潜孔电钻钻井时，电缆在连续管内孔输送电力影响冲洗液循环的缺点。
2）井下钻具和钻具组合取得新进展。XL技术公司研制成功一种连续管钻井的电动井下钻具组合。该钻具组合主要由电动马达、压力传感器、温度传感器和震动传感器组成。适用于3.75in井眼的电动井下马达已交付使用。下一步设想是把这种新型电动马达用于一种新的闭环钻井系统。这种电动井下钻具组合具有许多优点：不用钻井液作为动力介质，对钻井液性能没有特殊要求，因而是欠平衡钻井和海上钻井的理想工具；可在高温下作业，振动小，马达寿命长；闭环钻井时借助连续管内设电缆可把测量数据实时传送到井口操纵台，便于对井底电动马达进行灵活控制，因而可使钻井效率达到最佳；Sperry sun钻井服务公司研制了一种连续管钻井用的新的导向钻具组合。这种钻具组合由专门设计的下部阳螺纹泥浆马达和长保径的PDC钻头组成。长保径钻头起一个近钻头稳定器的作用，可以大幅度降低振动，提高井眼质量和机械钻速。泥浆马达有一个特制的轴承组和轴，与长保径钻头匹配时能降低马达的弯曲角而不影响定向性能。在大尺寸井眼（＞6in）中进行的现场试验证明，导向钻具组合具有机械钻速高、井眼质量好、井下振动小、钻头寿命长、设备可靠性较高等优点。另外还研制成功了一种连续软管欠平衡钻井用的绳索式井底钻具组合。该钻具组合外径为in上部与外径2in或in的连续管配用，下部接钻铤和in钻头。该钻具组合由电缆式遥控器、稳定的MWD仪器、有效的电子定向器及其他参数测量和传输器件组成。电缆通过连续管内孔下入孔底，能实时监测并处理工具面向角、钻井顶角、方位角、自然伽马、温度、径向振动频率、套管接箍定位、程序状态指令、管内与环空压差等参数。钻具的电子方位器能在钻井时在导向泥浆马达连续旋转的情况下测量并提供井斜和方位两种参数。
其他方面的新进展包括：连续管钻井技术成功用于超高压层侧钻；增加连续管钻井位移的新工具研制成功；连续管钻井与欠平衡钻井技术结合打水平井取得好效果；适于连续管钻井的混合钻机研制成功；连续管钻井理论取得新突破。
2.3.1.3 石油勘探小井眼钻井技术
石油部门通常把70%的井段直径小于177.8mm的井称为小井眼井。由于小井眼比传统的石油钻井所需钻井设备小且少、钻探耗材少、井场占地面积小，从而可以节约大量勘探开发成本，实践证明可节约成本30%左右，一些边远地区探井可节约50%～75%。因此小井眼井应用领域和应用面越来越大。目前小井眼井主要用于：①以获取地质资料为主要目的的环境比较恶劣的新探区或边际探区探井；②600～1000m浅油气藏开发；③低压、低渗、低产油气藏开发；④老油气田挖潜改造等。
2.3.1.4 套管钻井技术
套管钻井就是以套管柱取代钻杆柱实施钻井作业的钻井技术。不言而喻套管钻井的实质是不提钻换钻头及钻具的钻进技术。套管钻井思想的由来是受早期（18世纪中期钢丝绳冲击钻进方法用于石油勘探，19世纪末期转盘回转钻井方法开始出现并用于石油钻井）钢丝绳冲击钻进（顿钻时代）提下钻速度快，转盘回转钻进井眼清洁且钻进速度快的启发而产生的。1950年在这一思想的启发下，人们开始在陆上钻石油井时，用套管带钻头钻穿油层到设计孔深，然后将管子固定在井中成井，钻头也不回收。后来，Sperry-sun钻井服务公司和Tesco公司根据这一钻井原理各自开发出套管钻井技术并制定了各自的套管钻井技术发展战略。2000年，Tesco公司将4.5～13.375in的套管钻井技术推向市场，为世界各地的油田勘探服务。真正意义的套管钻井技术从投放市场至今还不到10年时间。
套管钻井技术的特点和优势可归纳如下。
1）钻进过程中不用起下钻，只利用绞车系统起下钻头和孔内钻具组合，因而可节省钻井时间和钻井费用。钻进完成后即等于下套管作业完成，可节省完井时间和完井费用。
2）可减少常规钻井工艺存在的诸如井壁坍塌、井壁冲刷、井壁键槽和台阶等事故隐患。
3）钻进全过程及起下井底钻具时都能保持泥浆连续循环，有利于防止钻屑聚集，减少井涌发生。套管与井壁之间环状间隙小，可改善水力参数，提高泥浆上返速度，改善井眼清洗效果。
套管钻井分为3种类型：普通套管钻井技术、阶段套管或尾管钻井技术和全程套管钻井技术。普通套管钻井是指在对钻机和钻具做少许改造的基础上，用套管作为钻柱接上方钻杆和钻头进行钻井。这种方式主要用于钻小井眼井。尾管钻井技术是指在钻井过程中，当钻入破碎带或涌水层段而无法正常钻进时，在钻柱下端连接一段套管和一种特制工具，打完这一段起出钻头把套管留在井内并固井的钻井技术。其目的是为了封隔破碎带和水层，保证孔内安全并维持正常钻进。通常所说的套管钻井技术是指全程套管钻井技术。全程套管钻井技术使用特制的套管钻机、钻具和钻头，利用套管作为水利通道，采用绳索式钻井马达作业的一种钻井工艺。目前，研究和开发这种钻井技术的主要是加拿大的Tesco公司，并在海上进行过钻井，达到了降低成本的目的。但是这种钻井技术目前仍处于研究完善阶段，还存在许多问题有待研究解决。这些问题主要包括：①不能进行常规的电缆测井；②钻头泥包问题严重，至今没有可靠的解决办法；③加压钻进时，底部套管会产生横向振动，致使套管和套管接头损坏，目前还没有找到解决消除或减轻套管横向振动的可靠方法；④由于套管钻进不使用钻铤，加压困难，所以机械钻速低于常规钻杆钻井；部分抵消了套管钻进提下钻节省的时间；⑤套管钻井主要用于钻进破碎带和涌水地层，其应用范围还不大。
我国中石油系统的研究机构也在探索研究套管钻井技术，但至今还没有见到公开报道的成果。目前，套管钻井技术的研究内容，除了研制专用套管钻机和钻具外，重点针对上述问题开展。一是进行钻头的研究以解决钻头泥包问题；二是研究防止套管横向振动的措施；三是研究提高套管钻井机械钻速的有效办法；四是研究套管钻井固井办法。
套管钻井应用实例：2001年，美国谢夫隆生产公司利用加拿大Tesco公司的套管钻井技术在墨西哥湾打了2口定向井（A-12和A-13井）。两井成井深度分别为3222×30.48cm和3728×30.48cm。为了进行对比分析，又用常规方法打了一口A-14井，结果显示，同样深度A-14井用时75.5h，A-13井用时59.5h。表层井段钻速比较，A-12 井的平均机械钻速为141ft/h，A-13井为187ft/h，A-14井为159ft/h。这说明套管钻井的机械钻速与常规方法机械钻速基本相同。但钻遇硬地层后套管钻井，钻压增加到6.75t，致使扩眼器切削齿损坏，钻速降低很多。BP公司用套管钻井技术在怀俄明州钻了5口井。井深为8200～9500ft，且都是从井口钻到油层井段。钻进过程中遇到了钻头泥包和套管振动问题。
此外，膨胀套管技术也是近年来发展起来的一种新技术，主要用于钻井过程中隔离漏失、涌水、遇水膨胀缩经、破碎掉块易坍塌等地层以及石油开采时油管的修复。勘探所与中国地质大学合作已立项开展这方面的研究工作。
2.3.1.5 石油钻机的新发展
国外20世纪60年代末研制成功了AC-SCR-DC电驱动钻机，并首先应用于海洋钻井。由于电驱动钻机在传动、控制、安装、运移等方面明显优于机械传动钻机，因而获得很快的发展，目前已经普遍应用于各型钻机。90年代以来，由于电子器件的迅速发展，直流电驱动钻机可控硅整流系统由模拟控制发展为全数字控制，进一步提高了工作可靠性。同时随着交流变频技术的发展，交流变频首先于90年代初成功应用于顶部驱动装置，90年代中期开始应用于深井石油钻机。目前，交流变频电驱动已被公认为电驱动钻机的发展方向。
国内开展电驱动钻机的研究起步较晚。兰州石油化工机器厂于20世纪80年代先后研制并生产了ZJ60D型和ZJ45D型直流电驱动钻机，1995年成功研制了ZJ60DS型沙漠钻机，经应用均获得较好的评价。90年代末期以来，我国石油系统加大钻机的更新改造力度，电驱动钻机取得了较快发展，宝鸡石油机械厂和兰州石油化工机器厂等先后研制成功ZJ20D、ZJ50D、ZJ70D型直流电驱动钻机和ZJ20DB、ZJ40DB型交流变频电驱动钻机，四川油田也研制出了ZJ40DB交流变频电驱动钻机，明显提高了我国钻机的设计和制造水平。进入21世纪，辽河油田勘探装备工程公司自主研制成功了钻深能力为7000m的ZJ70D型直流电驱动钻机。该钻机具有自动送钻系统，代表了目前我国直流电驱动石油钻机的最高水平，整体配置是目前国内同类型钻机中最好的。2007年5月已出口阿塞拜疆，另两部4000m钻机则出口运往巴基斯坦和美国。由宝鸡石油机械有限责任公司于2003年研制成功并投放市场的ZJ70/4500DB型7000m交流变频电驱动钻机，是集机、电、数字为一体的现代化钻机，采用了交流变频单齿轮绞车和主轴自动送钻技术和“一对一”控制的AC-DC-AC全数字变频技术。该型钻机代表了我国石油钻机的最新水平。凭借其优良的性能价格比，2003年投放市场至今，订货已达83台套。其中美国、阿曼、委内瑞拉等国石油勘探公司订货达42台套。在国内则占领了近2～3年来同级别电驱动钻机50%的市场份额。ZJ70/4500DB型钻机主要性能参数：名义钻井深度7000m，最大钩载4500kN，绞车额定功率1470kW，绞车和转盘挡数I+IR交流变频驱动、无级调速，泥浆泵型号及台数F-1600三台，井架型式及有效高度K型45.5m，底座型式及台面高度：双升式/旋升式10.5m，动力传动方式AC-DC-AC全数字变频。
❷ 勘探领域技术有哪些
目前我国已形成了以我国陆相沉积盆地为特色的石油、天然气地质理论及研究方法，居世界领先水平，其具体内容包括如下几方面。
（1）中国裂谷盆地有机地球化学和成烃理论，包括成烃母质类型及丰度、热演化机理与成烃门限、排驱条件及生烃资源定量评价等。近年来提出了低熟油、未熟油和煤成油的成烃理论，研究发展了有机演化实验与计算机技术相结合的烃源岩快速定量评价技术，把陆相生油机理发展为系列化理论。
（2）天然气形成理论，包括煤成气理论以及生物气、无机气形成理论，发展了天然气盖层综合评价及封存箱、深盆气等气藏理论。
（3）陆相地层学、沉积及储层评价方法与理论。运用层序地层学、古生物学与地球化学、地质事件学相结合，现代沉积、古代沉积与岩相古地理学相结合，与沉积作用和成岩与后生作用相结合的理论和方法，研究地层划分对比、沉积类型和结构以及油气储层定量评价。
（4）沉积盆地构造演化理论，把大陆板块构造理论与盆地演化理论相结合，形成了我国东部拉张型裂谷盆地、西部挤压型克拉通盆地与前陆盆地形成的理论和应用方法。
（5）油气藏形成与油气系统理论，综合油气地质各学科、专业以及成果，形成了中国陆相沉积盆地复式油气藏形成理论、隐蔽油藏形成理论，探索了海相克拉通多旋回盆地成藏理论，初步形成定量、动态成藏模型及油气系统的研究方法。
但是，在成盆研究方面，国外从全球板块构造的演化，分析盆地的形成时间（定时）和所处古纬度的位置（定位），来评价盆地的油气资源潜力方面较先进。而国内以盆地为油气生成、运移、聚集的基本地质单元，多年来仅限于研究盆地内的建造与改造，缺乏从全球板块演化角度研究盆地形成的定时定位问题。另外，盆地分析的基本方法我们都已掌握，差距主要表现在进行项目研究的人员组织和配合上，即缺乏综合研究的管理能力。
在成烃方面，我国和国外的研究侧重点不一样，国外以海相地层为主，研究较系统，对陆相烃源岩和海相交互相烃源岩（煤系地层）及低—未熟油研究相对较少。而我国以陆相烃源岩为主，研究较系统，对煤成烃和低—未熟油研究也具特色。在海相烃源岩的研究起步较晚，与国外有差距。
在成藏方面，国外主要以含油气系统、封存箱和异常压力带理论研究成藏机理，对成藏条件和过程的综合评价还处于起步阶段。我国在利用先进的模拟实验装置，进行油气成藏物理模拟综合研究方面取得了重大进展，已居于国际先进水平。
在含油气系统方面，国外对含油气系统的研究正在向动态描述和定量化方向发展，国外大油公司已开始建立全球含油气系统数据库，用于全球范围的类比和评价。而我国与国外对比，差距是对油气系统理解的深度、工作的规范化和创新不够。
地质理论领域的发展趋势包括如下几个方面，即深化研究盆地演化与资源评价技术，发展油气藏成藏机理及预测技术，其发展趋势不仅仅局限于海洋石油或者陆地石油，对于我国的石油工业具有重要意义。
一、盆地演化与资源评价方面
沉积盆地作为油气聚集的重要单元，从早期关注盆地类型到后期探讨盆地形成的动力学机制，都取得了明显进展。由于盆地的形成与其周缘造山带的演化具有内在关联性，因此，盆地-山脉耦合作用的研究成为更深层次探讨盆地发育演化的重要内容并取得新的认识。对于经过多期成盆改造的叠合盆地优质烃源岩的分布及其在复杂演化过程中的生烃机理及评价指标体系，资源评价方法等方面都有实质性进展。该方面需要发展的技术包括：（1）含油气沉积盆地形成的动力学机制研究；（2）复杂地质条件下的生烃机理及热演化史研究；（3）油气资源分布及潜力评价。
在该方面的发展趋势为：从大陆动力学的角度探讨壳-幔相互作用、盆地-山脉耦合作用，恢复复杂演化盆地的原型；烃源岩的分布及其生烃机理，热演化史恢复为资源评价提供更为可靠的基础；在利用定量盆地模拟和油气资源评价的方法确定了油气资源分布、明确可采油气资源、评价油气资源有效性的基础上，明确圈闭发育的地质规律，通过油气成藏要素的综合研究来勘探油气资源是今后开发利用油气资源的方向。
二、油气成藏机理与预测方面
油气成藏机理一直是石油与天然气地质学研究的核心和难点。近年来，油气成藏从宏观上温度场、压力场、应力场（三场）对油气分布的控制作用，到微观上油气成藏的动力、油气运移的输导体系等方面的研究都有显着进展，特别是发现有别于传统油气成藏概念的突发式成藏的发现，丰富了油气成藏理论。随着油气勘探向复杂条件拓展，成藏机理研究出现了下列发展趋势。
（1）隐蔽油气藏的成藏机理受到高度重视并建立了不同类型盆地隐蔽圈闭分布模式：随着构造油气藏勘探程度的提高，隐蔽油气藏成为很多盆地的主要勘探领域。隐蔽圈闭的研究是隐蔽油气藏成藏机理研究的基础，研究的方向包括层序地层学方法及其拓展应用，地层岩性圈闭的油气成藏条件综合研究，针对不同沉积盆地类型建立层序地层模型和隐蔽圈闭预测模型，工业化的地层岩性圈闭综合评价及其应用等方面的技术将得到深入研究与发展。
（2）海相碳酸盐岩层系复杂介质（基质孔隙—裂隙网络—溶洞复杂体系）的油气运移聚集机理成为国际研究前沿：近年来，砂岩孔隙介质中油气和流体的运移过程和机理得到高度重视，国内外学者进行了大量模拟实验、数值模拟和实例分析，目前，碳酸盐岩层系复杂输导介质条件下流体流动和油气运移的研究尚十分薄弱，其关键科学问题包括不同复杂程度的输导介质中流体和油气的运移方式（线性、非线性）和速率、碳酸盐岩层系油气的优势运移通道及其控制因素和示踪技术。
（3）油气藏的调整改造和保存机理成为制约复杂叠合盆地油气勘探的重大难题：随着油气勘探由单旋回盆地向复杂叠合盆地拓展，“定凹探边”的传统勘探思路已难以有效地指导叠合盆地的油气勘探。多期构造叠加、多套源岩多期生排烃、多期成藏、多期调整、改造甚至破坏是叠合盆地油气成藏的最重要特征。从多期构造的叠加、干涉特别是晚期构造对早期构造的叠加改造入手，以多元多期生烃作用和输导体系的演化研究为基础，以油气藏的调整改造过程为核心，研究叠合盆地油气成藏机理和分布规律并发展相应的预测、评价技术，是叠合盆地油气勘探迫切需要解决的重大难题，也是油气成藏机理研究的又一重要前沿研究领域。
（4）强化系统论思想和历史分析方法在油气成藏与分布预测研究中的应用：含油气系统是与一个有效的生烃灶相联系的烃类流体系统，包括了油气藏形成所必需的一切地质要素与地质过程及在成因上相关的所有油气。含油气系统理论实际上体现了对油气成藏规律进行动力学综合分析的思想和研究方法。通过对油气成藏条件和成藏作用相关学科的深入研究，含油气系统及理论和方法逐步完善，主要表现在盆地动力学过程与含油气系统演化、油气运移机理、油气成藏年代学及流体历史分析、盆地热体制及热流体活动、断层对流体的封闭和疏导作用、盆地流体流动样式与成藏效应、成藏动力机制分析等方面。
（5）从盆地动力学背景分析油气藏形成条件：1990年代以来，国际上含油气盆地的研究进入动力学研究阶段，对盆地演化、大陆造山与深部过程及三者之间耦合关系的动力学研究构成了地球动力学研究的前沿领域。其中，岩石圈深部过程与近地表构造过程耦合的精细描述更是成为近年的研究热点和难点。
（6）开展烃源灶形成演化与油气成藏期次研究：烃源灶（source kitchen）是含油气系统的核心，它是油气藏形成过程中实际提供烃源的区域。混源油气识别及油气的成因是解析复杂油气藏最基本的问题。对于复杂叠合盆地多期混源油气成藏，开展混源油气对比、厘定油气成藏期次，进而开展有利富集区预测，依然是今后研究的重点。
三、地震技术发展趋势
油气藏地球物理探测理论与技术发展经历了不同阶段：（1）地质构造成像；（2）岩性及物性参数识别；（3）储层中流体类型识别。
由于地球物理场对地质目标性质的反应能力差异，地球物理探测理论与技术最广泛的用途是地质构造成像，其次是储层识别，再者是流体识别。理论与技术发展成熟度、结果置信度的次序也是如此。所以油气藏地球物理探测总体发展趋势是从构造成像向储层识别和流体性质识别发展。
同时，复杂地区油气勘探的地球物理技术和地球物理信息在油气田开发中的应用是油气地球物理探测理论与技术发展急需解决的两个根本问题，前者是如何寻找新的油气田；后者是解决如何在已经投入开发的油气田中尽量经济有效地提高油气采收率问题。地球物理探测技术的发展依赖于三个基本科学问题的解决，也反映了地球物理探测理论的发展方向。
（1）揭示复杂勘探目标的地球物理场响应特征：地球物理场响应特征是探测和识别地质体空间展布、物理参数和所含流体类型的基础。现行地球物理勘探理论是以均匀介质或水平层状介质等简单地质模型的地球物理响应特征为基础所建立发展起来的，显然已无法适应目前复杂地表、复杂构造、复杂储层油气勘探开发的需要。剖析复杂地表、复杂构造、复杂储层的地质特征可归纳为几何尺度与地球物理探测波长相当的基本地质单元，以基本地质单元为块体，构建地球介质的块体地质模型，以期突破现行地球物理所依托的均匀介质或水平层状介质模型的理论范畴（K.M.Hock，1996）。对于远小于地球物理探测波长的地质目标可用统计方法研究其响应特征，如岩心分析与模拟等，对于远大于地球物理探测波长的地质目标可用渐近解理论研究，如地震波和电磁波的射线理论，对于近于地球物理探测波长量级的地质目标尚缺乏成熟的理论，且缺乏对该量级地质目标的地球物理场响应特征的系统认识。通过物理和数值模拟的深化研究，认识该尺度下复杂地质体的地球物理响应特征，揭示含流体岩石的地球物理场变化规律，为复杂勘探目标的识别奠定基础（Nur等，1995）。
（2）复杂地表和复杂地质条件下地震波传播与成像理论：地震成像是利用在地面观测到的地震波场数据，借助于波场的反向传播，实现波场向地下延拓，来推断地下地质体的空间展布与物理属性。描述波场反向传播的单程波动方程是地震波成像的基础，单程方程描述波场沿特定方向的传播规律，是波动方程的近似解。现行单程波动方程的构建和解法可分为两类，其一是波动方程的差分解，其二是波动方程的积分解。波动方程差分解的差分格式构建是以多种域内波动方程的单点泰勒展开为基础的，仅能准确描述泰勒展开点周围块体中地震波的传播规律，波动方程积分解是以高频渐近解为基础而实现的，仅能描述远大于波长尺度的块体中地震波的传播规律。因此，两类方法对近于波长尺度的块体均无法准确成像。借鉴辛几何和黎曼几何的研究成果，构建准确描述整个空间内波传播规律的单程波动方程，以此为基础，深化噪声压制理论研究，发展复杂地质体地震波成像理论与技术，已成为油气地球物理勘探的重要发展趋势。
（3）由单一地球物理方法向综合地球物理方法发展：不同的地球物理信息从不同侧面反映了地质体特征，为实现地下地质目标的完整刻画，需综合多种信息。不同地球物理信息在反映地质体时存在着尺度和物理属性的内在差异，如何利用不同尺度、不同类型信息实现同一地质体物理属性的最佳一致性估计，是地球物理信息融合的基础，是实现地质目标综合地球物理研究的途径。地球物理探测作为反问题，多种信息的综合利用，可大幅度减弱其不适定性、降低其多解程度。以复杂地质目标的地球物理场响应特征为基础，借鉴信息融合理论的研究成果，研究地球物理数据融合的实现途径，为复杂油气藏的综合地球物理解译奠定理论基础。
❸ 油气勘探技术有哪些
油气勘探，是指为了识别勘探区域，探明油气储量而进行的地质调查、地球物理勘探、钻探及相关活动，是油气开采的第一个关键环节。
包括的技术主要有：野外地质调查，地球物理勘探（重力、磁力、电法及地震勘探），地球化学勘探，钻井，矿场地球物理测井，地质录井和地层测试等。
具体你可以搜一下地质勘查方面的介绍或专业书籍