油气田勘探开发是对油气田地质认识不断深化细化和对工程技术不断优化改进的过程。近年来，国内油气勘探向非常规、超深层等领域快速延伸，面临着地质风险急剧增大、开发投入大幅增加等问题，地质工程一体化模式应运而生。
所谓地质工程一体化，是以地质目标最大化和工程风险最小化为原则，从高精度三维地震资料和精细地质综合研究入手，通过地震、地质、开发、测录井、钻井、压裂等多学科、多专业有机结合，相互协同、多维度优化，以增强复杂、特殊油气藏勘探开发效果。
2014年，石油工程技术研究院以提高页岩气开发效益为目标，分析了我国页岩气开发中存在的主要问题，在国内率先系统论述了针对页岩气储层特征的地质工程技术思路和方法，建立了页岩气地质工程一体化技术体系。
为实现页岩气井产量和工程投资最优匹配目标，工程院在地质和工程“甜点”评价基础上，采用“交叉+单向”的布井方式；针对压裂区井网密集、防碰防扰风险大等难题，提出井眼轨道绕障设计流程和方法，实现井眼“零”碰撞；针对上部气层易漏失、长水平井眼轨迹控制难度大的难题，开展页岩地层岩石力学特征精细描述，形成“导眼+三开制”的长井段水平井井身结构设计技术；应用地震实时跟踪及方位伽马成像技术，优选导向工具，优质储层穿行率达98%以上。由此，工程院逐步优化形成了从丛式井组到“井工厂”再到大型长水平段立体开发“井工厂”的优快钻井技术体系。
储层改造方面，针对压前储层评价，工程院建立了测井曲线、关键录井元素等评价方法，实现地质工程一体化优选“甜点”段和最优“甜点”段准确识别；针对压裂优化设计，开展压裂注入模式及工艺参数优化研究，获取了与储层特征相匹配的最优压裂施工参数组合，同时优化模拟压后返排时机及返排制度，提出了有利于加快压后油气峰值到来的排采原则；针对压后评估反演，建立了基于压裂施工曲线及数据对储层地质参数的系列化反演分析模型，为地质参数的实时修正和压裂施工参数的适时调整，提供了有力技术保障。
通过地质工程一体化技术的实施，截至2023年4月底，涪陵页岩气田一期单井累产超亿立方米的井达178口，占投产井数量的七成，单井平均最终可采储量1.5亿立方米。
为实现顺北油气田“少井高产、多控长稳”的开发目标，工程院针对超深碳酸盐岩油气藏复杂地质工程条件，推进地质工程协同攻关、整体优化。基于“火山岩地震相控反演、断裂多尺度检测”等钻井风险预测，指导井位优选，复杂周期缩短78%。基于破碎性储层三维地应力场模型，确定最优钻井方位，井壁稳定率提高65%；根据储层发育模型优化井眼轨迹，最大程度揭示有效储层；深化侵入体垮塌规律、储层异常高压认识，形成了地质工程风险联合分析的井身结构设计方法，井身结构持续优化。基于“四要素”协同高效破岩理念与方法，研选异型齿PDC钻头及减振类、冲击类辅助破岩提速工具，建立了多约束条件下钻井参数优化方法，优化形成了易斜地层防斜打快技术、超深水平井轨迹高效控制技术、复杂地层井筒强化技术等，实现了钻井技术的系列化、模板化。
储层改造方面，工程院基于立体雕刻容积法储量计算，采用自动寻优确定断裂面最优连通路径，实现了连通缝洞体的量化表征。基于“波动-管渗”耦合试井方法，建立栅状缝洞体综合因子预测地层系数方法，高产井预测精度超90%；形成断裂连通和轨迹连通两种设计方法，实现规模储量高效动用。建立复杂地层酸岩反应等模型，针对不同栅状结构，设计三种酸压沟通模式，单井产能提升20%以上。
通过地质工程一体化技术的实施，顺北油气田油区钻井周期缩短52%、气区钻井周期缩短30.4%，完井一次成功率达92.3%，收获26口千吨井。
