非常规油气资源开发与碳封存是保障能源安全和实现“双碳”目标的重要途径,但其过程涉及复杂的多物理场耦合,传统数值模型难以准确刻画。针对此挑战,本文介绍了一款自主研发的多场耦合模拟器,该模拟器采用模块化架构,实现了储层热-流-固-化过程的高效协同计算。本文综述了自研模拟器的基本原理及其应用。在天然气水合物开采方面,揭示了“原位补热降压充填”新方法的增产潜力,划分了不同物性储层的分解主控模式,并提出了注热-降压协同开采的优化方案;在甲烷水合物-碳封存协同研究中,论证了甲烷开采对CO₂封存的“以采助存”协同增效机制,阐明了其通过形成“伞状自封闭壳层”提升封存效率与长期安全性的机理;此外,还评估了深部地热“集群U型多分支井”技术的长期取热表现,探讨了页岩油原位转化的多阶段演化规律。研究成果为非常规资源能源的高效开发及碳封存提供了理论与技术支撑。