塔里木盆地作为我国最重要的油气资源接替区,其深层/超深层油气资源开发面临诸多世界级技术难题。本文系统梳理了塔里木油田超深油气储层改造技术的发展历程与技术体系,重点论述了塔里木油田两大主力储层的改造技术突破:针对台盆区深层/超深层复杂碳酸盐岩储层,创新性地提出了缝洞体识别与改造一体化设计方法;针对库车山前超深裂缝性碎屑岩储层,研发了系列高效改造技术。研究取得了3项重要技术突破:一是耐高温酸液体系的成功研发,显著提升了超深储层改造效果;二是高密度加重压裂液技术的突破,为超深井改造提供了关键支撑;三是配套工艺技术的持续创新,为超深油气储层高效开发奠定了坚实基础。结合塔里木超深油气储集层的勘探开发趋势,论述了储层改造的生产需求及技术不足,包括深层/超深层储层改造室内基础研究及人工裂缝扩展机理、新型改造液、分层工具、暂堵材料及配套应用工艺技术、改造直接监测解释技术等。提出了6个方面的技术发展建议:1)构建超高温高压基础实验平台,开展岩石力学、流体渗流和导流能力测试等基础研究;2)深入研究高应力复杂储层人工裂缝扩展规律,建立考虑多场耦合的裂缝扩展模型;3)研发耐温200℃以上的高性能酸液体系,重点突破可加重、低摩阻、耐高温可控生酸技术;4)研发软硬分层工具、暂堵材料及配套工艺技术,完善软硬分层工艺;5)优化超深水平井“多簇限流”压裂工艺,提高缝控储量;6)建立基于光纤监测的裂缝实时诊断系统,开发耐高温井下监测工具。本研究不仅系统梳理了塔里木油田“三超”储层改造技术体系,更为我国万米储层改造提供了关键技术储备。研究成果对推动我国深层油气资源高效开发具有重要理论价值和工程指导意义,相关技术创新思路也可为全球类似地质条件的油气田开发提供参考。