针对自修复水凝胶能够模仿自然界中植物受损后从分子水平上对受损部位进行自修复的现象，对自修复水凝胶设计和合成基本原理进行了归纳总结。自修复水凝胶主要分为化学型自修复水凝胶和物理型自修复水凝胶。化学型自修复水凝胶大体上又可分为基于Diels-Alder加成反应的自修复水凝胶、基于可逆二硫键的自修复水凝胶和基于酰腙键的自修复水凝胶；物理型自修复水凝胶大体上可分为基于氢键作用的自修复水凝胶、基于主客体相互作用的自修复水凝胶和基于静电相互作用的自修复水凝胶等类型。自修复水凝胶不仅保留了传统水凝胶良好的吸水保水性、生物相容性等性能，而且其具有的自修复性能可以有效地延长材料的使用寿命、降低材料的使用成本。在此基础上，分析讨论了自修复水凝胶在油气田、生物医药等领域的潜在应用价值和应用情况，并对自修复水凝胶在油气田领域的发展趋势进行了展望。

系统总结了国内外已开展的纳米驱油材料研究进展，分类阐述了纳米二氧化硅、纳米金属氧化物、聚合物纳米微球以及碳纳米材料等在提高采收率中的应用效果；重点解析了现有纳米驱油材料的理化性能，及其在储层多孔介质中的驱油机理，包括纳米尺寸效应、润湿反转、结构分离压力和流度比改善等作用机制；展望了优势显著的纳米驱油材料在中国高含水、低渗透、致密油及页岩油等油藏类型中的应用潜力；指出纳米驱油材料在石油开发过程中所面临有关测试方法、数模准确性、材料多功能性、经济性及规模化生产等方面的科研难点及攻关方向，为未来纳米驱油材料提高采收率在更多领域的规模应用提供了理论基础和实验依据。

人类社会在完成两次重要的能源转型之后，当前正在进行以碳中和目标为导向、旨在实现人类社会可持续发展的第三次能源转型。新形势下中国能源发展面临复杂形势和严峻挑战，既要加快推进能源低碳转型实现碳中和目标，又要牢牢守住能源安全底线。如何统筹好能源转型和能源安全，是中国能源高质量可持续发展面临的重大问题。研究认为：1）前两次能源转型均契合传统的经济发展规律，与工业革命相伴而生，能源作为普通生产要素，其结构在技术驱动下逐渐发生变革，正在进行中的第三次能源转型，核心动因不仅包括应对气候变化和保障能源安全，还包括人类社会可持续发展的战略驱动，需要多端发力完成。2）碳中和目标下中国能源转型面临能源消费总量偏大、碳排放量偏大、能源结构偏煤、国内油气产量偏少、油气对外依存度偏高及可再生能源发展偏弱等安全风险。3）碳中和目标下中国能源转型与能源安全应着力“三个加快”：充分发挥中国社会主义制度优势，从化石能源清洁化、可再生能源规模化及综合能源智慧化3方面加快构建新型能源体系，在煤炭、油气和可再生能源等领域加快科技创新，加快实施全面能源节约战略。

工程地质力学研究在复杂油气藏勘探开发及地质-工程一体化中的作用日趋重要，但目前还有诸多问题需要探索，其中最为核心的是地层岩石的地质演变与力学研究结合尚不够紧密。以岩石力学性质随地质演变为内在联系，综合沉积相、成岩作用、构造演化及工程影响，将地质和工程因素更为紧密地结合到工程地质力学研究中。所形成的新方法强调在区域三维地质构造建模的基础上，根据不同岩类的地质演变特征实现区域—井区—单井跨尺度岩石力学参数赋值。在建立区域岩石力学相后，结合井工程的干扰机制，逆向修正参数场，从而优化和调整井工程设计，提高区域地质认识和地质信息预测的准确性，可为地应力评价、裂缝展布预测、孔隙压力系统分析、产能评价等提供科学研究手段。

目前，中国已经基本形成了经济开采中浅层页岩气的工程技术体系，正向深层迈进(大于3 500m)。深层页岩气埋藏丰富，开发潜力巨大，但深部岩石高硬度、高塑性及高研磨性等导致的钻速慢、成本高的问题极为突出。为此，介绍了深层页岩气钻井中钻头高效破岩方法及影响因素，主要包含两个方面：1)分析总结了深层页岩气水平井减摩降扭提高钻头破岩动力的高效传送技术；2)分析总结了适用于深层页岩气的强攻击、长寿命钻头和钻齿新技术、提速工具辅助钻头强化破岩参数技术及提速工具-钻头一体化参数匹配提速技术，并简要阐述了几种非机械高效破岩新方法，以期为今后实现深层页岩气经济高效勘探开发提供参考。

针对页岩体积压裂后量化复杂裂缝网络构成及裂缝激活程度的问题，基于有限元、全局嵌入黏聚区域模型以及真实页岩露头，建立了预制结构弱面的复杂水力缝网模型。在考虑全耦合应力-流体影响下，研究了弱面逼近角、水平应力差、压裂液黏度以及排量对裂缝网络组成、几何形态以及SRV的影响，提出能够量化分析裂缝网络构成以及裂缝激活程度的裂缝相对激活程度概念。研究结果表明，页岩压后裂缝几何形态受力学性质最弱的弱面控制，分别呈轴对称与中心对称网络状分布；裂缝网络由主导游离气传输的弱面型裂缝与主导吸附气传输的基质型微裂缝共同构成；弱面逼近角、水平应力差以及压裂液黏度对SRV长轴的影响并非呈现单调性变化，逼近角的增加、水平应力差、压裂液黏度以及适当排量的降低会导致SRV短轴增加；水平应力差对裂缝相对激活程度的影响也并非呈现单调性变化，弱面逼近角、压裂液黏度以及排量的增加会引起基质型微裂缝相对激活程度、激活裂缝总长度的增加以及弱面型裂缝相对激活程度的降低。