我国碳酸盐岩缝洞型深层油气资源量丰富,累计探明石油地质储量达40.66×10⁸t,已成为中国油气勘探开发和油气增储上产的重要领域。由于埋深在6500m以下的碳酸盐岩缝洞体描述精度低、流动模式多样、模拟预测难度大,注水窜流易造成油井暴性水淹,此类油藏开发是世界级难题。经过近20年的技术攻关与实践,创新形成碳酸盐岩深层油气开发技术系列。(1)创建绕射波分离和逆时深度偏移高精度成像、缝洞体内部结构刻画及断溶体预测技术,形成基于地质知识库和动态约束的岩溶地质建模技术;(2)建立多尺度复合介质耦合数值模拟理论,形成洞、缝、孔变重耦合的数值模拟技术与并行计算软件,提高了油藏模拟精度与速度;(3)发展缝洞型油藏注水开发理论,建立空间结构井网设计方法,实现缝注洞采、低注高采、同层注采,表层岩溶、古暗河岩溶及断控岩溶的储量控制程度明显提高;(4)揭示注氮气洞顶驱机理,形成单井、井组注氮气选井与注采参数优化技术;(5)形成非主应力任意方向靶向酸压改造技术,实现单向变多向、单缝变多缝,提高了酸压中靶率及酸压改造效果。通过碳酸盐岩深层缝洞型油气藏开发关键技术应用,塔河油田新井建产率达91.7%,年产油长期稳产在550×10⁴t以上,支撑了顺北10亿吨级大油气田的发现与快速上产。