与国外相比，中国海相碳酸盐岩具有克拉通地块小、年代老、埋藏深、改造强等特点，面临台内、内幕、台缘与深层古老层系油气勘探潜力评价等理论技术难题。文章依托国家油气重大专项“十一五”至“十三五”碳酸盐岩项目和中国石油天然气集团有限公司碳酸盐岩储层重点实验室，围绕碳酸盐岩沉积储层开展了有针对性的理论技术攻关，取得4 项认识创新：（1）小克拉通台内普遍发育裂陷，沉积分异助推勘探领域由台缘拓展至台内；（2）发现内幕岩溶储层新类型，助推勘探领域由局部潜山区拓展至广泛的内幕区；（3）深层碳酸盐岩储层具相控性，决定储层分布的规模性和可预测性，推动勘探领域由浅层拓展至深层；（4）古老微生物碳酸盐岩具“三元”控储控分布特征，推动拓展了中—新元古界和寒武系盐下油气勘探新领域。上述理论进展填补了国内外碳酸盐岩沉积储层研究的认识空白，同时为塔里木盆地塔中、轮古、哈拉哈塘、顺北和四川盆地普光、元坝与安岳等大型油气田的发现所证实。

中国海相碳酸盐岩具年代老、埋藏深、经历多旋回构造—成岩叠加改造的特点，导致储层非均质性强、成因复杂，储层发育主控因素与成藏过程研究难度大。依托国家“十一五”“十二五”“十三五”碳酸盐岩油气专项和中国石油天然气集团有限公司碳酸盐岩储层重点实验室，开展有针对性的储层模拟和地球化学实验技术攻关，取得3项进展：（1）基于多阶段—连续流装置、渗透率在线检测和可视化装置、高温高压流体原位检测改进装置，解决了中国多旋回叠合盆地古老深层碳酸盐岩储层模拟实验的难题，为埋藏溶蚀孔洞预测和评价、埋藏环境孔喉结构发育样式和演化路径研究提供了手段；（2）建立了以碳酸盐矿物激光原位U—Pb同位素测年为核心的9项微区多参数地球化学实验分析技术，解决了储层成因研究中的定年、定温和定流体属性的难题；（3）微区多参数地球化学实验分析技术的创新应用，解决了绝对年龄坐标系下构造—埋藏史、成岩—孔隙演化史、烃源岩埋藏和成烃史、油气成藏史重建的多解性和不确定性难题，为碳酸盐岩油气勘探研究发挥了重要的支撑作用。

塔里木克拉通南华纪—寒武纪的隆坳格局控制着寒武系盐下生储盖的时空分布，对塔里木盆地新元古界—寒武系油气勘探选区有着重要的影响。通过野外地质露头、新的三维地震资料和钻孔，综合研究塔里木克拉通南华纪—寒武纪的构造古地理演化。研究结果认为，南华纪，在罗迪尼亚超大陆裂解的拉张背景下，形成主动裂陷与被动隆起，表现为“两隆四坳”构造背景，分别为中央隆起、库车—塔北隆起、满加尔坳陷、麦盖提坳陷、阿瓦提坳陷与和田坳陷。震旦纪，经历库鲁克塔格运动后的挤压—拉张构造背景，塔南隆起强烈隆升，塔西地台形成，南华纪的阿瓦提坳陷与麦盖提坳陷转变为台内凹陷；构造古地理可划分为塔南隆起、塔西地台、满加尔坳陷与和田坳陷，塔西地台可分为塔北凸起、柯坪—古城凸起、阿满古梁、满西古梁、阿瓦提凹陷、满西凹陷、麦盖提凹陷与乌什凹陷。寒武纪，在柯坪运动后转为拉张环境，构造古地理可划分为塔南隆起、温宿—牙哈隆起、塔西地台、罗西地台、和田坳陷、满加尔坳陷与乌什斜坡7 个一级构造单元，塔西地台内部根据古地形凹凸特点进一步划分为柯坪—古城凸起、阿满古梁、满西古梁、轮南—古城台缘、麦盖提凹陷、阿瓦提凹陷与满西凹陷7 个二级构造单元。

不同类型的成岩流体控制了油气储层孔隙的演化和储集能力，是储层发育的关键因素。常规的岩相学研究方法难以揭示成岩演化过程中多期成岩流体类型及其对孔隙改造的影响，为了进一步明确不同成岩流体类型对储层的控制作用，主要采用岩相学与地球化学方法相结合的分析手段，对塔里木盆地古城地区奥陶系成岩流体进行识别。结果显示研究区储层主要经历10期不同类型的成岩流体：准同生期大气淡水、准同生期中等盐度蒸发海水、浅埋藏阶段中等盐度封存海水、中—深埋藏阶段有机酸性水、中—深埋藏阶段地层卤水、第Ⅰ期与钠长石化有关的热液流体、第Ⅱ期与热液重结晶作用有关的深部卤水流体、第Ⅲ期与外源流体相关的贫镁热液流体、第Ⅳ期与硅质发育相关的富硅流体，以及第Ⅴ期与晚期方解石充填相关的富钙流体。通过分析各期成岩流体对储层发育的影响，认为准同生期大气淡水和第Ⅲ期与外源流体相关的贫镁热液流体对优质储层起建设性作用；准同生期大气淡水淋滤形成一间房组—鹰二段石灰岩岩溶型储层；第Ⅳ期与硅质发育相关的富硅流体对储层改造具有双重性；热液溶蚀作用可形成局部优质白云岩储层。

MT1井的战略突破揭示鄂尔多斯盆地马家沟组四段（简称马四段）具有良好的勘探前景，然而对马四段沉积期岩相古地理及储层认识的不足制约了天然气勘探与部署。利用地质与地球物理相结合的方法，对马四段沉积期岩相古地理进行恢复并开展岩相古地理对储层发育的控制研究，结果表明：（1）马四段沉积前鄂尔多斯盆地具有三隆一坳的古地理格局，三隆即伊盟古陆、中央古隆起和吕梁隆起，一坳即台内坳陷，又可进一步分为两凸两凹，即榆林—横山凸起、神木—米脂凸起、桃利庙凹陷和米脂凹陷。隆坳相间、坳中有凸的古地理格局控制了马四段储集相带的展布；（2）马四段沉积期由3个四级旋回组成，马四3亚段沉积期主体为海侵旋回，中央古隆起演化为弱镶边台地边缘，盆地东部整体表现为半局限台地，以石灰岩和云质石灰岩沉积为特点；马四₂ 亚段沉积期为海退早期，随着台缘滩的加积和海平面下降，台缘滩障壁作用凸显，盆地东部表现为局限台地沉积特点，在凸起区开始发育丘滩并沉积薄层白云岩和硬石膏岩；马四₁ 亚段沉积期为海退中期，台缘滩障壁作用加剧，盆地东部局限台地水体持续变浅，凸起以丘滩坪沉积为主，白云岩和硬石膏岩厚度增加、范围扩大。（3）岩相古地理控制了马四段储层发育的类型与分布，主要发育了颗粒白云岩储层、微生物白云岩储层和斑状（灰质）白云岩储层，颗粒白云岩储层和微生物白云岩储层受颗粒（丘）滩微相控制，沿古隆起和凸起区发育，而斑状（灰质）白云岩储层则分布于潟湖相。研究认为，榆林—横山凸起及神木—米脂凸起地区有利于马四段储层发育，是有利勘探区带。

通过对四川盆地威远—高石梯地区取心和钻井老资料复查发现，中二叠统栖霞组发育规模性滩相薄层白云岩，且多口井在该套白云岩中获工业气流，因此厘清白云岩成因与分布规律对指导栖霞组下一步勘探具有重要意义。基于区内岩心和测井、录井资料，开展白云岩岩石学和分布特征研究，发现栖霞组薄层白云岩宏观产状上可分为豹斑状白云岩和层状白云岩两类，白云石晶粒多以细—中晶为主，残余生屑颗粒幻影明显，原岩主要为具微生物粘结灰泥组构的亮晶生屑灰岩。白云岩单层厚度薄，一般为1～4m，累计厚度可达3～16m；纵向发育受沉积旋回控制明显，主要分布在旋回中上部且具有多期叠置的特征。地球化学分析结果表明，研究区栖霞组白云石化流体以准同生期咸化海源流体为主，仅局部孔洞状白云岩受到一定程度的深部热液叠合改造。对比沉积期古地理隆坳格局与薄层白云岩钻遇井分布耦合关系，发现薄层白云岩往往分布于台内隆坳的坡折处，提出丘滩体叠置迁移和海水受限的环境促使渗透回流白云石化作用发生。台内多期叠置的丘滩体为白云岩形成奠定了良好的物质基础，准同生期岩溶作用有利于提升丘滩体孔渗条件并为白云石化流体提供优势运移通道。研究结果证实台内薄层白云岩具有环洼不连续带状规模性分布规律，为拓展栖霞组台内白云岩储层勘探领域提供了重要支撑。

中三叠统雷口坡组是四川盆地重要的战略准备领域，近些年川西发现彭州气田，川西南兴探1等井获气，川中充探1等井发现致密泥灰岩非常规天然气，展示了雷口坡组良好的勘探前景。通过井震结合，对储层和天然气成藏特征等进行综合研究，形成3点认识：（1）四川盆地雷口坡组存在常规天然气和非常规天然气两个勘探领域；（2）印支期古隆起控制“双滩带”（川西龙门山障壁丘滩带和川中潟湖边缘滩带）发育和迁移，“双滩带”发育规模储层，邻近烃源中心，是常规气藏有利勘探区带；（3）川中雷三段大面积发育的潟湖相泥灰岩致密气源储一体，顶底板均为膏盐岩层封堵，构成非常规天然气成藏系统，推测川中雷三段存在连续分布的致密气藏，是值得探索的非常规天然气勘探新领域。

下寒武统麦地坪组—筇竹寺组是扬子地区重要的烃源岩发育层位, 对震旦系—古生界油气勘探具有重要意义。为明确四川盆地稀井区震旦系—寒武系勘探领域烃源条件，基于探井与露头样品系统分析、测井评价与地震反演，分层次、分层段刻画了麦地坪组—筇竹寺组烃源岩展布，厘定了以其为烃源灶的含油气系统边界，指出了有利勘探区带。（1）中上扬子区麦地坪组烃源岩总厚度主要为5～200m，优质烃源岩厚0～100m，局限分布于克拉通内部和边缘裂陷区。（2）筇竹寺组烃源岩总厚度主要为50～450m，优质烃源岩厚5～250m；筇竹寺组烃源岩具有“三段式”发育特征，优质烃源岩主要发育在筇一段和筇二段下部，筇三段主要为低有机质丰度的差烃源岩。其中，筇一段烃源岩厚10～300m，平面分布特点与麦地坪组烃源岩相似，为早寒武世海侵初期产物；筇二段烃源岩厚度为30～200m，在中上扬子克拉通广泛分布，为最大海侵期产物；筇三段差烃源岩厚数米至数十米，分布范围与筇二段相当。（3）中上扬子区麦地坪组—筇竹寺组烃源岩厚度分布受克拉通内部与边缘裂陷展布、同沉积断裂发育、震旦纪末期古地貌和后期剥蚀作用等多种因素控制。（4）下寒武统烃源岩生烃潜力巨大，生烃强度为（20～140）×10⁸m³/km²，存在两个规模生烃中心，以其为烃源灶的含油气系统可划分为德阳—安岳克拉通内裂陷震旦系—二叠系复式含油气系统和城口—巴东—五峰克拉通内裂陷震旦系—奥陶系复式含油气系统，在两大复式油气系统内优选了7 个有利勘探区带。

塔里木盆地海相油气储量规模大，目前发现的下寒武统烃源岩TOC高，但厚度薄，能否支撑目前储量规模仍不确定，同时前寒武系烃源岩的发育情况及其对海相油气的成藏贡献不清。为了更全面地评价塔里木盆地海相油气资源的潜力，利用碳同位素地层曲线、沉积充填和地震反射特征，建立了塔里木盆地南华系—寒武系与全球的地层对比格架，识别出南华系特瑞艾肯组、震旦系育肯沟组和水泉组等潜在烃源岩，明确了寒武系烃源岩发育的层段、厚度和有机质丰度。创新建立了烃源岩TOC归一化评价技术，更加精确地反映地层中有机碳的含量。通过烃源岩生烃评价，计算出寒武系烃源岩的油气资源量约为7500×10⁸t油当量，是对塔里木盆地海相油气资源贡献最大的烃源岩。

塔里木盆地古城地区是非常重要的油气勘探领域，近年来虽多口井在古城地区中西部白云岩发育区获得勘探发现，但天然气藏分布规律仍不明确，制约了下一步勘探部署。以区域应力分析为背景，利用近年来采集的高精度三维连片地震资料，通过构造导向滤波、最正曲率地震属性提取分析等三维刻画成果指导断裂精细解释，结合走滑断裂模拟实验，开展古城地区走滑断裂对白云岩气藏的控制作用研究。结果表明，古城地区发育NEE向、NE向、NNE向、NNW向和NW向5个走向的断裂，分别形成于加里东早期、加里东中期、加里东中期—海西早期、印支期和燕山期—喜马拉雅期5个主要活动时期。其中NE 向、NNE 向两组断裂活动强、数量多，夹角约为40°，组成了空间立体网状断裂体系。由于岩性、岩相和岩溶条件的差别，古城地区中西部白云岩发育区和东部石灰岩发育区，分别发育受构造背景控制的准层状岩性气藏和断溶体独特空间样式的“竖直板状”气藏，需要采取不同的刻画技术、井型等勘探对策，为古城地区效益勘探奠定了基础。

近年来，除川西地区和川南地区外，川中地区潼南—合川区块中二叠统栖霞组—茅口组多口钻井也钻遇白云岩储层并获得高产，展现了川中地区栖霞组—茅口组巨大的勘探潜力。但是前期针对川中地区栖霞组—茅口组研究认识较少，白云岩储层的成因与分布也存在较大争议。为弄清潼南—合川区块地层分布、沉积与储层特征，特别是优质白云岩储层形成的主控因素，充分利用最新的油气勘探成果和丰富的基础资料开展研究。结果表明：（1）潼南—合川区块栖霞组—茅口组划分为2个三级层序和6个四级层序，优质白云岩储层发育在层序的高位体系域。（2）栖霞组—茅口组均具有发育台内滩的沉积背景，大量发育台内生屑滩，白云岩储层主要发育在台内中高能滩相带内。（3）栖霞组白云岩储层单层厚度薄，垂向叠置发育；茅口组白云岩储层单层厚度较大，横向较连续；栖霞组—茅口组储集空间均以原生孔和准同生期溶蚀孔为主，台内中高能滩、受层序控制的岩溶作用和早期白云石化作用控制了白云岩储层的发育。（4）栖霞组白云岩储层环洼分布，有利勘探区带分布在潼南—合川区块中西部；茅口组白云岩储层主要发育在微古地貌高地的边缘斜坡部位，合深4 井东北侧地区是最有利的勘探区带。

四川盆地中二叠统栖霞组白云岩勘探取得重大突破，已成为勘探研究的焦点，但存在储层厚度薄、非均质性强、分布规律和成藏主控因素不清等问题。通过川西北地区7个典型剖面及10口井200m岩心的取样观察和镜下薄片观察、微区碳氧稳定同位素分析、微区稀土元素分析、碳酸盐矿物激光原位U—Pb定年、团簇同位素测温和包裹体均一温度测试等地球化学手段，约束了栖霞组白云岩的成储成藏史。取得以下3点认识：（1）川西北地区栖霞 组白云岩包括块状白云岩、斑状白云岩和灰质斑状白云岩，各类白云岩中识别出石灰岩围岩、他形晶白云石、自形晶白云石、细晶白云石胶结物、鞍状白云石和块状方解石6 种结构组分。（2）他形晶白云石和自形晶白云石均为准同生期—浅埋藏期白云石化（细晶白云石胶结物沉淀之前）叠加印支期的中埋藏深度（埋深2～3km）重结晶作用（白云石增生环带，并伴随鞍状白云石、块晶方解石的沉淀）成因。其中他形晶白云石起始于颗粒滩灰岩的交代作用，由他形晶白云石构成的块状白云岩储集空间以溶蚀孔洞为主；自形晶白云石起始于大气淡水岩溶缝洞系统中充填的细粒灰岩白云石化，由自形晶白云石和他形晶白云石构成的斑状白云岩储集空间以自形晶晶间孔为主。二者储集空间本质均来自早表生期大气淡水的岩溶作用，因此古地貌高地为白云岩储层有利勘探区。（3）川西北地区栖霞组主成藏事件发生在以富含烃类包裹体块晶方解石胶结年龄（229Ma±16Ma 和229.3Ma±3.4Ma）为代表的印支期，并经历了燕山期—喜马拉雅期差异成藏作用，即逆冲推覆带油气藏遭到破坏，逆冲隐伏带和前陆凹陷带重新形成气藏。这些认识不但对四川盆地栖霞组白云岩储层勘探具重要的指导意义，而且为成储和成藏研究开辟了新途径。

塔里木盆地古城地区奥陶系鹰山组三段（鹰三段）白云岩储层在形成过程中经历了多期成岩流体的叠加改造，使得储层表现出较强的非均质性，不同产状白云岩的白云石化路径及储层孔隙演化过程存在较大争议。为了明确鹰三段白云岩储层孔隙演化过程中各个期次成岩作用发生的相对次序及其与储层孔隙的耦合关系，精准锁定关键成岩作用的期次是揭示储层孔隙演化过程的关键。基于激光原位U—Pb同位素定年技术、激光原位元素面扫描及成像技术等，对4个样品的围岩基质（粉晶白云石、细—中晶白云石）、孔洞壁中—粗晶白云石和孔洞内充填物（方解石、云化渗流粉砂）等结构组分开展系统的激光原位U—Pb定年分析。结果表明，塔里木盆地古城地区鹰三段高能滩相原始沉积年龄约为475.35Ma，奠定了储层发育的物质基础。在储层孔隙演化过程中，先后经历了两期白云石化作用和一期钙质流体充填作用。其中第一期白云石化流体作用时间约为470.1Ma，造成了围岩细—中晶白云岩及局部渗流粉砂的白云石化。第二期白云石化流体作用时间约为452.1Ma，造成了围岩白云石晶体的进一步加大变粗，并形成了第二期孔洞壁中—粗晶白云石。钙质流体的充填不晚于448Ma，造成了局部储集空间的破坏。现存白云岩储层 孔隙主体来自对先存孔隙的继承，断裂—热液改造是重要调整，而并非传统意义上构造—热液溶蚀造孔的概念。以上认识可以为塔里木盆地深层白云岩储层孔隙成因的研究及有效储层预测提供一定的依据。