1 碳酸盐岩沉积储层地质学：本领域重点研究控制碳酸盐岩储层发育的沉积作用、成岩作用和构造作用三大地质因素及其与油气分布的关系，尤其在碳酸盐岩沉积地质学研究方面更富有特色和优势。与国外同时提出“孤立碳酸盐岩台地”和“成岩圈闭”的新概念，并率先建立了中国南方古生代槽台相间的沉积古地理格局，在深水碳酸盐沉积环境和石炭、二叠系礁、滩相的发现与研究方面，取得了多项重大成果，取得了显著的经济环社会效益，并出版多部有重要理论和实践价值的专著，在国内外产生重要影响。
2 油气层保护矿物岩石学：本领域以储层地质与油气田开发工程相结合为特色，重点研究油气层岩矿组分与化学驱替剂间的作用机理，为化学驱提高采收率提供矿物实验方案；研究钻井完井过程中对油气层组分损害的机理，指导开发优质的储层保护液；研究注水、酸化、调剖、修井等开发施工过程中对储层矿物的影响，提出保护措施。
3 油气藏地球化学及成藏理论：该领域形成了以天然气的成藏理论和富集规律，尤其以高演化碳酸盐岩地区天然气研究为特色，建立了一套完整的判识凝析气藏气源的全烃地球化学方法，提出了各种不同类型凝析气藏的成藏模式，实现了天然气与源岩的直接对比。
4 储层描述与储层分布预测：该领域主要研究控制碳酸盐岩储层发育的沉积作用、成岩作用、构造作用，明确孔隙演化及其与油气的关系，与国外同时提出“孤立碳酸盐台地”的新概念，并建立了中国南方古生代槽台相间的沉积古地理格局。完成国家、省部级科研项目近20项，取得了在国内外有重大影响的科研成果。
5 剩余油分布研究：自“八五”以来，结合对四川、大港、大庆等油田开发期提高采收率这一难题的研究，已在井间砂体预测方法、薄油层水淹层的识别模式、平面剩余油分布预测等方面形成了独有的特色并取得显著效益。已形成了一整套针对开发层系剩余油、未开发层系剩余油和未探明剩余油三种剩余油的理论和研究方法。
6 碳酸盐岩储层研究：油气储集层的物性参数提取、评价和储层综合评价是本研究的重点。在研究过程中，借助于数学、计算科学、信息论等领域的先进技术（如小波变换、神经网络、分形分维、模式识别等）进行地震属性研究、测井储层参数方法研究、复杂地质条件下储层参数的地震、测井评价方法研究等，并综合运用物探、测井、地质及开发诸方面的信息进行储层综合评价，在云南保山油田、哈萨克斯坦扎纳若尔油田的储层研究及油气预测中都取得了显著的效果，现正在进行的国家863项目《海上时移地震油藏监测技术》的子课题“地震属性提取分析”也将对该项研究起到进一步的促进作用。
7 新型电法非地震勘探系列技术研究：“九五”以来，我们对非地震的新型电法勘探技术在直接圈定油气藏边界范围方面的应用进行了深入的研究，从理论、模拟水槽实验到野外实验都做了大量的工作，取得了理想的效果（在新疆、胜利油田等运用该方法，都能有效地发现低阻围岩中的油气藏，并准确地圈定其边界范围、计算油气层的埋藏深度）。从而为在地面直接找油找气和对油气藏探边测深并举提供了一高效、低成本的途径。该技术经查新和成果鉴定为国内外独创，发表了多篇高水平论文，其中数篇被国际权威检索机构或数据库收录。
8 非线性信号处理及其在地球物理资料处理中的应用：该研究的重点是非线性信号的处理。针对当前地球物理资料处理中众多的非线性问题，我们研究开发了针对我国西部沙漠、山地、黄土塬以及山前构造带等复杂地表条件的地震资料静校正系列技术、基于高阶统计方法、非线性优化算法的地震属性提取方法及多属性的模式识别预测、基于神经网络的测井资料处理等，为油气资源预测、油藏描述和复杂地区油气田的勘探开发提供了有效的信息。
9 层序地层学理论及其在油气勘探开发中的应用：该研究领域运用沉积学、经典层序地层学、陆相层序地层学、高分辨率层序地层学理论及其技术思路，综合利用露头、岩心、测井、地震剖面资料以及各种测试分析资料在沉积体系（或沉积微相）、砂体时空展布及演化、层序地层划分与对比、储层地质特征等研究基础上，开展勘探阶段的区带预测与评价、生储盖组合与分布以及地层、岩性圈闭预测和开发阶段小层（或单砂体、流体流动单元）的划分与对比、连通性评价、剩余油分布以及注采工艺调整等研究。
10 碳酸盐岩测井评价技术：通过测井资料与地质资料的结合，应用常规测井资料、成像测井资料和核磁测井资料等，借助于先进的计算机技术在计算机工作站上开展碳酸盐岩的孔隙性、含油气性和裂缝溶洞的发育分布特征评价，研究碳酸盐岩地层的产状、储集空间的有效性、裂缝溶洞的发育、储层分布、流体性质等。
11 低孔低渗油藏评价技术：从储层、岩石、矿物、孔隙结构、地层水等诸方面开展低孔低渗油气藏的成因机理研究；通过岩心评价技术和数学分析手段如神经网络、计算数学、分形维理论、数理统计等建立储层参数的数学评价解释系统，结合电、声、成像测井、核磁测井等新技术的使用，达到识别有效储集层；通过储集层可动流体的计算获得有利生产剖面。
12 油藏整体描述技术：通过数学模糊系统、图形技术、趋势面技术和数学建模技术结合地质资料、岩心资料、地震资料以及开发动态资料开展储层参数的空间分布规律研究，全面系统评价油藏的构造形态、孔隙度、渗透率、饱和度、储集层的有效厚度在纵横向上的变化规律，为油藏的科学合理开发提供准确的地质依据。
13 油气层保护的地质评价与研究：该方向重点研究油气储集层的矿物种类、形状、岩石结构与钻采工艺的相关性。在研究过程中，紧密结合中原油田的低渗气层的保护研究，取得了显著效益。在克拉玛依、南阳、塔里木等油田钻井、完井和保护油气层的科技攻关中，取得了重大的科研成果，为油气田的开发提供了重要的技术手段。
14 古应力场数值模拟与分析：主要用于古构造应力及其演化的模拟研究，该方法结合了传统的构造地质学、岩石力学、以及计算力学等多学科的技术，在传统的构造模拟基础上，以现今构造形迹为依据，进行地质力学建模，然后用数值分析的方法进行数值反演，模拟计算出古构造应力场。该项技术可用于储集层天然裂缝的预测和构造演化的研究中。
15 裂缝预测：利用构造地质学、岩石力学、石油地质学等学科理论，地震反射方向属性和计算力学的方法和技术，对不同构造、不同岩性储层的裂缝类型、特征、方位（产状）、以及裂缝的发育程度、分布范围等，进行预测研究，并对裂缝孔隙度进行数值评价。
16 深部油层采油后期地质效应：油田二次、三次采油往往通过给深部含油地层注水或聚合物来实现采油，由于岩体中流体压力的变化，常常引起岩体破坏诱发地震等系列地质工程问题；我们采用系统地质工程的研究方法和技术，对采油后期地质效应的类型、机理、预测（预报）和防治等方面进行研究。
17 石油微生物研究：微生物对原油的降解能力研究在理论上证明了石油微生物对沥青质、胶质确有降解能力，饱和烃含量确有增加(而目前国内外文献都认为微生物对原油中的沥青质、胶质成分无降解能力)。运用研究成果开发出的微生物产品在油田作了多次实验，取得了很好的效果。在青海油田、新疆油田应用表明，该项技术成果能大幅度提高采收率和降低采油成本，效益显著。
18 微生物造岩成丘研究：在国际上首次发现了灰泥丘中的菌类微生物实体化石并对其造岩成丘作用进行了进一步的研究。该项研究与国际地质对比计划(IGCP380 Biosedimentation and Microbial buildups )的研究内容一致，达国际领先水平,其成果在国际著名的“三古”杂志和《古生物学报》上发表。
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