近年来随着地质科学“三深一系统”发展战略的实施推进,地球系统演化研究推动油气地质理论创新发展,跨越地球不同圈层构造耦合作用与有机-无机复合成烃及共伴生He/H₂等稀有非烃资源是未来油气地质学科发展的重大新兴方向。基于地球系统演化与油气成藏及环境效应综合分析,提出了“跨圈层油气系统”,指出了未来《石油天然气地质学》创新发展趋势:一是未来油气地质学研究面临从“盆地级含油气系统”到地球圈层间“碳循环—烃转化系统”——“跨圈层油气系统”的大尺度跨越;二是面向跨越层圈构造活动不同圈层作用下的油气资源效应,聚焦深部动力学过程和圈层间物质能量作用下碳“汇—转—聚—散”循环过程轨迹线,与之对应的“成盆—成烃—成藏—环境”资源环境效应链,推动油气地质理论创新发展;三是不同圈层耦合作用触发有机-无机复合成烃,深部构造动力学机制、壳幔耦合作用、物质和能量交换促使深部富氢流体上涌侵入盆地成藏系统,引发无机-有机复合生烃和油气聚集及He/H₂共伴生稀有和非烃气体资源、地热等新资源形成和富集;四是地球演化圈层间碳循环伴随着“动力响应—物质作用—能量传输”及多成因油气资源形成和演化的同时,由于不同圈层碳释放及油气资源开发利用引起的碳排放,引发不同的气候环境效应,推动针对性评估方法技术创新,为油气开发利用和“碳中和”提供理论支撑;五是指出未来油气地质学科发展及重大领域基础研究发展方向:(1)跨圈层构造演化与盆地充填机制;(2)壳幔耦合作用下有机-无机复合生烃与伴生资源形成;(3)深部物质能量作用与油气运移聚集机理;(4)油气开发利用与碳中和理论技术。研究成果将为未来“石油天然气地质学”学科发展战略和油气产业发展方向奠定理论基础。